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# Phase 20.8: GC + Rust Deprecation
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**期間**: 6週間（2026-07-20 → 2026-08-30）
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**ステータス**: 未開始
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**前提条件**: Phase 20.7（Collections in Hakorune）完了
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## 🎯 概要
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Phase 20.8は「Pure Hakorune大作戦」の最終フェーズです。2つのサブフェーズで構成されます：
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- **Phase E: GC v0** (Week 1-4) - Mark & Sweep ガベージコレクション実装
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- **Phase F: Rust VM Deprecation** (Week 5-6) - Rust VM非推奨化と完全セルフホスト達成
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このフェーズの完了により、以下を実現します：
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```
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Rust=floor, Hakorune=house ✅
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Rust層: ≤ 100行（HostBridge API のみ）
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Hakorune層: すべて（VM、コレクション、GC、コンパイラ）
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```
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## 🏗️ Phase E: GC v0 (Week 1-4)
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### 実装内容
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#### 1. Stop-the-world Mark & Sweep
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最小限のGC実装：
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- **Mark**: 到達可能オブジェクトをルートからトレース
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- **Sweep**: 到達不可能オブジェクトを解放
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- **Simple**: Generational GC、Incremental GCは実装しない
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#### 2. GC Roots（ルート集合）
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以下の3種類のルートから到達可能性を判定：
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```hakorune
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// 1. Stack frames（スタックフレームのローカル変数）
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local obj = new MyBox() // GC root
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// 2. Global static boxes（グローバル静的Box）
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static box GlobalState {
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config: ConfigBox // GC root
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}
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// 3. HandleRegistry（C-ABI経由のハンドル）
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// Rust側で保持されているハンドル
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```
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#### 3. GC Metrics（メトリクス収集）
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GC動作の観測可能性を確保：
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- **Allocation count**: 割り当てオブジェクト数
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- **Survivor count**: 生存オブジェクト数
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- **Sweep time**: GC実行時間
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- **Handle count**: HandleRegistry内のハンドル数
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#### 4. Observability（観測機能）
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```bash
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# 詳細GCログ出力
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HAKO_GC_TRACE=1 ./hako program.hako
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# 出力例:
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# [GC] Mark phase: 1234 objects traced
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# [GC] Sweep phase: 567 objects freed (45ms)
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# [GC] Survivors: 667 objects (54% survival rate)
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# プログラム終了時のGC統計
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# [GC Stats] Total allocations: 10000
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# [GC Stats] Total collections: 15
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# [GC Stats] Total freed: 8500
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# [GC Stats] Peak handles: 42
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```
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## 🚀 Phase F: Rust VM Compat Mode (Week 5-6)
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### 実装内容
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#### 1. Deprecate Rust VM（Rust VM非推奨化）
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```bash
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# デフォルト: Hakorune-VM
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./hako program.hako # Hakorune-VM使用
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# 明示的指定
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./hako --backend vm program.hako # Hakorune-VM使用
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# Rust-VMはopt-in（警告あり）
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./hako --backend vm-rust program.hako
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# Warning: Rust-VM is deprecated and will be removed in Phase 15.82.
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# Use Hakorune-VM (--backend vm) instead.
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```
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#### 2. Bit-Identical Verification（ビット完全一致検証）
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セルフコンパイルチェーン：
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```bash
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# Hako₁: 既存のRust製コンパイラ
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./hako_rust selfhost-compiler.hako -o hako_1
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# Hako₂: Hako₁でビルドしたコンパイラ
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./hako_1 selfhost-compiler.hako -o hako_2
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# Hako₃: Hako₂でビルドしたコンパイラ
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./hako_2 selfhost-compiler.hako -o hako_3
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# 検証: Hako₁ == Hako₂ == Hako₃（バイト単位）
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diff hako_1 hako_2 # Expected: 完全一致
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diff hako_2 hako_3 # Expected: 完全一致
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```
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**CI統合**:
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```yaml
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# .github/workflows/self_compilation.yml
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name: Self-Compilation Verification
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on: [push, pull_request]
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jobs:
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verify:
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runs-on: ubuntu-latest
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steps:
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- name: Build Hako₁ → Hako₂ → Hako₃
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- name: Verify bit-identical
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run: |
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diff hako_1 hako_2 || exit 1
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diff hako_2 hako_3 || exit 1
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```
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毎日CIで実行し、divergence（逸脱）を早期検出。
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#### 3. Rust Layer Minimization（Rust層最小化）
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最終的なRust層の役割：
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```rust
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// src/host_bridge.rs (~100 lines)
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// HostBridge API (C-ABI)
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#[no_mangle]
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pub extern "C" fn Hako_RunScriptUtf8(
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script_ptr: *const u8,
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script_len: usize
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) -> i32 { /* ... */ }
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#[no_mangle]
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pub extern "C" fn Hako_Retain(handle: usize) { /* ... */ }
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#[no_mangle]
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pub extern "C" fn Hako_Release(handle: usize) { /* ... */ }
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#[no_mangle]
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pub extern "C" fn Hako_ToUtf8(
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handle: usize,
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out_ptr: *mut *const u8,
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out_len: *mut usize
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||
) { /* ... */ }
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#[no_mangle]
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||
pub extern "C" fn Hako_LastError(
|
||
out_ptr: *mut *const u8,
|
||
out_len: *mut usize
|
||
) { /* ... */ }
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```
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**それ以外のすべてはHakorune実装**:
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```
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Hakorune実装:
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- VM (MiniVmBox)
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- Parser (MirJsonBuilderBox)
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- Collections (MapBox, ArrayBox)
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- GC (GcBox)
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- Standard library (StringBox, IntegerBox, etc.)
