環境構築

難易度: 🟢 初級
所要時間: 30分

📚 この章で学ぶこと

必要な環境と依存関係
コンパイラのビルド方法
makeコマンドの使い方
テストの実行
初めてのプログラム実行
エディタ設定（VSCode拡張機能）

サポート環境

OS	アーキテクチャ	ステータス
macOS 14+	ARM64 (Apple Silicon)	✅ 完全サポート
macOS 14+	x86_64 (Intel)	✅ 完全サポート
Ubuntu 22.04	x86_64	✅ 完全サポート
Windows	-	❌ 未サポート

必須要件

1. C++20コンパイラ

Cmコンパイラ自体がC++20で書かれているため、C++20対応のコンパイラが必要です。

コンパイラ	最小バージョン	推奨バージョン
Clang	17+	17
GCC	12+	13
AppleClang	15+	自動 (Xcode付属)

2. CMake

ツール	最小バージョン
CMake	3.20+

3. Make

ビルドとテスト実行にmakeコマンドを使用します。

4. Git

ソースコード取得用。

5. LLVM 17

ネイティブコンパイル（cm compile、JIT実行 cm run）に必要です。

Note: インタプリタのみの使用であればLLVMは不要ですが、ほとんどの機能にはLLVMが必要です。

6. Objective-C++ (macOS のみ)

macOSでGPU計算 (Apple Metal) を使用する場合、Objective-C++コンパイラが必要です。 Xcodeをインストールすると自動的に利用可能になります。

# Xcodeコマンドラインツールをインストール（まだの場合）
xcode-select --install

std/gpu/gpu_runtime.mm のビルドにObjective-C++が使用されます。

オプション要件

wasmtime (WASM実行用)

WASMバイナリの実行に必要です。

# macOS
brew install wasmtime

# Linux
curl https://wasmtime.dev/install.sh -sSf | bash

Node.js (JS実行 / VSCode拡張機能用)

JSバックエンドで生成されたコードの実行と、VSCode拡張機能のビルドに必要です。

# Node.js v20+ を推奨
node --version

pnpm (VSCode拡張機能用)

VSCode拡張機能の依存関係管理に必要です（npmでも代替可能）。

npm install -g pnpm
pnpm --version

インストール手順

macOS (ARM64 / Apple Silicon)

# Xcodeコマンドラインツール（C++, Objective-C++, Make）
xcode-select --install

# Homebrewでインストール
brew install cmake llvm@17

# LLVMのパスを設定（.zshrcに追加推奨）
export PATH="/opt/homebrew/opt/llvm@17/bin:$PATH"
export LDFLAGS="-L/opt/homebrew/opt/llvm@17/lib"
export CPPFLAGS="-I/opt/homebrew/opt/llvm@17/include"

# オプション: WASM/JS
brew install wasmtime node

macOS (Intel / x86_64)

# Xcodeコマンドラインツール
xcode-select --install

# Homebrewでインストール
brew install cmake llvm@17

# LLVMのパスを設定（Intelは/usr/local）
export PATH="/usr/local/opt/llvm@17/bin:$PATH"

# オプション
brew install wasmtime node

Tip: uname -m で自分のアーキテクチャを確認できます。 arm64 → Apple Silicon、x86_64 → Intel

Ubuntu (x86_64)

# 必須パッケージ
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y cmake build-essential git make pkg-config

# LLVM 17
wget https://apt.llvm.org/llvm.sh
chmod +x llvm.sh
sudo ./llvm.sh 17
sudo apt-get install -y llvm-17-dev clang-17

