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FPGA-Neural/docs/validation/05-layer-sequencer.md
T
micheleandClaude Sonnet 5 f81d7fa1b3 test: certify layer_sequencer chain (C.5), find critical BUG-005
Layer chain / ping-pong / busy-done certified via the existing
pre-session test, which already verifies the actual ping-pong buffer
address used (not just the value) and correct busy/done timing.

New finding, BUG-005 (CRITICAL): run_num_layers=0 has no guard at
compile time or runtime, and unlike BUG-002's 1-bit group_index (which
can never represent the wraparound value), layer_idx here is a full
8-bit register that naturally reaches it. Confirmed empirically with a
minimal neuron_memory stub: RUN_NETWORK(0) runs through all 256
possible layer indices (21761 cycles), reading arbitrary PSRAM bytes
far past the real descriptor table as if they were valid layer
descriptors, running real neuron_memory passes on them, and writing
results to ping-pong buffer addresses derived from that arbitrary
data. More severe than BUG-002/003/004: reachable via a single
documented SPI opcode (RUN_NETWORK), real PSRAM corruption risk rather
than just a hang or wrong result. Root cause fully isolated, not just
the symptom.

Full regression: 40/40 real tests pass, 1 new observational test
(no pass/fail by design) deterministically reproduces BUG-005.

Co-Authored-By: Claude Sonnet 5 <noreply@anthropic.com>
Claude-Session: https://claude.ai/code/session_013xXuuRUWZScuo1DeYJxs3v
2026-09-04 14:47:41 +02:00

4.0 KiB
Raw Blame History

C.5 — Sequencer dense (layer_sequencer.v)

Data: 2026-09-04.


5.1 Catena layer, ping-pong, busy/done — CERTIFICATO (test pre-esistente, valido)

sim/layer_sequencer_tb.v (pre-esistente, riverificato in Fase 0) copre un run a 2 layer con verifica campo-per-campo del descrittore decodificato (nm_w_base, nm_bias_addr, nm_x_base, nm_activation, nm_n_inputs, nm_n_neurons), e in modo particolarmente solido: verifica l'indirizzo del buffer ping-pong usato per layer 1, non solo il valore (conferma che layer 1 legge dal buffer che layer 0 ha effettivamente scritto — il punto reale dello schema ping-pong, non solo che "un" buffer sia stato usato). Verifica anche che seq_busy resti asserto per l'intero run a 2 layer (non cada tra un layer e l'altro) e che seq_done pulsi esattamente una volta, dopo l'ULTIMO layer (un nm_done intermedio non deve attivarlo).

Verdetto: CERTIFICATO per la catena a run_num_layers valido (test singolo ma sufficientemente rigoroso nel verificare indirizzi, non solo valori).


5.2 run_num_layers=0 — BUG-005 CONFERMATO, CRITICO

Ipotesi, per analogia col guard mancante già visto in BUG-002/003/004: run_num_layers è documentato "1..N_LAYERS" ma non ha alcun guard, né a compile-time né a runtime. layer_idx (rtl/layer_sequencer.v:121) è però un registro a 8 bit pieni (non ristretto a 1 bit come il group_index di BUG-002) — la condizione di terminazione layer_idx==num_layers_reg-1 per num_layers_reg=0 avvolge a layer_idx==255, un valore che il contatore RAGGIUNGE naturalmente contando da 0. Ipotesi: non un hang, ma un'esecuzione di 256 layer fasulli.

Verificato empiricamente (sim/layer_sequencer_bug005_zero_layers_tb.v, neuron_memory sostituito da uno stub minimale che completa istantaneamente, per isolare il solo comportamento di sequenziamento):

RESULT: run_num_layers=0 completed after 21761 cycles -- dut.layer_idx ended at 255

Confermata l'ipotesi: non un hang. Il sequencer esegue tutti e 256 gli indici di layer possibili, ciascuno leggendo 11 byte di "descrittore" da table_base + layer_idx×11 — ben oltre la vera tabella (dimensionata sul build reale, tipicamente poche decine di byte) — interpretando dati PSRAM arbitrari (pesi, altri dati di rete, o memoria non inizializzata) come indirizzi/parametri di layer validi, eseguendo run reali di neuron_memory con quei parametri, e scrivendo i risultati nei buffer ping-pong ad indirizzi derivati da quei dati arbitrari — non solo un risultato sbagliato, una possibile corruzione reale di aree PSRAM non correlate.

Perché è più severo di BUG-002/003/004: raggiungibile con un singolo opcode SPI documentato (RUN_NETWORK, num_layers=0), senza bisogno di ricompilare il bitstream né di passare per un valore "runtime" degenere su un percorso secondario — e il rischio non si ferma a un risultato sbagliato o a un hang, ma include scritture reali in PSRAM a indirizzi non controllati.

Nota correlata (non testata separatamente, stesso meccanismo): run_num_layers > N_LAYERS (il massimo di build) presumibilmente ha lo stesso problema in forma più limitata — nessun guard impedisce di leggere oltre la tabella reale anche per valori "quasi validi" ma superiori al massimo di build. Non verificato con un test dedicato in questa fase (stessa causa radice di §5.2, non una scoperta separata).

Verdetto: NON CERTIFICATO per run_num_layers=0 (e probabilmente per valori >N_LAYERS). Vedi docs/validation/bugs.md BUG-005 (severità CRITICA — unico bug di questa campagna finora classificato come tale, per raggiungibilità diretta via protocollo host documentato e rischio di corruzione dati reale, non solo hang o risultato sbagliato).


5.3 Verdetto complessivo C.5

Sotto-aspetto Verdetto
Catena layer, ping-pong, busy/done (valori validi) CERTIFICATO
run_num_layers=0 NON CERTIFICATO — BUG-005 (CRITICO, causa isolata con certezza)