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# Phase 20.6 - VM Core Complete (Phase B+C 完全達成)
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**期間**: 2026-03-01 - 2026-05-24 (12週間)
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**状態**: Planning（前提の一部は既に実装済み／統合済み）
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**前提**: Phase 20.5完了 (VM Foundations PoC + op_eq Migration)
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## 🎯 このフェーズで実現すること
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**"Hakorune VM Core 完全実装 + Dispatch統一"**
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現状の前提更新（2025‑10 時点）
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- MirCall 正規化は導入済み（Callee=Method/ModuleFunction/Extern/Constructor）。NewBox→Constructor は既定ON。
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- Static Box の “me 注入” は Builder→Rewrite へ移設済み。Verifier で違反を Fail‑Fast。
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- LoopForm は quick プロファイルで既定ON、代表系は緑（PHI 形状の安定化済み）。
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- Boot/Lock（Zero‑Box Boot）導入済み：`--frozen`（LockOnly）/ `--lock` / `--lock-verify` / `--lock-diff` 完備。PluginLoader は BootPlan 優先で探索撤退。
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### フェーズの位置づけ
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Phase 20.6は**Pure Hakorune Roadmap**における2つの重要フェーズを完了します:
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1. **Phase B Complete (Week 1-6)**: VM Core in Hakorune
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- 全16個のMIR命令を実装
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- 制御フロー（分岐、PHI、ループ）完全対応
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- Golden Tests: Rust-VM vs Hako-VM 100%一致
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2. **Phase C (Week 7-12)**: Dispatch Unification
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- Resolver統合（すべてのメソッド呼び出しを統一）
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- CallableBoxリファクタリング
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- Universal Route Minimization（特殊ケース排除）
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## 💡 背景と動機
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### Phase 20.5での達成内容
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Phase 20.5で以下を完了:
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- ✅ HostBridge API (C-ABI境界)
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- ✅ op_eq Migration (Hakoruneで実装)
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- ✅ VM Foundations PoC (5命令: const, binop, compare, jump, ret)
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### Phase 20.6での拡張
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Phase 20.6では:
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1. **VM Core Complete**: 5命令 → 16命令へ拡張
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2. **制御フロー強化**: branch, phi, loopform対応
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3. **メモリ操作**: load, store, copy対応
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4. **メソッド呼び出し**: call, boxcall, externcall対応
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5. **Dispatch統一**: Resolverによる単一解決経路
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## 🔗 C-ABI 統一（設計のみ・実装は20.7）
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目的
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- 基本箱（String/Array/Map ほか）を C-ABI で単一起点化し、Rust VM と Hakorune VM の双方が同じ実装を叩ける状態を設計先行で整備する。
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- Phase 20.6 では SSOT（仕様・ヘッダ・旗振り）を置き、挙動は不変（既定OFF）。実装切替は 20.7 で行う。
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設計方針（Two‑Layer Export）
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- Stable ABI（外向け）: `extern "C"` の安定シンボル（new/free/retain/dispatch/size/get/set 等）
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- Inlinable API（内向け）: `#[inline(always)]` な crate 内 API。内蔵時は Known/Rewrite で直呼びに最適化
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- 既定: Meta は内蔵（ABI互換を保つ実装様式）、Basic はプラグイン（WASM/embedded は内蔵プラグイン）
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フラグ（設計追加のみ・既定OFF）
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- `NYASH_ABI_BASIC_ON=0|1` … 基本箱を ABI 経路に切替（20.7 で使用開始）
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- `NYASH_ABI_BUILTIN_LINK=0|1` … 内蔵プラグイン静的リンク（LTO/inline 最適化用）
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受け入れ基準（20.6）
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- ヘッダ/SSOT 文書/flags が追加されても quick/integration の結果が不変（既定OFF）
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- ドキュメント: 設計、運用ポリシー、ロールバック手順、ビルドプリセット（default/embedded/research）を記載
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- CLI/起動: Boot/Lock の運用を併記（Dev=自動生成/差分、Frozen=LockOnly）。ABI 導入後も決定性を損なわないこと。
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## 🏗️ アーキテクチャ概要
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### Phase B: VM Core Complete (Week 1-6)
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【16個のMIR命令】
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┌─────────────────────────────────────┐
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│ 基本値・制御 (5命令) │
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│ ✅ const, ret, jump, branch, phi │ ← Phase 20.5完了
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├─────────────────────────────────────┤
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│ 演算 (6命令) │
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│ ✅ binop (Add/Sub/Mul/Div/Mod) │ ← Phase 20.5完了
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│ ✅ compare (Eq/Ne/Lt/Le/Gt/Ge) │ ← Phase 20.5完了
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│ ⬜ unaryop │ ← Phase 20.6追加
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├─────────────────────────────────────┤
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│ 呼び出し（MirCallに統一） │
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│ ⬜ MirCall(callee=…) │ ← Phase 20.6追加
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│ - Callee::Method │
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│ - Callee::ModuleFunction │
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│ - Callee::Extern │
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│ - Callee::Constructor │
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├─────────────────────────────────────┤
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│ メモリ・型 │
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│ ⬜ load, store, copy │ ← Phase 20.6追加
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│ ⬜ typeop │ ← Phase 20.6追加
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│ （new は MirCall::Constructor） │
