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hakmem/docs/analysis/ENV_PROFILE_PRESETS.md
Moe Charm (CI) 3b4449d773 Phase v4-mid-1: C6-only v4 route + page_meta_of() Fail-Fast validation 
Implementation:
- SMALL_SEGMENT_V4_* constants (SIZE=2MiB, PAGE_SIZE=64KiB, MAGIC=0xDEADBEEF)
- smallsegment_v4_page_meta_of(): O(1) mask+shift lookup with magic validation
  - Computes segment base: addr & ~(2MiB - 1)
  - Verifies SmallSegment magic number
  - Calculates page_idx: (addr - seg_base) >> PAGE_SHIFT (16)
  - Returns non-NULL sentinel for now (full page_meta[] in Phase v4-mid-2)

Stubs for C6-only phase:
- small_heap_alloc_fast_v4(): C6 returns NULL → pool v1 fallback
- small_heap_free_fast_v4(): C6 calls page_meta_of() for Fail-Fast, then pool v1 fallback

Documentation:
- ENV_PROFILE_PRESETS.md: Add "C6_ONLY_SMALLOBJECT_V4" research profile
  - HAKMEM_SMALL_HEAP_V4_ENABLED=1, HAKMEM_SMALL_HEAP_V4_CLASSES=0x40
  - Expected: Throughput ≈ 28–29M ops/s (same as v1)

Build:
- ビルド成功（警告のみ）
- Backward compatible, alloc/free stubs fall back to pool v1

Sanity:
- C6-heavy with v4 opt-in: segv/assert なし
- page_meta_of() lookup working correctly
- Performance unchanged (expected for stub phase)

Status:
- C6-only v4 route now available via ENV opt-in
- Phase v4-mid-2: SmallHeapCtx v4 full implementation with A/B

🤖 Generated with Claude Code

Co-Authored-By: Claude Haiku 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-10 23:37:45 +09:00

8.0 KiB
Raw Blame History

ENV Profile Presets (HAKMEM)

よく使う構成を 3 つのプリセットにまとめました。まずここからコピペし、必要な ENV だけを追加してください。v2 系や LEGACY 専用オプションは明示 opt-in で扱います。 ベンチバイナリでは HAKMEM_PROFILE=<名前> をセットすると、ここで定義した ENV を自動で注入します（既に設定済みの ENV は上書きしません）。

Profile 1: MIXED_TINYV3_C7_SAFE（標準 Mixed 16–1024B）

目的

  • Mixed 16–1024B の標準ベンチ用。
  • C7-only SmallObject v3 + Tiny front v3 + LUT + fast classify ON。
  • v4 系（C6/C7 v4、fast classify v4、small segment v4）はすべて OFF。
  • Tiny/Pool v2 もすべて OFF。
  • C6 は凍結中（Tiny/SmallObject の特別扱いなし）。mid/pool の通常経路に任せる。

ENV 最小セット（Release）

# プリセットでまとめて指定
HAKMEM_PROFILE=MIXED_TINYV3_C7_SAFE

# Mixed 16–1024B 前提のサイズ範囲（必要に応じて明示）
HAKMEM_BENCH_MIN_SIZE=16
HAKMEM_BENCH_MAX_SIZE=1024

プリセットで自動設定される主な ENV:

  • HAKMEM_TINY_HEAP_PROFILE=C7_SAFE
  • HAKMEM_TINY_C7_HOT=1
  • HAKMEM_TINY_HOTHEAP_V2=0
  • HAKMEM_SMALL_HEAP_V3_ENABLED=1
  • HAKMEM_SMALL_HEAP_V3_CLASSES=0x80（C7-only v3）
  • HAKMEM_SMALL_HEAP_V4_ENABLED=0 / HAKMEM_SMALL_HEAP_V4_CLASSES=0x0
  • HAKMEM_TINY_PTR_FAST_CLASSIFY_ENABLED=1
  • HAKMEM_TINY_PTR_FAST_CLASSIFY_V4_ENABLED=0
  • HAKMEM_SMALL_SEGMENT_V4_ENABLED=0
  • HAKMEM_POOL_V2_ENABLED=0
  • HAKMEM_TINY_FRONT_V3_ENABLED=1
  • HAKMEM_TINY_FRONT_V3_LUT_ENABLED=1

