# Phase 3 D3: Alloc Gate Specialization（Mixed “LEGACY-only” 最短化）設計メモ

> NOTE (2025-12-13): この設計メモは **後続の Phase 4 D3** により置き換えられました。  
> 最新の設計・ENV・実装指示は `docs/analysis/PHASE4_D3_ALLOC_GATE_SPECIALIZATION_1_DESIGN.md` を参照してください。

## 目的

Mixed 本線（`MIXED_TINYV3_C7_SAFE`）では、
構成が固定されているため「毎回の gate 判定」をさらに削れる余地がある。

この D3 は `tiny_alloc_gate_fast()` の分岐を “Mixed に特化した形” にして、
alloc 入口の命令数と分岐を 1–2% 詰めることを狙う。

## 前提（Mixed 本線の固定事項）

- `HAKMEM_MID_V3_ENABLED=0`（C6 を MID に送らない）
- `HAKMEM_TINY_STATIC_ROUTE=1`（policy_snapshot bypass）
- `HAKMEM_TINY_ALLOC_ROUTE_SHAPE=1`（alloc dispatch 形最適化）
- Tiny front v3 + LUT + fast classify は ON（既定）

## 非目標

- ルーティングポリシーの意味変更（ULTRA/MID/V7/LEGACY の優先順位は変えない）
- サイズ→クラス変換の SSOT を壊す
- allocator のアルゴリズム変更（形の削減のみ）

## Box Theory（箱割り）

### L0: Env（戻せる）

- ENV gate: `HAKMEM_ALLOC_GATE_LEGACY_ONLY=0/1`（default: 0）
- 目的: Mixed 本線だけで A/B → 勝てなければ即 OFF

### L1: AllocGateLegacyOnlyBox（境界: alloc gate 入口 1箇所）

責務:
- `tiny_alloc_gate_fast()` のうち “Mixed 本線で常に同じ結果になる分岐” を削って、
  `malloc_tiny_fast_for_class()` への最短経路を作る。

安全フェンス（必須）:
- 初回に 1 回だけ “本当に LEGACY-only か” を確認してから有効化する。
  - 例: `small_policy_v7_init_from_env(&tmp)` で route_kind が LEGACY 以外を含むなら自動 disable
  - Learner 有効時は自動 disable（route が動的に変わる）

## 実装指示（小パッチ）

### Patch D3-1: ENV gate + “safe enable” 判定

- 新規: `core/box/alloc_gate_legacy_only_box.h/.c`
  - `alloc_gate_legacy_only_enabled_fast()`（hot path 用: boolean）
  - 初期化境界 1 箇所:
    - `small_policy_v7_init_from_env(&tmp)` で route_kind を検査
    - `tmp.route_kind[i] != SMALL_ROUTE_LEGACY` が存在したら disable
    - learner ON のときも disable
  - A/B で ON のときだけ有効になるようにする

### Patch D3-2: `tiny_alloc_gate_fast()` 統合（差し替え 1 箇所）

- `core/box/tiny_alloc_gate_box.h`
  - `TinyRoutePolicy` の分岐を “Mixed では常に同じ” に寄せる（ただし fence を守る）
  - 形の例（概略）:
    - `if (alloc_gate_legacy_only_enabled_fast()) { return malloc_tiny_fast_for_class(size, class_idx); }`
    - それ以外は現行の gate ロジックを維持

注意:
- `tiny_alloc_gate_fast` は「Tiny を使うか/Pool へ逃がすか」の境界なので、
  “gate の意味” を変えない。削れるのは **分岐の形だけ**。

## A/B（GO/NO-GO）

Mixed 10-run（推奨: 20M iters）:
- baseline: `HAKMEM_ALLOC_GATE_LEGACY_ONLY=0`
- opt: `HAKMEM_ALLOC_GATE_LEGACY_ONLY=1`

判定（10-run mean）:
- GO: **+1.0% 以上**
- NO-GO: **-1.0% 以下**
- ±1.0%: NEUTRAL（研究箱維持、default OFF）

## リスク

- 低〜中
  - Mixed 本線に限定すれば低い
  - “safe enable 判定” を入れないと、ENV 組み合わせで破綻するリスクが上がる

## Rollback

- `HAKMEM_ALLOC_GATE_LEGACY_ONLY=0`（即 OFF）
- 箱は独立させ、既存 gate を汚さない（境界 1 箇所差し替え）