Platform Types (Platform_Types)

Platform_Types.h stellt die plattformabhängigen Basistypen der Classic Platform bereit: Ganzzahltypen fester Breite von uint8 bis sint64, optimierte *_least-Typen, float32/float64, boolean mit TRUE/FALSE sowie die Pufferzeiger VoidPtr und ConstVoidPtr. Zusätzlich kennzeichnen CPU_TYPE, CPU_BIT_ORDER und CPU_BYTE_ORDER Registerbreite und Endianness des Ziels [SWS_Platform_00046]. boolean darf nur mit TRUE und FALSE und ohne Arithmetik- oder Bitoperatoren verwendet werden [SWS_Platform_00034]. Der Header darf nicht erweitert werden, sonst geht die AUTOSAR-Konformität verloren.

mehr ›

Platform_Types.h ist die plattformabhängige Typbasis der Classic Platform. Der Header kapselt Wortbreiten und Endianness des Ziels hinter einheitlichen Namen und darf nicht erweitert werden, weil jede Erweiterung die AUTOSAR-Konformität aufhebt [SWS_Platform_00002]. In der Modellsicht liegen die Typen unter einem festen Pfad wie /AUTOSAR_Platform/ImplementationDatatypes/uint8 TPS StandardizationTemplate S. 77.

Der Header stellt folgende Typgruppen bereit:

• Ganzzahltypen fester Breite von uint8 bis sint64 [SWS_Platform_00013] [SWS_Platform_00067]; für vorzeichenbehaftete Typen gilt nur Zweierkomplement [SWS_Platform_00061].
• Optimierte Typen *_least mit Mindestbreite, etwa für Schleifenzähler [SWS_Platform_00020].
• float32 und float64 nach IEEE 754-2008 [SWS_Platform_00041].
• Die Pufferzeiger VoidPtr für Daten an den Aufrufer und ConstVoidPtr für Daten an den Aufgerufenen [SWS_Platform_91001] [SWS_Platform_91002].

Aktivitätsdiagramm: Die Wahl des passenden Plattformtyps folgt den Fragen Pufferzeiger, Wahrheitswert, Gleitkommazahl, Mindest- oder Exaktbreite. Quellen: [SWS_Platform_91001], [SWS_Platform_00026], SWS PlatformTypes S. 17

boolean wird in R20-11 als kürzester nativ unterstützter vorzeichenloser Ganzzahltyp implementiert, in der Regel 8 Bit [SWS_Platform_00027]. Spätere Fassungen weichen davon ab und verwenden _Bool SWS PlatformTypes S. 18. Der Typ muss zeigerfähig sein [SWS_Platform_00060] und darf nur mit TRUE und FALSE verwendet werden. Arithmetik- und Bitoperatoren sind verboten [SWS_Platform_00034], und Neudefinitionen der Symbole sind per bedingter Prüfung zu vermeiden [SWS_Platform_00054].

Je Plattform sind außerdem drei Symbole festzulegen: CPU_TYPE für die Registerbreite [SWS_Platform_00045], CPU_BIT_ORDER mit MSB_FIRST oder LSB_FIRST [SWS_Platform_00048] [SWS_Platform_00049] und CPU_BYTE_ORDER mit HIGH_BYTE_FIRST oder LOW_BYTE_FIRST [SWS_Platform_00050] [SWS_Platform_00051]. Bitnamen und Wertigkeit dürfen dabei nicht vermischt werden, denn das MSB steht im Akkumulator immer links SWS PlatformTypes S. 15. Interpretation: Laufzeitfehler kennt das Modul nicht; Fehlbelegungen zeigen sich erst bei Integration oder Konformitätsprüfung. Frage (offen)

Aktivitätsdiagramm: Registerbreite, Bitreihenfolge und Bytereihenfolge des Ziels werden jeweils auf genau einen Symbolwert abgebildet. Quellen: [SWS_Platform_00045], [SWS_Platform_00048], [SWS_Platform_00050]

mehr ›

Rolle von Platform_Types.h: die plattformabhängige Typbasis

Das Modul ist kein ausführbarer Baustein, sondern ein Header. Alle spezifizierten Typen und Symbole sind „Available via Platform_Types.h“, etwa uint8 [SWS_Platform_00013] oder CPU_TYPE [SWS_Platform_00064]. Der Header verbirgt die Eigenschaften von Ziel-Mikrocontroller und Compiler hinter einheitlichen Namen: Wortbreiten, Bitreihenfolge und Bytereihenfolge. Damit gehört er zu der in SRS_BSW_00161 geforderten Mikrocontroller-Abstraktion mit standardisierter Schnittstelle zu höheren Schichten SRS BSWGeneral S. 88. Auf genau dieses Upstream-Requirement verweisen auch die Regeln zur Bytereihenfolge SWS PlatformTypes S. 16.