任意オプション

  • stats を見たいとき:
HAKMEM_TINY_HEAP_STATS=1
HAKMEM_TINY_HEAP_STATS_DUMP=1
HAKMEM_SMALL_HEAP_V3_STATS=1
  • v2 系は触らない（C7_SAFE では Pool v2 / Tiny v2 は常時 OFF）。
  • FREE_POLICY/THP を触る実験例（現在の HEAD では必須ではなく、組み合わせによっては微マイナスになる場合もある）:
HAKMEM_FREE_POLICY=keep
HAKMEM_DISABLE_BATCH=1
HAKMEM_SS_MADVISE_STRICT=0
# or
HAKMEM_FREE_POLICY=batch
HAKMEM_THP=auto
  • 参考（v4 研究箱の現状）:
    • C7/C6 v4 + fast classify v4 ON（v3 OFF, segment OFF）: ≈32.0–32.5M ops/s（MIXED 1M/ws=400, Release）。
    • C7-only v4（C6 v1、v3 OFF）: ≈33.0M ops/s。
    • 現状は v3 構成が最速のため、標準プロファイルでは v4 系をすべて OFF に固定。

Profile 2: C6_HEAVY_LEGACY_POOLV1（mid/smallmid C6-heavy ベンチ）

目的

  • C6-heavy mid/smallmid のベンチ用。
  • C6 は v1 固定（C6 v3/v4/ULTRA は研究箱のみ）。Pool v2 OFF。Pool v1 flatten は bench 用に opt-in。

ENV（v1 基準線）

HAKMEM_BENCH_MIN_SIZE=257
HAKMEM_BENCH_MAX_SIZE=768
HAKMEM_TINY_HEAP_PROFILE=C7_SAFE
HAKMEM_TINY_C6_HOT=0
HAKMEM_TINY_HOTHEAP_V2=0
HAKMEM_SMALL_HEAP_V3_ENABLED=1
HAKMEM_SMALL_HEAP_V3_CLASSES=0x80   # C7-only v3, C6 v3 は OFF
HAKMEM_POOL_V2_ENABLED=0
HAKMEM_POOL_V1_FLATTEN_ENABLED=0    # flatten は初回 OFF
  • mid_desc_lookup TLS キャッシュを試すときだけ: HAKMEM_MID_DESC_CACHE_ENABLED=1 を上乗せ（デフォルトは OFF）。

Pool v1 flatten A/B 用（LEGACY 専用）

# LEGACY + flatten ON (研究/bench専用)
HAKMEM_TINY_HEAP_PROFILE=LEGACY
HAKMEM_POOL_V2_ENABLED=0
HAKMEM_POOL_V1_FLATTEN_ENABLED=1
HAKMEM_POOL_V1_FLATTEN_STATS=1

Profile 2b: C6_HEAVY_LEGACY_POOLV1_FLATTEN（mid/smallmid LEGACY flatten ベンチ専用）

目的

  • LEGACY プロファイルで mid/smallmid の flatten + header-only zero をまとめて opt-in するベンチ専用セット。
  • C7_SAFE では使わないこと（安定性優先のため C7_SAFE は flatten 常時 OFF）。

ENV（ベンチ専用）

HAKMEM_PROFILE=C6_HEAVY_LEGACY_POOLV1    # base を流用
HAKMEM_POOL_V1_FLATTEN_ENABLED=1
HAKMEM_POOL_ZERO_MODE=header
HAKMEM_POOL_V1_FLATTEN_STATS=1

※ LEGACY 専用。C7_SAFE / C7_ULTRA_BENCH ではこのプリセットを使用しないこと。

  • flatten は LEGACY 専用。C7_SAFE / C7_ULTRA_BENCH ではコード側で強制 OFF になる前提。

C6 研究用プリセット（標準ラインには影響させない）

  • C6 v3 研究（Tiny/SmallObject に C6 を載せるときだけ）
HAKMEM_PROFILE=C6_SMALL_HEAP_V3_EXPERIMENT
HAKMEM_BENCH_MIN_SIZE=257
HAKMEM_BENCH_MAX_SIZE=768
# bench_profile が以下を自動注入（既存 ENV を上書きしません）:
# HAKMEM_TINY_C6_HOT=1
# HAKMEM_SMALL_HEAP_V3_ENABLED=1
# HAKMEM_SMALL_HEAP_V3_CLASSES=0x40   # C6 only v3
  • C6 v4 研究（C6 を v4 に載せるときだけ）
HAKMEM_PROFILE=C6_SMALL_HEAP_V4_EXPERIMENT
HAKMEM_BENCH_MIN_SIZE=257
HAKMEM_BENCH_MAX_SIZE=768
# bench_profile が以下を自動注入（既存 ENV を上書きしません）:
# HAKMEM_TINY_C6_HOT=1
# HAKMEM_SMALL_HEAP_V3_ENABLED=0
# HAKMEM_SMALL_HEAP_V4_ENABLED=1
# HAKMEM_SMALL_HEAP_V4_CLASSES=0x40   # C6 only v4

