# Phase 65: Hot Symbol Ordering — 技術的制約により中止

**Status**: ⚠️ BLOCKED (技術的制約)

## Executive Summary

Phase 65 は linker の symbol ordering file を使用して hot function を連続配置し、layout tax を減らすアプローチを試みた。しかし、GCC + LTO 環境では技術的に実現不可能であることが判明した。

## 試行内容

1. **perf profiling** で hot function を特定:
   - malloc (27.84%)
   - free (24.75%)
   - main (22.33%)
   - free_tiny_fast_compute_route_and_heap (3.94%)
   - tiny_region_id_write_header.lto_priv.0 (3.59%)
   - tiny_c7_ultra_alloc.constprop.0 (3.47%)
   - unified_cache_push (3.37%)

2. **`build/hot_syms.txt`** を作成（17 symbols）

3. **Makefile target** `bench_random_mixed_hakmem_fast_ordered` を追加:
   ```make
   EXTRA_LDFLAGS='-fuse-ld=lld -Wl,--symbol-ordering-file=build/hot_syms.txt'
   ```

## 遭遇した技術的制約

### 問題 1: GNU ld は `--symbol-ordering-file` をサポートしない

```
/usr/bin/ld: 認識できないオプション '--symbol-ordering-file=build/hot_syms.txt' です
```

`--symbol-ordering-file` は LLVM lld linker 固有の機能。

### 問題 2: GCC LTO と lld は非互換

```
ld.lld: error: undefined symbol: main
>>> referenced by Scrt1.o:(_start)
```

GCC は独自の LTO format (GIMPLE IR) を使用するため、lld が理解できない。

### 問題 3: LTO が hot function をインライン化

`nm` の出力を見ると、バイナリにエクスポートされるシンボルは僅か 33 個:
- hot function の多くは internal (`t`) であり、LTO によってインライン化/マージされる
- `.lto_priv.0`, `.constprop.0` などの suffix は LTO が生成した内部シンボル
- これらは ordering file で参照しても効果がない

### 問題 4: LTO なしだと baseline と条件が違う

LTO を無効にして lld を使う場合:
- Symbol ordering は可能
- しかし LTO の性能向上（5-10%）を失う
- A/B 比較が unfair になる

## 結論

**Phase 65 は技術的制約により中止。**

Symbol ordering アプローチは GCC + LTO 環境では以下の理由で非実現的:

1. **Linker 非互換**: `--symbol-ordering-file` は lld 専用
2. **LTO 非互換**: GCC LTO format と lld は互換性がない
3. **Symbol 消失**: LTO が hot function をインライン化し、ordering 対象が消える
4. **Trade-off**: LTO を諦めると symbol ordering 以上の性能低下が発生

## Alternative Strategies

Phase 65 の教訓を踏まえ、以下のアプローチを推奨:

### Option A: PGO (Profile-Guided Optimization) - 推奨

GCC の `-fprofile-generate` + `-fprofile-use` を使用:
- Compiler が hot path を自動で最適配置
- LTO との組み合わせが可能
- Symbol ordering より強力

### Option B: `-fno-inline` + Symbol Ordering (研究用)

特定の hot function に `__attribute__((noinline))` を付与:
- LTO によるインライン化を防止
- Symbol として残るため ordering 可能
- 性能 trade-off の検証が必要

### Option C: Clang/LLVM に移行 (大規模変更)

全ビルドを Clang に移行:
- lld と完全互換
- Symbol ordering + LTO が両立可能
- Migration cost が高い

## 次のステップ

1. **Phase 66 (PGO)**: `-fprofile-generate` / `-fprofile-use` を試行
2. **Phase 67 (alternative)**: 他の layout tax 削減手法を調査

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**Artifacts**:
- `build/hot_syms.txt`: Hot symbol list (残存、将来の参照用)
- Makefile target: `bench_random_mixed_hakmem_fast_ordered` (USE_LTO=0 でのみ動作)