Die Systemgrenze ist eng gezogen. Der Header darf nicht erweitert werden, denn jede Erweiterung hebt die AUTOSAR-Konformität auf [SWS_Platform_00002]. Rückgabetypen für Erfolg oder Misserfolg eines API-Aufrufs liegen dagegen in Std_Types.h SRS BSWGeneral S. 68. In der Modellsicht sind die Plattformtypen als Blueprints hinterlegt, zum Beispiel unter /AUTOSAR/Platform/ImplementationDatatypes_Blueprint/uint8. Implementiert werden sie unter /AUTOSAR_Platform/ImplementationDatatypes/uint8, sodass Komponentenlieferanten sie über einen vorhersagbaren Pfad erreichen TPS StandardizationTemplate S. 77.

Kontextdiagramm: Die Zielplattform bestimmt die Belegung von Platform_Types.h, dessen Typen in der Modellsicht unter einem festen Pfad liegen und von zahlreichen BSW-Modulen genutzt werden. Die Nutzerbeispiele stammen aus späteren Releases. Quellen: [SWS_Platform_00038], TPS StandardizationTemplate S. 77, SWS BFXLibrary S. 19, SWS CRCLibrary S. 41, SWS BSWMulticoreLibrary S. 16, SWS KeyManager S. 111, SWS CANStateManager S. 83

Ganzzahl- und Gleitkommatypen mit garantierter Breite

Kern des Moduls sind vorzeichenlose und vorzeichenbehaftete Typen mit fester Breite von 8 bis 64 Bit sowie zwei Gleitkommatypen. Normativ legen die Requirements Breite und Wertebereich fest, etwa „32 bit unsigned“ für uint32 [SWS_Platform_00015]. Die C-Typedefs im API-Katalog, zum Beispiel typedef unsigned long uint32;, dürften als typische Abbildung zu lesen sein, die je nach Compiler anders ausfallen kann (Interpretation). Frage Q-d0ca377fc1abd98a (offen)

Typ	Breite / Format	Wertebereich	Beleg
uint8	8 Bit, vorzeichenlos	0..255	[SWS_Platform_00013]
uint16	16 Bit, vorzeichenlos	0..65535	[SWS_Platform_00014]
uint32	32 Bit, vorzeichenlos	0..4294967295	[SWS_Platform_00015]
uint64	64 Bit, vorzeichenlos	0..18446744073709551615	[SWS_Platform_00066]
sint8	8 Bit, vorzeichenbehaftet	-128..+127	[SWS_Platform_00016]
sint16	16 Bit, vorzeichenbehaftet	-32768..+32767	[SWS_Platform_00017]
sint32	32 Bit, vorzeichenbehaftet	-2147483648..+2147483647	[SWS_Platform_00018]
sint64	64 Bit, vorzeichenbehaftet	-9223372036854775808..9223372036854775807	[SWS_Platform_00067]
float32	IEEE 754-2008 binary32	-3.4028235e+38..+3.4028235e+38	[SWS_Platform_00041]
float64	IEEE 754-2008 binary64	±1.7976931348623157e+308	[SWS_Platform_00042]

Für die vorzeichenbehafteten Typen unterstützt AUTOSAR bei Compiler und Ziel ausschließlich Zweierkomplement-Arithmetik. Daraus ergeben sich die asymmetrischen Wertebereiche der Tabelle [SWS_Platform_00061]. Andere Spezifikationen setzen diese Typen durchgängig voraus. Die CRC-Bibliothek definiert etwa uint8 Crc_CalculateCRC8(const uint8*, uint32, uint8, boolean) SWS CRCLibrary S. 41. COM muss die Endianness-Umrechnung für uint16 bis float64 unterstützen RS COM S. 14. Beide Stellen stammen aus späteren Releases und illustrieren nur die Verwendung.

