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Summary: ======== Implemented Phase FREE-FRONT-V3 infrastructure to optimize free hotpath by: 1. Creating snapshot-based route decision table (consolidating route logic) 2. Removing redundant ENV checks from hot path 3. Preparing for future integration into hak_free_at() Key Changes: ============ 1. NEW FILES: - core/box/free_front_v3_env_box.h: Route snapshot definition & API - core/box/free_front_v3_env_box.c: Snapshot initialization & caching 2. Infrastructure Details: - FreeRouteSnapshotV3: Maps class_idx → free_route_kind for all 8 classes - Routes defined: LEGACY, TINY_V3, CORE_V6_C6, POOL_V1 - ENV-gated initialization (HAKMEM_TINY_FREE_FRONT_V3_ENABLED, default OFF) - Per-thread TLS caching to avoid repeated ENV reads 3. Design Goals: - Consolidate tiny_route_for_class() results into snapshot table - Remove C7 ULTRA / v4 / v5 / v6 ENV checks from hot path - Limit lookup (ss_fast_lookup/slab_index_for) to paths that truly need it - Clear ownership boundary: front v3 handles routing, downstream handles free 4. Phase Plan: - v3-1 ✅ COMPLETE: Infrastructure (snapshot table, ENV initialization, TLS cache) - v3-2 (INFRASTRUCTURE ONLY): Placeholder integration in hak_free_api.inc.h - v3-3 (FUTURE): Full integration + benchmark A/B to measure hotpath improvement 5. BUILD FIX: - Added missing core/box/c7_meta_used_counter_box.o to OBJS_BASE in Makefile - This symbol was referenced but not linked, causing undefined reference errors - Benchmark targets now build cleanly without LTO Status: ======= - Build: ✅ PASS (bench_allocators_hakmem builds without errors) - Integration: Currently DISABLED (default OFF, ready for v3-2 phase) - No performance impact: Infrastructure-only, hotpath unchanged Future Work: ============ - Phase v3-2: Integrate snapshot routing into hak_free_at() main path - Phase v3-3: Measure free hotpath performance improvement (target: 1-2% less branch mispredict) 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Haiku 4.5 <noreply@anthropic.com>
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# CURRENT TASK - Critical Bugs Fixed
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**Last Updated**: 2025-11-29
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**Branch**: `master` @ 6d40dc741
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**Scope**: Header Corruption + Segfault 根治完了 - 完全安定化達成
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## 🎉 2025-11-29 UPDATE: CRITICAL BUGS RESOLVED
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### ✅ 完了した修正
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#### 1. Header Corruption Bug (Class 1) - **根治完了**
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- **症状**: `[TLS_SLL_HDR_RESET] cls=1 got=0x00 expect=0xa1`
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- **原因**: freelist → TLS SLL の2パスで header 未復元
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- **修正**: 両パスに header restoration 追加
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- **結果**: 20-thread Larson で header corruption **完全消滅** ✅
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**Commits:**
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- `3c6c76cb1` - box_carve_and_push_with_freelist() fix
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- `a94344c1a` - tiny_drain_freelist_to_sll_once() fix
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#### 2. Segmentation Fault Bug - **根治完了**
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- **症状**: larson_hakmem が intermittent に SEGV (~50% 確率)
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- **原因**: superslab_allocate() の implicit int declaration → pointer corruption via sign extension
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- **修正**: 2ファイルに `#include "box/ss_allocation_box.h"` 追加
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- **結果**: larson_hakmem が完全安定動作 ✅
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**Commit:**
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- `6d40dc741` - Add missing superslab_allocate() declaration
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### 🔬 Task Agent の貢献
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- Header corruption: 全 freelist paths を網羅的調査、dead code path まで発見
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- Segfault: gdb + coredump で Assembly レベル解析、sign extension メカニズムを特定
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### 📊 現在の安定性
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| Test | Status |
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| Larson 1T | ✅ 安定動作 (51.95M ops/s) |
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| Larson 4T | ✅ 安定動作 (header validation 有効) |
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| Larson 20T | ✅ Header corruption 0 errors |
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| Random Mixed | ✅ 安定動作 (66.82M ops/s) |
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| SuperSlab expansion | ✅ Segfault 消滅 |
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## 📋 Stable Master Established (2025-11-26)
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**Branch**: `master` (formerly `larson-master-rebuild`)
