hakmem/docs/DEFENSIVE_LAYERS_MAPPING.md

対処療法マッピング (2025-12-03)

目的: 根本原因が特定された後、安全に対処療法を外すための記録

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現在の対処療法（5層 + 診断ログ）

Layer 1: SuperSlab Refcount Pinning

場所: core/box/tls_sll_box.h

実装:

// tls_sll_push_impl():
SuperSlab* ss = hak_super_lookup(ptr);
if (ss) atomic_fetch_add(&ss->refcount, 1);  // PIN

// tls_sll_pop_impl():
SuperSlab* ss = hak_super_lookup(ptr);
if (ss) atomic_fetch_sub(&ss->refcount, 1);  // UNPIN

目的: TLS SLL がポイントしてる SuperSlab が解放されるのを防ぐ

隠蔽される症状:

• Use-After-Free（SuperSlab が free された後のアクセス）
• [TLS_SLL_HDR_RESET] の一部

削除時のリスク:

• SuperSlab が参照中に解放される
• SIGSEGV の再発

テスト方法:

• Layer 1 を無効化 → sh8bench 60秒
• [TLS_SLL_HDR_RESET] / SIGSEGV が発生するか確認

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Layer 2: SuperSlab Release Guards

場所:

• core/superslab_allocate.c (superslab_free)
• core/hakmem_shared_pool_release.c (shared_pool_release_slab)
• core/box/ss_allocation_box.c

実装:

// superslab_free():
if (ss->refcount > 0) {
    return;  // DEFER - do not free
}

目的: refcount > 0 の SuperSlab を解放しない

隠蔽される症状:

• class_map が 255 (UNASSIGNED) になる
• meta_cls=255 ログ

削除時のリスク:

• class_map が書き換わる
• TLS SLL の class_idx ミスマッチ

テスト方法:

• Layer 2 を無効化 → sh8bench 60秒
• [TLS_SLL_NEXT_INVALID] + meta_cls=255 が増えるか確認

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Layer 3: TLS SLL Next Pointer Validation

場所: core/box/tls_sll_box.h

実装:

// tls_sll_pop_impl() での next pointer traversal:
if (!is_valid_pointer(next)) {
    fprintf(stderr, "[TLS_SLL_NEXT_INVALID] ...");
    g_tls_sll[class_idx].head = NULL;  // DROP
}

目的: 無効な next ポインタを検知して早期にリストを DROP

隠蔽される症状:

• Freelist corruption
• 次ポインタが別領域を指す

削除時のリスク:

• 無効なポインタが dereference される
• SIGSEGV

テスト方法:

• Layer 3 を無効化 → sh8bench 60秒
• SIGSEGV が発生するか確認

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Layer 4: Unified Cache Freelist Validation

場所: core/front/tiny_unified_cache.c

実装:

// unified_cache_refill():
if (!is_valid_slab(head)) {
    fprintf(stderr, "[UNIFIED_FREELIST_INVALID] ...");
    freelist[i] = NULL;  // DROP
}

目的: 無効な freelist head を検知して DROP

隠蔽される症状:

• freelist が別スラブを指す
• スラブ境界を越えたリンク

削除時のリスク:

• 不正なブロックが割り当てられる
• メモリ破壊

テスト方法:

• Layer 4 を無効化 → sh8bench 60秒
• [UNIFIED_FREELIST_INVALID] が増えるか確認

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Layer 5: Early Decrement Fix

場所: core/tiny_free_fast.inc.h

実装:

// 削除された行:
// ss_active_dec_one(ss);  // 高速パスでの早期デクリメント

目的: refcount の過剰デクリメントを防止

隠蔽される症状:

• refcount が 0 に早く落ちすぎる
• Layer 1/2 のガードが効かなくなる

削除時のリスク:

• Layer 1/2 の効果が無効化される

テスト方法:

• 早期デクリメントを復元 → sh8bench 60秒
• refcount が早く 0 になり、SIGSEGV が発生するか確認

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診断ログ追加

場所: core/box/tls_sll_box.h, 各所

追加されたログ:

• [TLS_SLL_HEAD_SET] - head 設定時のトレース
• [TLS_SLL_NEXT_INVALID] - 無効な next ポインタ検知
• [UNIFIED_FREELIST_INVALID] - freelist head 無効
• [TLS_SLL_NORMALIZE_USERPTR] - userptr の正規化
• [TLS_SLL_SANITIZE] - head の検証と修復
• [TINY_NEXT_STORE] - next ポインタ書き込みのトレース

フィルタ環境変数:

• HAKMEM_TINY_SLL_NEXTCLS - next store のクラスフィルタ (-1 で無効)
• HAKMEM_TINY_SLL_NEXTTAG - next store のタグフィルタ (部分一致)
• HAKMEM_TINY_SLL_HEADCLS - head trace のクラスフィルタ

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根本修正後の削除順序（推奨）

Phase 1: 診断ログを維持しながら確認

1. 根本修正を適用
2. sh8bench 60秒テスト
3. 診断ログがゼロになることを確認

Phase 2: Validation layers (Layer 3/4) を削除

1. Layer 3 (next validation) を無効化
2. sh8bench 60秒テスト
3. [TLS_SLL_NEXT_INVALID] がゼロ（本当に発生しない）ことを確認
4. Layer 4 (freelist validation) を無効化
5. sh8bench 60秒テスト
6. 問題がないことを確認

Phase 3: Refcount layers (Layer 1/2) を削除

1. Layer 2 (release guards) を無効化
2. sh8bench 60秒テスト
3. class_map が正常に動作することを確認
4. Layer 1 (refcount pinning) を無効化
5. sh8bench 60秒テスト
6. SuperSlab lifecycle が正常であることを確認

Phase 4: 診断ログを削除

1. ショット制限を復元（または ENV で無効化）
2. パフォーマンステスト
3. オーバーヘッドがないことを確認

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削除チェックリスト

Layer	ファイル	行	削除方法	テスト
1	tls_sll_box.h	push/pop	atomic_fetch_add/sub を削除	sh8bench 60s
2	superslab_allocate.c	superslab_free	if (refcount>0) return を削除	sh8bench 60s
2	shared_pool_release.c	release_slab	同上	sh8bench 60s
2	ss_allocation_box.c	各所	同上	sh8bench 60s
3	tls_sll_box.h	pop	validation + DROP を削除	sh8bench 60s
4	tiny_unified_cache.c	refill	validation + DROP を削除	sh8bench 60s
5	tiny_free_fast.inc.h	-	既に削除済み（復元しない）	-

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注意事項

1. 一度に全部外さない - 1層ずつ外してテスト
2. ログは最後に外す - 問題が再発したら診断できるように
3. テストは複数回 - タイミング依存の問題がある可能性
4. メモリ監視も継続 - RSS が増加しないことを確認

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関連ドキュメント

• docs/ANALYSIS_SYMPTOM_PROLIFERATION.md - 対処療法の分析
• docs/BREAKTHROUGH_STABILITY_ACHIEVED.md - 安定性達成の報告
• docs/CRITICAL_DISCOVERY_TLS_HEAD_CORRUPTION.md - TLS head 汚染の発見

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Document created: 2025-12-03 Purpose: Enable safe removal of defensive layers after root cause fix