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- Redefine TinyHotHeap v2 as per-thread Hot Box with clear boundaries - Add comprehensive OS statistics tracking for SS allocations - Implement route-based free handling for TinyHeap v2 - Add C6/C7 debugging and statistics improvements - Update documentation with implementation guidelines and analysis - Add new box headers for stats, routing, and front-end management
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# C6_HOTBOX_DESIGN
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目的: class6 を C7 SAFE と同じ TinyHeap ベースでホット化するための箱を定義する。まずは SAFE（meta きちんと保持）だけを対象とし、ULTRA（meta を大胆に省く）は C6 ではやらない。
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## 境界（箱の責務）
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- **内側 (C6 HotBox)**: TinyHeapBox 上での heap → page → block 管理、current_page ポリシー。
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- **外側 (Cold Box)**: Superslab / Tier / Guard / Stats。TLS SLL とは原則切断（TinyHeap クラスには SLL を使わせない）。
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## ENV / A/B 切替
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- `HAKMEM_TINY_HEAP_BOX` … TinyHeap front 全体の ON/OFF。
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- `HAKMEM_TINY_HEAP_CLASSES` … クラスごとの TinyHeap マスク。デフォルトは `0x80` (C7 のみ)。
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- `HAKMEM_TINY_C6_HOT` … C6 Hot front を有効化するスイッチ（1 で C6 専用直線パスを許可）。
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- `HAKMEM_TINY_C6_META_MODE` … 0=OFF, 1=SAFE（当面は SAFE のみ。ULTRA はやらない）。
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- **注意**: meta_mode=1 は現時点では bench/実験専用。長めの C6-heavy でクラッシュする既知事象があり、通常運用は
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meta_mode=0 または C6 TinyHeap OFF を推奨する。
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- デバッグ用（meta_mode=1 時の Fail-Fast/可視化）:
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- `HAKMEM_TINY_C6_DEBUG_POP=1` … pop まわりの Fail-Fast を有効化。
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- `HAKMEM_TINY_C6_DELTA_TRACE=1` … delta を触った箇所を last_delta_site に記録。
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- `HAKMEM_TINY_C6_DELTA_DEBUG=1` … destructor で delta サマリを dump。
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- `HAKMEM_TINY_C6_DELTA_TRACE=1` が有効なときは delta サイト (ALLOC/FREE/ATTACH/EMPTY/THRESHOLD) をページに刻み、
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`HAKMEM_TINY_C6_DEBUG_POP=1` では pop/free の Fail-Fast（範囲外 freelist/ss mismatch/cap0 等）と 512 行までの debug log を出す。
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## 現状の事実（2025-12 時点）
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- C6 TinyHeap（`HAKMEM_TINY_HEAP_CLASSES=0x40`）は C6-heavy / Mixed どちらも回帰気味（最新測定 2025-12-05）。
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- C6-heavy (min=257/max=768, ws=256, iters=20k, debug OFF)
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- LEGACY: **41.74M ops/s**（HEAP_STATS 0）
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- TinyHeap mode0 (`C6_META_MODE=0`): **36.07M ops/s**（cls6 fast=5381 / slow_prepare=1）
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- TinyHeap mode1 (`C6_META_MODE=1` SAFE): **28.86M ops/s**（cls6 fast=2692 / slow_prepare=2690）
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- Mixed 16–1024B (ws=256, iters=20k)
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- LEGACY: **40.90M ops/s**
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- C7_SAFE (C6 OFF): **40.96M ops/s**（cls7 fast=5691 / slow=1）
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- C6+C7 SAFE (`HEAP_CLASSES=0xC0`、両方 meta_mode=1): **27.21M ops/s**（cls6 fast=1388 / slow=1366、cls7 fast=5664 / slow=19）
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- mode0 は slow_prepare≈1 でも約 -14%（C6-heavy）と大きくマイナス、mode1 は slow_prepare が増えてさらに悪化。現状は bench/実験専用マスク（0x40/0xC0）とし、通常は LEGACY か C7_SAFE のみを推奨。
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- slow_prepare が小さいまま回帰するため、原因は Front/Hot の命令コストや meta 更新コスト（delta/flush 実装）の重さにあると推定。mode1 は delta/flush を触ることで slow_prepare も増えやすい点に注意。
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- meta_mode=1 の暫定防御（Phase21–22）:
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- attach で meta->freelist を範囲チェックし、OOB は NULL に潰す。
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- empty→release で meta->freelist を NULL にし、debug 時は page->free_list に poison。
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- pop で freelist OOB / ss mismatch / cap0 などを Fail-Fast。
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- 上記後、C6-heavy iters=1000/1500/2000/20000 で再現していた SIGSEGV は出なくなり、delta サマリは 0/0/0（ただし bench 専用扱いは継続）。
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## 要件と設計方針
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- 当面は **SAFE のみ**（meta/active を delta + flush で正確寄りに保つ）。ULTRA は C6 では導入しない。
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- A/B できるように:
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- C6 Hot front: `HAKMEM_TINY_C6_HOT=1` で直線パスを有効化。
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- C6 TinyHeap ON/OFF: `HAKMEM_TINY_HEAP_CLASSES` のビットで切替（デフォルトは OFF）。
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- Box Theory 準拠:
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- HotBox（TinyHeap 内部）と Cold Box（Superslab/Tier/Guard/Stats）の境界は 1 箇所。
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- TLS SLL は C6 HotBox からは触らない。
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## 今後のフォーカス
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- C7 SAFE で効いた current_page 固定＋ delta/閾値 flush を C6 に横展開するかを検討。
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- Front/Hot の命令数を減らすため、C6 専用の直線フロント（Gate → Heap 一本化）を C7 と対称に整える。
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- 成果の指標:
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- C6-heavy で LEGACY と同等以上を目指す。
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- Mixed 16–1024B で C6 を載せてもマイナスが小さい（±1M 以内）こと。
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v1 の結論と凍結方針
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- v1 では C6 TinyHeap/Hot はどのモードでも C6-heavy/Mixed で明確なマイナス。meta_mode=1 は bench/実験専用とし、通常は mode0 か OFF を推奨。
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- C6 の本格的な再設計は TinyHeap v2（C5–C7 をまとめて組み直す箱）で行う。C6 を触るときは bench/実験マスク (0x40/0xC0) とデバッグ ENV を明示的に有効にする。
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