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├─────────────────────────────────────┤
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│ 制御最適化 (3命令) │
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│ ⬜ barrier, safepoint, loopform │ ← Phase 20.6追加
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└─────────────────────────────────────┘
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```
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### Phase C: Dispatch Unification (Week 7-12)
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```
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【現状: 複数の解決経路】
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┌────────────────────────────────────┐
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│ Method Call Dispatch │
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│ ├─ Global Function (特殊ケース) │
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│ ├─ Box Method (特殊ケース) │
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│ ├─ Closure (特殊ケース) │
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│ ├─ Constructor (特殊ケース) │
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│ └─ Module Function (特殊ケース) │
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└────────────────────────────────────┘
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↓ Phase C統一
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┌────────────────────────────────────┐
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│ Unified Resolver Path │
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│ │
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│ Resolver.lookup(type_id, method, arity)
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│ ↓ │
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│ MethodHandle │
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│ ↓ │
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│ ExecBox.call_by_handle( │
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│ handle, args, NoOperatorGuard)│
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└────────────────────────────────────┘
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```
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**重要な設計原則**:
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- **単一解決経路**: すべての呼び出しは MirCall の Callee で表現
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- BoxCall/ExternCall/NewBox といったレガシー命令は導入しない（すべて MirCall）
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- **Fail‑Fast**: 未知メソッド/外部IF は即エラー（フォールバック禁止）
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- **特殊ケース排除**: 疑似メソッドや多重ディスパッチ経路を撤去
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## 📊 週次計画 (Week 1-12)
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### Phase B Complete: VM Core (Week 1-6)
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#### Week 1-2: メモリ操作命令 (2026-03-01 - 03-14)
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**目標**: load, store, copy実装
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**実装対象**:
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```hakorune
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// load: メモリから値をロード
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// store: メモリに値を保存
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// copy: レジスタ間のコピー
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```
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**成果物**:
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- [ ] `load_handler.hako` 実装
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- [ ] `store_handler.hako` 実装
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- [ ] `copy_handler.hako` 実装
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- [ ] テスト: 10ケース (メモリ操作基本)
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#### Week 3-4: メソッド呼び出し命令 (2026-03-15 - 03-28)
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**目標**: call, boxcall, externcall実装
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**実装対象**:
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```hakorune
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// call: 関数呼び出し (Global/Module/Closure)
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// boxcall: Boxメソッド呼び出し
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// externcall: 外部関数呼び出し (nyrt.time等)
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```
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**成果物**:
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- [ ] `call_handler.hako` 実装 (Unified MirCall)
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- [ ] `boxcall_handler.hako` 実装
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- [ ] `externcall_handler.hako` 実装
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- [ ] テスト: 15ケース (呼び出し基本)
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#### Week 5: 型操作命令 (2026-03-29 - 04-04)
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**目標**: typeop, newbox実装
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**実装対象**:
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```hakorune
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// typeop: 型変換・型チェック
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// newbox: Box生成
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```
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**成果物**:
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- [ ] `typeop_handler.hako` 実装
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- [ ] `newbox_handler.hako` 実装
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- [ ] テスト: 10ケース (型操作基本)
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#### Week 6: 制御最適化命令 + Golden Tests (2026-04-05 - 04-11)
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**目標**: 残り命令 + Golden Testing完了
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**実装対象**:
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```hakorune
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// barrier: GC barrier
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// safepoint: GC safepoint
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// loopform: ループ検出ヒント
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// unaryop: 単項演算
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```
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**Golden Tests**:
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- [ ] 算術演算: 10ケース
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- [ ] 制御フロー: 10ケース
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- [ ] コレクション操作: 10ケース
