Phase 86: Free Path Legacy Mask (NO-GO, +0.25%)

## Summary

Implemented Phase 86 "mask-only commit" optimization for free path:
- Bitset mask (0x7f for C0-C6) to identify LEGACY classes
- Direct call to tiny_legacy_fallback_free_base_with_env()
- No indirect function pointers (avoids Phase 85's -0.86% regression)
- Fail-fast on LARSON_FIX=1 (cross-thread validation incompatibility)

## Results (10-run SSOT)

**NO-GO**: +0.25% improvement (threshold: +1.0%)
- Control:    51,750,467 ops/s (CV: 2.26%)
- Treatment:  51,881,055 ops/s (CV: 2.32%)
- Delta:      +0.25% (mean), -0.15% (median)

## Root Cause

Competing optimizations plateau:
1. Phase 9/10 MONO LEGACY (+1.89%) already capture most free path benefit
2. Remaining margin insufficient to overcome:
   - Two branch checks (mask_enabled + has_class)
   - I-cache layout tax in hot path
   - Direct function call overhead

## Phase 85 vs Phase 86

| Metric | Phase 85 | Phase 86 |
|--------|----------|----------|
| Approach | Indirect calls + table | Bitset mask + direct call |
| Result | -0.86% | +0.25% |
| Verdict | NO-GO (regression) | NO-GO (insufficient) |

Phase 86 correctly avoided indirect call penalties but revealed architectural
limit: can't escape Phase 9/10 overlay without restructuring.

## Recommendation

Free path optimization layer has reached practical ceiling:
- Phase 9/10 +1.89% + Phase 6/19/FASTLANE +16-27% ≈ 18-29% total
- Further attempts on ceremony elimination face same constraints
- Recommend focus on different optimization layers (malloc, etc.)

## Files Changed

### New
- core/box/free_path_legacy_mask_box.h (API + globals)
- core/box/free_path_legacy_mask_box.c (refresh logic)

### Modified
- core/bench_profile.h (added refresh call)
- core/front/malloc_tiny_fast.h (added Phase 86 fast path check)
- Makefile (added object files)
- CURRENT_TASK.md (documented result)

All changes conditional on HAKMEM_FREE_PATH_LEGACY_MASK=1 (default OFF).

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

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

docs/analysis/PHASE85_FREE_PATH_COMMIT_ONCE_RESULTS.md

@@ -0,0 +1,68 @@
+# Phase 85: Free Path Commit-Once (LEGACY-only) — Results
+
+## Goal
+
+`free_tiny_fast()` の free path で、**LEGACY に戻るまでの「儀式」（mono/policy/route 計算）**を、
+bench_profile 境界で commit-once して **hot path から除去**する。
+
+- Scope: C4–C7 の **LEGACY route のみ**
+- Reversible: `HAKMEM_FREE_PATH_COMMIT_ONCE=0/1`
+- Safety: `HAKMEM_TINY_LARSON_FIX=1` なら fail-fast で commit 無効
+
+## Implementation
+
+- New box:
+  - `core/box/free_path_commit_once_fixed_box.h`
+  - `core/box/free_path_commit_once_fixed_box.c`
+- Integration:
+  - `core/bench_profile.h` から `free_path_commit_once_refresh_from_env()` を呼ぶ
+  - `core/front/malloc_tiny_fast.h` の `free_tiny_fast()` で Phase 9/10 より前に早期ハンドラ dispatch
+- Build:
+  - `Makefile` に `core/box/free_path_commit_once_fixed_box.o` を追加
+
+## A/B Results (SSOT, 10-run)
+
+Control (`HAKMEM_FREE_PATH_COMMIT_ONCE=0`)
+- Mean: 52.75M ops/s
+- Median: 52.94M ops/s
+- Min: 51.70M ops/s
+- Max: 53.77M ops/s
+
+Treatment (`HAKMEM_FREE_PATH_COMMIT_ONCE=1`)
+- Mean: 52.30M ops/s
+- Median: 52.42M ops/s
+- Min: 51.04M ops/s
+- Max: 53.03M ops/s
+
+Delta: **-0.86% (NO-GO)**
+
+## Diagnosis
+
+### 1) Phase 10 (MONO LEGACY DIRECT) と最適化内容が被る
+
+既に `free_tiny_fast_mono_legacy_direct_enabled()` が **C4–C7 の直行**（policy snapshot をスキップ）を提供しているため、
+Phase 85 が「追加で消せる儀式」が薄かった。
+
+結果として、Phase 85 は **追加の gate/table 参照**を持ち込み、プラスになりにくい。
+
+### 2) function pointer dispatch の税
+
+Phase 85 は `entry->handler(base, class_idx, env)` の **間接呼び出し**を導入している。
+この種の間接分岐は branch predictor / layout の影響を受けやすく、SSOTでは net で負ける可能性がある。
+
+### 3) layout tax の可能性
+
+free hot path (`free_tiny_fast`) へ新規コードを挿入したことで text layout が揺れ、
+-0.x% の符号反転が起きやすい（既知パターン）。
+
+## Decision
+
+- **NO-GO**: `HAKMEM_FREE_PATH_COMMIT_ONCE` は **default OFF の research box**として保持
+- 物理削除はしない（layout tax の符号反転を避けるため）
+
+## Follow-ups (if revisiting)
+
+1. Handler cache をやめ、commit-once は **bitmask (legacy_mask) のみ**にする（間接 call 排除）。
+2. `env snapshot` を hot path で取る前に exit できる形を維持し、hot 側は **1本の早期return**に留める。
+3. “置換”は Phase 9/10 を compile-out できる条件が揃った後に Phase 86 で検討（同一バイナリ A/B を優先）。
+