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論文A: MIR14で作る万能実行系

📚 概要

タイトル: From Interpreter to Native GUI Apps: Universal Execution with 14 Core Instructions

主題: 14命令のミニマルIRで実現する5つの実行形態（インタープリター/VM/JIT/AOT/GUI）

対象読者: システム研究者、言語実装者、実用性重視の開発者

🌱 MIR命令数の進化史

初期: 27命令前後（汎用的にあれもこれも欲しい状態） ↓ 削減会議: Box哲学と抽象化を突き詰めて13命令まで削減 ↓ 復活: 「最低限の算術演算は直接あった方が良い」という判断で UnaryOp を追加 ↓ MIR14: 現在のコア命令セット（Core-13 + UnaryOp = 14命令）

🎯 研究ポイント

1. 実装の完全性

• インタープリター: 開発・デバッグ用（500行）
• VM: 高速実行（1000行）
• JIT/AOT: Cranelift統合でネイティブ性能
• EXE生成: lld内蔵で完全自立
• Windows GUIアプリ: EguiBoxで実用アプリ

2. MIR14の威力

• 14命令（Core-13 + UnaryOp）ですべての実行形態をサポート
• 27命令 → 13命令 → 14命令への実践的な進化
• BoxCallへの統一と必要最小限の算術演算

3. 実用性の証明

• サイコロRPG（ゲーム）
• 統計計算ツール（数値計算）
• LISPインタープリター（言語処理系）
• ファイルエクスプローラー（GUIアプリ）

📊 実験計画

実行形態の比較

• 起動時間: Interpreter < VM < JIT < AOT < GUI
• 実行速度: Interpreter < VM < JIT ≈ AOT
• バイナリサイズ: Script < VM < JIT < AOT < GUI
• メモリ使用量: 各形態での比較

実アプリケーション評価

• サイコロRPG: ゲームループ性能（60fps達成）
• 統計計算: 大規模データ処理（100万件）
• GUIレスポンス: ユーザー操作の遅延（<16ms）
• コンパイル時間: ソース→EXEの所要時間

📁 ディレクトリ構造

paper-a-mir13-ir-design/
├── README.md              # このファイル
├── abstract.md           # 論文概要
├── main-paper.md         # 本文
├── chapters/             # 章別ファイル
│   ├── 01-introduction.md
│   ├── 02-mir-evolution.md
│   ├── 03-boxcall-unification.md
│   ├── 04-optimization-techniques.md
│   ├── 05-evaluation.md
│   └── 06-conclusion.md
├── figures/              # 図表
│   ├── mir-instruction-reduction.png
│   ├── performance-comparison.png
│   └── boxcall-architecture.svg
├── data/                 # 実験データ
│   ├── benchmark-results/
│   └── mir-statistics/
└── related-work.md       # 関連研究

🗓️ スケジュール

• 2025年9月前半: 実験実施・データ収集
• 2025年9月中旬: 執筆開始
• 2025年9月末: arXiv投稿（速報版）
• 2025年11月: POPL/PLDI 2026投稿

📝 執筆メモ

強調すべき貢献

1. 実装の幅広さ: 1つのIRで5つの実行形態を実現
2. 完全な自立性: 外部コンパイラ・リンカー不要
3. 実用アプリ動作: GUIアプリまで実際に動く

新規性

• 13命令で実用GUIアプリまで動かした初の事例
• インタープリターからネイティブまでの統一パイプライン
• Cranelift + lld内蔵による完全自己完結型言語

🔗 関連ドキュメント

• MIR Instruction Set
• Phase 11.8 MIR Cleanup
• Phase 12 TypeBox統合