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- [ ] 再帰: 5ケース
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- [ ] クロージャ: 5ケース
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- [ ] 文字列操作: 10ケース
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- [ ] 型操作: 10ケース
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- [ ] メモリ操作: 10ケース
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- [ ] 複合ケース: 30ケース
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**合計**: 100個のGolden Tests
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**成果物**:
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- [ ] 残り命令実装完了
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- [ ] Golden Test Suite完成 (100+ tests)
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- [ ] パフォーマンス測定: Hako-VM ≥ 50% of Rust-VM
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### Phase C: Dispatch Unification (Week 7-12)
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#### Week 7-8: Resolver統合 (2026-04-12 - 04-25)
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**目標**: Resolver.lookup実装 + 統合
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**実装内容**:
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```hakorune
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// Resolver: すべてのメソッド呼び出しを統一
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static box ResolverBox {
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// type_id, method, arity → MethodHandle
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lookup(type_id: IntegerBox,
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method: StringBox,
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arity: IntegerBox) {
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// 1. 型情報から適切なハンドラーを検索
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// 2. メソッドシグネチャ検証
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// 3. MethodHandle返却
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// 4. 見つからない場合 → RuntimeError (Fail-Fast)
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}
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}
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```
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**成果物**:
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- [ ] `resolver_box.hako` 実装
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- [ ] `method_handle_box.hako` 実装
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- [ ] 統合テスト: 20ケース
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#### Week 9-10: CallableBox Refactoring (2026-04-26 - 05-09)
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**目標**: 単一呼び出しエントリーポイント実装
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**実装内容**:
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```hakorune
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// CallableBox: すべての呼び出しを統一
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static box ExecBox {
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call_by_handle(handle: MethodHandleBox,
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args: ArrayBox,
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guard: NoOperatorGuard) {
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// 1. ハンドルから実装取得
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// 2. 引数検証
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// 3. NoOperatorGuardで再帰防止
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// 4. 実行
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}
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}
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```
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**マクロデシュガー**:
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```hakorune
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// Before: arr.push(value)
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// After: Callable.ref_method(arr, :push, 1).call([value])
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```
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**成果物**:
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- [ ] `exec_box.hako` 実装
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- [ ] `no_operator_guard_box.hako` 実装
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- [ ] マクロデシュガー実装
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- [ ] テスト: 25ケース
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#### Week 11: Universal Route Minimization (2026-05-10 - 05-16)
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**目標**: 疑似メソッド実装削除
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**削除対象**:
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- ❌ 特殊ケースdispatch (Global/Box/Closure/Constructor/Module)
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- ❌ ハードコードされたメソッドテーブル
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- ❌ フォールバック実装
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**実装内容**:
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- ✅ すべてResolver経由
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- ✅ 未知メソッド → RuntimeError (Fail-Fast)
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- ✅ 単一コードパス
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**成果物**:
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- [ ] 特殊ケース削除完了
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- [ ] コードベース整理
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- [ ] テスト: 30ケース (エッジケース)
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#### Week 12: 統合テスト + ドキュメント (2026-05-17 - 05-24)
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**目標**: Phase 20.6完了報告
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**統合テスト**:
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- [ ] Golden Tests再実行 (100+ tests ALL PASS)
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- [ ] パフォーマンステスト (≥ 50% of Rust-VM)
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- [ ] ストレステスト (大規模プログラム)
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- [ ] リグレッションテスト
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**ドキュメント**:
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- [ ] VM Core完全リファレンス
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- [ ] Dispatch Unification設計書
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- [ ] パフォーマンスレポート
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- [ ] Phase 20.6完了報告書
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- [ ] Phase 20.7計画書
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## 🏆 成功基準 (DoD)
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### 技術的基準
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1. **VM Core Complete**:
