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- AllocGateStats 構造体追加（size2class/route/env/class分布） - malloc_tiny_fast にカウンタ埋め込み - ENV: HAKMEM_ALLOC_GATE_STATS (default 0) - 挙動変更なし（計測のみ） 計測結果: - Mixed: total=542k, size2class=0, route_calls=0, env_checks=275k, C4-C7=95.2% - size_to_class/route_for_class は完全削減済み（LUT 効果） - C4-C7 が 95% → ULTRA fast path が有効 - env_checks ≈ c7_calls → C7 ULTRA の ENV gate が毎回呼ばれる - C6-heavy: total=11 → malloc_tiny_fast はほぼ通らない（mid/pool 主体） 結論: - alloc gate は既に十分最適化済み（LUT + ULTRA で削減済み） - さらなる最適化余地は小さい（env_checks は軽量化済み、数%以下の効果） - 次フェーズでは free dispatcher (29%) や C7 ULTRA refill (7%) など、他のボトルネックを狙う 詳細: docs/analysis/ALLOC_GATE_ANALYSIS.md 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Haiku 4.5 <noreply@anthropic.com>
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# ALLOC_GATE_ANALYSIS
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## Phase ALLOC-GATE-OPT-1 計測結果
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### Mixed 16-1024B (1M iter, ws=400)
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[ALLOC_GATE_STATS] total=542033 size2class=0 route_calls=0 env_checks=275089 c0=0 c1=0 c2=8746 c3=17279 c4=34727 c5=68871 c6=137321 c7=275089
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```
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**Throughput**: 42.5M ops/s
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**分析**:
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- total_calls: 542,033 （malloc_tiny_fast 呼び出し数）
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- size_to_class: **0 calls** （毎回は呼ばれていない！）
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- route_for_class: **0 calls** （毎回は呼ばれていない！）
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- avg per alloc: 0 calls/alloc （LUT により完全に削減済み）
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- env_checks: 275,089 （C7 ULTRA の ENV gate が主体）
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- env_checks ≈ c7 calls → C7 ULTRA 毎回 ENV check あり
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- class 分布:
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- C7: 50.7% (275,089 / 542,033)
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- C6: 25.3% (137,321 / 542,033)
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- C5: 12.7% (68,871 / 542,033)
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- C4: 6.4% (34,727 / 542,033)
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- C3: 3.2% (17,279 / 542,033)
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- C2: 1.6% (8,746 / 542,033)
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- C1/C0: 0.0%
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- **C4〜C7: 95.2%** （hot classes が支配的）
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**コメント**:
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- **size_to_class と route_for_class が完全に削減済み** → LUT (tiny_front_v3) が効いている
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- **env_checks が C7 alloc で毎回発生** → tiny_c7_ultra_enabled_env() が毎回呼ばれている
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- C4/C5/C6 ULTRA の ENV check は早期リターン（LUT で class 判定済み）のため計測されず
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- **C4〜C7 が 95%** → class-specific fast path の検討価値あり（ただし既に ULTRA で対応済み）
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### C6-heavy (257-768B, 1M iter, ws=400)
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[ALLOC_GATE_STATS] total=11 size2class=0 route_calls=0 env_checks=0 c0=0 c1=1 c2=1 c3=0 c4=0 c5=0 c6=9 c7=0
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**Throughput**: 27.4M ops/s
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**分析**:
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- total_calls: **11** （ほぼ全て mid route に落ちている）
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- size_to_class: 0 calls
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- route_for_class: 0 calls
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- env_checks: 0 （C6 ULTRA は OFF のため）
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- class 分布:
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- C6: 81.8% (9 / 11)
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- C1/C2: 各 1 回（初期化時のノイズ）
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**コメント**:
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- **C6-heavy では malloc_tiny_fast がほぼ呼ばれていない** → mid/pool 経路が主体
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- total_calls=11 は初期化時の SuperSlab 確保等のノイズ
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- C6-heavy の alloc gate 最適化は効果なし（そもそも通らない）
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## Phase ALLOC-GATE-OPT-1B 候補施策
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### 候補 A: C7 ULTRA ENV gate の snapshot 化
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**条件**: env_checks ≈ c7_calls （毎回呼ばれている）
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**施策**: tiny_c7_ultra_enabled_env() を初期化時に1回だけ評価し、結果を TLS snapshot に保持
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**期待**: ENV check overhead 削減（ただし既に tiny_c7_ultra_enabled_env() 自体が static cached）
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**評価**: 効果は限定的（ENV gate は既に sentinel パターンで最適化済み）
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### 候補 B: size_to_class / route_for_class の snapshot 化
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**条件**: size_to_class=0, route_calls=0 （既に削減済み）
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**施策**: 不要（LUT により完全に削減済み）
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**評価**: **既に最適化済みで追加改善なし**
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### 候補 C: class-specific fast path (C4-C7)
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**条件**: C4〜C7 が 95% 以上
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**施策**: C4〜C7 用の直線パスと、その他サイズ用の旧ルートを分岐
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**期待**: hot classes を完全に直線化
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**評価**: **既に C4-C7 ULTRA で実装済み**（寄生型 TLS キャッシュで fast path 確立）
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## 判断基準
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### ✅ 良い発見
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- **size_to_class / route_for_class は既に完全削減済み**（LUT 効果）
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- **C4-C7 ULTRA で hot classes の fast path は確立済み**（95% カバー）
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### ❌ さらなる最適化の余地は小さい
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- env_checks は C7 ULTRA の構造的コスト（毎回 ENV check する設計）
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- tiny_c7_ultra_enabled_env() 自体は既に sentinel cached で軽量
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- snapshot 化しても効果は誤差範囲（数%以下）
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- alloc gate 内部は既に十分薄い（LUT + ULTRA で最適化済み）
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### 次フェーズへの示唆
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- **alloc gate よりも別の箇所を狙うべき**
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- PERF-ULTRA-REBASE-3 では tiny_alloc_gate_fast = 18% だが、内訳は「LUT overhead」「ULTRA ENV check」「class dispatch」等に分散
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- 18% を削るよりも、他のボトルネック（free dispatcher 29%、C7 ULTRA refill 7% 等）を狙う方が効果的
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- **alloc gate 自体は Phase FREE-DISPATCHER-OPT-1 と同様に「既に最適化済み」** と判断
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## 結論
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**Phase ALLOC-GATE-OPT-1 の成果**:
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- ✅ alloc gate の内訳を可視化
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- ✅ size_to_class / route_for_class が完全削減済み（LUT 効果）を確認
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- ✅ C4-C7 が 95% で、ULTRA fast path が有効なことを確認
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- ✅ env_checks は C7 ULTRA の構造的コスト（軽量化済み）
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**Phase ALLOC-GATE-OPT-1B の方針**:
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- **追加最適化は見送り**
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- alloc gate は既に十分薄く、さらなる改善余地は小さい（数%以下）
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- 次フェーズでは **free dispatcher (29%)** や **C7 ULTRA refill (7%)** など、他のボトルネックを狙う
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