# Tiny ConvMem MCP Design

## 1. 文書の位置づけ

本書は `tiny-convmem-mcp` の設計、実装済み契約、制約、I/O 予算、実装状況をまとめた正本である。
過去のプロトタイプ案と本書が矛盾する場合は、本書と公開ツールの実装を優先する。

## 2. 目的とスコープ

`tiny-convmem-mcp` は、会話メッセージをローカルに永続化し、MCP 経由で読み書き、更新、検索、削除できる単一プロセスの C17 サーバーである。

現行 v1 の対象は次のとおり。

- Windows x64 / MSVC
- stdio JSON-RPC / MCP
- 単一プロセス、単一 writer
- append-only バイナリログ、snapshot、同期 compaction
- インメモリ履歴・検索・relation index
- UTF-8 のメッセージと構造化 metadata
- CLI による JSONL import/export

対象外は次のとおり。

- 複数 writer、ネットワークサービス、ユーザー認証
- 保存時暗号化と secure physical erase
- retention、tier による自動移動・削除
- 自動保存判断、自動要約、自動 consolidation
- 利用頻度による強化・減衰
- search の cursor pagination

## 3. アーキテクチャ

依存方向は次を原則とする。

```text
MCP transport / tools  ->  domain contracts  <-  storage adapters
                                  ^
                                  |
                              system API
```

- `src/app`: 引数処理、store/server/CLI のライフサイクル
- `src/mcp`: MCP 境界、入力検証、JSON 応答、tool registry
- `src/domain`: Message、metadata、検索契約
- `src/storage`: log、snapshot、replay、compaction、import transaction
- `src/sys`: path、lock、file、flush、clock、random、UTF-8 境界
- `src/cli`: offline import/export
- `third_party/mcpc`: MCP transport と JSON parser

永続化ロジックは `src/storage`、OS 固有処理は `src/sys` に閉じ込める。read 系 tool は永続化状態を変更しない。

## 4. ドメインモデル

Message は次の不変 identity と、追記レコードで更新される内容を持つ。

```json
{
  "message_id": "26-character ULID",
  "session_id": "session",
  "timestamp": 1720843200000,
  "updated_at": 1720843200000,
  "revision": 1,
  "role": "user | assistant | system",
  "content": "UTF-8 text",
  "metadata": {
    "tool_call_id": "optional",
    "tags": ["optional"],
    "memory_tier": "short | mid | long",
    "memory_kind": "conversation | episode | semantic | procedure | preference | summary",
    "importance": 0,
    "summary": "optional",
    "relations": [{"type": "derived_from", "message_id": "..."}],
    "source_message_ids": ["..."]
  }
}
```

主な上限は content 1 MiB、session/tool-call ID 256 bytes、tag 128 bytes × 32、summary 4096 bytes、relation 32、summary source 64 である。文字列は有効な UTF-8 を要求する。

`memory_tier` は現時点では分類ラベルであり、保存場所や寿命を自動変更しない。`summary`、relation、source ID は host が行う consolidation を表現するための契約である。

UPDATE は message ID、session、role、作成時刻を維持する。revision による optimistic concurrency を使い、変更のない update はレコードを書かない。

## 5. 公開 MCP ツール

### `write_message`

session、role、content と任意 metadata を受け取り、ULID と UTC millisecond timestamp を生成する。ログ書込みと durability flush が成功した後だけ成功を返す。

### `update_message`

content または metadata を部分更新する。`expected_revision` が一致しない場合は conflict とする。delta record には変更 field だけを書き、no-op は 0 write / 0 flush とする。

### `read_messages`

次の view を持つ。

- `history`: session の時系列ページ。安定 cursor を返す
- `content`: message contentをUTF-8 byte offsetとbounded limitで分割取得する
- `context`: target の前後メッセージと incoming/outgoing relation を返す。relation depth は 0～2
- `sessions`: session ごとの件数、kind 集計、代表 summary、最終時刻を返す
- `export`: versioned JSONL をページ出力する互換 view

