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実験計画 - VM Stepping Stone論文

実験1: 開発効率の定量化

1.1 コミット履歴分析

# MIR実装期間
git log --after="2024-08-01" --before="2024-09-01" --oneline | grep -i mir | wc -l

# VM実装期間  
git log --after="2024-09-01" --before="2024-11-01" --oneline | grep -i vm | wc -l

# LLVM実装期間
git log --after="2024-11-01" --before="2025-02-01" --oneline | grep -i llvm | wc -l

1.2 コード再利用率測定

• VM実装のコード行数
• LLVMで再利用されたパターン数
• 共通FFI/ABIコードの割合

実験2: デバッグ効率の測定

2.1 バグ修正時間の比較

• VM実装時のバグ修正時間（Issue解決までの時間）
• LLVM実装時のバグ修正時間（VM比較による短縮効果）

2.2 具体例: VInvokeバグ

• 問題: argc処理でLLVMが-1していた
• 解決時間: VMとの比較で即座に特定（約30分）
• 従来手法での推定時間: 2-3時間

実験3: パフォーマンス測定

3.1 ベンチマークプログラム

// fibonacci.nyash
static box Main {
    fib(n) {
        if n < 2 {
            return n
        }
        return me.fib(n - 1) + me.fib(n - 2)
    }
    
    main() {
        return me.fib(35)
    }
}

3.2 測定項目

• Interpreter実行時間
• VM実行時間
• LLVM実行時間
• メモリ使用量

3.3 プラグイン呼び出しオーバーヘッド

// plugin_bench.nyash
static box Main {
    main() {
        local m = new MapBox()
        local i = 0
        loop(i < 1000000) {
            m.set(i, i * 2)
            local v = m.get(i)
            i = i + 1
        }
        return 0
    }
}

実験4: コード品質分析

4.1 重複コードの削減

• VM実装での重複コード
• LLVM実装での削減量

4.2 アーキテクチャの一貫性

• プラグインABIの統一度
• エラー処理の一貫性

実験5: 一般化可能性の検証

5.1 他言語への適用シミュレーション

• 小規模言語での検証
• 必要な前提条件の洗い出し

5.2 適用可能な言語の特徴

• プラグインシステムを持つ
• 統一的な型システム
• FFI/ABIが重要な役割を持つ

データ収集スクリプト

collect_metrics.sh

#!/bin/bash
# 開発メトリクス収集スクリプト

echo "=== Development Timeline ==="
echo "MIR commits:"
git log --after="2024-08-01" --before="2024-09-01" --oneline | grep -iE "(mir|MIR)" | wc -l

echo "VM commits:"
git log --after="2024-09-01" --before="2024-11-01" --oneline | grep -iE "(vm|VM)" | wc -l

echo "LLVM commits:"
git log --after="2024-11-01" --before="2025-02-01" --oneline | grep -iE "(llvm|LLVM)" | wc -l

echo "=== Code Statistics ==="
echo "VM implementation:"
find src/backend/vm* -name "*.rs" -exec wc -l {} + | tail -1

echo "LLVM implementation:"
find src/backend/llvm* -name "*.rs" -exec wc -l {} + | tail -1

echo "Shared runtime:"
find src/runtime -name "*.rs" -exec wc -l {} + | tail -1

期待される結果

1. 開発時間の短縮: VM経由により全体の開発時間が30-40%短縮
2. バグ修正の高速化: デバッグ時間が平均60-70%削減
3. コード品質向上: 再利用により一貫性のあるコードベース
4. 性能: LLVMはVMの10-50倍高速（プログラムによる）