# OpenSSL（HTTPS通信サポート、オプション）
sudo apt-get install -y libssl-dev

# GTest（C++ユニットテスト、オプション）
sudo apt-get install -y libgtest-dev

# オプション: wasmtime
curl https://wasmtime.dev/install.sh -sSf | bash

# オプション: Node.js
sudo apt-get install -y nodejs

インストール確認

すべてが正しくインストールされているか確認しましょう：

# C++コンパイラ
clang++ --version      # Clang 17+ であること
# または
g++ --version          # GCC 12+ であること

# CMake
cmake --version        # 3.20+ であること

# Make
make --version

# LLVM
llvm-config --version  # 17.x であること

# Git
git --version

# オプション
wasmtime --version     # WASM実行に必要
node --version         # JS実行に必要（v16+）

コンパイラのビルド

1. リポジトリのクローン

git clone https://github.com/shadowlink0122/Cm.git
cd Cm

2. makeでビルド（推奨）

# 全ビルド（コンパイラ + ランタイムライブラリ）
make all

# またはステップごとに
make build   # コンパイラのみ
make libs    # ランタイムライブラリのみ

# リリースビルド（最適化あり）
make release

./cm は build/bin/cm へのシンボリックリンクです。

3. アーキテクチャ指定ビルド

ARCH変数でターゲットアーキテクチャを指定できます：

# ARM64向けビルド（Apple Silicon）
make build ARCH=arm64

# x86_64向けビルド（Intel / Linux）
make build ARCH=x86_64

デフォルトではLLVMのllvm-config --host-targetから自動検出されます。

4. Docker環境でのビルド

Docker環境ではnamed volumeにより、ローカルのbuild/を汚さずにビルド・テストできます。

# Dockerイメージのビルド
docker compose build dev

# コンテナ内で開発シェル起動
docker compose run --rm dev

# ビルド + テスト実行
docker compose run --rm test

ローカルのbuild/ディレクトリとDockerのbuild/は独立しています。

5. CMake直接ビルド

makeを使わない場合は直接CMakeを使用できます：

# LLVMなしでビルド（インタプリタのみ）
cmake -B build
cmake --build build

# LLVM有効ビルド（推奨）
cmake -B build -DCM_USE_LLVM=ON
cmake --build build

# 並列ビルド（高速化）
cmake --build build -j8

6. ビルド確認

./cm --version

Makeコマンド一覧

ビルドコマンド

コマンド	エイリアス	説明
`make all`	-	コンパイラ + ランタイム（推奨）
`make build`	`make b`	コンパイラのみ (CMake)
`make libs`	-	ランタイムライブラリのみ (Make)
`make build-all`	-	テスト込み全ビルド
`make release`	-	リリースビルド (最適化あり)
`make clean`	-	ビルドディレクトリ削除
`make rebuild`	-	クリーン → ビルド

テストコマンド

コマンド	エイリアス	説明
`make test`	`make t`	C++ユニットテスト (ctest)
`make test-jit-parallel`	`make tip`	JIT全テスト（並列）
`make test-llvm-parallel`	`make tlp`	LLVM全テスト（並列）
`make test-llvm-wasm-parallel`	`make twp`	WASM全テスト（並列）
`make test-js-parallel`	`make tjp`	JS全テスト（並列）
`make test-lint`	`make tli`	Lintテスト

最適化レベル別テスト

各テストは最適化レベルを指定して実行できます：

# JITテスト（O0〜O3）
make tip0  # -O0
make tip1  # -O1
make tip2  # -O2
make tip3  # -O3

# LLVMテスト（O0〜O3）
make tlp0 / make tlp1 / make tlp2 / make tlp3

# WASMテスト（O0〜O3）
make twp0 / make twp1 / make twp2 / make twp3

# JSテスト（O0〜O3）
make tjp0 / make tjp1 / make tjp2 / make tjp3

その他

コマンド	説明
`make run`	プログラムを実行
`make format`	コードフォーマット
`make format-check`	フォーマットチェック
`make help`	コマンド一覧表示

構文チェックツール

Cmには3つの構文チェックツールが組み込まれています：

cm check - 構文・型チェック

コードをコンパイルせずに、構文と型の正当性だけをチェックします。

./cm check program.cm

出力例（エラーなし）:

✅ No errors found.

出力例（エラーあり）:

error: type mismatch: expected 'int', got 'string'
  --> program.cm:5:16
  |
5 |     int x = "hello";
  |              ^^^^^^^

cm lint - 静的解析

コードの品質問題を検出し、改善のヒントを提供します。

# 単一ファイルをチェック
./cm lint program.cm

# ディレクトリを再帰的にチェック
./cm lint src/

出力例:

warning: variable 'myValue' should use snake_case naming [L200]
  --> program.cm:5:9
  |
5 |     int myValue = 10;
  |         ^^^^^^^
  |
  = help: consider renaming to 'my_value'

warning: unused variable 'x' [W100]
  --> program.cm:8:9
  |
8 |     int x = 42;
  |         ^

チェック項目:

ルール	コード	説明
命名規則	L200	snake_case / PascalCase の検出
未使用変数	W100	使用されない変数の検出
const推奨	W200	変更されない変数への const 推奨
ポインタ警告	E300	null参照、const違反
ジェネリクス	E400	型引数の不一致
Enum/Match	E500	網羅性チェック

cm fmt - コードフォーマット

一貫したコードスタイルに自動整形します。

# フォーマット結果を表示（ファイルは変更しない）
./cm fmt program.cm

# ファイルに直接書き込み
./cm fmt -w program.cm

# ディレクトリを再帰的にフォーマット
./cm fmt -w src/

# CIでフォーマットチェック（差分があれば失敗）
./cm fmt --check src/

フォーマット例:

// Before
int main(){
int x=10;
  int y   =  20;
if(x>y){
return x;
}
}

// After
int main() {
    int x = 10;
    int y = 20;
    if (x > y) {
        return x;
    }
}

フォーマットルール:

ルール	説明
K&Rスタイル	開き括弧は同じ行
4スペースインデント	タブではなくスペース
空行の正規化	連続する空行は1行に
単一行ブロック保持	短い式は1行のまま

詳細: Linter / Formatter チュートリアル

初めてのプログラム

1. ファイルを作成

cat > hello.cm << 'EOF'
int main() {
    println("Hello, Cm Language!");
    return 0;
}
EOF

2. 構文チェック

./cm check hello.cm
# ✅ No errors found.

3. JITで実行

./cm run hello.cm
# Hello, Cm Language!

4. ネイティブコンパイル

./cm compile hello.cm -o hello
./hello
# Hello, Cm Language!

5. WASMにコンパイル

./cm compile hello.cm --target=wasm -o hello.wasm
wasmtime hello.wasm
# Hello, Cm Language!

