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11dc9d390a Phase PERF-ULTRA-FREE-OPT-1: C4-C7 ULTRA free 薄型化
- C4-C7 ULTRA free を pure TLS push + cold segment learning に統一
- C7 ULTRA free を同じパターンに整列(likely/unlikely + FREE_PATH_STAT_INC)
- C4/C5/C6 ULTRA は既に最適化済み(統一 legacy fallback 経由)
- base/user 変換を tiny_ptr_convert_box.h マクロで統一

実測値 (Mixed 16-1024B, 1M iter, ws=400):
- Baseline (C7 のみ): 42.0M ops/s, legacy=266,943 (49.2%)
- Optimized (C4-C7): 46.5M ops/s, legacy=26,025 (4.8%)
- 改善: +9.3% (+4M ops/s)

FREE_PATH_STATS:
- C6 ULTRA: 137,319 free + 137,241 alloc (100% カバー)
- C5 ULTRA: 68,871 free + 68,827 alloc (100% カバー)
- C4 ULTRA: 34,727 free + 34,696 alloc (100% カバー)
- Legacy: 266,943 → 26,025 (−90.2%, C2/C3 のみ)

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Co-Authored-By: Claude Haiku 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-11 20:49:39 +09:00
753909fa4d Phase PERF-ULTRA-ALLOC-OPT-1 (改訂版): C7 ULTRA 内部最適化
設計判断:
- 寄生型 C7 ULTRA_FREE_BOX を削除(設計的に不整合)
- C7 ULTRA は C4/C5/C6 と異なり専用 segment + TLS を持つ独立サブシステム
- tiny_c7_ultra.c 内部で直接最適化する方針に統一

実装内容:
1. 寄生型パスの削除
   - core/box/tiny_c7_ultra_free_box.{h,c} 削除
   - core/box/tiny_c7_ultra_free_env_box.h 削除
   - Makefile から tiny_c7_ultra_free_box.o 削除
   - malloc_tiny_fast.h を元の tiny_c7_ultra_alloc/free 呼び出しに戻す

2. TLS 構造の最適化 (tiny_c7_ultra_box.h)
   - count を struct 先頭に移動(L1 cache locality 向上)
   - 配列ベース TLS キャッシュに変更(cap=128, C6 同等)
   - freelist: linked-list → BASE pointer 配列
   - cold フィールド(seg_base/seg_end/meta)を後方配置

3. alloc の純 TLS pop 化 (tiny_c7_ultra.c)
   - hot path: 1 分岐のみ(count > 0)
   - TLS access は 1 回のみ(ctx に cache)
   - ENV check を呼び出し側に移動
   - segment/page_meta アクセスは refill 時(cold path)のみ

4. free の UF-3 segment learning 維持
   - 最初の free で segment 学習(seg_base/seg_end を TLS に記憶)
   - 以降は範囲チェック → TLS push
   - 範囲外は v3 free にフォールバック

実測値 (Mixed 16-1024B, 1M iter, ws=400):
- tiny_c7_ultra_alloc self%: 7.66% (維持 - 既に最適化済み)
- tiny_c7_ultra_free self%: 3.50%
- Throughput: 43.5M ops/s

評価: 部分達成
- 設計一貫性の回復: 成功
- Array-based TLS cache 移行: 成功
- pure TLS pop パターン統一: 成功
- perf self% 削減(7.66% → 5-6%): 未達成(既に最適)

C7 ULTRA は独立サブシステムとして tiny_c7_ultra.c に閉じる設計を維持。
次は refill path 最適化または C4-C7 ULTRA free 群の軽量化へ。

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Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-11 20:39:46 +09:00
b381219a68 Phase PERF-ULTRA-REBASE-1 計測完了 + PERF-ULTRA-ALLOC-OPT-1 計画策定
## Phase PERF-ULTRA-REBASE-1 実施
- C4-C7 ULTRA 全て ON 状態での CPU ホットパス計測
- Mixed 16-1024B, 10M cycles での perf 分析
- **発見**: C7 ULTRA alloc が新しい最大ボトルネック(7.66% self%)

## ホットパス分析結果
| 順位 | 関数 | self% |
|------|------|-------|
| #1 | C7 ULTRA alloc | **7.66%** ← 最大ボトルネック |
| #2 | C4-C7 ULTRA free群 | 5.41% |
| #3 | gate/front前段 | 2.51% ← 既に十分薄い |
| #4 | header | < 0.17% ← ULTRA で削減済み |

## 戦略転換(重要)
これまで: 新しい箱や世代(v4/v5/v6)を追加
→ 今後: 既に当たりが出ている ULTRA 内部を細かく削る

理由:
- v6/v5 拡張は -12〜33% の大幅回帰
- gate/front や header はもう改善の余地が少ない
- C7 ULTRA alloc の 7.66% → 5-6% 削減で全体効果 2-3%

## Phase PERF-ULTRA-ALLOC-OPT-1 計画策定
- ターゲット: tiny_c7_ultra_alloc() の hot path を直線化
- 施策:
  1. TLS ヒットパスの直線化(env check/snapshot 削除)
  2. TLS freelist レイアウト最適化(L1 キャッシュ親和性)
  3. segment/page_meta アクセスの確認(slow path 確認)
- 計測: C7-only + Mixed での A/B テスト
- 期待: 7.66% → 5-6%、全体で +2-3M ops/s

## ドキュメント更新
- CURRENT_TASK.md: PERF-ULTRA-REBASE-1 結果と ALLOC-OPT-1 計画を追記
- TINY_C7_ULTRA_DESIGN.md: Phase PERF-ULTRA-ALLOC-OPT-1 セクション追加
- NEW: docs/analysis/PERF_ULTRA_ALLOC_OPT_1_PLAN.md - 詳細な実装計画書

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Co-Authored-By: Claude Haiku 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-11 20:05:09 +09:00
2a13478dc7 Optimize C6 heavy and C7 ultra performance analysis with refined design refinements
- Update environment profile presets and visibility analysis
- Enhance small object and tiny segment v4 box implementations
- Refine C7 ultra and C6 heavy allocation strategies
- Add comprehensive performance metrics and design documentation

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Co-Authored-By: Claude Haiku 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-10 22:57:26 +09:00
bbb55b018a Add C7 ULTRA segment skeleton and TLS freelist 2025-12-10 22:19:32 +09:00