レスポンスは 8 MiB budget を超えない位置でページを区切る。

`content` viewは既定4096 bytes、最大65536 bytesを返す。offsetは0、末尾、またはUTF-8
code point境界だけを受理し、limit位置がcode point途中なら直前の境界まで戻す。limitが
1 code pointより小さい場合だけ、そのcode pointを完全に返して進捗を保証する。各responseの
`revision`と`total_bytes`を返し、2回目以降の`expected_revision`で途中更新を`CONFLICT`として
検出する。このviewは永続data、access履歴、revisionを変更しない。message検索に必要な既存の
in-memory indexは、他のread viewと同様に必要時だけ構築する。

このview追加は既存toolへのadditive schema changeだけである。既存viewのinput、response、
cursor semanticsと、保存recordおよびsnapshotのformat versionは変更しないため、data migration
とrebuildは不要であり、旧binaryと新binaryは同じdataを読み込める。

### `search_messages`

content、summary、tags を対象に検索する。session、kind、tier、tag、minimum importance で絞り込める。matched fields、score と field 別 score 内訳、任意の前後 context を返す。

検索 index は ASCII case fold 後の Unicode codepoint 2/3-gram を用いる。hash candidate は元 codepoint と照合し、完全 substring を優先する。importance は relevance score ではなく tie-break に用いる。検索はアクセス履歴を保存しない。

### `delete_message`

DEL tombstone を durability flush し、対象を直ちに read/search から除外する。物理削除は compaction 後である。任意の session guard を指定できる。

### `rebuild_index`

live message だけで active log を再生成し、snapshot と全インメモリ index を再構築する。dangling relation/source は compaction 前に除去する。同期処理であり、実行中は他の request を処理しない。

### `get_system_health`

live/deleted count、sequence、log/snapshot size、snapshot/recovery 状態、論理 I/O counter、last error を返す。
store body/metadataと各in-memory indexの確保capacityに基づくmemory estimateも返す。

## 6. ストレージと復旧

### 6.1 Active log

各 record は magic、format version、record type、payload length、sequence、payload CRC32 と payload を持つ。PUT、UPDATE delta、DEL、generation marker を扱う。

- record length は上限を検証する
- sequence は単調増加を要求する
- complete record の CRC、version、type 異常は起動失敗とする
- incomplete final record だけは最後の正常 offset へ truncate して復旧する
- 不正な complete record を黙って skip しない

### 6.2 Snapshot

snapshot は live Message、log generation、replay offset を保持する。一時ファイルへ書き、flush 後に原子的に置換する。

起動時は generation が active log と一致し、CRC と offset が妥当な snapshot だけを採用し、その後の log tail を replay する。不正 snapshot は捨て、active log の先頭から再生する。

### 6.3 Compaction

rebuild は live Message を temporary log に書き、flush、replace した後に snapshot を作る。DEL と古い UPDATE/PUT payload を物理的に除去する。log と snapshot は別ファイルのため置換間に crash window があるが、generation 不一致時は log 全 replay へ fallback する設計である。

### 6.4 排他

`--data-dir` は必須である。`store.lock` を non-blocking exclusive lock し、同じ data directory を複数プロセスが同時に開くことを拒否する。

## 7. JSONL import/export

CLI export は先頭に format manifest を出し、live record と任意の DEL を UTF-8 JSONL として出力する。CLI import は format version、全 field、参照整合性を検証し、`overwrite` または `reject` policy で transaction 的に適用する。MCP サーバー起動中の offline import/export は lock により拒否される。

importはJSONLを行単位で読み、JSON stringをUTF-8へ完全decodeしてからfield上限を検証する。
整数は小数・指数表記を許可せず、timestamp/updated_atは0～INT64_MAX、revisionは
1～INT32_MAX、importanceは0～100とする。1行はcontent上限+4096 bytes、100,000 record、
decode後合計4 GiBが上限である。file exportはtemporary fileのflush/close成功後だけ原子的に置換する。
importは通常storeをロードせずlockだけを取得する。第1 passはcompact ID indexで全件と参照を検証し、
第2 passは選択recordをstaging logへ直接書く。stagingのflush成功後だけactive logを原子的に置換し、
失敗時は旧logを維持する。

