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Phase 12.5: MIR15最適化戦略 - コンパイラ丸投げ作戦 - optimization-strategy.txt: 詳細戦略（MIR側は軽量、コンパイラに丸投げ） - implementation-examples.md: 具体的な実装例 - debug-safety-comparison.md: 現在のDebugBox vs ChatGPT5提案の比較分析 Phase 15: Nyashセルフホスティング - 究極の目標 - self-hosting-plan.txt: 内蔵Craneliftによる実現計画 - technical-details.md: CompilerBox設計とブートストラップ手順 - README.md: セルフホスティングのビジョン 重要な知見： - LLVM統合完了済み（Phase 11）だが依存が重すぎる - Craneliftが現実的な選択肢（3-5MB vs LLVM 50-100MB） - 「コンパイラもBox、すべてがBox」の夢へ MASTERロードマップ更新済み
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# Phase 15: セルフホスティング技術詳細
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## 1. アーキテクチャ設計
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### 1.1 全体構成
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NyashCompiler (Nyashで実装)
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├── Frontend
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│ ├── Lexer (トークナイザー)
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│ ├── Parser (構文解析)
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│ └── AST Builder
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├── Middle-end
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│ ├── Type Checker
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│ ├── Name Resolver
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│ ├── MIR Lowerer
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│ └── Optimizer
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└── Backend
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├── CraneliftBox (JITラッパー)
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├── Code Generator
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└── Runtime Linker
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```
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### 1.2 CompilerBox設計
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```nyash
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box CompilerBox {
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init {
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lexer, // トークン解析器
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parser, // 構文解析器
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lowerer, // MIR生成器
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optimizer, // 最適化器
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backend // コード生成器
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}
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// ソースコードからASTを生成
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parse(source) {
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local tokens = me.lexer.tokenize(source)
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local ast = me.parser.parse(tokens)
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return ast
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}
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// ASTからMIRを生成
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lower(ast) {
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local mir = me.lowerer.lower(ast)
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return me.optimizer.optimize(mir)
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}
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// MIRから実行可能コードを生成
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codegen(mir) {
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return me.backend.generate(mir)
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}
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// 完全なコンパイルパイプライン
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compile(source) {
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local ast = me.parse(source)
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local mir = me.lower(ast)
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return me.codegen(mir)
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}
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}
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```
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## 2. パーサー実装（Nyash版）
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### 2.1 Lexer実装例
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```nyash
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box Lexer {
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init { keywords, operators }
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constructor() {
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me.keywords = new MapBox()
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me.keywords.set("box", TokenType.BOX)
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me.keywords.set("if", TokenType.IF)
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me.keywords.set("loop", TokenType.LOOP)
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// ... 他のキーワード
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me.operators = new MapBox()
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me.operators.set("+", TokenType.PLUS)
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me.operators.set("-", TokenType.MINUS)
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// ... 他の演算子
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}
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tokenize(source) {
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local tokens = new ArrayBox()
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local position = 0
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loop(position < source.length()) {
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local char = source.charAt(position)
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if me.isWhitespace(char) {
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position = position + 1
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continue
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}
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if me.isDigit(char) {
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local token = me.readNumber(source, position)
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tokens.push(token)
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position = token.end
|
||
continue
|
||
}
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||
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||
if me.isLetter(char) {
|
||
local token = me.readIdentifier(source, position)
|
||
tokens.push(token)
|
||
position = token.end
|
||
continue
|
||
}
|
||
|
||
// ... 他のトークン種別
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||
}
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return tokens
|
||
}
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||
}
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```
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### 2.2 Parser実装例
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```nyash
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box Parser {
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init { tokens, current }
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parse(tokens) {
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me.tokens = tokens
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me.current = 0
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return me.parseProgram()
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}
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parseProgram() {
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local statements = new ArrayBox()
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loop(not me.isAtEnd()) {
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||
local stmt = me.parseStatement()
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||
statements.push(stmt)
|
||
}
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||
return new ASTNode("Program", statements)
|
||
}
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parseStatement() {
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if me.match(TokenType.BOX) {
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return me.parseBoxDeclaration()
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||
}
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if me.match(TokenType.IF) {
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return me.parseIfStatement()
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}
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||
// ... 他の文種別
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return me.parseExpression()
|
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}
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}
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```
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## 3. MIR生成器実装
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### 3.1 Lowerer実装例
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```nyash
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box MIRLowerer {
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init {
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current_block,
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value_counter,
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block_counter,
|
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locals
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}
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lower(ast) {
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me.value_counter = 0
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me.block_counter = 0
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me.locals = new MapBox()
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local mir = new MIRModule()
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me.lowerNode(ast, mir)
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return mir
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}
