Phase TLS-UNIFY-3: C6 intrusive freelist implementation (完成)

Implement C6 ULTRA intrusive LIFO freelist with ENV gating:
- Single-linked LIFO using next pointer at USER+1 offset
- tiny_next_store/tiny_next_load for pointer access (single source of truth)
- Segment learning via ss_fast_lookup (per-class seg_base/seg_end)
- ENV gate: HAKMEM_TINY_C6_ULTRA_INTRUSIVE_FL (default OFF)
- Counters: c6_ifl_push/pop/fallback in FREE_PATH_STATS

Files:
- core/box/tiny_ultra_tls_box.h: Added c6_head field for intrusive LIFO
- core/box/tiny_ultra_tls_box.c: Pop/push with intrusive branching (case 6)
- core/box/tiny_c6_ultra_intrusive_env_box.h: ENV gate (new)
- core/box/tiny_c6_intrusive_freelist_box.h: L1 pure LIFO (new)
- core/tiny_debug_ring.h: C6_IFL events
- core/box/free_path_stats_box.h/c: c6_ifl_* counters

A/B Test Results (1M iterations, ws=200, 257-512B):
- ENV_OFF (array): 56.6 Mop/s avg
- ENV_ON (intrusive): 57.6 Mop/s avg (+1.8%, within noise)
- Counters verified: c6_ifl_push=265890, c6_ifl_pop=265815, fallback=0

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Co-Authored-By: Claude Haiku 4.5 <noreply@anthropic.com>

CURRENT_TASK.md

@@ -1,3 +1,103 @@
+# 本線タスク（現在）
+
+## 次フェーズ: Phase TLS-UNIFY-3-DESIGN（C6 ULTRA intrusive freelist 設計）
+
+- 目的: C6 ULTRA 専用の intrusive freelist（ブロック内 next ポインタ）を設計し、TinyUltraTlsCtx 上でどう扱うかを文書化する。
+- 作業内容:
+  - `docs/analysis/ULTRA_C6_INTRUSIVE_FREELIST_DESIGN_V11B.md` を新規作成し、
+    - C6 ブロックレイアウト（next ポインタ位置 / header 取り扱い）,
+    - C6 用 alloc/free API,
+    - 既存 C6 ULTRA から v12 lane への移行プラン
+    をまとめる。
+  - TLS 統合との整合性メモ（TinyUltraTlsCtx の c6_* フィールドを使う / C4-C5 は当面 array マガジンのまま）を書いておく。
+- このフェーズは **設計だけ**。実装は次セッション以降。
+
+---
+
+## Phase TLS-UNIFY-2a: C4-C6 TLS統合 - COMPLETED ✅
+
+**変更**: C4-C6 ULTRA の TLS を `TinyUltraTlsCtx` 1 struct に統合。配列マガジン方式維持、C7 は別箱のまま。
+
+**A/B テスト結果**:
+| Workload | v11b-1 (Phase 1) | TLS-UNIFY-2a | 差分 |
+|----------|------------------|--------------|------|
+| Mixed 16-1024B | 8.0-8.8 Mop/s | 8.5-9.0 Mop/s | +0~5% |
+| MID 257-768B | 8.5-9.0 Mop/s | 8.1-9.0 Mop/s | ±0% |
+
+**結果**: C4-C6 ULTRA の TLS は TinyUltraTlsCtx 1箱に収束。性能同等以上、SEGV/assert なし ✅
+
+---
+
+## Phase v11b-1: Free Path Optimization - COMPLETED ✅
+
+**変更**: `free_tiny_fast()` のシリアルULTRAチェック (C7→C6→C5→C4) を単一switch構造に統合。C7 early-exit追加。
+
+**結果 (vs v11a-5)**:
+| Workload | v11a-5 | v11b-1 | 改善 |
+|----------|--------|--------|------|
+| Mixed 16-1024B | 45.4M | 50.7M | **+11.7%** |
+| C6-heavy | 49.1M | 52.0M | **+5.9%** |
+| C6-heavy + MID v3.5 | 53.1M | 53.6M | +0.9% |
+
+---
+
+## 本線プロファイル決定
+
+| Workload | MID v3.5 | 理由 |
+|----------|----------|------|
+| **Mixed 16-1024B** | OFF | LEGACYが最速 (45.4M ops/s) |
+| **C6-heavy (257-512B)** | ON (C6-only) | +8%改善 (53.1M ops/s) |
+
+ENV設定:
+- `MIXED_TINYV3_C7_SAFE`: `HAKMEM_MID_V35_ENABLED=0`
+- `C6_HEAVY_LEGACY_POOLV1`: `HAKMEM_MID_V35_ENABLED=1 HAKMEM_MID_V35_CLASSES=0x40`
+
+---
+
+# Phase v11a-5: Hot Path Optimization - COMPLETED
+
+## Status: ✅ COMPLETE - 大幅な性能改善達成
+
+### 変更内容
+
+1. **Hot path簡素化**: `malloc_tiny_fast()` を単一switch構造に統合
+2. **C7 ULTRA early-exit**: Policy snapshot前にC7 ULTRAをearly-exit（最大ホットパス最適化）
+3. **ENV checks移動**: すべてのENVチェックをPolicy initに集約
+
+### 結果サマリ (vs v11a-4)
+
+| Workload | v11a-4 Baseline | v11a-5 Baseline | 改善 |
+|----------|-----------------|-----------------|------|
+| Mixed 16-1024B | 38.6M | 45.4M | **+17.6%** |
+| C6-heavy (257-512B) | 39.0M | 49.1M | **+26%** |
+
+| Workload | v11a-4 MID v3.5 | v11a-5 MID v3.5 | 改善 |
+|----------|-----------------|-----------------|------|
+| Mixed 16-1024B | 40.3M | 41.8M | +3.7% |
+| C6-heavy (257-512B) | 40.2M | 53.1M | **+32%** |
+
+### v11a-5 内部比較
+
+| Workload | Baseline | MID v3.5 ON | 差分 |
+|----------|----------|-------------|------|
+| Mixed 16-1024B | 45.4M | 41.8M | -8% (LEGACYが速い) |
+| C6-heavy (257-512B) | 49.1M | 53.1M | **+8.1%** |
+
+### 結論
+
+1. **Hot path最適化で大幅改善**: Baseline +17-26%、MID v3.5 ON +3-32%
+2. **C7 early-exitが効果大**: Policy snapshot回避で約10M ops/s向上
+3. **MID v3.5はC6-heavyで有効**: C6主体ワークロードで+8%改善
+4. **Mixedワークロードではbaselineが最適**: LEGACYパスがシンプルで速い
+
+### 技術詳細
+
+- C7 ULTRA early-exit: `tiny_c7_ultra_enabled_env()` (static cached) で判定
+- Policy snapshot: TLSキャッシュ + version check (version mismatch時のみ再初期化)
+- Single switch: route_kind[class_idx] で分岐（ULTRA/MID_V35/V7/MID_V3/LEGACY）
+
+---
+
 # Phase v11a-4: MID v3.5 Mixed本線テスト - COMPLETED
 
 ## Status: ✅ COMPLETE - C6→MID v3.5 採用候補