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Python → NyIR 革命 - 箱に被せてVM/ネイティブ/WASM
作成日: 2025-08-27 Status: 構想段階 Priority: High Related: ChatGPT5との共同構想
🎯 ビジョン
PythonをBoxで包んで、GCオン/オフ切替可能、GIL不要、VM/ネイティブ/WASM全部で動く世界
既存のPythonコンパイラが解決できなかった問題を「Everything is Box」で根本解決。
🚀 三段ロケット構想
1️⃣ ブリッジ層（今すぐ動く）
// CPythonを"箱で包む"
ForeignBox<PyObject> // PyObjを不透明ハンドルで保持
ProxyBox // GIL・イベントループはバス越しで処理
ny_py_host // C-ABI: ny_py_call/finalize/pin/unpin
// fini ↔ CPython finalizerを相互接続（二重解放防止）
2️⃣ 部分コンパイル層（静的部分をNyIRへ）
@ny_static # 型固定アノテーション
def calculate(numbers: List[float]) -> float:
total = 0.0
for n in numbers:
total += n * n
return total
↓
// NyIRに変換 → VM/Cranelift/WASMで実行
function calculate(numbers) {
local total = 0.0
local i = 0
loop(i < numbers.length()) {
total = total + numbers.get(i) * numbers.get(i)
i = i + 1
}
return total
}
3️⃣ トレースJIT層（ホット部自動最適化）
- CPython実行をプロファイル
- ホットトレースだけNyIR生成
- CraneliftでJIT（PyPy風だが後段はNyIR）
📊 既存Pythonコンパイラとの決定的違い
| 既存 | Nyash+Python |
|---|---|
| GC必須（参照カウント＋GC） | GCオン/オフ切替可能 |
| GIL必須で真の並列困難 | SyncBoxでGIL不要並列化 |
| C++変換やPyPy VM限定 | VM/Cranelift/WASM/LLVM全対応 |
| 言語固有の最適化 | NyIRで多言語統合基盤 |
🏗️ マッピング設計
| Python | Nyash/NyIR |
|---|---|
| int/float/bool/str | Value/IntegerBox/StringBox |
| list/tuple | VecBox（不変はlook） |
| dict | MapBox |
| class/object | Box（public/privateフィールド） |
| with | with … {}（RAII） |
| async/await | ChannelBox/Bus |
| exception | Throw/Try（or Result） |
反射・動的属性・メタクラスはForeignBox<PyObject>で残してOK。
💎 期待される効果
性能面
- 数値/ループ/データ処理で2-20倍高速化
- GCオフでリアルタイム性能保証
- SyncBoxで真の並列実行
開発面
- 段階導入可能 - 関数単位で移行
- GCオンで開発 - メモリリーク即検出
- 同一コードで多プラットフォーム - VM/WASM/ネイティブ
革新性
- 言語統合基盤 - Python/JS/Lua全部NyIRへ
- GCは練習用補助輪 - 本番では不要
- 箱=ライフサイクル - 統一メモリモデル
📅 実装ロードマップ（1週間MVP）
Day 1-2: ny_py_host（C-ABIブリッジ）
- call/finalize/pin/unpin実装
- ForeignBox基盤
Day 3-4: py-nyc v0（基本構文）
- def/for/if/return変換
- int/float/list/dict対応
- @ny_staticアノテーション
Day 5-6: 混在実行
- 関数単位でNyIR or CPython選択
- ベンチマーク3本作成
Day 7: Cranelift JIT
- ホット関数のみコンパイル
- 性能測定・デモ準備
🔧 技術的詳細
ブリッジ設計
// C-ABI最小セット
ny_py_call(func_id, argc, argv)
ny_py_finalize(obj_id)
ny_py_pin(obj_id) // GC防止
ny_py_unpin(obj_id) // GC許可
安全性保証
- 二重解放防止: fini ↔ finalizer相互接続
- GIL隔離: ProxyBox経由でPython処理
- 型安全: @ny_static領域のみコンパイル
リスク回避
- 動的機能: @ny_static外はブリッジ経由
- C拡張: 初期はForeignBox、将来NyIR実装
- GIL: NyIR部分はGIL非依存で多コア化
🎭 デモシナリオ
# 同一ソースを3実行
python calculate.py # CPython
nyash calculate.ny # Nyash VM
nyash --wasm calculate # ブラウザ実行
# 結果: 完全一致 & 速度グラフ表示
# GCオン/オフ切替デモも同時実施
💡 世界が驚くポイント
「PythonをVMでもWASMでもRust並速度で動かせる」だけでなく：
「GCもGILも必須じゃない、Box原理で制御できる」
つまり：Pythonコードの見た目のまま、Rustに迫る制御性を後付けできる
「箱に被せれば、どの言語もVM/ネイティブ/WASMで走る」- 言語統合基盤の誕生