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hakmem/core/box/free_path_stats_box.c

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Phase FREE-LEGACY-OPT-4-1: Legacy per-class breakdown analysis ## 目的 Legacy fallback 49.2% の内訳を per-class で分析し、最も Legacy を使用しているクラスを特定。 ## 実装内容 1. FreePathStats 構造体の拡張 - legacy_by_class[8] フィールドを追加(C0-C7 の Legacy fallback 内訳) 2. デストラクタ出力の更新 - [FREE_PATH_STATS_LEGACY_BY_CLASS] 行を追加し、C0-C7 の内訳を出力 3. カウンタの散布 - free_tiny_fast() の Legacy fallback 経路で legacy_by_class[class_idx] をインクリメント - class_idx の範囲チェック(0-7)を実施 ## 測定結果(Mixed 16-1024B) **測定安定性**: 完全に安定(3 回とも同一の値、決定的測定) Legacy per-class 内訳: - C0: 0 (0.0%) - C1: 0 (0.0%) - C2: 8,746 (3.3% of legacy) - C3: 17,279 (6.5% of legacy) - C4: 34,727 (13.0% of legacy) - C5: 68,871 (25.8% of legacy) - C6: 137,319 (51.4% of legacy) ← 最大シェア - C7: 0 (0.0%) 合計: 266,942 (49.2% of total free calls) ## 分析結果 **最大シェアクラス**: C6 (513-1024B) が Legacy の 51.4% を占める **理由**: - Mixed 16-1024B では C6 サイズのアロケーションが多い - C7 ULTRA は C7 専用で C6 は未対応 - v3/v4 も C6 をカバーしていない - Route 設定で C6 は Legacy に直接落ちている ## 次のアクション Phase FREE-LEGACY-OPT-4-2 で C6 クラスに ULTRA-Free lane を実装: - Legacy fallback を 51% 削減(C6 分) - Legacy: 49.2% → 24-27% に改善(半減) - Mixed 16-1024B: 44.8M → 47-48M ops/s 程度(+5-8% 改善) ## 変更ファイル - core/box/free_path_stats_box.h: FreePathStats 構造体に legacy_by_class[8] 追加 - core/box/free_path_stats_box.c: デストラクタに per-class 出力追加 - core/front/malloc_tiny_fast.h: Legacy fallback 経路に per-class カウンタ追加 - docs/analysis/FREE_LEGACY_PATH_ANALYSIS.md: Phase 4-1 分析結果を記録 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-11 18:04:14 +09:00
#include "free_path_stats_box.h"
#include <stdio.h>
FreePathStats g_free_path_stats = {0};
// Helper function for pool_api.inc.h (to avoid inline include issues)
void free_path_stat_inc_pool_v1_fast(void) {
if (__builtin_expect(free_path_stats_enabled(), 0)) {
g_free_path_stats.pool_v1_fast++;
}
}
__attribute__((destructor))
static void free_path_stats_dump(void) {
if (!free_path_stats_enabled()) {
return;
}
fprintf(stderr, "[FREE_PATH_STATS] total=%lu c7_ultra=%lu c6_ultra_free=%lu c6_ultra_alloc=%lu c5_ultra_free=%lu c5_ultra_alloc=%lu c4_ultra_free=%lu c4_ultra_alloc=%lu small_v3=%lu v6=%lu tiny_v1=%lu pool_v1=%lu remote=%lu super_lookup=%lu legacy_fb=%lu\n",
Phase FREE-LEGACY-OPT-4-1: Legacy per-class breakdown analysis ## 目的 Legacy fallback 49.2% の内訳を per-class で分析し、最も Legacy を使用しているクラスを特定。 ## 実装内容 1. FreePathStats 構造体の拡張 - legacy_by_class[8] フィールドを追加(C0-C7 の Legacy fallback 内訳) 2. デストラクタ出力の更新 - [FREE_PATH_STATS_LEGACY_BY_CLASS] 行を追加し、C0-C7 の内訳を出力 3. カウンタの散布 - free_tiny_fast() の Legacy fallback 経路で legacy_by_class[class_idx] をインクリメント - class_idx の範囲チェック(0-7)を実施 ## 測定結果(Mixed 16-1024B) **測定安定性**: 完全に安定(3 回とも同一の値、決定的測定) Legacy per-class 内訳: - C0: 0 (0.0%) - C1: 0 (0.0%) - C2: 8,746 (3.3% of legacy) - C3: 17,279 (6.5% of legacy) - C4: 34,727 (13.0% of legacy) - C5: 68,871 (25.8% of legacy) - C6: 137,319 (51.4% of legacy) ← 最大シェア - C7: 0 (0.0%) 合計: 266,942 (49.2% of total free calls) ## 分析結果 **最大シェアクラス**: C6 (513-1024B) が Legacy の 51.4% を占める **理由**: - Mixed 16-1024B では C6 サイズのアロケーションが多い - C7 ULTRA は C7 専用で C6 は未対応 - v3/v4 も C6 をカバーしていない - Route 設定で C6 は Legacy に直接落ちている ## 次のアクション Phase FREE-LEGACY-OPT-4-2 で C6 クラスに ULTRA-Free lane を実装: - Legacy fallback を 51% 削減(C6 分) - Legacy: 49.2% → 24-27% に改善(半減) - Mixed 16-1024B: 44.8M → 47-48M ops/s 程度(+5-8% 改善) ## 変更ファイル - core/box/free_path_stats_box.h: FreePathStats 構造体に legacy_by_class[8] 追加 - core/box/free_path_stats_box.c: デストラクタに per-class 出力追加 - core/front/malloc_tiny_fast.h: Legacy fallback 経路に per-class カウンタ追加 - docs/analysis/FREE_LEGACY_PATH_ANALYSIS.md: Phase 4-1 分析結果を記録 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-11 18:04:14 +09:00
g_free_path_stats.total_calls,
g_free_path_stats.c7_ultra_fast,
g_free_path_stats.c6_ultra_free_fast, // Phase 4-2
g_free_path_stats.c6_ultra_alloc_hit, // Phase 4-4
Phase FREE-LEGACY-OPT-5-1/5-2: C5 ULTRA free+alloc integration Summary: ======== Implemented C5 ULTRA TLS cache pattern following the successful C6 ULTRA design: - Phase 5-1: Free-side TLS cache + segment learning - Phase 5-2: Alloc-side TLS pop for complete free+alloc cycle integration Targets C5 class (129-256B) as next legacy reduction after C6 completion. Key Changes: ============ 1. NEW FILES: - core/box/tiny_c5_ultra_free_box.h: C5 ULTRA TLS cache structure - core/box/tiny_c5_ultra_free_box.c: C5 free path implementation (same pattern as C6) - core/box/tiny_c5_ultra_free_env_box.h: ENV gating (HAKMEM_TINY_C5_ULTRA_FREE_ENABLED) 2. MODIFIED FILES: - core/front/malloc_tiny_fast.h: * Added C5 ULTRA includes * Added C5 alloc-side TLS pop at lines 186-194 (integrated with C6) * Added C5 free path at lines 333-337 (integrated with C6) - core/box/tiny_ultra_classes_box.h: * Added TINY_CLASS_C5 constant * Added tiny_class_is_c5() macro * Extended tiny_class_is_ultra() to include C5 - core/box/free_path_stats_box.h: * Added c5_ultra_free_fast counter * Added c5_ultra_alloc_hit counter - core/box/free_path_stats_box.c: * Updated stats dump to output C5 counters - Makefile: * Added core/box/tiny_c5_ultra_free_box.o to all object lists 3. Design Rationale: - Exact copy of C6 ULTRA pattern (proven effective) - TLS cache capacity: 128 blocks (same as C6 for consistency) - Segment learning on first C5 free via ss_fast_lookup() - Alloc-side pop integrated directly in