※ いずれも「研究箱」です。Mixed/C6-heavy の標準評価では使わず、回帰やセグフォを許容できるときだけ明示的に opt-in してください。

Research Profile 1: C6_ONLY_SMALLOBJECT_V4（SmallObject v4 C6-only 試運転）

目的

  • C6-only を SmallObject v4 route に載せて、page_meta_of() の試運転。
  • 挙動はまだ pool v1 fallback のため、perf は v1 固定と同じ。
  • Phase v4-mid-1: page_meta_of() が落ちないか、segv/assert なしか確認する研究ベンチ。

ENV（v4 C6-only opt-in）

HAKMEM_BENCH_MIN_SIZE=257
HAKMEM_BENCH_MAX_SIZE=768
HAKMEM_TINY_HEAP_PROFILE=C7_SAFE
HAKMEM_TINY_C6_HOT=0
HAKMEM_TINY_HOTHEAP_V2=0
HAKMEM_SMALL_HEAP_V3_ENABLED=1
HAKMEM_SMALL_HEAP_V3_CLASSES=0x80        # C7-only v3（C6 は v3 OFF）
HAKMEM_SMALL_HEAP_V4_ENABLED=1           # ★ v4 ON
HAKMEM_SMALL_HEAP_V4_CLASSES=0x40        # ★ C6(bit6) だけ v4 route に
HAKMEM_POOL_V2_ENABLED=0
HAKMEM_POOL_V1_FLATTEN_ENABLED=0

テストコマンド

export HAKMEM_PROFILE=C6_HEAVY_LEGACY_POOLV1
export HAKMEM_SMALL_HEAP_V4_ENABLED=1
export HAKMEM_SMALL_HEAP_V4_CLASSES=0x40
./bench_mid_large_mt_hakmem 1000000 400 1

期待値

  • Throughput ≈ 28–29M ops/s（v1 基線の ≈28M と同じ）
  • segv/assert なし
  • small_segment_v4_page_meta_of(ptr) が動く（debug output で確認可能）

注意

  • 実際の alloc/free 動作は pool v1 のまま（v4 freelist は使わない）
  • Phase v4-mid-2 で本格実装時に差し替える

Research Profile 2: C7_C6_V4_EXPERIMENT（C7+C6 v4 統合研究）

目的

  • 後続フェーズで C7+C6 両者を v4 に載せるときの参考プリセット。
  • 現フェーズではまだ使わない（v4-mid-1 は C6-only）。

ENV（参考用）

HAKMEM_BENCH_MIN_SIZE=16
HAKMEM_BENCH_MAX_SIZE=1024
HAKMEM_SMALL_HEAP_V4_ENABLED=1
HAKMEM_SMALL_HEAP_V4_CLASSES=0xC0        # C6(0x40) + C7(0x80)

Profile 3: DEBUG_TINY_FRONT_PERF（perf 用 DEBUG プロファイル）

目的

  • Tiny front v3（C7 v3 含む）の perf record 用。
  • -O0 / -g / LTO OFF でシンボル付き計測。

ビルド例

make clean
CFLAGS='-O0 -g' USE_LTO=0 OPT_LEVEL=0 NATIVE=0 \
  make bench_random_mixed_hakmem -j4

ENV

HAKMEM_BENCH_MIN_SIZE=16
HAKMEM_BENCH_MAX_SIZE=1024
HAKMEM_TINY_HEAP_PROFILE=C7_SAFE
HAKMEM_TINY_C7_HOT=1
HAKMEM_TINY_HOTHEAP_V2=0
HAKMEM_SMALL_HEAP_V3_ENABLED=1
HAKMEM_SMALL_HEAP_V3_CLASSES=0x80
HAKMEM_POOL_V2_ENABLED=0
HAKMEM_TINY_FRONT_V3_ENABLED=1
HAKMEM_TINY_FRONT_V3_LUT_ENABLED=1
HAKMEM_TINY_PTR_FAST_CLASSIFY_ENABLED=1

perf 例

perf record -F 5000 --call-graph dwarf -e cycles:u \
  -o perf.data.tiny_front_tf3 \
  ./bench_random_mixed_hakmem 1000000 400 1
  • perf 計測時はログを極力 OFF、ENV は MIXED_TINYV3_C7_SAFE をベースにする。

共通注意

  • プリセットから外れて単発の ENV を積み足すと再現が難しくなるので、まずは上記いずれかからスタートし、変更点を必ずメモしてください。
  • v2 系（Pool v2 / Tiny v2）はベンチごとに opt-in。不要なら常に 0。