6. JSにコンパイル

./cm compile --target=js hello.cm -o hello.js
node hello.js
# Hello, Cm Language!

トラブルシューティング

ビルドエラー

CMakeが見つからない

cmake --version
# macOS
brew install cmake
# Ubuntu
sudo apt-get install cmake

LLVMが見つからない

# LLVM_DIR を指定
cmake -B build -DCM_USE_LLVM=ON \
  -DLLVM_DIR=/usr/lib/llvm-17/lib/cmake/llvm

C++20コンパイラエラー

# Clangを使用
export CXX=clang++
export CC=clang

# または GCC
export CXX=g++-12
export CC=gcc-12

実行エラー

cmコマンドが見つからない

# ./cm はシンボリックリンク: build/bin/cm を参照
ls -la ./cm

# パスを通す
export PATH="$PWD:$PATH"

OpenSSL関連エラー

OpenSSLはHTTPS通信のオプション依存です。未インストールでもビルドは成功しますが、HTTPSは無効になります。

# macOS
brew install openssl@3

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install libssl-dev

CMakeの出力で OpenSSL found: x.x.x が表示されればHTTPSは有効です。
OpenSSL not found - HTTPS support disabled が表示されてもビルド自体は正常です。

GTestが見つからない（ユニットテスト）

# macOS
brew install googletest

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install libgtest-dev

GTestが無くてもコンパイラのビルドとCmテスト(make tip)は実行可能です。
C++ユニットテスト(make test)のみスキップされます。

ライブラリが見つからない（LLVM）

# macOS
export DYLD_LIBRARY_PATH="/opt/homebrew/opt/llvm@17/lib:$DYLD_LIBRARY_PATH"

# Linux
export LD_LIBRARY_PATH="/usr/lib/llvm-17/lib:$LD_LIBRARY_PATH"

wasmtime実行エラー

# wasmtimeがインストールされているか確認
wasmtime --version

# パスが通っているか確認
which wasmtime

エディタ設定

VS Code（推奨）

Cm用VSCode拡張機能をインストールすることで、構文ハイライト、ファイルアイコン、Linter連携が利用できます。

拡張機能のインストール

# 1. 依存関係のインストール
cd vscode-extension
pnpm install    # または npm install

# 2. パッケージビルド
pnpm run package

# 3. VSCodeにインストール
code --install-extension cm-language-*.vsix

Note: Node.js v20+、pnpm（またはnpm）が必要です。

拡張機能の機能

機能	説明
構文ハイライト	キーワード、型、関数、文字列補間、プリプロセッサ等
ファイルアイコン	`.cm`ファイルにCmアイコンを表示
言語設定	ブラケットマッチング、折りたたみ、インデント支援

拡張機能の開発（コントリビューター向け）

拡張機能はTypeScriptで開発され、ESLint + Prettierで品質管理されています。

cd vscode-extension
pnpm install

# TypeScriptコンパイル
pnpm run compile

# 静的解析（ESLint）
pnpm run lint

# コードフォーマットチェック（Prettier）
pnpm run format:check

# コードフォーマット自動修正
pnpm run format

コマンド	説明
`pnpm run compile`	TypeScriptコンパイル
`pnpm run lint`	ESLintチェック
`pnpm run lint:fix`	ESLint自動修正
`pnpm run format`	Prettier自動フォーマット
`pnpm run format:check`	Prettierフォーマットチェック
`pnpm run verify-version`	バージョン一致確認

Tip: CIでは extension-lint ジョブが自動的に compile → lint → format:check を実行します。

拡張機能なしの場合

.vscode/settings.json:

{
  "files.associations": {
    "*.cm": "cpp"
  },
  "editor.tabSize": 4,
  "editor.insertSpaces": true
}

Vim

.vimrc:

au BufRead,BufNewFile *.cm set filetype=cpp

よくある質問

Q1: LLVMは必須ですか？

ほとんどの機能にLLVMが必要です。cm run（JIT実行）、cm compile（ネイティブ/WASM/JS）にはLLVMが必要です。cm check、cm lint、cm fmtはLLVMなしでも使用できます。

Q2: GPUサポートに何が必要？

macOSではXcode（Objective-C++コンパイラ含む）とMetal Frameworkが必要です。CMakeが自動的にstd/gpu/gpu_runtime.mmをObjective-C++としてコンパイルします。LinuxではGPUサポートは利用不可です。

Q3: ARCHオプションはいつ使う？

クロスコンパイルや特定アーキテクチャ向けにビルドする場合に使用します。通常はデフォルトの自動検出で問題ありません。

# 明示的にARM64を指定
make build ARCH=arm64

# x86_64を指定（Intel Mac / Linux）
make build ARCH=x86_64

次のステップ

✅ 環境構築が完了した
✅ コンパイラをビルドできた
✅ makeコマンドを理解した
✅ 構文チェックツールを試した
✅ エディタを設定した（VSCode拡張機能）
⏭️ 次は Hello, World! で最初のプログラムを書きましょう

Cm Programming Language

A modern systems programming language with C++ syntax and Rust-inspired features