# Phase 44 — Cache-miss / writeback profiling（次の芯を “測ってから” 決める）

Phase 42 の結論: gate は打ち止め（Top50 圏外）。  
Phase 43 の結論: header write を branch で削るのは負け筋（straight-line が強い）。

次は “どこで stall しているか” を定量化してから攻める。

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## 目的

FAST build（`make perf_fast`）の Mixed で、
- `tiny_region_id_write_header`（alloc）  
- `unified_cache_push` / `tiny_c7_ultra_free`（free）  
が **L1/L2/LLC/DTLB/ストアバッファ**のどれで詰まっているかを特定する。

この Phase は **計測のみ**（コード変更ゼロ）でOK。

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## Step 0: 固定条件

- バイナリ: `./bench_random_mixed_hakmem_minimal`
- 条件: `ITERS=200000000 WS=400`（短すぎるとノイズが増える）
- clean env: `scripts/run_mixed_10_cleanenv.sh` は A/B 用。ここでは単発 perf 用に直接叩いてよい。

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## Step 1: perf stat（メモリ系カウンタ）

例（環境によってイベント名が違うので、まずは一般的なものを試す）:

```sh
perf stat -e \
cycles,instructions,branches,branch-misses, \
cache-references,cache-misses, \
L1-dcache-loads,L1-dcache-load-misses, \
LLC-loads,LLC-load-misses, \
dTLB-loads,dTLB-load-misses, \
iTLB-loads,iTLB-load-misses \
-- ./bench_random_mixed_hakmem_minimal 200000000 400 1
```

記録するもの（最低限）:
- IPC（instructions / cycles）
- cache-misses / cache-references
- L1-dcache-load-misses
- LLC-load-misses
- dTLB-load-misses / iTLB-load-misses

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## Step 2: perf record（どの関数が miss を起こしているか）

```sh
perf record -F 99 -g -- ./bench_random_mixed_hakmem_minimal 200000000 400 1
perf report --no-children | head -120
```

可能なら（環境が許す場合）:

```sh
perf record -e cache-misses -F 99 -g -- ./bench_random_mixed_hakmem_minimal 200000000 400 1
perf report --no-children | head -120
```

目的:
- “時間が掛かっている関数” と “cache-miss を出している関数” が一致しているか確認。

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## Step 3: 次の Phase を決める（分岐）

### Case A: `tiny_region_id_write_header` が store-bound

兆候:
- cache-miss は少ないのに IPC が低い
- `perf record` で header write が支配的

次:
- Phase 45: “branch を増やさずに store を減らす”案だけ検討（例: まとめ書き、別境界への移動）

### Case B: `unified_cache_push` / `tiny_c7_ultra_free` が miss-bound

兆候:
- L1/LLC/DTLB miss が支配的
- cache-misses のホットが free 側に寄る

次:
- Phase 45: prefetch / データ配置（struct packing / align）を検討

### Case C: iTLB/i-cache が支配的

兆候:
- iTLB-load-misses が相対的に多い

次:
- “削除”ではなく **hot text の clustering**（ただし Phase 18 v1 の section-splitting は禁止）

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## ログ

- `docs/analysis/PHASE44_CACHE_MISS_AND_WRITEBACK_PROFILE_RESULTS.md` を作り、
  - perf stat（数値）
  - perf report Top（時間と miss の Top）
  - 判定（Case A/B/C）
 を書いて次の Phase を確定する。