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hakmem/docs/analysis/PHASE42_RUNTIME_FIRST_METHOD_INSTRUCTIONS.md

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Phase 54-60: Memory-Lean mode, Balanced mode stabilization, M1 (50%) achievement ## Summary Completed Phase 54-60 optimization work: **Phase 54-56: Memory-Lean mode (LEAN+OFF prewarm suppression)** - Implemented ss_mem_lean_env_box.h with ENV gates - Balanced mode (LEAN+OFF) promoted as production default - Result: +1.2% throughput, better stability, zero syscall overhead - Added to bench_profile.h: MIXED_TINYV3_C7_BALANCED preset **Phase 57: 60-min soak finalization** - Balanced mode: 60-min soak, RSS drift 0%, CV 5.38% - Speed-first mode: 60-min soak, RSS drift 0%, CV 1.58% - Syscall budget: 1.25e-7/op (800× under target) - Status: PRODUCTION-READY **Phase 59: 50% recovery baseline rebase** - hakmem FAST (Balanced): 59.184M ops/s, CV 1.31% - mimalloc: 120.466M ops/s, CV 3.50% - Ratio: 49.13% (M1 ACHIEVED within statistical noise) - Superior stability: 2.68× better CV than mimalloc **Phase 60: Alloc pass-down SSOT (NO-GO)** - Implemented alloc_passdown_ssot_env_box.h - Modified malloc_tiny_fast.h for SSOT pattern - Result: -0.46% (NO-GO) - Key lesson: SSOT not applicable where early-exit already optimized ## Key Metrics - Performance: 49.13% of mimalloc (M1 effectively achieved) - Stability: CV 1.31% (superior to mimalloc 3.50%) - Syscall budget: 1.25e-7/op (excellent) - RSS: 33MB stable, 0% drift over 60 minutes ## Files Added/Modified New boxes: - core/box/ss_mem_lean_env_box.h - core/box/ss_release_policy_box.{h,c} - core/box/alloc_passdown_ssot_env_box.h Scripts: - scripts/soak_mixed_single_process.sh - scripts/analyze_epoch_tail_csv.py - scripts/soak_mixed_rss.sh - scripts/calculate_percentiles.py - scripts/analyze_soak.py Documentation: Phase 40-60 analysis documents ## Design Decisions 1. Profile separation (core/bench_profile.h): - MIXED_TINYV3_C7_SAFE: Speed-first (no LEAN) - MIXED_TINYV3_C7_BALANCED: Balanced mode (LEAN+OFF) 2. Box Theory compliance: - All ENV gates reversible (HAKMEM_SS_MEM_LEAN, HAKMEM_ALLOC_PASSDOWN_SSOT) - Single conversion points maintained - No physical deletions (compile-out only) 3. Lessons learned: - SSOT effective only where redundancy exists (Phase 60 showed limits) - Branch prediction extremely effective (~0 cycles for well-predicted branches) - Early-exit pattern valuable even when seemingly redundant 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-17 06:24:01 +09:00
# Phase 42 — Runtime-firstperf → asm最適化手順
Phase 40/41 の教訓:
- **asm に存在する ≠ 実行される**dead code でも callsite は残り得る)
- “gate 定数化/削除” は **layout tax** で符号反転する
Phase 42 は手順を固定して、**実行されている hot spot だけ**を触る。
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## 目的
FAST build`make perf_fast`)の Mixed で、実行中の固定税gate/branch/indirectionを削って **+0.5% 以上**を狙う。
判定build-level / FAST:
- **GO**: +0.5% 以上Mixed 10-run mean
- **NEUTRAL**: ±0.5%
- **NO-GO**: -0.5% 以下revert
**layout リスクが高い変更**(関数の大きな再配置、広範囲の `#if` 追加、dead code 除去など)は閾値を **+1.0%** に引き上げる。
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## Step 0: ベースライン固定(必須)
1) `make perf_fast` を 1回回して baselineFASTを記録。
2) baseline を `docs/analysis/PHASE42_RUNTIME_FIRST_METHOD_RESULTS.md` に貼る(まずは baseline だけ)。
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## Step 1: Runtime profiling実行中の Top を確定)
目的: 「実行されていない最適化」を踏まない。
1) perf recordFAST binary
```sh
perf record -F 99 -g -- ./bench_random_mixed_hakmem_minimal 20000000 400 1
```
2) perf report実行されている上位だけを見る
```sh
perf report --no-children | head -120
```
ルール:
- **Top 50 に入っていないものは触らない**
- gate の候補は「関数名」で perf 上位に出たものだけ(例: `*_enabled`, `*_mode`, `*_snapshot`
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## Step 2: asm inspectionTop 50 の候補だけ)
目的: “既に最適化されている/呼び出しが消えている” を避ける。
```sh
objdump -d ./bench_random_mixed_hakmem_minimal | rg -n "<SYMBOL>|call.*<SYMBOL>" -n
```
判定:
- **asm で branch/call が見える** → Step 3 へ
- **asm に出ない**inlined/消滅)→ skip触らない
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## Step 3: 最小パッチで “呼び出し回数” を減らす(優先)
いきなり gate を定数化しない。まず “呼び出さない形” にする。
典型:
- 悪い: `if (gate() && cheap_pred) ...`(常に gate が呼ばれる)
- 良い: `if (cheap_pred && gate()) ...`cheap で弾けるなら gate を呼ばない)
これは layout 変化が小さく、勝ちやすい。
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## Step 4: 最後の手段として定数化BENCH_MINIMAL 限定)
条件:
- Step 1 で “実行されている”
- Step 2 で asm に branch/call が残っている
- Step 3 で削れないcheap_pred が無い)
実装:
- `#if HAKMEM_BENCH_MINIMAL` の中だけで return constantStandard/OBSERVE は無傷)
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## Step 5: A/BFAST 10-run
必ずこれを正として使う:
- `make perf_fast`
結果mean/median`docs/analysis/PHASE42_RUNTIME_FIRST_METHOD_RESULTS.md` に追記して確定判定。