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hakmem/core/box/smallobject_hotbox_v5_box.h

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// smallobject_hotbox_v5_box.h - SmallObject HotBox v5 型定義Phase v5-0
//
// この段階では型とインターフェース定義のみ。挙動は変わらない。
#ifndef HAKMEM_SMALLOBJECT_HOTBOX_V5_BOX_H
#define HAKMEM_SMALLOBJECT_HOTBOX_V5_BOX_H
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#define NUM_SMALL_CLASSES_V5 8 // C0C7
// SmallPageMetaV5: v5 ページメタデータ
Phase v5-0 refactor: ENV統一・マクロ化・構造体最適化 - ENV initialization を sentinel パターンで統一 - ENV_UNINIT/ENABLED/DISABLED 定数追加 - __builtin_expect で初期化チェックを最適化 - small_heap_v5_enabled/class_mask を統一パターンに変更 - ポインタマクロ化(O(1) segment/page 計算) - SMALL_SEGMENT_V5_BASE_FROM_PTR: ptr から segment base を mask で計算 - SMALL_SEGMENT_V5_PAGE_IDX: segment 内の page_idx を shift で計算 - SMALL_SEGMENT_V5_PAGE_META: page_meta への O(1) access(bounds check付き) - SMALL_SEGMENT_V5_VALIDATE_MAGIC: magic 検証 - SMALL_SEGMENT_V5_VALIDATE_PTR: Fail-Fast validation pipeline - SmallClassHeapV5 に partial_count 追加 - partial ページリストのカウンタを追加(refill/retire 最適化用) - SmallPageMetaV5 の field 再配置(L1 cache 最適化) - hot fields (free_list, used, capacity) を先頭に集約 - metadata (class_idx, flags, page_idx, segment) を後方配置 - total 24B、offset コメント追加 - route priority ENV 追加 - HAKMEM_ROUTE_PRIORITY={v4|v5|auto}(default: v4) - enum small_route_priority 定義 - small_route_priority() 関数追加 - segment_size override ENV 追加 - HAKMEM_SMALL_HEAP_V5_SEGMENT_SIZE(default: 2MiB) - power of 2 & >= 64KiB validation 挙動: 完全不変(v5 route は呼ばれない、ENV default OFF) テスト: Mixed 16–1024B で 43.0–43.8M ops/s(変化なし)、SEGV/assert なし 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Haiku 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-11 03:19:18 +09:00
// Hot fields (alloc/free 頻繁アクセス) を先頭に集約L1 cache 最適化)
typedef struct SmallPageMetaV5 {
Phase v5-0 refactor: ENV統一・マクロ化・構造体最適化 - ENV initialization を sentinel パターンで統一 - ENV_UNINIT/ENABLED/DISABLED 定数追加 - __builtin_expect で初期化チェックを最適化 - small_heap_v5_enabled/class_mask を統一パターンに変更 - ポインタマクロ化(O(1) segment/page 計算) - SMALL_SEGMENT_V5_BASE_FROM_PTR: ptr から segment base を mask で計算 - SMALL_SEGMENT_V5_PAGE_IDX: segment 内の page_idx を shift で計算 - SMALL_SEGMENT_V5_PAGE_META: page_meta への O(1) access(bounds check付き) - SMALL_SEGMENT_V5_VALIDATE_MAGIC: magic 検証 - SMALL_SEGMENT_V5_VALIDATE_PTR: Fail-Fast validation pipeline - SmallClassHeapV5 に partial_count 追加 - partial ページリストのカウンタを追加(refill/retire 最適化用) - SmallPageMetaV5 の field 再配置(L1 cache 最適化) - hot fields (free_list, used, capacity) を先頭に集約 - metadata (class_idx, flags, page_idx, segment) を後方配置 - total 24B、offset コメント追加 - route priority ENV 追加 - HAKMEM_ROUTE_PRIORITY={v4|v5|auto}(default: v4) - enum small_route_priority 定義 - small_route_priority() 関数追加 - segment_size override ENV 追加 - HAKMEM_SMALL_HEAP_V5_SEGMENT_SIZE(default: 2MiB) - power of 2 & >= 64KiB validation 挙動: 完全不変(v5 route は呼ばれない、ENV default OFF) テスト: Mixed 16–1024B で 43.0–43.8M ops/s(変化なし)、SEGV/assert なし 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Haiku 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-11 03:19:18 +09:00
// Hot fields (alloc/free 頻繁アクセス)
void* free_list; // フリーリスト先頭 (offset 0)
uint16_t used; // 使用中ブロック数 (offset 8)
uint16_t capacity; // このページの総容量 (offset 10)
// Metadata初期化時のみ
uint8_t class_idx; // size class index (offset 12)
uint8_t flags; // reserved (offset 13)
uint16_t page_idx; // segment 内でのページインデックス (offset 14)
void* segment; // SmallSegmentV5* への backpointer (offset 16)
// Intrusive list field for current/partial/full lists (Phase v5-2)
struct SmallPageMetaV5* next; // next page in list (offset 24)
} SmallPageMetaV5; // total 32B
// SmallClassHeapV5: サイズクラス毎のホットヒープ状態
typedef struct SmallClassHeapV5 {
SmallPageMetaV5* current; // 現在のページalloc 中)
SmallPageMetaV5* partial_head; // partial ページリスト
SmallPageMetaV5* full_head; // full ページリスト
