docs: Phase v7-2 results + Phase v7-3 design (TLS fast path + page_meta cache)

docs/analysis/SMALLOBJECT_V7_DESIGN.md

@@ -309,3 +309,34 @@ RegionIdBox / SegmentBox_v7 / PageStatsBox
 - v3 世代（SmallObjectHeap v7）は、「small〜mid を 1 個の SmallHeapCtx + Segment + RegionIdBox で扱う」第2章として設計する。
 - まずは C6-only small 帯から v7 を導入し、ULTRA/MID v3 を壊さない形で徐々に適用範囲を広げていく。
 
+
+### Phase v7-3: C6 TLS Segment Fast Path + Page Metadata Cache
+
+目的:
+- Phase v7-2 で明らかになった RegionIdBox binary search のオーバーヘッド（-7% vs legacy）を削減する。
+- "ほとんどの" C6 free パスで RegionIdBox lookup を避ける設計に改善。
+
+主な最適化:
+1. **TLS segment fast hint**: 
+   - SmallHeapCtx_v7 に `tls_seg_base / tls_seg_end / tls_seg` を追加。
+   - free 初期段階で `if (addr >= tls_seg_base && addr < tls_seg_end)` をチェックして、
+     ほとんどの C6 free は RegionIdBox を呼ばずに page_idx を計算できるように。
+
+2. **same-page page_meta TLS cache**:
+   - SmallHeapCtx_v7 に `last_page_base / last_page_end / last_page_meta` を追加。
+   - 前回と同じページ内の free は page_meta 検索をスキップ（1-2% 改善期待）。
+
+3. **RegionIdBox は TLS 範囲外のみ**:
+   - RegionIdBox は「TLS segment が知らない alloc」（POOL / LEGACY / ULTRA 由来）の分類専用に限定。
+   - C6-only v7 の hot path では RegionIdBox を通さない。
+
+4. **C6-only 維持**:
+   - Phase v7-3 でも C6 のみに絞る。
+   - C5/C4 への拡張は、v7 の性能が legacy に追いついた後に検討。
+
+期待結果:
+- TLS fast path で RegionIdBox overhead 大部分回避 → -7% から ±0〜+α への改善を目指す。
+- SegmentBox_v7 / ColdIface_v7 の API は不変（内部最適化のみ）。
+
+---
+