malloc_tiny_fast.h hotpath - Legacy fallback unification via tiny_legacy_fallback_free_base() 4. Expected Impact: - C5 legacy calls: 68,871 → 0 (100% elimination) - Total legacy reduction: ~53% of remaining 129,623 - Mixed workload: Minimal regression (C5 is smaller class, fewer allocations) 5. Stats Collection: Run with: HAKMEM_TINY_C5_ULTRA_FREE_ENABLED=1 HAKMEM_FREE_PATH_STATS=1 ./bench_allocators_hakmem Expected output: [FREE_PATH_STATS] ... c5_ultra_free=68871 c5_ultra_alloc=68871 ... legacy_fb=60752 ... [FREE_PATH_STATS_LEGACY_BY_CLASS] ... c5=0 ... Status: ======= - Code: ✅ COMPLETE (3 new files + 5 modified files) - Compilation: ✅ Verified (no errors, only unused variable warnings unrelated to C5) - Functionality: Ready to benchmark (ENV gating: default OFF, opt-in via ENV) Phase Progression: ================== ✅ Phase 4-4: C6 ULTRA free+alloc (legacy C6: 137,319 → 0) ✅ Phase 5-1/5-2: C5 ULTRA free+alloc (legacy C5: 68,871 → 0 expected) ⏳ Phase 4.5: C4 ULTRA (34,727 remaining) 📋 Future: C3/C2 ULTRA if beneficial 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Haiku 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-11 19:26:51 +09:00
g_free_path_stats.c5_ultra_free_fast, // Phase 5-1
g_free_path_stats.c5_ultra_alloc_hit, // Phase 5-2
g_free_path_stats.c4_ultra_free_fast, // Phase 6
g_free_path_stats.c4_ultra_alloc_hit, // Phase 6
Phase FREE-LEGACY-OPT-4-1: Legacy per-class breakdown analysis ## 目的 Legacy fallback 49.2% の内訳を per-class で分析し、最も Legacy を使用しているクラスを特定。 ## 実装内容 1. FreePathStats 構造体の拡張 - legacy_by_class[8] フィールドを追加(C0-C7 の Legacy fallback 内訳) 2. デストラクタ出力の更新 - [FREE_PATH_STATS_LEGACY_BY_CLASS] 行を追加し、C0-C7 の内訳を出力 3. カウンタの散布 - free_tiny_fast() の Legacy fallback 経路で legacy_by_class[class_idx] をインクリメント - class_idx の範囲チェック(0-7)を実施 ## 測定結果(Mixed 16-1024B) **測定安定性**: 完全に安定(3 回とも同一の値、決定的測定) Legacy per-class 内訳: - C0: 0 (0.0%) - C1: 0 (0.0%) - C2: 8,746 (3.3% of legacy) - C3: 17,279 (6.5% of legacy) - C4: 34,727 (13.0% of legacy) - C5: 68,871 (25.8% of legacy) - C6: 137,319 (51.4% of legacy) ← 最大シェア - C7: 0 (0.0%) 合計: 266,942 (49.2% of total free calls) ## 分析結果 **最大シェアクラス**: C6 (513-1024B) が Legacy の 51.4% を占める **理由**: - Mixed 16-1024B では C6 サイズのアロケーションが多い - C7 ULTRA は C7 専用で C6 は未対応 - v3/v4 も C6 をカバーしていない - Route 設定で C6 は Legacy に直接落ちている ## 次のアクション Phase FREE-LEGACY-OPT-4-2 で C6 クラスに ULTRA-Free lane を実装: - Legacy fallback を 51% 削減(C6 分) - Legacy: 49.2% → 24-27% に改善(半減) - Mixed 16-1024B: 44.8M → 47-48M ops/s 程度(+5-8% 改善) ## 変更ファイル - core/box/free_path_stats_box.h: FreePathStats 構造体に legacy_by_class[8] 追加 - core/box/free_path_stats_box.c: デストラクタに per-class 出力追加 - core/front/malloc_tiny_fast.h: Legacy fallback 経路に per-class カウンタ追加 - docs/analysis/FREE_LEGACY_PATH_ANALYSIS.md: Phase 4-1 分析結果を記録 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-11 18:04:14 +09:00
