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Current Task – 2025-11-08

✅ 完了: リモートキューとフリーリストの競合バグ修正

根本原因

マルチスレッド環境で、フリーリストとリモートキューが同じブロックを参照していたため、以下の競合が発生していた：

1. スレッド A (所有者):

   • trc_pop_from_freelist() でブロック X をフリーリストから取得
   • ブロック X をユーザーに割り当て
   • ユーザーがブロック X にデータ ("ab") を書き込み

2. スレッド B (リモートスレッド):

   • free(ブロック X) → ss_remote_push() でリモートキューに追加

3. スレッド A (後で):

   • _ss_remote_drain_to_freelist_unsafe() を実行
   • *(void**)block_X = chain_head → ユーザーデータを上書き！ 💥

発見プロセス

1. Larson ベンチマーク (4 スレッド) で SEGV 発生
2. Fail-Fast 診断ログで次ポインタ破壊を検出: 0x79a4eca06261 (ASCII "ab")
3. リモート free パス (ss_remote_push) を疑うも、リモートサイドテーブル有効のため書き込みなし
4. _ss_remote_drain_to_freelist_unsafe() のチェーン構築時に *(void**)node = ... を発見
5. フリーリスト pop の前にリモートキューの drain がないことを確認

証拠

• bench_random_mixed (シングルスレッド): ✅ 動作正常 (865K ops/s)
• larson_hakmem (4 スレッド): ❌ SEGV (freelist corruption)
• リモート drain 追加後: ✅ Larson 1073秒安定稼働 (931K ops/s)

実装した修正

core/hakmem_tiny_refill_p0.inc.h にリモートキューの drain を追加

// CRITICAL FIX: Drain remote queue BEFORE popping from freelist
// Without this, blocks in both freelist and remote queue can be double-allocated
// (Thread A pops from freelist, Thread B adds to remote queue, Thread A drains remote → overwrites user data)
if (tls->ss && tls->slab_idx >= 0) {
    _ss_remote_drain_to_freelist_unsafe(tls->ss, tls->slab_idx, meta);
}

// Handle freelist items first (usually 0)
TinyRefillChain chain;
uint32_t from_freelist = trc_pop_from_freelist(
    meta, class_idx, ss_base, ss_limit, bs, want, &chain);

理由:

• リモートキューからフリーリストへの drain を先に実行することで、フリーリストとリモートキューの重複を解消
• これにより、allocate 済みブロックへの書き込みを防止

テスト結果

Larson ベンチマーク (マルチスレッド)

# 修正前: SEGV (数秒で crash)
HAKMEM_TINY_USE_SUPERSLAB=1 ./larson_hakmem 2 8 128 1024 1 12345 4
→ ❌ Segmentation fault

# 修正後: 1073秒安定稼働
HAKMEM_TINY_USE_SUPERSLAB=1 ./larson_hakmem 2 8 128 1024 1 12345 4
→ ✅ 931,629 ops/s (クラッシュなし、1073秒実行)

bench_random_mixed (シングルスレッド)

HAKMEM_TINY_USE_SUPERSLAB=1 ./bench_random_mixed_hakmem 100000 2048 1234567
→ ✅ 1,020,163 ops/s (クラッシュなし)

修正されたファイル

• core/hakmem_tiny_refill_p0.inc.h - フリーリスト pop 前にリモートキュー drain 追加
  • _ss_remote_drain_to_freelist_unsafe() 呼び出しを挿入
  • #include "superslab/superslab_inline.h" 追加

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✅ 完了 (前回): 二重割り当てバグの修正

根本原因

trc_linear_carve() が meta->used をカーソルとして使用していたが、meta->used はブロック解放時に減少するため、既に割り当て済みのブロックが再度カーブされる二重割り当てバグが発生していた。

実装した修正

1. TinySlabMeta 構造体に carved フィールド追加 (core/superslab/superslab_types.h)

typedef struct TinySlabMeta {
    void*    freelist;
    uint16_t used;           // 現在使用中のブロック数（増減両方）
    uint16_t capacity;
    uint16_t carved;         // 線形領域からカーブしたブロック数（単調増加のみ）
    uint16_t owner_tid;      // uint32_t → uint16_t に変更
} TinySlabMeta;

2. trc_linear_carve() を修正 (core/tiny_refill_opt.h)

// Before: meta->used をカーソルとして使用（バグ！）
uint8_t* cursor = base + ((size_t)meta->used * bs);
meta->used += batch;

// After: meta->carved をカーソルとして使用（修正版）
uint8_t* cursor = base + ((size_t)meta->carved * bs);
meta->carved += batch;  // 単調増加のみ
meta->used += batch;    // 使用中カウントも更新

テスト結果

# 通常モード
./bench_random_mixed_hakmem 100000 2048 1234567
→ ✅ 812,670~1,020,163 ops/s

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次のステップ

1. 性能ベンチマーク

   • Larson の長時間実行テスト (registry 容量問題の調査)
   • mimalloc との比較

2. Registry 容量問題の修正 (Optional)

   • SUPER_REG_PER_CLASS の調整
   • Class 4 で registry full が頻発

3. 診断ログのクリーンアップ (Optional)

   • Fail-Fast ログを本番向けに最適化

実行コマンド

# 通常テスト (シングルスレッド)
HAKMEM_TINY_USE_SUPERSLAB=1 ./bench_random_mixed_hakmem 100000 2048 1234567

# Larson ベンチマーク (マルチスレッド)
HAKMEM_TINY_USE_SUPERSLAB=1 ./larson_hakmem 2 8 128 1024 1 12345 4

# Fail-fast 診断モード
HAKMEM_TINY_REFILL_FAILFAST=2 HAKMEM_TINY_USE_SUPERSLAB=1 \
  ./bench_random_mixed_hakmem 50000 2048 1234567