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lowerExpression(node, mir) {
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if node.type == "BinaryOp" {
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local left = me.lowerExpression(node.left, mir)
|
||
local right = me.lowerExpression(node.right, mir)
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||
local result = me.newValue()
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||
mir.addInstruction(new BinOp(
|
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node.operator,
|
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left,
|
||
right,
|
||
result
|
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))
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return result
|
||
}
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if node.type == "Literal" {
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||
local result = me.newValue()
|
||
mir.addInstruction(new Const(node.value, result))
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||
return result
|
||
}
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||
// ... 他の式種別
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||
}
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||
}
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```
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## 4. Cranelift統合
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### 4.1 CraneliftBox実装
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```nyash
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box CraneliftBox {
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init { jit_module, func_ctx }
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constructor() {
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// CraneliftをFFI経由で初期化
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me.jit_module = ExternCall("cranelift_new_module")
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me.func_ctx = ExternCall("cranelift_new_context")
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||
}
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compile(mir) {
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local compiled_funcs = new MapBox()
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// 各関数をコンパイル
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for func in mir.functions {
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local code = me.compileFunction(func)
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compiled_funcs.set(func.name, code)
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}
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return compiled_funcs
|
||
}
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compileFunction(mir_func) {
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// MIR → Cranelift IR変換
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ExternCall("cranelift_begin_function", me.func_ctx)
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for inst in mir_func.instructions {
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||
me.emitInstruction(inst)
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}
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||
// JITコンパイル
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||
return ExternCall("cranelift_finalize_function", me.func_ctx)
|
||
}
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}
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```
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## 5. ブートストラップ手順
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### 5.1 段階的移行
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1. **Stage 0**: Rustコンパイラで初期Nyashコンパイラをビルド
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2. **Stage 1**: Stage 0コンパイラでNyashコンパイラ（Nyash版）をコンパイル
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3. **Stage 2**: Stage 1コンパイラで自分自身をコンパイル
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4. **検証**: Stage 1とStage 2の出力が同一であることを確認
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### 5.2 検証スクリプト
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```nyash
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box BootstrapVerifier {
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verify() {
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// Stage 0でStage 1をビルド
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local stage0 = new CompilerBox() // Rust版
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local stage1_code = stage0.compile(readFile("compiler.nyash"))
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// Stage 1でStage 2をビルド
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local stage1 = stage1_code.instantiate()
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local stage2_code = stage1.compile(readFile("compiler.nyash"))
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// バイナリ比較
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if stage1_code.equals(stage2_code) {
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||
print("🎉 Bootstrap successful!")
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return true
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} else {
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||
print("❌ Bootstrap failed - outputs differ")
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return false
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}
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}
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||
}
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```
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## 6. 性能最適化
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### 6.1 ホットパス最適化
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```nyash
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box OptimizingCompiler from CompilerBox {
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init { profiler }
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constructor() {
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||
from CompilerBox.constructor()
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me.profiler = new ProfilerBox()
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}
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compile(source) {
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// プロファイル収集モード
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if me.profiler.isEnabled() {
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||
me.profiler.start()
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}
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local result = from CompilerBox.compile(source)
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// ホット関数をJIT再コンパイル
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if me.profiler.hasHotFunctions() {
|
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for func in me.profiler.getHotFunctions() {
|
||
me.recompileWithOptimization(func)
|
||
}
|
||
}
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||
|
||
return result
|
||
}
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||
}
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```
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## 7. エラー処理とデバッグ
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### 7.1 エラーレポート
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```nyash
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box CompilerError {
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init { message, location, suggestions }
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format() {
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local output = "Error at " + me.location + ": " + me.message
|
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||
if me.suggestions.length() > 0 {
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||
output = output + "\nSuggestions:"
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||
for suggestion in me.suggestions {
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||
output = output + "\n - " + suggestion
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}
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||
}
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||
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return output
|
||
}
|
||
}
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||
```
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## 8. テストフレームワーク
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```nyash
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box CompilerTest {
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testParser() {
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local parser = new Parser()
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local ast = parser.parse("box Test { }")
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assert(ast.type == "Program")
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assert(ast.children.length() == 1)
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assert(ast.children[0].type == "BoxDeclaration")
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}
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testMIRGeneration() {
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local compiler = new CompilerBox()
|
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local mir = compiler.lower(compiler.parse("1 + 2"))
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||
assert(mir.instructions.length() == 3) // 2 Const + 1 BinOp
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||
}
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||
testEndToEnd() {
|
||
local compiler = new CompilerBox()
|
||
local code = compiler.compile("print('Hello')")
|
||
local output = code.run()
|
||
|
||
assert(output == "Hello")
|
||
}
|
||
}
|
||
```
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このようにして、NyashでNyashコンパイラを実装することで、真のセルフホスティングを実現します。 |