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**Scope**: 安定版 master 確立完了 - Larson 動作 + 67M ops/s
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## 🎯 現状サマリ
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### ✅ 新 master 性能（安定版）
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| Benchmark | Performance | Status |
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| Larson 1T | **51.95M ops/s** | ✅ 安定動作 (0% crash) |
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| Random Mixed 256B | **66.82M ops/s** | ✅ 安定動作 |
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**Branch**: `master` @ d26dd092b
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**Architecture**: E1-CORRECT (C0,C7 offset=0; C1-C6 offset=1)
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### 📚 旧 master 保存（参考用）
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- **Branch**: `master-80M-unstable` @ 328a6b722
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- Random Mixed: ~80M ops/s
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- Larson: **100% クラッシュ** (Step 2.5 バグ)
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- Architecture: UNIFIED-HEADER (全クラス offset=1)
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- **80M 達成経路**: `PERFORMANCE_HISTORY_62M_TO_80M.md` 参照
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## 📋 作業計画
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### Phase 0: 安定ベースライン確立 ✅ DONE
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- [x] `larson-fix` ブランチから `larson-master-rebuild` 作成
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- [x] Larson 動作確認 (51M ops/s)
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- [x] Random Mixed 動作確認 (62M ops/s)
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### Phase 1: クリーンアップ & 安定化 ✅ DONE
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**目標**: 安定状態でコードベースを整理
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#### 1.1 Cherry-pick 済み（7コミット）
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- [x] `9793f17d6` レガシーコード削除 (-1,159 LOC)
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- [x] `cc0104c4e` テストファイル削除 (-1,750 LOC)
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- [x] `416930eb6` バックアップファイル削除 (-1,072 KB)
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- [x] `225b6fcc7` 死コード削除: UltraHot, RingCache等 (-1,844 LOC)
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- [x] `2c99afa49` 学習システムバグドキュメント
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- [x] `328a6b722` Larsonバグ分析更新
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- [x] `0143e0fed` CONFIGURATION.md 追加
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#### 1.2 追加最適化
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- [x] `a2e65716b` tiny_get_max_size inline化 (+2M ops/s期待値)
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- [x] `d35504163` Superslab Min-Keep ポート（後にリバート）
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- [x] `bea839add` Min-Keep リバート（Larson 安定化）
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- [x] `d26dd092b` Performance History ドキュメント作成
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#### 1.3 master 確立
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- [x] 旧 master を `master-80M-unstable` にバックアップ
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- [x] master ブランチを安定版 (d26dd092b) に更新
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- [x] Larson 0% crash 確認 (51.95M ops/s)
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- [x] Random Mixed 67M ops/s 確認
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### Phase 2: 性能最適化ポート 📊 PENDING
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**目標**: 62M → 80M+ ops/s 回復
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#### 2.1 簡単なチューニング（独立・低リスク）
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- [ ] `e81fe783d` tiny_get_max_size inline化 (+2M)
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- [ ] `04a60c316` Superslab/SharedPool チューニング (+1M)
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- [ ] `392d29018` Unified Cache容量チューニング (+1M)
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- [ ] `dcd89ee88` Stage 1 lock-free (+0.3M)
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#### 2.2 本丸（UNIFIED-HEADER）
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- [ ] `472b6a60b` Phase UNIFIED-HEADER (+17%, C7ヘッダ統一)
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- [ ] `d26519f67` UNIFIED-HEADERバグ修正 (+15-41%)
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- [ ] `165c33bc2` Larsonフォールバック修正（必要なら）
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#### 2.3 スキップ対象
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- ❌ `03d321f6b` Phase 27 Ultra-Inline → **-10~15%回帰**
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- ❌ Step 2.5関連コミット → **Larsonクラッシュの原因**
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### Phase 3: 検証 & マージ 🔀 PENDING
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- [ ] Larson 10回平均ベンチマーク
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- [ ] Random Mixed 10回平均ベンチマーク
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- [ ] master ブランチ更新
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## 🔍 根本原因分析
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### Larson クラッシュの原因
