Files

Moe Charm (CI) 7adbcdfcb6 Phase 54-60: Memory-Lean mode, Balanced mode stabilization, M1 (50%) achievement

## Summary

Completed Phase 54-60 optimization work:

**Phase 54-56: Memory-Lean mode (LEAN+OFF prewarm suppression)**
- Implemented ss_mem_lean_env_box.h with ENV gates
- Balanced mode (LEAN+OFF) promoted as production default
- Result: +1.2% throughput, better stability, zero syscall overhead
- Added to bench_profile.h: MIXED_TINYV3_C7_BALANCED preset

**Phase 57: 60-min soak finalization**
- Balanced mode: 60-min soak, RSS drift 0%, CV 5.38%
- Speed-first mode: 60-min soak, RSS drift 0%, CV 1.58%
- Syscall budget: 1.25e-7/op (800× under target)
- Status: PRODUCTION-READY

**Phase 59: 50% recovery baseline rebase**
- hakmem FAST (Balanced): 59.184M ops/s, CV 1.31%
- mimalloc: 120.466M ops/s, CV 3.50%
- Ratio: 49.13% (M1 ACHIEVED within statistical noise)
- Superior stability: 2.68× better CV than mimalloc

**Phase 60: Alloc pass-down SSOT (NO-GO)**
- Implemented alloc_passdown_ssot_env_box.h
- Modified malloc_tiny_fast.h for SSOT pattern
- Result: -0.46% (NO-GO)
- Key lesson: SSOT not applicable where early-exit already optimized

## Key Metrics

- Performance: 49.13% of mimalloc (M1 effectively achieved)
- Stability: CV 1.31% (superior to mimalloc 3.50%)
- Syscall budget: 1.25e-7/op (excellent)
- RSS: 33MB stable, 0% drift over 60 minutes

## Files Added/Modified

New boxes:
- core/box/ss_mem_lean_env_box.h
- core/box/ss_release_policy_box.{h,c}
- core/box/alloc_passdown_ssot_env_box.h

Scripts:
- scripts/soak_mixed_single_process.sh
- scripts/analyze_epoch_tail_csv.py
- scripts/soak_mixed_rss.sh
- scripts/calculate_percentiles.py
- scripts/analyze_soak.py

Documentation: Phase 40-60 analysis documents

## Design Decisions

1. Profile separation (core/bench_profile.h):
   - MIXED_TINYV3_C7_SAFE: Speed-first (no LEAN)
   - MIXED_TINYV3_C7_BALANCED: Balanced mode (LEAN+OFF)

2. Box Theory compliance:
   - All ENV gates reversible (HAKMEM_SS_MEM_LEAN, HAKMEM_ALLOC_PASSDOWN_SSOT)
   - Single conversion points maintained
   - No physical deletions (compile-out only)

3. Lessons learned:
   - SSOT effective only where redundancy exists (Phase 60 showed limits)
   - Branch prediction extremely effective (~0 cycles for well-predicted branches)
   - Early-exit pattern valuable even when seemingly redundant

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

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

2025-12-17 06:24:01 +09:00

3.3 KiB

Raw Permalink Blame History

Phase 40 — FAST v4: Remaining Gate Prune（DEPRECATED / Historical）

この指示書は Phase 40 の初期案です。

Phase 40 は tiny_header_mode() の BENCH_MINIMAL 定数化が NO-GO となり、revert 済みです。
正しい記録は docs/analysis/PHASE40_GATE_CONSTANTIZATION_RESULTS.md を参照してください。
次は Phase 41（asm-first 監査）へ進むのが正です。

目的: FAST build（HAKMEM_BENCH_MINIMAL=1）の hot path に残る lazy-init / ENV gate をさらに compile-time 定数化して固定税を削る。

前提（運用の正）:

性能比較は FAST build（make perf_fast）を正とする。
判定は build-level: GO +0.5% / NEUTRAL ±0.5% / NO-GO -0.5%（Mixed 10-run mean）。
link-out / 物理削除はしない（layout/LTO で符号反転する）。

Step 0（必須）: 実行確認 / 安全確認

HAKMEM_MID_V3_ENABLED が FAST/Mixed で OFF 前提であることを確認する（bench preset / cleanenv）。

scripts/run_mixed_10_cleanenv.sh は export 汚染を防ぐが、MID v3 については明示していないため、必要なら OFF を追加。

tiny_header_mode の default が FULL であることを確認する（現状 HAKMEM_TINY_HEADER_MODE 未設定 → FULL）。

Step 1（優先A）: tiny_header_mode() の FAST 定数化（FULL 固定）

ターゲット:

core/tiny_region_id.h の tiny_header_mode()（alloc hot から呼ばれている）

実装方針:

#if HAKMEM_BENCH_MINIMAL のとき tiny_header_mode() を TINY_HEADER_MODE_FULL 固定にする。
Standard/OBSERVE は現状維持（ENV で切替可能）。

推奨（追加で検討）:

tiny_region_id_write_header() の “HOTFULL=1” 分岐内で tiny_header_mode() を呼んでいる箇所は、FAST では FULL 固定なので呼ばない形に寄せられる（I-cache/分岐削減）。

期待: +0.3〜0.8%（※ 実測では NO-GO になった）

Step 2（優先B）: mid_v3_enabled / mid_v3_debug_enabled の FAST 定数化（OFF 固定）

ターゲット:

core/box/mid_hotbox_v3_env_box.h
- mid_v3_enabled()
- mid_v3_debug_enabled()

実装方針:

#if HAKMEM_BENCH_MINIMAL では両方 0 固定。
Standard/OBSERVE は現状維持（研究箱として ENV opt-in）。

注意:

free 側の hak_free_at() や alloc 側の hak_malloc()（core/box/hak_alloc_api.inc.h）で mid_v3_enabled() が頻繁に呼ばれているため、定数化で呼び出し自体を消せる可能性がある。

期待: +0.2〜0.5%（enabled） +0.1〜0.3%（debug）

Step 3: A/B（FAST 10-run）

コマンド:

baseline（FAST v3）: make perf_fast
optimized（FAST v4）: make perf_fast

判定:

GO: +0.5% 以上
NEUTRAL: ±0.5%（code cleanliness で採用可）
NO-GO: -0.5% 以下（revert）

ログ更新:

docs/analysis/PHASE40_FAST_V4_REMAINING_GATES_RESULTS.md を新規作成して 10-run mean/median を記録。
docs/analysis/PERFORMANCE_TARGETS_SCORECARD.md の FAST build 履歴を更新。

Rollback（戻せる）

すべて #if HAKMEM_BENCH_MINIMAL の中だけを触る（Standard/OBSERVE は無傷）。
revert は対象ファイルの #if HAKMEM_BENCH_MINIMAL ブロックを戻すだけ。

3.3 KiB Raw Permalink Blame History Unescape Escape