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論文A アウトライン（MIR14/最小IR設計）

0. タイトル候補

• From Interpreter to Native Apps: A Universal Execution with 14 Core Instructions
• Nyash MIR14: A Minimal but Practical IR for Unified Backends

1. 問題設定 / 貢献

• 問題: 実用言語で Interpreter/VM/JIT/AOT/GUI を一貫する最小IR設計は難しい。
• 核となる貢献:
  • Core‑13 + UnaryOp による MIR14 命令セットの設計と根拠。
  • BoxCall を軸とした一貫した呼出しモデルと ABI 境界の単純化。
  • PyVM/llvmlite/JIT/Interpreter 間のパリティ維持手法（観測・スモーク・ハーネス）。
  • LLVM Harness での PHI 不変条件（ブロック先頭集約、型付き incoming）の確立。
  • 実アプリ（GUI含む）を動かす実用性の実証。

2. 背景と設計原理

• Everything is Box / BoxCall 統一の哲学。
• 命令縮約の歴史: 27 → 13 → 14（UnaryOp の復活理由）。
• MIR 命令の役割と境界（const/binop/compare/branch/jump/ret/phi/call 系）。
• プラグイン/Box ABI（TypeBox, BID‑FFI）の要点。

3. 実装概要

• 実行系レイヤ: Interpreter, VM(PyVM), JIT(Cranelift), LLVM(AOT)。
• Lowering/Builder と Harness（PHI 配線、短絡表現、観測トレース）。
• 仕様差の扱い: llvmlite を規範とし、PyVM を意味論リファレンスとする方針。

4. 評価設計

• パリティ検証: tools/parity.sh による PyVM ↔ llvmlite の一致率。
• 性能比較: Interpreter/VM/JIT/AOT の速度・起動時間・メモリ。
• 実アプリ評価: GUI 応答性（<16ms）、代表スモークの通過。
• 安定性: PHI 不変条件違反の検出率、短絡（&&/||）の副作用検証。

5. 関連研究

• 汎用 IR（LLVM/MLIR）とミニマル IR の位置付け。
• Truffle/Graal など多層実行系との比較。

6. 結果と考察

• 14 命令の妥当性（拡張を要さない範囲、限界）。
• BoxCall を中心に据えた設計の利点/欠点。
• 将来: LoopForm（MIR17）への道筋。

7. まとめ

• 最小 IR で多様なバックエンドを統一できる設計指針を提示。

付録候補

• 命令セット一覧（参照: ../../../../reference/mir/INSTRUCTION_SET.md）。
• Harness の PHI 仕様（不変条件と実装ノート）。

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執筆メモ（短期タスク）

• MIR13/14 呼称の整合を本文で明示（歴史 → 現在は14）。
• 図表: 命令縮約の年表 / BoxCall 呼出し経路 / PHI 配線模式図。
• スモーク: tools/llvm_smoke.sh, tools/pyvm_stage2_smoke.sh の代表結果を引用。