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hakorune/docs/reference/architecture/mir-to-vm-mapping.md
Moe Charm 63749b683e feat: Add VM statistics and fix compilation errors for plugin tests
- Add VM instruction statistics (--vm-stats, --vm-stats-json)
- Fix missing fields in ast.rs test code (public_fields, private_fields)
- Add CliConfig fields for VM statistics
- Enable TLV debug logging in plugin_loader_v2
- Successfully test FileBox handle passing and HTTP plugin creation

🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.ai/code)

Co-Authored-By: Claude <noreply@anthropic.com>
2025-08-23 04:51:24 +09:00

5.4 KiB
Raw Blame History

MIR → VM Mapping (Draft)

最終更新: 2025-08-23

目的: 生成されたMIR命令がVMでどう実行されるかを1枚で把握し、欠落や暫定実装を洗い出す。26命令ダイエット検討の足場にする。

記法: 状態 = Implemented / Partial / No-op / TODO。

コア命令

  • Const: Implemented
    • 定数を VMValue に格納。
  • BinOp: Partial
    • Integer: Add/Sub/Mul/Div 実装Divは0割チェック。他の算術/論理/ビット演算は TODO。
    • String: + 連結のみ対応。その他は TypeError。
  • UnaryOp: Partial
    • Neg(int), Not(bool) のみ。BitNot は TODO。
  • Compare: Partial
    • Integer/ String の Eq/Ne/Lt/Le/Gt/Ge 対応。その他型は TypeError。
  • Load / Store: Implemented
    • 現状はVM内の値スロット操作簡易
  • Copy: Implemented
    • 値コピー+クラス名/内部参照印の伝播。

制御フロー

  • Branch / Jump / Return: Implemented
  • Phi: Implemented
    • LoopExecutor による選択実装前BB情報を利用

呼び出し/Box関連

  • Call: Implemented
    • 関数名を Const String として解決しVM内ディスパッチ。
  • BoxCall: Partial
    • InstanceBox: {Class}.{method}/{argc} へ降格呼び出しMIR関数
    • PluginBoxV2: cfg(feature="plugins")下でLoader経由invoke引数: NyashBox配列
    • Builtinの簡易ディスパッチ: StringBox.length/substr/concat, IntegerBox.toString/abs 等の最小対応。
    • birth 特例: user-definedの birth はMIR関数へ直呼。
  • NewBox: Implemented
    • runtime.box_registry から生成。scope_tracker に登録。クラス名マップ更新。
  • TypeCheck: No-op (常にtrue)
    • TODO: 正式な型チェックに置換。
  • Cast: No-op (コピー)
    • TODO: 正式な型変換に置換。

配列

  • ArrayGet: TODO一時的に0を返す
  • ArraySet: TODO現在はno-op

デバッグ/出力

  • Debug: No-op性能優先
  • Print: Implementedto_string()して標準出力)
  • Nop: No-op

例外/安全ポイント

  • Throw: Partial
    • 例外値を表示してVMErrorで中断。ハンドラ探索なし。
  • Catch: No-op
    • 例外値スロットを Void セットのみ。制御遷移の実装は未対応。
  • Safepoint: No-op

参照/弱参照/バリア

  • RefNew / RefGet / RefSet: Partial
    • object_fields に簡易格納。object_classbox_declarations を用いた可視性public/private簡易検査あり。
  • WeakNew / WeakLoad: No-op相当通常コピー/取得と同値)
    • TODO: 実際の弱参照生存判定を導入。
  • BarrierRead / BarrierWrite: No-op
    • 効果注釈のみ(将来の最適化/並行実行基盤に備えた形)。

非同期

  • FutureNew / FutureSet / Await: Implemented
    • boxes::future::FutureBox を利用し、同期ブロッキングで結果取得。

外部呼び出し

  • ExternCall: Implemented
    • runtime::get_global_loader_v2().extern_call(iface, method, args) にルーティング。Some/Noneで戻り値void扱いも考慮。

既知の課題(抜粋)

  • BinOp/UnaryOp/Compare の型拡張浮動小数・Bool/Box等
  • ArrayGet/ArraySet の実装。
  • TypeCheck/Cast の正規化(型表現と整合)。
  • 例外ハンドリングThrow/Catchの制御フロー接続
  • WeakRef/Barrier の実体化(必要性評価の上、命令ダイエット候補)。
  • PluginBoxV2 のVM側統合強化引数/戻り値のTLV全型対応、Handle戻り値→BoxRef化

VM統計計測

  • --vm-stats / --vm-stats-json で命令ごとの使用回数と時間(ms)を出力。
  • ホット命令抽出によりダイエット候補を定量化。

実測結果サマリー(初回プローブ)

出所: local_tests/vm_stats_hello.json, local_tests/vm_stats_loop.json, simple_math.nyash

  • ループ系139命令 / 0.158ms)トップ:
    • Const: 25, BoxCall: 23, NewBox: 23, BinOp: 11, Branch: 11, Compare: 11, Jump: 11, Phi: 11, Safepoint: 11
    • 所見: ループloweringで Branch/Jump/Phi/Safepoint が並び、Box初期化とBoxCallが多い。
  • Hello系6命令: 期待どおりの最小構成Const/Print/Return中心
  • simple_math18命令: BinOpの使用を確認整数加減乗除

補足:

  • Safepoint はMIR上で挿入されるが、VMではNo-op計測には現れる
  • NewBox/BoxCall が上位に入るため、命令セットから外すのは不可(コア扱い)。
  • Compare/Branch/Jump/Phi は制御フローのコア。26命令の中核として維持が妥当。

26命令ダイエット検討のたたき台

方針: 「命令の意味は保ちつつ集約」。代表案:

  • 維持: Const / Copy / Load / Store / BinOp / UnaryOp / Compare / Jump / Branch / Phi / Return / Call / BoxCall / NewBox / ArrayGet / ArraySet
  • 参照: RefNew / RefGet / RefSetWeak/Barrierは拡張枠へ
  • 非同期: AwaitFutureNew/SetはBox APIへ寄せる案も可
  • I/O: Print は開発モード限定 or ExternCall統合ExternCall自体はBoxCallへ統合方針
  • 調整: TypeCheck/Cast はVerifier/型系に寄せる(命令から外す or 1命令に集約
  • Debug/Nop/Safepoint: メタ扱い(命令数からは外す)

次ステップ:

  • サンプル/テストをVMで実行し、vm-stats結果から実使用命令セットを抽出。
  • 上記案に対し互換影響を洗い出し、段階移行(エイリアス→削除)を設計。