論文A: MIR14で作る万能実行系
Scope (2025-09-19): 本稿の実験・評価は PyVM（意味論リファレンス）と LLVM/llvmlite（AOT/EXEハーネス）に限定する。MIR は PHI‑off（合流はエッジコピー）で、PHI 形成は LLVM 側で合成する。詳細は SCOPE.md を参照。
📚 概要
タイトル: From Interpreter to Native GUI Apps: Universal Execution with 14 Core Instructions
主題: 14命令のミニマルIRで実現する5つの実行形態（インタープリター/VM/JIT/AOT/GUI）
対象読者: システム研究者、言語実装者、実用性重視の開発者
🌱 MIR命令数の進化史
初期: 27命令前後（汎用的にあれもこれも欲しい状態） ↓ 削減会議: Box哲学と抽象化を突き詰めて13命令まで削減 ↓ 復活: 「最低限の算術演算は直接あった方が良い」という判断で UnaryOp を追加 ↓ MIR14: 現在のコア命令セット（Core-13 + UnaryOp = 14命令）
🎯 研究ポイント
1. 実装の完全性
- インタープリター: 開発・デバッグ用（500行）
- VM: 高速実行（1000行）
- JIT/AOT: Cranelift統合でネイティブ性能
- EXE生成: lld内蔵で完全自立
- Windows GUIアプリ: EguiBoxで実用アプリ
2. MIR14の威力
- 14命令（Core-13 + UnaryOp）ですべての実行形態をサポート
- 27命令 → 13命令 → 14命令への実践的な進化
- BoxCallへの統一と必要最小限の算術演算
3. 実用性の証明
- サイコロRPG（ゲーム）
- 統計計算ツール（数値計算）
- LISPインタープリター（言語処理系）
- ファイルエクスプローラー（GUIアプリ）
📊 実験計画
実行形態の比較
- 起動時間: Interpreter < VM < JIT < AOT < GUI
- 実行速度: Interpreter < VM < JIT ≈ AOT
- バイナリサイズ: Script < VM < JIT < AOT < GUI
- メモリ使用量: 各形態での比較
実アプリケーション評価
- サイコロRPG: ゲームループ性能（60fps達成）
- 統計計算: 大規模データ処理（100万件）
- GUIレスポンス: ユーザー操作の遅延（<16ms）
- コンパイル時間: ソース→EXEの所要時間
📁 ディレクトリ構造
paper-a-mir13-ir-design/
├── README.md # このファイル
├── abstract.md # 論文概要
├── main-paper.md # 本文
├── chapters/ # 章別ファイル
│ ├── 01-introduction.md
│ ├── 02-mir-evolution.md
│ ├── 03-boxcall-unification.md
│ ├── 04-optimization-techniques.md
│ ├── 05-evaluation.md
│ └── 06-conclusion.md
├── figures/ # 図表
│ ├── mir-instruction-reduction.png
│ ├── performance-comparison.png
│ └── boxcall-architecture.svg
├── data/ # 実験データ
│ ├── benchmark-results/
│ └── mir-statistics/
└── related-work.md # 関連研究
🗓️ スケジュール
- 2025年9月前半: 実験実施・データ収集
- 2025年9月中旬: 執筆開始
- 2025年9月末: arXiv投稿（速報版）
- 2025年11月: POPL/PLDI 2026投稿
📝 執筆メモ
強調すべき貢献
- 実装の幅広さ: 1つのIRで5つの実行形態を実現
- 完全な自立性: 外部コンパイラ・リンカー不要
- 実用アプリ動作: GUIアプリまで実際に動く
新規性
- 13命令で実用GUIアプリまで動かした初の事例
- インタープリターからネイティブまでの統一パイプライン
- Cranelift + lld内蔵による完全自己完結型言語