P-Tier + Tiny Route Policy: Aggressive Superslab Management + Safe Routing

## Phase 1: Utilization-Aware Superslab Tiering (案B実装済)

- Add ss_tier_box.h: Classify SuperSlabs into HOT/DRAINING/FREE based on utilization
  - HOT (>25%): Accept new allocations
  - DRAINING (≤25%): Drain only, no new allocs
  - FREE (0%): Ready for eager munmap

- Enhanced shared_pool_release_slab():
  - Check tier transition after each slab release
  - If tier→FREE: Force remaining slots to EMPTY and call superslab_free() immediately
  - Bypasses LRU cache to prevent registry bloat from accumulating DRAINING SuperSlabs

- Test results (bench_random_mixed_hakmem):
  - 1M iterations: ✅ ~1.03M ops/s (previously passed)
  - 10M iterations: ✅ ~1.15M ops/s (previously: registry full error)
  - 50M iterations: ✅ ~1.08M ops/s (stress test)

## Phase 2: Tiny Front Routing Policy (新規Box)

- Add tiny_route_box.h/c: Single 8-byte table for class→routing decisions
  - ROUTE_TINY_ONLY: Tiny front exclusive (no fallback)
  - ROUTE_TINY_FIRST: Try Tiny, fallback to Pool if fails
  - ROUTE_POOL_ONLY: Skip Tiny entirely

- Profiles via HAKMEM_TINY_PROFILE ENV:
  - "hot": C0-C3=TINY_ONLY, C4-C6=TINY_FIRST, C7=POOL_ONLY
  - "conservative" (default): All TINY_FIRST
  - "off": All POOL_ONLY (disable Tiny)
  - "full": All TINY_ONLY (microbench mode)

- A/B test results (ws=256, 100k ops random_mixed):
  - Default (conservative): ~2.90M ops/s
  - hot: ~2.65M ops/s (more conservative)
  - off: ~2.86M ops/s
  - full: ~2.98M ops/s (slightly best)

## Design Rationale

### Registry Pressure Fix (案B)
- Problem: DRAINING tier SS occupied registry indefinitely
- Solution: When total_active_blocks→0, immediately free to clear registry slot
- Result: No more "registry full" errors under stress

### Routing Policy Box (新)
- Problem: Tiny front optimization scattered across ENV/branches
- Solution: Centralize routing in single table, select profiles via ENV
- Benefit: Safe A/B testing without touching hot path code
- Future: Integrate with RSS budget/learning layers for dynamic profile switching

## Next Steps (性能最適化)
- Profile Tiny front internals (TLS SLL, FastCache, Superslab backend latency)
- Identify bottleneck between current ~2.9M ops/s and mimalloc ~100M ops/s
- Consider:
  - Reduce shared pool lock contention
  - Optimize unified cache hit rate
  - Streamline Superslab carving logic

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

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

docs/specs/ENV_VARS.md

@@ -280,6 +280,41 @@ New (debug isolation)
   - 小クラス用の小型TLSマガジン（128要素, classes 0..3）を有効化。既定0（A/B用）。
   - alloc: HotMag→SLL→Magazine の順でヒットを狙う。free: SLL優先、溢れ時にHotMag→Magazine。
 
+### Superslab Tiering / Registry 制御
+
+- HAKMEM_SS_TIER_DOWN_THRESHOLD
+  - 型: float (0.0–1.0)
+  - 既定値: `0.25`
+  - 役割: SuperSlab 利用率（`total_active_blocks / capacity`）がこの値以下になったとき、Tier を `HOT→DRAINING` に落とすための下限。
+  - 影響: DRAINING Tier の SuperSlab は新規 alloc の対象から外れ、drain/解放の対象になる（Box: `ss_tier_box.h`）。
+
+- HAKMEM_SS_TIER_UP_THRESHOLD
+  - 型: float (0.0–1.0)
+  - 既定値: `0.50`
+  - 役割: DRAINING Tier の SuperSlab の利用率がこの値以上になったときに `DRAINING→HOT` に戻すための上限（ヒステリシス）。
+  - 影響: 利用率が一時的にブレても HOT/DRAINING を行き来しにくくし、Tier の振動を防ぐ。
+
+### Tiny Front Routing（Tiny vs Pool の切替）
+
+- HAKMEM_TINY_PROFILE
+  - 型: string
+  - 既定値: `"conservative"`
+  - 役割: Tiny Front（TLS SLL / FastCache）と Pool/backend のルーティング方針をクラス別に切り替えるプロファイル。
+  - プロファイル:
+    - `"conservative"`（既定）:
+      - C0〜C7 すべて `TINY_FIRST`（まず Tiny front、失敗時は Pool/backend にフォールバック）
+    - `"hot"`:
+      - C0〜C3: `TINY_ONLY`（小クラスを Tiny 専用で積極活用）
+      - C4〜C6: `TINY_FIRST`
+      - C7:     `POOL_ONLY`（1KB headerless は Pool に任せる）
+    - `"off"`:
+      - C0〜C7 すべて `POOL_ONLY`（Tiny front を完全に無効化）
+    - `"full"`:
+      - C0〜C7 すべて `TINY_ONLY`（microbench 用、Gate としては常に Tiny 経由）
+  - 実装:
+    - Box: `core/box/tiny_route_box.h` / `tiny_route_box.c`
+    - Gate: `tiny_alloc_gate_fast()` がクラスごとに `TinyRoutePolicy` を参照して Tiny vs Pool を振り分ける。
+
 ## USDT/tracepoints（perfのユーザ空間静的トレース）
 - ビルド時に `CFLAGS+=-DHAKMEM_USDT=1` を付与すると、主要分岐にUSDT（DTrace互換）プローブが埋め込まれます。
   - 依存: `<sys/sdt.h>`（Debian/Ubuntu: `sudo apt-get install systemtap-sdt-dev`）。