Phase v5-0 refactor: ENV統一・マクロ化・構造体最適化 - ENV initialization を sentinel パターンで統一 - ENV_UNINIT/ENABLED/DISABLED 定数追加 - __builtin_expect で初期化チェックを最適化 - small_heap_v5_enabled/class_mask を統一パターンに変更 - ポインタマクロ化(O(1) segment/page 計算) - SMALL_SEGMENT_V5_BASE_FROM_PTR: ptr から segment base を mask で計算 - SMALL_SEGMENT_V5_PAGE_IDX: segment 内の page_idx を shift で計算 - SMALL_SEGMENT_V5_PAGE_META: page_meta への O(1) access(bounds check付き) - SMALL_SEGMENT_V5_VALIDATE_MAGIC: magic 検証 - SMALL_SEGMENT_V5_VALIDATE_PTR: Fail-Fast validation pipeline - SmallClassHeapV5 に partial_count 追加 - partial ページリストのカウンタを追加(refill/retire 最適化用) - SmallPageMetaV5 の field 再配置(L1 cache 最適化) - hot fields (free_list, used, capacity) を先頭に集約 - metadata (class_idx, flags, page_idx, segment) を後方配置 - total 24B、offset コメント追加 - route priority ENV 追加 - HAKMEM_ROUTE_PRIORITY={v4|v5|auto}(default: v4) - enum small_route_priority 定義 - small_route_priority() 関数追加 - segment_size override ENV 追加 - HAKMEM_SMALL_HEAP_V5_SEGMENT_SIZE(default: 2MiB) - power of 2 & >= 64KiB validation 挙動: 完全不変(v5 route は呼ばれない、ENV default OFF) テスト: Mixed 16–1024B で 43.0–43.8M ops/s(変化なし)、SEGV/assert なし 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Haiku 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-11 03:19:18 +09:00
uint32_t partial_count; // partial ページ数
} SmallClassHeapV5;
// SmallHeapCtxV5: per-thread ホットヒープコンテキスト
typedef struct SmallHeapCtxV5 {
SmallClassHeapV5 cls[NUM_SMALL_CLASSES_V5];
uint8_t header_mode; // Phase v5-4: FULL or LIGHT (cached from ENV)
bool tls_cache_enabled; // Phase v5-5: TLS cache enabled flag (cached from ENV)
void* c6_cached_block; // Phase v5-5: C6 TLS cache (1-slot cache)
} SmallHeapCtxV5;
// ============================================================================
// C6 class configuration (Phase v5-3)
// ============================================================================
#define SMALL_HEAP_V5_C6_CLASS_IDX 6
#define SMALL_HEAP_V5_C6_BLOCK_SIZE 512
#define SMALL_HEAP_V5_C6_PARTIAL_LIMIT 1
// Helper function for partial limit (future extensibility)
static inline uint32_t small_heap_v5_partial_limit(uint32_t class_idx) {
// C6 only in v5-2/v5-3
return (class_idx == SMALL_HEAP_V5_C6_CLASS_IDX) ? SMALL_HEAP_V5_C6_PARTIAL_LIMIT : 0u;
}
// ============================================================================
// Page list operations (v5-3 refactor)
// ============================================================================
#define SMALL_PAGE_V5_PUSH_PARTIAL(h, page) \
do { \
if ((h) && (page)) { \
(page)->next = (h)->partial_head; \
(h)->partial_head = (page); \
(h)->partial_count++; \
} \
} while (0)
#define SMALL_PAGE_V5_POP_PARTIAL(h) \
({ SmallPageMetaV5* _p = (h) ? (h)->partial_head : NULL; \
if (_p && (h)) { \
(h)->partial_head = _p->next; \
_p->next = NULL; \
if ((h)->partial_count > 0) { \
(h)->partial_count--; \
} \
} \
_p; \
})
#define SMALL_PAGE_V5_PUSH_FULL(h, page) \
do { \
if ((h) && (page)) { \
(page)->next = (h)->full_head; \
(h)->full_head = (page); \
} \
} while (0)
// Page location in heap lists
typedef enum {
LOC_NONE = 0,
LOC_CURRENT,
LOC_PARTIAL,
LOC_FULL,
} page_loc_t;
#define SMALL_PAGE_V5_UNLINK(h, loc, prev, page) \
do { \
if ((h) && (page)) { \
switch (loc) { \
case LOC_CURRENT: \
(h)->current = NULL; \
break; \
case LOC_PARTIAL: \
if (prev) (prev)->next = (page)->next; \
else (h)->partial_head = (page)->next; \
if ((h)->partial_count > 0) { \
(h)->partial_count--; \
} \
break; \
case LOC_FULL: \
if (prev) (prev)->next = (page)->next; \
else (h)->full_head = (page)->next; \
break; \
default: \
break; \
} \
(page)->next = NULL; \
} \
} while (0)
// ============================================================================
// API
// ============================================================================
SmallHeapCtxV5* small_heap_ctx_v5(void);
// Fast pathPhase v5-1: C6-only route stub, v1/pool fallback
void* small_alloc_fast_v5(size_t size, uint32_t class_idx, SmallHeapCtxV5* ctx);
void small_free_fast_v5(void* ptr, uint32_t class_idx, SmallHeapCtxV5* ctx);
#endif // HAKMEM_SMALLOBJECT_HOTBOX_V5_BOX_H