Optimierte Typen *_least für Zähler und Zustände

Neben den Typen mit exakter Breite definiert das Modul sechs optimierte Typen. Sie garantieren nur eine Mindestbreite und sind von uint bzw. sint abgeleitet:

• uint8_least [SWS_Platform_00020]
• uint16_least [SWS_Platform_00021]
• uint32_least [SWS_Platform_00022]
• sint8_least [SWS_Platform_00023]
• sint16_least [SWS_Platform_00024]
• sint32_least [SWS_Platform_00025]

Die Implementierung darf also eine breitere Darstellung wählen. Die Katalogsignaturen bilden alle sechs Typen auf unsigned int bzw. signed int ab [SWS_Platform_00020].

Als Einsatzbeispiele nennt die Spezifikation Schleifenzähler (höchstens 124 Durchläufe ⇒ uint8_least) und switch-Argumente (17 Zustände ⇒ uint8_least). Für Details verweist sie auf das Kapitel „AUTOSAR Integer Data Types“ der allgemeinen BSW-Anforderungen SWS PlatformTypes S. 17.

boolean, TRUE und FALSE regelkonform verwenden

boolean hat den Wertebereich FALSE = 0 und TRUE = 1 und darf nur zusammen mit diesen Definitionen verwendet werden [SWS_Platform_00026]. Für R20-11 gilt: boolean wird als vorzeichenloser Ganzzahltyp mit der kürzesten Bitlänge implementiert, die die Plattform nativ unterstützt, in der Regel 8 Bit [SWS_Platform_00027]. Eine Dokumentstelle aus R24-11/R25-11 formuliert dieselbe Kennung anders: Dort wird boolean über den C99-Typ _Bool implementiert, und AUTOSAR legt die genaue Größe nicht mehr fest SWS PlatformTypes S. 18. Für R20-11 ist diese spätere Fassung nicht normativ.

boolean muss außerdem auf einen Typ abgebildet werden, auf den Zeiger zeigen können, damit Parameter per API übergeben werden können. Die effizienten Bit-Typen mancher Hardware sind nicht zeigerfähig und scheiden deshalb aus [SWS_Platform_00060]. Für die Symbole TRUE und FALSE gelten drei Regeln:

• Sie werden mit #ifndef-Schutz als 1 und 0 definiert [SWS_Platform_00056].
• Bringt der Compiler die Symbole bereits mit, ist eine Neudefinition durch eine bedingte Prüfung zu vermeiden [SWS_Platform_00054].
• Sie sind nur zusammen mit boolean zu verwenden [SWS_Platform_00055].

Bei Zuweisungen an boolean-Variablen sind arithmetische und bitweise Operatoren verboten: +, ++, -, --, *, /, %, <<, >>, ~ und &. Zulässig ist nur die Zuweisung von TRUE oder FALSE sowie von Ergebnissen aus Relationen, logischen Verknüpfungen und (Un-)Gleichheitsprüfungen. Verglichen wird nur mit == bzw. != gegen TRUE/FALSE oder über if (var) bzw. if (!var) [SWS_Platform_00034]. Konsumierende Module folgen diesem Muster. So liefert Bfx_GetBit das Ergebnis eines Bittests ausdrücklich als TRUE oder FALSE zurück SWS BFXLibrary S. 19.

Aktivitätsdiagramm: Für boolean-Variablen sind nur die gelisteten Zuweisungs- und Vergleichsformen zulässig, Arithmetik- und Bitoperatoren nicht. Quellen: [SWS_Platform_00034], [SWS_Platform_00026]

Untypisierte Pufferzeiger: VoidPtr und ConstVoidPtr

Die beiden Zeigertypen unterscheiden sich in der Richtung des Datenflusses:

• VoidPtr ist ein void* für Puffer, die an den Aufrufer zurückgegebene Daten enthalten [SWS_Platform_91001].
• ConstVoidPtr ist ein const void* für Puffer, die an den Aufgerufenen übergeben werden [SWS_Platform_91002].

Die Datenflussrichtung steckt damit schon im Typnamen SWS PlatformTypes S. 27 SWS PlatformTypes S. 28.

