Phase ALLOC-TINY-FAST-DUALHOT-1: C0-C3 alloc direct path (WIP, -2% regression)

Add C0-C3 early-exit optimization to malloc_tiny_fast() similar to
FREE-TINY-FAST-DUALHOT-1. Skip policy snapshot for C0-C3 classes.

A/B Result (10-run, Mixed TINYV3_C7_SAFE):
- Baseline: 47.27M ops/s (median)
- Optimized: 46.10M ops/s (median)
- Result: -2.00% (regression, needs investigation)

ENV: HAKMEM_TINY_ALLOC_DUALHOT=0/1 (default OFF)

Implementation:
- core/front/malloc_tiny_fast.h: alloc_dualhot_enabled() + early-exit
- Design: docs/analysis/ALLOC_TINY_FAST_DUALHOT_1_DESIGN.md

Status: Research box (default OFF), needs root cause analysis

🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code)

Co-Authored-By: Claude <noreply@anthropic.com>

docs/analysis/ALLOC_TINY_FAST_DUALHOT_1_DESIGN.md

@@ -0,0 +1,105 @@
+# Phase ALLOC-TINY-FAST-DUALHOT-1 設計（C0–C3 を第2ホットとして扱う）
+
+## 背景（現状のボトルネック）
+
+FREE-TINY-FAST-DUALHOT-1 により `free` の self% が大きく低下したため、Mixed の次のボトルネックが **alloc 側**に移った。
+
+（例: `tiny_alloc_gate_fast` + `malloc` が合計 ~30% 付近）
+
+ここで重要なのは、FREE 側の学びと同じ:
+
+- C7 は ULTRA で “第1ホット”
+- C0–C3 は LEGACY（UC/SFC/SLL 等）で “第2ホット”
+- “第2ホット” を rare 扱いして `policy snapshot` を毎回踏むと損
+
+---
+
+## 目的
+
+`malloc_tiny_fast()` の alloc 経路で、C0–C3 については
+
+- `small_policy_v7_snapshot()`（policy snapshot）
+- `route_kind` 判定（switch）
+
+を **スキップ**し、LEGACY の最短経路（TLS unified cache hit → refill）へ直行させる。
+
+---
+
+## 非目標（やらないこと）
+
+- C4–C7 のルーティング設計変更（ULTRA/MID/v7 の構造は触らない）
+- “PGO build 前提の大改造” はやらない（まずは小パッチで A/B）
+- 統計の常時 ON（global atomic）を入れない（外乱要因になる）
+
+---
+
+## 設計（Box Theory）
+
+### 箱と境界
+
+- 対象ホット関数: `core/front/malloc_tiny_fast.h` の `malloc_tiny_fast(size)`
+- 境界: `class_idx` 確定直後（size→class の 1 回目）に “第2ホット” を判定して early-exit
+- 既存の Box は変更しない（`tiny_hot_alloc_fast()` と `tiny_cold_refill_and_alloc()` を再利用）
+
+### 戻せる（A/B）
+
+- ENV gate を 1 つ追加する:
+  - `HAKMEM_TINY_ALLOC_DUALHOT=0/1`
+  - 初期は default OFF（A/B しやすくする）
+
+### Fail-Fast / Safety
+
+- alloc は cross-thread free と違い “所有者” 概念がないため、Larson ガード不要。
+- ただし、将来 C0–C3 を v6/v7 等へ載せる実験に備え、ENV でいつでも OFF に戻せるようにする。
+
+---
+
+## 具体案（擬似コード）
+
+差し込み位置は `class_idx` を確定し、C7 ULTRA early-exit を試した **直後**。
+
+```c
+// C7 ULTRA early-exit (既存)
+if (class_idx == 7 && tiny_c7_ultra_enabled_env()) { ... }
+
+// NEW: C0–C3 DUALHOT
+if (alloc_dualhot_enabled() && class_idx <= 3) {
+    void* p = tiny_hot_alloc_fast(class_idx);
+    if (p) return p;
+    return tiny_cold_refill_and_alloc(class_idx);
+}
+
+// 既存: policy snapshot + route_kind switch
+const SmallPolicyV7* policy = small_policy_v7_snapshot();
+switch (policy->route_kind[class_idx]) { ... }
+```
+
+---
+
+## 計測手順（GO/NO-GO）
+
+### Gate 1: 健康診断
+
+`scripts/verify_health_profiles.sh` を default 設定（ENV OFF）で 1 回。
+
+### Gate 2: A/B（Mixed）
+
+- Baseline: `HAKMEM_TINY_ALLOC_DUALHOT=0`
+- Opt: `HAKMEM_TINY_ALLOC_DUALHOT=1`
+
+同一条件で 10-run。中央値と分散を比較。
+
+### Gate 3: perf（Mixed）
+
+期待:
+- `tiny_alloc_gate_fast` / `malloc` self% が下がる
+- `main` が相対的に上がる（= allocator 側の余地を削った証拠）
+
+---
+
+## 成功条件
+
+- Mixed: +2% 以上（または free DUALHOT と同等の “明確な改善”）
+- C6-heavy: ±2% 以内（回帰なし）
+- 回帰が出たら default OFF の研究箱として freeze（保持して次の学びに使う）
+