Add Tiny Alloc Gatekeeper Box for unified malloc entry point
Core Changes: - New file: core/box/tiny_alloc_gate_box.h * Thin wrapper around malloc_tiny_fast() with diagnostic hooks * TinyAllocGateContext structure for size/class_idx/user/base/bridge information * tiny_alloc_gate_diag_enabled() - ENV-controlled diagnostic mode * tiny_alloc_gate_validate() - Validates class_idx/header/meta consistency * tiny_alloc_gate_fast() - Main gatekeeper function * Zero performance impact when diagnostics disabled - Modified: core/box/hak_wrappers.inc.h * Added #include "tiny_alloc_gate_box.h" (line 35) * Integrated gatekeeper into malloc wrapper (lines 198-200) * Diagnostic mode via HAKMEM_TINY_ALLOC_GATE_DIAG env var Design Rationale: - Complements Free Gatekeeper Box: Together they provide entry/exit hooks - Validates allocation consistency at malloc time - Enables Bridge + BASE/USER conversion validation in debug mode - Maintains backward compatibility: existing behavior unchanged Validation Features: - tiny_ptr_bridge_classify_raw() - Verifies Superslab/Slab/meta lookup - Header vs meta class consistency check (rate-limited, 8 msgs max) - class_idx validation via hak_tiny_size_to_class() - All validation logged but non-blocking (observation points for Guard) Testing: - All smoke tests pass (10M malloc/free cycles, pool TLS, real programs) - Diagnostic mode validated with HAKMEM_TINY_ALLOC_GATE_DIAG=1 - No regressions in existing functionality - Verified via Task agent (PASS verdict) 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude <noreply@anthropic.com>
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Moe Charm (CI)
163
core/box/tiny_alloc_gate_box.h
Normal file
163
core/box/tiny_alloc_gate_box.h
Normal file
@ -0,0 +1,163 @@
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// tiny_alloc_gate_box.h - Box: Tiny Alloc Gatekeeper
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// 役割:
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// - malloc 側の Tiny フロントエンドで、Tiny 向け割り当ての「入口箱」として振る舞う。
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// - いまは既存の malloc_tiny_fast(size) を薄くラップしつつ、
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// 将来の BASE/USER 変換・Bridge・Guard を 1 箱に集約できるフックを提供する。
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//
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// Box 理論:
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// - Single Responsibility:
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// 「Tiny alloc の入口で、返す USER ポインタを一度だけ検査/正規化する」。
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// - Clear Boundary:
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// malloc ラッパ (hak_wrappers) から Tiny Fast Path への入口を
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// tiny_alloc_gate_fast() に一本化する。
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// - Reversible:
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// 診断は ENV (HAKMEM_TINY_ALLOC_GATE_DIAG) で ON/OFF 切替可能。
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// OFF 時は従来どおり malloc_tiny_fast の挙動・コストを保つ。
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#ifndef HAKMEM_TINY_ALLOC_GATE_BOX_H
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#define HAKMEM_TINY_ALLOC_GATE_BOX_H
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#include "../hakmem_build_flags.h"
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#include <stdint.h>
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#include <stdlib.h>
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#include <stdio.h>
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#include "../hakmem_tiny.h" // hak_tiny_size_to_class
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#include "ptr_type_box.h"
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#include "ptr_conversion_box.h" // USER↔BASE 変換
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#include "tiny_ptr_bridge_box.h" // Tiny Superslab Bridge
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#include "../tiny_region_id.h" // Header 読み出し
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#include "../front/malloc_tiny_fast.h" // 既存 Tiny Fast Path
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// 将来の拡張用コンテキスト:
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// - size : 要求サイズ
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// - class_idx : サイズ→クラス写像（期待値）
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// - user : 返された USER ポインタ
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// - base : USER→BASE 変換後
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// - bridge : Superslab / slab / meta / class 情報
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typedef struct TinyAllocGateContext {
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size_t size;
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int class_idx;
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hak_user_ptr_t user;
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hak_base_ptr_t base;
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TinyPtrBridgeInfo bridge;
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} TinyAllocGateContext;
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// 診断用 Gatekeeper 拡張の ON/OFF（ENV: HAKMEM_TINY_ALLOC_GATE_DIAG）
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static inline int tiny_alloc_gate_diag_enabled(void)
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{
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static __thread int s_diag = -1;
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if (__builtin_expect(s_diag == -1, 0)) {
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#if !HAKMEM_BUILD_RELEASE
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const char* e = getenv("HAKMEM_TINY_ALLOC_GATE_DIAG");
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s_diag = (e && *e && *e != '0') ? 1 : 0;
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#else
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(void)getenv;
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s_diag = 0;
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#endif
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}
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return s_diag;
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}
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// 診断用: USER ポインタが Tiny Superslab 上で期待クラスに属しているかを検査。
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// 戻り値:
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// 1: 検査 OK（Tiny 管理下で、class_idx との整合性あり）
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// 0: 何らかの不整合（Bridge 失敗/クラス不一致など）
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static inline int tiny_alloc_gate_validate(TinyAllocGateContext* ctx)
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{
