hakmem/core/front/tiny_ultrafront.h

// tiny_ultrafront.h - Phase UltraFront: 密結合 Tiny Front Path (実験箱)
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// 目的:
//   - 既存の FrontGate + Unified Cache を前提に、
//     malloc/free の Tiny 経路を「1本のインラインパス」に近づける実験的フロント。
//   - Box Theory 的には Front 層の別バリアント Box として扱い、
//     ENV で A/B 切り替え可能にする。
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// 特徴:
//   - Tiny 範囲 (size <= tiny_get_max_size()) 専用。
//   - Unified Cache を直接叩く (unified_cache_pop_or_refill / unified_cache_push)。
//   - Header 書き込み/読取りは tiny_region_id_* を利用して安全性を維持。
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// ENV:
//   HAKMEM_TINY_ULTRA_FRONT=1  ... UltraFront 有効 (デフォルト: 0, 無効)
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// 統合ポイント:
//   - malloc ラッパ (hak_wrappers.inc.h) の FrontGate ブロック内から
//       tiny_ultrafront_malloc(size) を first try として呼び出す。
//   - free ラッパから tiny_ultrafront_free(ptr) を first try として呼び出す。

#ifndef HAK_FRONT_TINY_ULTRA_FRONT_H
#define HAK_FRONT_TINY_ULTRA_FRONT_H

#include <stddef.h>
#include <stdint.h>
#include "../hakmem_build_flags.h"
#include "../hakmem_tiny.h"           // tiny_get_max_size, hak_tiny_size_to_class
// #include "tiny_unified_cache.h"       // Removed (A/B test: OFF is faster)
#include "../tiny_region_id.h"        // tiny_region_id_write_header / read_header

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// ENV Control (cached, lazy init)
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static inline int tiny_ultrafront_enabled(void) {
    static int g_enable = -1;
    if (__builtin_expect(g_enable == -1, 0)) {
        const char* e = getenv("HAKMEM_TINY_ULTRA_FRONT");
        g_enable = (e && *e && *e != '0') ? 1 : 0;
#if !HAKMEM_BUILD_RELEASE
        if (g_enable) {
            fprintf(stderr, "[UltraFront-INIT] tiny_ultrafront_enabled() = %d\n", g_enable);
            fflush(stderr);
        }
#endif
    }
    return g_enable;
}

// ============================================================================
// UltraFront malloc/free (Tiny 専用)
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// UltraFront Tiny allocation
// - size: ユーザー要求サイズ
// - 戻り値: USER ポインタ or NULL (Unified miss時は通常経路にフォールバックさせる)
static inline void* tiny_ultrafront_malloc(size_t size) {
    // Tiny 範囲外は扱わない
    if (__builtin_expect(size == 0 || size > tiny_get_max_size(), 0)) {
        return NULL;
    }

    // サイズ→クラス (branchless LUT)
    int class_idx = hak_tiny_size_to_class(size);
    if (__builtin_expect(class_idx < 0 || class_idx >= TINY_NUM_CLASSES, 0)) {
        return NULL;
    }

    // Unified Cache から BASE を取得 (hit or refill)
    // DELETED (A/B test: OFF is faster)
    // void* base = unified_cache_pop_or_refill(class_idx);
    // if (__builtin_expect(base == NULL, 0)) {
    //     // Unified Cache disabled or refill failed → 通常経路にフォールバック
    //     return NULL;
    // }

    // Unified Cache removed → 通常経路にフォールバック
    return NULL;
}

// UltraFront Tiny free
// - ptr: USER ポインタ
// - 戻り値: 1=UltraFront で処理済み, 0=フォールバック (通常 free 経路へ)
static inline int tiny_ultrafront_free(void* ptr) {
    if (__builtin_expect(!ptr, 0)) {
        return 0;
    }

#if HAKMEM_TINY_HEADER_CLASSIDX
    // ページ境界ガード: ptr がページ先頭 (offset==0) の場合、ptr-1 は
    // 別ページ/未マップ領域となり得るので UltraFront では扱わない。
    uintptr_t off = (uintptr_t)ptr & 0xFFFu;
    if (__builtin_expect(off == 0, 0)) {
        return 0;
    }

    // Header ベースの class_idx 読取り (tiny_region_id_read_header は magic/範囲チェック込み)
    int class_idx = tiny_region_id_read_header(ptr);
    if (__builtin_expect(class_idx < 0 || class_idx >= TINY_NUM_CLASSES, 0)) {
        // Tiny ヘッダが無い or 壊れている → 非Tiny / 別ドメインなのでフォールバック
        return 0;
    }

    // void* base = (void*)((uint8_t*)ptr - 1);

    // Unified Cache へ BASE を push
    // DELETED (A/B test: OFF is faster)
    // int pushed = unified_cache_push(class_idx, base);
    // if (__builtin_expect(pushed, 1)) {
    //     return 1;
    // }

    // Unified Cache removed → 通常 free 経路へ
    return 0;
#else
    // ヘッダモードでなければ UltraFront は何もしない
    (void)ptr;
    return 0;
#endif
}

#endif // HAK_FRONT_TINY_ULTRA_FRONT_H