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nyash-codex 8fd3a2b509 docs: restore docs/private/roadmap from 7b4908f9 (Phase 20.31)

2025-10-31 18:00:10 +09:00

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Phase 15.76 - extern_c & Frozen Toolchain INDEX

🎯 Phase概要

extern_c構文実装 + 凍結EXE（hako-frozen-v1.exe）の背骨確立

Hakoruneから直接C関数を呼び出し、LLVM BackendをプラグインとしてC ABI経由で利用可能にする。これにより、Rust層を凍結しても日常開発が回る基盤を確立。

📁 ドキュメント構成

🎯 計画・戦略

MILESTONE.md ⭐最重要 - ゴールライン（受け入れ基準/DoD）
BUILTIN_VS_PLUGIN_DESIGN.md - 内蔵 vs プラグイン設計方針
GUARD_RAILS.md - 安全性・セキュリティ設計（作成予定）

📚 技術資料

docs/reference/language/extern_c.md - extern_c構文リファレンス（作成予定）
docs/guides/frozen-toolchain.md - 凍結ツールチェーン使用ガイド（作成予定）

🔧 実装資料

libs/llvm_backend/ - LLVM Backendプラグイン実装（作成予定）
tools/aot/ - AOT補助スクリプト（作成予定）

🚀 Phase 15.76 の核心アイデア

💡 発見の経緯（2025-10-14）

User（tomoaki）の思考プロセス:

「HakoruneからC ABIを呼びたい」
「あ、Rustもやってる！extern "C"」
「じゃあHakoruneでもextern_c構文を！」

結果: 業界標準パターンへの独自収束 ⭐論文価値

🎯 3つのルール

単一パーサ: Hakoruneパーサーのみ開発（Rust凍結）
stage0（凍結EXE）: hako-frozen-v1.exe 基盤使用
床=Rust / 家=Hakorune: Rustは基盤、Hakoruneは拡張

⚡ なぜこの戦略

開発速度: Rustビルド3-5分 → 凍結EXE即座
決定性: パーサ1つのみ保守 → 2重メンテ回避
回帰コスト: 凍結EXEで戻れる → 安全試行錯誤

📋 実装の全体像

1️⃣ extern_c構文（Hakorune言語側）

// 基本形: C関数を直接呼び出し
static box SystemInfo {
    get_pid() -> IntegerBox {
        local pid = extern_c "getpid"()
        return pid
    }

    string_length(s: StringBox) -> IntegerBox {
        local len = extern_c "strlen"(s.to_cstring())
        return len
    }

    run_command(cmd: StringBox) -> IntegerBox {
        local result = extern_c "system"(cmd.to_cstring())
        return result
    }
}

2️⃣ バックエンドプラグイン（C ABI出力）

// LLVM Backendをプラグインとして呼び出し
static box Compiler {
    compile_to_object(mir: StringBox, out: StringBox) -> IntegerBox {
        local result = extern_c "llvm_compile_mir_to_object"(
            mir.to_cstring(),
            out.to_cstring()
        )
        return result
    }
}

3️⃣ AOT導線

# Step 1: MIR JSON生成
./hako --backend mir --emit-mir-json program.mir.json program.hako

# Step 2: extern_c経由で .o 生成
./hako compiler_wrapper.hako program.mir.json program.o

# Step 3: clangでリンク
clang program.o -o program.exe libhakorune_kernel.a

🔒 セキュリティ設計

既定Deny + Allowlist

# hako.toml
[ffi.dynamic]
allow = [
    "getpid",     # 既定
    "strlen",     # 既定
    "system",     # 既定
    "getppid",    # 追加
]

ENV変数

# 開発時のみ許可（CI不可）
HAKO_FFI_ALLOW_ALL=1 ./hako program.hako

# 追加許可（マージ）
HAKO_FFI_ALLOW_LIST=getppid,getuid ./hako program.hako

優先順位

1. 既定ホワイトリスト（最小セット）
2. TOML設定（hako.toml, nyash.toml）
3. ENV変数（HAKO_FFI_ALLOW_LIST）
4. Dev許可（HAKO_FFI_ALLOW_ALL=1）← CI不可

📦 内蔵 vs プラグイン方針

✅ 凍結EXEに内蔵（静的同梱）

Core Boxes: String/Integer/Bool/Array/Map
Console/Time: 診断・時刻（最小）
JSON: MIR JSONブリッジ（最小）
File: 読み込み専用（最小）
extern_c runtime: allowlist機構

🔌 プラグイン（動的ロード）

libllvm_backend.so ⭐C ABI出力（.o生成）
Network/HTTP: セキュリティ影響大
拡張FS: 書き込み専用
重量物: 圧縮/暗号/画像/正規表現

詳細: BUILTIN_VS_PLUGIN_DESIGN.md

🧪 テスト戦略

quick-selfhost プロファイル

# 基本動作
tools/smokes/v2/profiles/quick-selfhost/extern_c_strlen_vm.sh
tools/smokes/v2/profiles/quick-selfhost/extern_c_getpid_vm.sh
tools/smokes/v2/profiles/quick-selfhost/extern_c_system_vm.sh

# 許可機構
tools/smokes/v2/profiles/quick-selfhost/extern_c_env_allowlist_getppid_vm.sh
tools/smokes/v2/profiles/quick-selfhost/extern_c_deny_unknown_vm.sh

期待結果

extern_c_strlen_vm... [PASS] (0.5s)
extern_c_getpid_vm... [PASS] (0.3s)
extern_c_system_vm... [PASS] (0.4s)
extern_c_env_allowlist_getppid_vm... [PASS] (0.3s)
extern_c_deny_unknown_vm... [PASS] (0.3s)

📊 進捗トラッキング

Week 1（2025-10-14 - 10-18）

extern_c構文実装（Parser→AST→MIR）
VM動的FFI基盤（0/1/2引数対応）
既定ホワイトリスト実装

Week 2（2025-10-19 - 10-25）

ENV/TOML許可機構
libs/llvm_backend プラグイン化
lib探索パス実装

Week 3（2025-10-26 - 11-01）

AOT導線整備（MIR JSON→.o→EXE）
補助スクリプト作成
ドキュメント完成

Week 4（2025-11-02 - 11-08）

スモークテスト追加
統合テスト（quick-selfhost）
レビュー・調整

詳細: MILESTONE.md

🚀 次のフェーズ（Phase 15.77/凍結へ）

開始条件

AOTルート再現可能（MIR JSON→.o→EXE）
libs/llvm_backend ビルド緑（Linux）
allowlist/TOML運用ガイド完成

Phase 15.77 目標

凍結EXE確定: hako-frozen-v1.exe タグ付け・配布
Rust層最小化: 100-200行（VM実行エンジンのみ）
脱Rust加速: Hakoruneパーサーのみ開発

📚 関連リソース

設計資料

論文資料

業界標準パターン

Rust: stage0（凍結ツールチェーン）
Go: Go 1.4 frozen（bootstrap用）
OCaml: ocamlc frozen（自己ホスト用）

作成日: 2025-10-14 Phase開始: 2025-10-14 想定期間: 4週間（Week 1-4）

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