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Key updates: - Document MIR 26→15 instruction reduction plan (transitioning status) - Add Core-15 target instruction set in INSTRUCTION_SET.md - Save AI conference analyses validating Box Theory and 15-instruction design - Create MIR annotation system proposal for optimization hints - Update SKIP_PHASE_10_DECISION.md with LLVM direct migration rationale Technical insights: - RefNew/RefGet/RefSet can be eliminated through Box unification - GC/sync/async all achievable with 15 core instructions - BoxCall lowering can automatically insert GC barriers - 2-3x performance improvement expected with LLVM - Build time reduction 50%, binary size reduction 40% Status: Design complete, implementation pending
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# Paper 10: Everything is Box × MIR15：1ヶ月で言語フルチェーンを通す設計原理
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Status: Planning
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Target: Top-tier PL Conference (PLDI/POPL/ICFP)
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Lead Author: Nyash Team
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## 📋 論文概要
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### タイトル
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**Everything is Box × MIR15: Design Principles for Building a Full Language Chain in One Month**
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### 中心的主張
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- 箱理論（Everything is Box）+ 15命令MIRが、VM/JIT/AOT/GC/非同期を等価に貫通
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- 設計の純度と最小命令集合により、1ヶ月での完全言語実装を実現
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- trace_hashによる等価性検証で、全実行形態の意味論的一致を証明
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### 主要貢献
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1. **理論的貢献**：15命令で全計算パラダイムを表現可能であることの証明
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2. **実装的貢献**：5つの実行形態（Interpreter/VM/JIT/AOT/WASM）の完全実装
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3. **検証手法**：trace_hashによる実行等価性の自動検証システム
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## 📊 実証データ計画
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### 等価性検証（最重要）
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実行形態マトリクス：
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- VM × {GC on, GC off}
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- JIT × {GC on, GC off}
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- AOT × {GC on, GC off}
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全6パターンでI/Oトレース完全一致を実証
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### 性能ベンチマーク
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相対性能比較：
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- Interpreter: 1.0x (baseline)
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- VM: 2.1x
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- JIT: 13.5x
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- AOT: 15.2x (予測値)
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### 開発速度分析
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従来言語との比較：
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- Go: 3年（2007-2009）
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- Rust: 4年（2010-2014）
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- Nyash: 20日（2025年8月）
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## 🔬 先行研究との比較
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### 言語設計哲学
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- **Smalltalk**: Everything is an Object → Nyash: Everything is a Box（より純粋）
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- **Lisp**: S式の統一性 → Nyash: Box+15命令の統一性（より実装容易）
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### 中間表現
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- **LLVM IR**: ~60命令 → Nyash MIR: 15命令（75%削減）
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- **WebAssembly**: ~170命令 → Nyash MIR: 15命令（91%削減）
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- **JVM Bytecode**: ~200命令 → Nyash MIR: 15命令（92.5%削減）
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### 実行戦略
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- **V8/SpiderMonkey**: 複雑な多段階JIT → Nyash: シンプルなAOT中心
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- **Go**: 独自コンパイラ → Nyash: LLVM活用で高速化
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## 📝 論文構成（予定）
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### 1. Introduction（2ページ）
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- 問題提起：なぜ言語実装に年単位かかるのか？
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- 解決策：Box理論×最小MIRによる複雑性削減
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- 貢献の要約
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### 2. Box Theory and Design Philosophy（3ページ）
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- Everything is Box哲学の詳細
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- 複雑さの局所化戦略
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- 型システムとの統合
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### 3. MIR15: Minimal Instruction Set（4ページ）
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- 15命令の詳細定義
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- なぜ15で十分か（理論的証明）
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- 他の命令セットとの比較
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### 4. Implementation（3ページ）
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- 20日間の開発タイムライン
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- 5つの実行形態の実装詳細
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- AI協調開発の役割
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### 5. Evaluation（4ページ）
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- trace_hash等価性検証
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- 性能ベンチマーク
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- 開発効率の定量分析
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### 6. Discussion（2ページ）
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- なぜ1ヶ月で可能だったか
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- 限界と今後の課題
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- 他言語への適用可能性
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### 7. Related Work（2ページ）
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- 言語設計の歴史
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- 最小命令セットの研究
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- 高速言語実装の試み
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### 8. Conclusion（1ページ）
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## 🎯 執筆スケジュール
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- Week 1: 実証データ収集（trace_hash検証）
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- Week 2: Introduction + Box Theory執筆
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- Week 3: MIR15 + Implementation執筆
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- Week 4: Evaluation + 残り執筆
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- Week 5: 推敲・図表整備
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## 📚 参考文献（予定）
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- Smalltalk-80: The Language and its Implementation
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- Structure and Interpretation of Computer Programs (SICP)
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- The LLVM Compiler Infrastructure
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- WebAssembly Specification
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- Go Programming Language Specification |