g_free_path_stats.smallheap_v3_fast,
g_free_path_stats.smallheap_v6_fast,
g_free_path_stats.tiny_heap_v1_fast,
g_free_path_stats.pool_v1_fast,
g_free_path_stats.remote_free,
g_free_path_stats.super_lookup_called,
g_free_path_stats.legacy_fallback);
// Phase 4-1: Legacy per-class breakdown
fprintf(stderr, "[FREE_PATH_STATS_LEGACY_BY_CLASS] c0=%lu c1=%lu c2=%lu c3=%lu c4=%lu c5=%lu c6=%lu c7=%lu\n",
g_free_path_stats.legacy_by_class[0],
g_free_path_stats.legacy_by_class[1],
g_free_path_stats.legacy_by_class[2],
g_free_path_stats.legacy_by_class[3],
g_free_path_stats.legacy_by_class[4],
g_free_path_stats.legacy_by_class[5],
g_free_path_stats.legacy_by_class[6],
g_free_path_stats.legacy_by_class[7]);
// Phase TLS-UNIFY-3: C6 Intrusive Freelist stats
fprintf(stderr, "[FREE_PATH_STATS_C6_IFL] push=%lu pop=%lu fallback=%lu\n",
g_free_path_stats.c6_ifl_push,
g_free_path_stats.c6_ifl_pop,
g_free_path_stats.c6_ifl_fallback);
// Phase POLICY-FAST-PATH-V2: Fast-path policy skip
fprintf(stderr, "[FREE_PATH_STATS_POLICY_FASTV2] skip=%lu\n",
g_free_path_stats.policy_fast_v2_skip);
Phase FREE-LEGACY-OPT-4-1: Legacy per-class breakdown analysis ## 目的 Legacy fallback 49.2% の内訳を per-class で分析し、最も Legacy を使用しているクラスを特定。 ## 実装内容 1. FreePathStats 構造体の拡張 - legacy_by_class[8] フィールドを追加(C0-C7 の Legacy fallback 内訳) 2. デストラクタ出力の更新 - [FREE_PATH_STATS_LEGACY_BY_CLASS] 行を追加し、C0-C7 の内訳を出力 3. カウンタの散布 - free_tiny_fast() の Legacy fallback 経路で legacy_by_class[class_idx] をインクリメント - class_idx の範囲チェック(0-7)を実施 ## 測定結果(Mixed 16-1024B) **測定安定性**: 完全に安定(3 回とも同一の値、決定的測定) Legacy per-class 内訳: - C0: 0 (0.0%) - C1: 0 (0.0%) - C2: 8,746 (3.3% of legacy) - C3: 17,279 (6.5% of legacy) - C4: 34,727 (13.0% of legacy) - C5: 68,871 (25.8% of legacy) - C6: 137,319 (51.4% of legacy) ← 最大シェア - C7: 0 (0.0%) 合計: 266,942 (49.2% of total free calls) ## 分析結果 **最大シェアクラス**: C6 (513-1024B) が Legacy の 51.4% を占める **理由**: - Mixed 16-1024B では C6 サイズのアロケーションが多い - C7 ULTRA は C7 専用で C6 は未対応 - v3/v4 も C6 をカバーしていない - Route 設定で C6 は Legacy に直接落ちている ## 次のアクション Phase FREE-LEGACY-OPT-4-2 で C6 クラスに ULTRA-Free lane を実装: - Legacy fallback を 51% 削減(C6 分) - Legacy: 49.2% → 24-27% に改善(半減) - Mixed 16-1024B: 44.8M → 47-48M ops/s 程度(+5-8% 改善) ## 変更ファイル - core/box/free_path_stats_box.h: FreePathStats 構造体に legacy_by_class[8] 追加 - core/box/free_path_stats_box.c: デストラクタに per-class 出力追加 - core/front/malloc_tiny_fast.h: Legacy fallback 経路に per-class カウンタ追加 - docs/analysis/FREE_LEGACY_PATH_ANALYSIS.md: Phase 4-1 分析結果を記録 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-11 18:04:14 +09:00
fflush(stderr);
}