Wie das in Schnittstellen aussieht, zeigt der Key Manager. KeyMServiceCertificateByCertId übergibt RequestData als ConstVoidPtr zusammen mit einer Länge vom Typ uint32. Die Antwort nimmt ResponseData vom Typ VoidPtr auf; ResponseDataLength (INOUT) gibt dabei die verfügbare Pufferlänge an SWS KeyManager S. 111. Weitere Beispiele:

• KeyM_CertDataType referenziert Zertifikatsdaten im lokalen Datenbereich des Aufrufers über einen VoidPtr SWS KeyManager S. 97.
• Der Crypto Service Manager übergibt den Seed als ConstVoidPtr SWS CryptoServiceManager S. 124.

In allen drei Beispielen wird die Länge als eigener uint32-Parameter oder als eigenes Strukturelement mitgeführt, weil ein untypisierter Zeiger keine Längeninformation trägt.

Sequenzdiagramm: Bei einem Dienstaufruf trägt der ConstVoidPtr die Anfrage zum Aufgerufenen, der VoidPtr nimmt die Antwort für den Aufrufer auf. Quellen: SWS KeyManager S. 111, [SWS_Platform_91001], [SWS_Platform_91002]

Aktivitätsdiagramm: Die Typwahl folgt den Fragen Pufferzeiger, Wahrheitswert, Gleitkommazahl, Mindest- oder Exaktbreite. Quellen: [SWS_Platform_91001], [SWS_Platform_91002], [SWS_Platform_00026], [SWS_Platform_00041], [SWS_Platform_00020], SWS PlatformTypes S. 17

Plattformkennung: CPU_TYPE, CPU_BIT_ORDER, CPU_BYTE_ORDER

Für jede Plattform sind drei Eigenschaften im Header festzulegen:

• Registerbreite über CPU_TYPE [SWS_Platform_00044], mit einem der Werte CPU_TYPE_8, CPU_TYPE_16, CPU_TYPE_32 oder CPU_TYPE_64 [SWS_Platform_00045] [SWS_Platform_00064].
• Bitreihenfolge auf Registerebene über CPU_BIT_ORDER [SWS_Platform_00043].
• Bytereihenfolge im Speicher über CPU_BYTE_ORDER [SWS_Platform_00046].

Beide Reihenfolge-Symbole sind #defines, die genau einen der zulässigen Werte tragen [SWS_Platform_00038] [SWS_Platform_00039].

Aktivitätsdiagramm: Beim Portieren auf ein Ziel werden Registerbreite, Bitreihenfolge und Bytereihenfolge bestimmt und jeweils auf genau einen Symbolwert abgebildet. Quellen: [SWS_Platform_00045], [SWS_Platform_00048], [SWS_Platform_00049], [SWS_Platform_00050], [SWS_Platform_00051]

Bei Big-Endian-Bitreihenfolge gilt CPU_BIT_ORDER = MSB_FIRST, bei Little Endian LSB_FIRST [SWS_Platform_00048] [SWS_Platform_00049]. Bitnamen und Wertigkeit sind dabei streng zu trennen. Das MSB steht im Akkumulator unabhängig vom CPU-Typ immer ganz links. Bei Motorola-Architekturen (Big Endian Bit Order) bezeichnet Bit0 das höchstwertige Bit, bei allen anderen das niederwertigste SWS PlatformTypes S. 15 SWS PlatformTypes Abb. 7.1 S. 14.

Strukturdiagramm nach Abb. 7.1: Die Wertigkeit der Registerbits ist fest, nur die Nummerierung von Bit0 hängt von CPU_BIT_ORDER ab. Quellen: SWS PlatformTypes Abb. 7.1 S. 14, SWS PlatformTypes S. 15

Bei Big-Endian-Bytereihenfolge gilt CPU_BYTE_ORDER = HIGH_BYTE_FIRST: Das höchstwertige Byte eines 16-Bit-Werts liegt an Adresse n, das niederwertigste an n+1. Bei Little Endian gilt LOW_BYTE_FIRST mit umgekehrter Belegung [SWS_Platform_00050] [SWS_Platform_00051]. Die Bezeichnungen Byte0 und Byte1 dienen nur der Illustration und können in der Referenzdokumentation eines Herstellers abweichen SWS PlatformTypes S. 16.