docs/specs/ENV_VARS_COMPLETE.md

@@ -297,7 +297,50 @@ From `/mnt/workdisk/public_share/hakmem/core/hakmem_tiny_stats.h`:
 
 ---
 
-### 9. Memory Efficiency & RSS Control
+### 9. Tiny Front Routing
+
+#### HAKMEM_TINY_PROFILE
+- **Default**: `"conservative"`
+- **Type**: string
+- **Purpose**: Control Tiny Front (TLS SLL / FastCache) vs Pool/backend routing per Tiny class via a simple profile.
+- **Profiles**:
+  - `"conservative"`:
+    - All classes (C0–C7) use `TINY_FIRST`: try Tiny Front first, then fallback to Pool/backend on miss.
+  - `"hot"`:
+    - C0–C3: `TINY_ONLY`  (small classes use Tiny exclusively via front gate)
+    - C4–C6: `TINY_FIRST`
+    - C7:    `POOL_ONLY`  (1KB headerless class uses Pool/backend)
+  - `"off"`:
+    - All classes `POOL_ONLY` (Tiny Front is fully disabled, Pool-only allocator behaviour).
+  - `"full"`:
+    - All classes `TINY_ONLY` (microbench-style, front gate always routes via Tiny).
+- **Implementation**:
+  - Box: `core/box/tiny_route_box.h` / `tiny_route_box.c` (per-class `g_tiny_route[8]` table).
+  - Gate: `tiny_alloc_gate_fast()` reads `TinyRoutePolicy` and decides Tiny vs Pool on each allocation.
+
+---
+
+### 10. Superslab Tiering & Registry Control
+
+#### HAKMEM_SS_TIER_DOWN_THRESHOLD
+- **Default**: `0.25`
+- **Range**: 0.0–1.0
+- **Purpose**: SuperSlab 利用率がこの値以下になったときに、Tier を `HOT → DRAINING` に遷移させる下限。
+- **Impact**:
+  - DRAINING Tier の SuperSlab は新規割り当ての対象外となり、drain/解放候補として扱われる。
+  - 利用率が低い SuperSlab への新規割り当てを避け、活発な SuperSlab に負荷を集中させる。
+
+#### HAKMEM_SS_TIER_UP_THRESHOLD
+- **Default**: `0.50`
+- **Range**: 0.0–1.0
+- **Purpose**: DRAINING Tier の SuperSlab 利用率がこの値以上になったときに `DRAINING → HOT` に戻す上限（ヒステリシス）。
+- **Impact**:
+  - Down/Up 閾値にギャップを持たせることで、Tier が HOT と DRAINING の間で頻繁に振動するのを防ぐ。
+  - Sustained な利用増加が観測された SuperSlab のみ HOT に復帰させる。
+
+---
+
+### 11. Memory Efficiency & RSS Control
 
 #### HAKMEM_TINY_RSS_BUDGET_KB
 - **Default**: Unlimited
@@ -333,7 +376,7 @@ From `/mnt/workdisk/public_share/hakmem/core/hakmem_tiny_stats.h`:
 
 ---
 
-### 10. Policy & Learning Parameters
+### 11. Policy & Learning Parameters
 
 #### HAKMEM_LEARN
 - **Default**: 0 (OFF, unless HAKMEM_MODE=learning/research)