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ユーザーBoxをC ABIで渡す技術的課題

🚨 現在の実装の問題点

1. ユーザーBoxの内部構造

pub struct InstanceBox {
    // フィールドはHashMapで管理
    pub fields_ng: Arc<Mutex<HashMap<String, NyashValue>>>,
    
    // メソッドはASTノードのまま！
    pub methods: Arc<HashMap<String, ASTNode>>,
}

問題: これらはRust固有の構造で、C ABIで直接渡せない

2. C ABIが期待する構造

typedef struct {
    // 固定的な関数ポインタが必要
    void* (*create)(void* args);
    void (*destroy)(void* self);
    NyResult (*invoke_id)(void* self, uint32_t method_id, 
                         NyValue* args, int argc);
} NyashTypeBox;

🔧 必要な変換層

1. メソッドのコンパイル

// 現在: ASTNode（インタープリター実行）
methods: HashMap<String, ASTNode>

// 必要: 関数ポインタ or トランポリン
methods: HashMap<u32, fn(self, args) -> Result>

2. フィールドアクセスの標準化

// C側から見えるインターフェース
typedef struct {
    void* (*get_field)(void* self, const char* name);
    void (*set_field)(void* self, const char* name, void* value);
} FieldAccessor;

3. トランポリン関数の生成

// ユーザーBoxごとに自動生成する必要がある
extern "C" fn user_box_invoke(
    self_ptr: *mut c_void,
    method_id: u32,
    args: *mut NyValue,
    argc: c_int
) -> NyResult {
    // 1. self_ptrからInstanceBoxを復元
    let instance = unsafe { &mut *(self_ptr as *mut InstanceBox) };
    
    // 2. method_idからメソッド名を解決
    let method_name = resolve_method_name(method_id);
    
    // 3. ASTNodeを取得
    let ast = instance.methods.get(&method_name)?;
    
    // 4. インタープリターで実行（遅い！）
    let result = interpreter.execute_method(instance, ast, args);
    
    // 5. 結果をC ABIに変換
    to_ny_result(result)
}

🚀 解決策の提案

案1: JITコンパイル（理想的だが複雑）

// ユーザーBox登録時にJITコンパイル
fn register_user_box(spec: &BoxSpec) -> TypeBox {
    let compiled_methods = jit_compile_methods(&spec.methods);
    
    TypeBox {
        invoke_id: |self, id, args| {
            compiled_methods[id](self, args)
        }
    }
}

案2: インタープリタートランポリン（現実的）

// グローバルなインタープリター参照を保持
static INTERPRETER: OnceCell<Arc<Interpreter>> = OnceCell::new();

extern "C" fn universal_user_box_invoke(
    handle: u64,  // ハンドル経由
    method_id: u32,
    args: *mut NyValue,
    argc: c_int
) -> NyResult {
    // ハンドルからBoxを取得
    let registry = HANDLE_REGISTRY.read();
    let instance = registry.get(handle)?;
    
    // インタープリター経由で実行
    INTERPRETER.get().unwrap().invoke_method(
        instance, method_id, args, argc
    )
}

案3: ハイブリッドアプローチ（段階的）

1. Phase 1: インタープリタートランポリン（すぐ実装可能）
2. Phase 2: 頻繁に呼ばれるメソッドをキャッシュ
3. Phase 3: AOT時にネイティブコード生成

📊 パフォーマンスへの影響

ビルトインBox呼び出し:     1-3ns
プラグインBox呼び出し:     10-15ns
ユーザーBox（トランポリン）: 100-200ns
ユーザーBox（JIT後）:      15-20ns

🎯 実装優先順位

1. 最小実装（1週間）

   • ハンドル経由のトランポリン
   • グローバルインタープリター参照
   • 基本的なメソッド呼び出し

2. 最適化（2週間）

   • メソッドIDキャッシュ
   • 引数変換の効率化
   • エラーハンドリング

3. 高速化（1ヶ月）

   • 簡易JITコンパイル
   • AOT対応
   • ネイティブコード生成

結論

ユーザーBoxをC ABIで渡すには、インタープリター実行をトランポリン関数でラップする必要があります。これは性能上のオーバーヘッドがありますが、段階的に最適化可能です。