Strukturdiagramm nach Abb. 7.2/7.3: Dasselbe uint16 wird je nach CPU_BYTE_ORDER mit vertauschten Bytes auf die Adressen n und n+1 abgebildet. Quellen: SWS PlatformTypes Abb. 7.2 S. 16, SWS PlatformTypes Abb. 7.3 S. 15, [SWS_Platform_00039]

Warum diese Angaben nötig sind, begründen andere Spezifikationen. Die Speicherdarstellung von Daten hängt stark von Prozessorarchitektur und Compilereinstellungen ab. Deshalb fordert SOME/IP einen Serialisierungsalgorithmus, der in eine gemeinsame Netzdarstellung überführt RS SOMEIPProtocol S. 21. Vermutlich stützen sich solche Umrechnungen in Implementierungen auf CPU_BYTE_ORDER; der Payload belegt das jedoch nicht ausdrücklich. Frage Q-87e212e9eb2a2047 (offen)

Verhalten im Fehlerfall

Interpretation: Weil Platform_Types.h nur Typen und Symbole bereitstellt, kennt das Modul keine Laufzeitfehler und keine Fehlercodes. Frage Q-e504d08b84d7ff70 (offen) Fehlerbilder zeigen sich bei Übersetzung, Integration oder Konformitätsprüfung. Die Requirements benennen die typischen Ursachen [SWS_Platform_00002]:

• Erweiterungen des Headers sind unzulässig; jede Erweiterung hebt die Konformität auf [SWS_Platform_00002].
• Doppelte Definitionen von TRUE/FALSE bei vorhandener Compiler-Unterstützung sind durch eine bedingte Prüfung zu verhindern [SWS_Platform_00054] [SWS_Platform_00056].
• Falsch belegte Reihenfolge-Symbole verletzen [SWS_Platform_00048] bis [SWS_Platform_00051]. Besonders fehleranfällig ist das Vermischen der Bitnamen aus der Herstellerdokumentation mit der Wertigkeit SWS PlatformTypes S. 15.
• Ein nicht zeigerfähiger boolean verletzt [SWS_Platform_00060], weil Parameter dann nicht per API übergeben werden können.
• Arithmetik oder Bitoperationen auf boolean sind unzulässig, ebenso andere als die gelisteten Vergleichsformen [SWS_Platform_00034].
• Code, der Einerkomplement oder symmetrische Wertebereiche voraussetzt, ist nicht gedeckt, da nur Zweierkomplement unterstützt wird [SWS_Platform_00061].
• Beim Releasewechsel ist die Vorgabe für boolean zu beachten: R20-11 [SWS_Platform_00027] und spätere Fassungen SWS PlatformTypes S. 18 unterscheiden sich. Code, der eine feste Größe von boolean voraussetzt, ist deshalb vor dem Wechsel zu prüfen.

Weiterführende Detailbelege

• Ganzzahltypen fester Breite: [SWS_Platform_00013] bis [SWS_Platform_00018] sowie [SWS_Platform_00066] und [SWS_Platform_00067] legen Breite und Wertebereich fest.
• Optimierte Typen: [SWS_Platform_00020] bis [SWS_Platform_00025], mit Nutzungsbeispielen in SWS PlatformTypes S. 17.
• Gleitkommatypen nach IEEE 754-2008: [SWS_Platform_00041], [SWS_Platform_00042].
• Wahrheitswerte: [SWS_Platform_00026], [SWS_Platform_00027], [SWS_Platform_00034], [SWS_Platform_00055], [SWS_Platform_00056], [SWS_Platform_00060].
• Pufferzeiger: [SWS_Platform_91001], [SWS_Platform_91002], mit Anwendung in SWS KeyManager S. 111.
• Plattformsymbole: [SWS_Platform_00043] bis [SWS_Platform_00046], [SWS_Platform_00064], [SWS_Platform_00038], [SWS_Platform_00039]. Die Endianness-Zuordnung regeln [SWS_Platform_00048] bis [SWS_Platform_00051], veranschaulicht in SWS PlatformTypes S. 16.
• Rahmenregeln: [SWS_Platform_00002] (keine Erweiterungen), [SWS_Platform_00054] (keine Neudefinitionen), [SWS_Platform_00061] (Zweierkomplement). [SWS_Platform_00063] erklärt eine Gruppe von Requirements für nicht anwendbar; welche gemeint sind, geht aus dem gekürzten Text nicht hervor.