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if (!ctx) return 0;
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void* user_raw = HAK_USER_TO_RAW(ctx->user);
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if (!user_raw) return 0;
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// 範囲上明らかにおかしいものは Tiny 管理外扱い
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uintptr_t addr = (uintptr_t)user_raw;
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if (addr < 4096 || addr > 0x00007fffffffffffULL) {
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return 0;
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}
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// Bridge: Superslab / Slab / Meta / Class を一括取得
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TinyPtrBridgeInfo info = tiny_ptr_bridge_classify_raw(user_raw);
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ctx->bridge = info;
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if (!info.ss || !info.meta || info.slab_idx < 0) {
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return 0;
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}
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// 期待クラス (size 由来) と meta クラスの整合性チェック
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uint8_t meta_cls = info.meta_cls;
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if (meta_cls >= TINY_NUM_CLASSES) {
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return 0;
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}
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||||
if (ctx->class_idx >= 0 && (uint8_t)ctx->class_idx != meta_cls) {
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static _Atomic uint32_t g_alloc_gate_cls_mis = 0;
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||||
uint32_t n = atomic_fetch_add_explicit(&g_alloc_gate_cls_mis, 1, memory_order_relaxed);
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||||
if (n < 8) {
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fprintf(stderr,
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"[TINY_ALLOC_GATE_CLASS_MISMATCH] size=%zu cls_expect=%d meta_cls=%u user=%p ss=%p slab=%d\n",
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ctx->size,
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ctx->class_idx,
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(unsigned)meta_cls,
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user_raw,
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(void*)info.ss,
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info.slab_idx);
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fflush(stderr);
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}
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// クラス不一致自体は Fail-Fast せず、ログだけ残す（将来の Guard 差し込みポイント）。
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}
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#if !HAKMEM_BUILD_RELEASE
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// Header 由来の class と meta class の整合性も確認
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int hdr_cls = tiny_region_id_read_header(user_raw);
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||||
if (hdr_cls >= 0 && hdr_cls != (int)meta_cls) {
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static _Atomic uint32_t g_alloc_gate_hdr_meta_mis = 0;
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||||
uint32_t n = atomic_fetch_add_explicit(&g_alloc_gate_hdr_meta_mis, 1, memory_order_relaxed);
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||||
if (n < 8) {
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||||
fprintf(stderr,
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||||
"[TINY_ALLOC_GATE_HDR_META_MISMATCH] size=%zu hdr_cls=%d meta_cls=%u user=%p ss=%p slab=%d\n",
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||||
ctx->size,
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||||
hdr_cls,
|
||||
(unsigned)meta_cls,
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||||
user_raw,
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||||
(void*)info.ss,
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||||
info.slab_idx);
|
||||
fflush(stderr);
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||||
}
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}
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#endif
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// USER→BASE 変換（Box 経由）を一度だけ行い、将来 Base ベースの Guard に活用。
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ctx->base = ptr_user_to_base(ctx->user, meta_cls);
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return 1;
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}
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// Tiny Alloc Gatekeeper 本体:
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// - malloc ラッパ (hak_wrappers) から呼ばれる Tiny fast alloc の入口。
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// - 現状は malloc_tiny_fast(size) の薄いラッパで、診断 ON のときだけ
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// 返された USER ポインタに対して Bridge + Layout 検査を追加。
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static inline void* tiny_alloc_gate_fast(size_t size)
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{
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// まずは従来どおり Tiny Fast Path で割り当て（USER ポインタを得る）
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void* user_ptr = malloc_tiny_fast(size);
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#if !HAKMEM_BUILD_RELEASE
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if (__builtin_expect(tiny_alloc_gate_diag_enabled(), 0) && user_ptr) {
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TinyAllocGateContext ctx;
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ctx.size = size;
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ctx.user = HAK_USER_FROM_RAW(user_ptr);
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ctx.class_idx = hak_tiny_size_to_class(size);
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ctx.base = HAK_BASE_FROM_RAW(NULL);
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ctx.bridge.ss = NULL;
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ctx.bridge.meta = NULL;
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ctx.bridge.slab_idx = -1;
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ctx.bridge.meta_cls = 0xffu;
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(void)tiny_alloc_gate_validate(&ctx);
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}
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#endif
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return user_ptr;
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}
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#endif // HAKMEM_TINY_ALLOC_GATE_BOX_H
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