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```
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## ✅ 成功基準
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### Phase E (GC v0)
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- [ ] GC v0動作（メモリリークなし）
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- [ ] Mark & Sweep正常動作
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- [ ] GC Roots正しく検出（stack, global, handles）
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- [ ] メトリクス収集機能動作
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- [ ] `HAKO_GC_TRACE=1` で詳細ログ出力
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### Phase F (Rust VM Deprecation)
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- [ ] Hakorune-VMがデフォルトバックエンド
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- [ ] Rust-VM非推奨（警告表示）
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- [ ] Bit-identical self-compilation（Hako₁ == Hako₂ == Hako₃）
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- [ ] CI daily verification動作
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- [ ] Rust層 ≤ 100行（HostBridge APIのみ）
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### 総合
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- [ ] **True Self-Hosting**: Hakorune IS Hakorune
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- [ ] すべてのスモークテストPASS（Hakorune-VM使用）
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- [ ] ドキュメント完備（GC設計、HostBridge API spec）
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## 🎯 マイルストーン
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### Week 1-2: GC Mark Phase
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- [ ] GC Roots実装（stack, global, handles）
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- [ ] Mark algorithm実装
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- [ ] 基本トレース機能
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### Week 3-4: GC Sweep Phase & Metrics
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- [ ] Sweep algorithm実装
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- [ ] メトリクス収集機構
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- [ ] `HAKO_GC_TRACE=1` 実装
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- [ ] GC統合テスト
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### Week 5: Rust VM Deprecation
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- [ ] `--backend vm` デフォルト化
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- [ ] `--backend vm-rust` 警告追加
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- [ ] ドキュメント更新
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### Week 6: Bit-Identical Verification
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- [ ] Self-compilation chain実装
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- [ ] CI verification追加
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- [ ] Rust layer audit（≤ 100行確認）
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- [ ] 最終ドキュメント更新
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## 📊 実装戦略
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### GC実装原則
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1. **Simplicity First**: 最小限の実装（Generational/Incremental不要）
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2. **Correctness**: メモリリーク完全排除
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3. **Observability**: `HAKO_GC_TRACE=1` で動作可視化
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4. **Fail-Fast**: 不正なGC状態は即座にpanic
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### Rust VM Deprecation原則
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1. **Backward Compatibility**: `--backend vm-rust` で継続使用可能
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2. **Clear Warning**: 非推奨警告を明示
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3. **Golden Tests**: Rust-VM vs Hakorune-VM parity維持
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4. **Documentation**: 移行ガイド提供
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## 🔗 関連ドキュメント
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- **Phase 20.7 (Collections)**: [phase-20.7/README.md](../phase-20.7/README.md)
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- **Phase 15.80 (VM Core)**: [phase-15.80/README.md](../phase-15.80/README.md)
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||
- **Pure Hakorune Roadmap**: [phase-20.5/PURE_HAKORUNE_ROADMAP.md](../phase-20.5/PURE_HAKORUNE_ROADMAP.md)
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||
- **HostBridge API**: [phase-20.5/HOSTBRIDGE_API_DESIGN.md](../phase-20.5/HOSTBRIDGE_API_DESIGN.md)
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## 🎉 最終成果物
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Phase 20.8完了後の状態：
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Rust層（~100行）:
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├── host_bridge.rs # C-ABI functions
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└── (end)
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Hakorune層（すべて）:
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├── apps/selfhost-compiler/ # Compiler
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├── src/runtime/ # VM (MiniVmBox)
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├── plugins/ # Collections, GC, stdlib
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└── (everything else)
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```
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**これにより達成**:
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- **True Self-Hosting**: Hakorune IS Hakorune
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- **Rust=floor, Hakorune=house**: Rust層最小化完了
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- **完全自律**: メモリ管理もHakorune実装
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**ステータス**: 未開始
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**開始予定**: 2026-07-20
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**完了予定**: 2026-08-30
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**依存関係**: Phase 20.7 完了必須
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