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- [ ] 全16個のMIR命令が動作
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- [ ] 制御フロー完全対応 (branch, phi, loopform)
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- [ ] メモリ操作完全対応 (load, store, copy)
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2. **Golden Tests**:
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- [ ] 100個以上のテストケースすべてPASS
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- [ ] Rust-VM vs Hako-VM: 100%出力一致
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- [ ] エッジケース網羅
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3. **Dispatch Unified**:
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- [ ] すべてのメソッド呼び出しがResolver経由
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- [ ] 特殊ケースdispatch完全削除
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- [ ] Fail-Fast動作確認 (未知メソッド→即エラー)
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### パフォーマンス基準
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- [ ] **Hako-VM ≥ 50% of Rust-VM** (実行速度)
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- [ ] **メモリ使用量**: < 200MB (通常プログラム)
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- [ ] **コンパイル時間**: < 10s (小規模プログラム)
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### 品質基準
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- [ ] **テストカバレッジ**: すべての命令・制御パスをカバー
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- [ ] **ドキュメント**: アーキテクチャ・設計・移行ガイド完備
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- [ ] **コードレビュー**: ChatGPT + Claude承認済み
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## ⚠️ リスク & 対策
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### リスク1: 実装複雑性
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**問題**: 16命令すべての実装は複雑
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**影響**: HIGH
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**対策**:
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- Rust VMを参照実装として利用
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- 週次で段階的実装 (2-4命令/週)
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- 各命令に専用テストスイート
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- Golden Testsで早期バグ検出
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### リスク2: Dispatch統一の難易度
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**問題**: 既存の特殊ケース削除は影響範囲が大きい
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**影響**: MEDIUM
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**対策**:
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- 段階的移行: 新コード追加 → テスト → 旧コード削除
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- Resolverを先に実装・テスト
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- フィーチャーフラグで切り替え可能に
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- リグレッションテスト強化
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### リスク3: パフォーマンス劣化
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**問題**: Hako-VMがRust-VMより遅い可能性
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**影響**: MEDIUM
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**対策**:
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- 初期目標: 50% (許容範囲)
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- 週次でベンチマーク測定
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- ボトルネック早期特定
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- 最適化はPhase 20.7以降
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### リスク4: Golden Tests不一致
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**問題**: Rust-VMとHako-VMで出力が異なる可能性
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**影響**: HIGH
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**対策**:
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- 決定性保証 (JSON正規化、ソート済みキー)
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- 浮動小数点演算は整数で代替
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- ランダム性排除 (タイムスタンプ、PID等)
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- 差分詳細ログ
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## 📚 関連リソース
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### Phase 20.6ドキュメント
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- **[INDEX.md](INDEX.md)** - ドキュメント構造
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- **[PLAN.md](PLAN.md)** - 実行計画 (English)
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- **[CHECKLIST.md](CHECKLIST.md)** - 週次チェックリスト
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### 前後のフェーズ
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- **前**: [Phase 20.5 - VM Foundations](../phase-20.5/)
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- **次**: [Phase 20.7 - Collections in Hakorune](../phase-20.7/) (予定)
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### 参照ドキュメント
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- [Pure Hakorune Roadmap](../phase-20.5/PURE_HAKORUNE_ROADMAP.md) - 全体計画
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||
- [MIR Instruction Set](../../../../reference/mir/INSTRUCTION_SET.md) - MIR命令仕様
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||
- [Hakorune VM Discovery](../phase-20.5/HAKORUNE_VM_DISCOVERY.md) - VM発見レポート
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## 🎉 成功後の世界
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### Phase 20.6完了後（22週間累計、2026-05-24）:
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1. **VM Core Complete**: 全16個のMIR命令が動作
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2. **Golden Tests PASS**: 100%一致保証
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3. **Dispatch Unified**: 単一解決経路確立
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4. **パフォーマンス達成**: ≥ 50% of Rust-VM
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5. **ドキュメント完備**: 完全なアーキテクチャドキュメント
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||
### 次のステップ (Phase 20.7):
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||
- **Collections in Hakorune**: MapBox/ArrayBoxのHakorune実装
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- **Deterministic Behavior**: 決定性保証（イテレーション順序等）
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- **Performance Optimization**: 70%目標
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**作成日**: 2025-10-14
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**Phase開始予定**: 2026-03-01
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**Phase終了予定**: 2026-05-24
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**想定期間**: 12週間
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**前提フェーズ**: Phase 20.5 (VM Foundations PoC)
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**成果**: VM Core Complete + Dispatch Unification ✅
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