## 8. I/O 予算

成功応答前の durability flush を維持し、sys 境界の logical counter を合否判定に使う。

| 操作 | 最大 logical write | 最大 flush |
|---|---:|---:|
| write | header + serialized Message | 1 |
| metadata-only update | header + changed fields | 1 |
| content update | header + content + changed fields | 1 |
| no-op update | 0 | 0 |
| delete | fixed tombstone | 1 |
| read/search/context/export/sessions | 0 | 0 |
| no-op rebuild | 0 | 0 |
| rebuild | live serialized bytes × 2 + bounded headers | log 1 + snapshot 1 |

Release build で 20 B～1 MiB payload と 10,000 / 50,000 record corpus を測定し、根拠のない 10% 以上の回帰を許容しない。

## 9. セキュリティと運用上の境界

- stdio 接続済み host は全 Message の読取り、追加、更新、削除、maintenance が可能である
- data at rest は暗号化されず、data directory の OS ACL に依存する
- CRC32 は破損検出用であり、悪意ある改変への認証ではない
- content や metadata は prompt injection を含み得る。取得内容を命令として信頼するかは host 側の責任である
- export は平文バックアップであり、元データと同等に保護する
- secure erase は保証しない。削除後も compaction、backup、filesystem 履歴に残り得る

## 10. フィードバックの反映状況

利用者フィードバックの優先項目に対する設計上の対応は次のとおり。

| 要望 | 状況 | 実装 |
|---|---|---|
| バックアップ・export | 達成 | bounded transactional JSONL import、atomic file export、export view |
| 保存後の更新 | 達成 | delta update、identity 維持、revision conflict |
| 記憶の種類分け | 達成 | 6 kinds と検索 filter |
| 2段階保存 | 部分達成 | summary/source/relation 契約。自動 consolidation は host 責務 |
| 検索結果の文脈 | 達成 | score 説明、前後 context、relation traversal |
| session 一覧 | 達成 | sessions view、kind 集計、代表 summary |
| metadata 活用 | 達成 | tag/tier/kind/importance の更新・filter |
| 自動保存判断 | 未実装 | host policy の範囲 |
| 利用による強化・減衰 | 未実装 | read は 0 write のため access state を保持しない |

## 11. 実装・検証状況

構造化 metadata、UPDATE、relation index、検索説明、context、sessions、CLI import/export、再起動時の dangling reference 処理まで実装済みである。

release時に継続して実行する回帰項目は次のとおり。

- MCP protocol E2Eと有効snapshot + PUT/DEL tail replay
- importの1 MiB escape round-trip、数値境界、streaming上限
- data directory ACLとbackup保護の運用文書

## 12. 将来対応事項

現行v1の既知の設計上限と、将来版で判断・実装する事項を次に集約する。

- **常駐メモリ:** 10k/50k/100k件とlarge-content corpusについて、起動、rebuild、検索反復後の
  peak/steady working setを継続計測し、想定最大corpusとmemory budgetを決定する。その結果を基に
  Message bodyのdisk-backed/lazy load、index圧縮、retentionのいずれかを選択する。
- **crash recovery:** snapshot temporary fileの各書込み段階と、compactionのlog flush/replace、
  log/snapshot置換間で強制終了するmatrix testを追加し、旧状態または新状態へ一貫して復旧することを
  確認する。exportの遅延flush/close errorも直接注入できるtest seamを追加する。
- **保存時保護:** 組込み暗号化が必要になった場合は、暗号方式の導入前に鍵管理、nonce、format
  version、既存log/snapshot/backupのmigrationとrecovery手順を設計する。現状はOS ACLと上位暗号化
  filesystemを前提とする。
- **記憶lifecycle:** 自動保存判断、自動要約・consolidation、tier移動、access reinforcement、decayは
  host policyのままである。server側へ移す場合はread系0 write契約、retention、監査可能性を含めて
  新しい公開契約として設計する。