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**First Bad Commit**: `19c1abfe7` "Fix Unified Cache TLS SLL bypass"
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Step 2.5 が TLS_SLL_PUSH_DUP を「修正」するために追加されたが：
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1. TLS_SLL_PUSH_DUP は実際には発生しない（ベースで10M回テスト済み）
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2. Step 2.5 がマルチスレッド環境で cross-thread ownership 問題を引き起こす
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3. 結論：**不要な「修正」が Larson を壊した**
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### 80M 達成の主要因
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| コミット | 内容 | 改善幅 |
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| `472b6a60b` | UNIFIED-HEADER (C7統一) | **+17%** |
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| `d26519f67` | UH バグ修正 | +15-41% |
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| その他チューニング | inline, policy等 | +4-5M |
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## 📁 関連ファイル
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### 修正対象
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- `core/front/tiny_unified_cache.c` - Step 2.5 なしのまま維持
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- `core/tiny_free_fast_v2.inc.h` - LARSON_FIX 関連
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- `core/box/ptr_conversion_box.h` - UNIFIED-HEADER で変更予定
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### ドキュメント
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- `LEARNING_SYSTEM_BUGS_P0.md` - 学習システムバグ記録
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- `CONFIGURATION.md` - ENV変数リファレンス
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- `PROFILES.md` - 性能プロファイル
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## ✅ 完了マイルストーン
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1. **Larson 安定化** - 51M ops/s で動作 ✅
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2. **Cherry-pick Phase 1** - 7コミット完了 ✅
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3. **ベースライン確立** - 62M/51M で安定 ✅
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## Phase FREE-LEGACY-OPT シリーズ（2025-12-11）
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### Phase FREE-LEGACY-OPT-4-1: Legacy per-class 分析 ✅ 完了
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**目的**: Legacy fallback 49.2% の内訳を per-class で分析
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**測定結果（Mixed 16-1024B）**:
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- **C6 (513-1024B)**: 51.4% (137,319 / 266,942 Legacy calls)
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- C5 (257-512B): 25.8%
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- C4 (129-256B): 13.0%
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- C3 (65-128B): 6.5%
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- C2 (33-64B): 3.3%
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- C0/C1/C7: 0.0%
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**最大ターゲット**: C6 が Legacy の過半数を占める
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**詳細**: `docs/analysis/FREE_LEGACY_PATH_ANALYSIS.md` 参照
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### Phase FREE-LEGACY-OPT-4-2: C6_ULTRA_FREE_BOX 実装（進行中）
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**目的**: C6 の free だけを C7 ULTRA 風 TLS キャッシュで受け、Legacy fallback を半減
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**実装範囲**:
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- C6 専用・free 専用（alloc は既存ルートのまま）
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- TLS に `c6_freelist[32]` + `c6_count` + segment range check
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- ENV: `HAKMEM_TINY_C6_ULTRA_FREE_ENABLED=0`（研究箱、デフォルト OFF）
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**期待効果**:
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- Legacy fallback: 49.2% → 24-27%（C6 分を削減）
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- Mixed throughput: +5-8% 改善（44.8M → 47-48M ops/s）
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## 🎯 次のアクション
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### 現時点での選択肢
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1. **Option A: 現状維持（推奨）**
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- master @ 67M ops/s (Larson 安定)
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- 80M の知見は `PERFORMANCE_HISTORY_62M_TO_80M.md` と `master-80M-unstable` に保存済み
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- Phase 2 (性能最適化) は将来の作業として保留
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2. **Option B: UNIFIED-HEADER ポート（高難度）**
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- 80M 達成の主要因（+17% + +15-41%）
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- E1-CORRECT との互換性問題あり
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- 大規模な書き換えが必要
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- 詳細: `PERFORMANCE_HISTORY_62M_TO_80M.md` Section "Option 3"
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3. **Option C: Step 2.5 Revert（失敗済み）**
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- master-80M-unstable から Step 2.5 をリバート
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- 複雑な conflict (33行変更) で35+ 回失敗済み
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- 推奨しない
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