Figure 5: 3 Interaction between States

1. Diagrammtyp & Architektur-Kontext

• Klassifikation: Hybrides Interaktions- und Zustandskorrelationsdiagramm (Swimlane-basierte Darstellung paralleler Zustandsautomaten mit synchronen/asynchronen Kontrollflüssen).
• Architektur-Kontext: AUTOSAR Adaptive Platform (Release R18-10), Functional Cluster Execution Management (EM) in Kooperation mit State Management (SM).
• Technischer Zweck: Spezifikation der hierarchischen Kausalitätskette zwischen:
  1. Function Group States (High-Level-Systemzustände, durch SM angefordert),
  2. Process States (Betriebssystem-Lebenszyklus aus Sicht des EM),
  3. Execution States (interne Software-Zustände des ausgeführten Prozesses).

2. Komponenten, Entitäten & Schnittstellen

• Akteure & Funktionscluster:
  • State Management (SM): Führt die Arbitrierung externer Requests durch (z. B. Fahrzeugzustand, Diagnose, Fehlermanagement via ara::com) und bestimmt Zielzustände von Funktionsgruppen.
  • Execution Management (EM): Verantwortlich für Start-/Stopp-Orchestrierung, Ressourcenallokation und Überwachung auf OS-Ebene.
  • Process: Die konkrete Prozessinstanz im POSIX-Adressraum.
• Zustandsebenen:
  • FG1 State: Diskrete Zustände einer Funktionsgruppe (FG1:State1, FG1:State2, FG1:State3), verwaltet durch EM.
  • Process State (EM-Sicht): Idle → Starting → Running → Terminating → Terminated.
  • Execution State (Prozess-Sicht): Initializing → Running → Terminating.
• Schnittstellen & Interaktionspfade:
  • SetState(FunctionGroup, State) / return (success): Steuer- und Quittierungsschnittstelle zwischen SM und EM (asynchrones Pattern via Future/Callback).
  • ReportExecutionState(): IPC-Schnittstelle des Prozesses zum EM zur Statussignalisierung (Running, Terminating).
  • POSIX OS-Primitives:
    • Prozessinstanziierung: Start() / create process, Ressourcenlimitierung und Schedulieren (schedule).
    • Signalisierung: Terminate() (typischerweise SIGTERM, bei Timeout SIGKILL).
    • Synchronisation/Reaping: waitpid() zur Erkennung des Beendens und Freigabe von Kernelstrukturen.

3. Dynamisches Verhalten & Sequenzablauf

Phase 1: Aktivierung / Hochlauf (Übergang zu FG1:State2)

1. Trigger: SM empfängt Events/Requests, arbitriert diese und triggert EM via *SetState*(FG1, State2).
2. Manifest-Lookup: EM ermittelt über das Execution Manifest, dass die Instanz für FG1:State2 konfiguriert ist (Idle (Execution Manifest references FG1:State2)).
3. Prozessgenerierung: EM überführt den Process State von Idle nach Starting: erzeugt den OS-Prozess (create process), bindet Ressourcen ein und schedult den Prozess.
4. Initialisierung: Der Prozess startet in Initializing (BSS/Data, lokale Variablen, Initialisierung interner Stacks/Services).
5. Aktivmeldung: Nach Abschluss der Initialisierung ruft der Prozess ReportExecutionState(Running) auf.
6. Zustandskonsolidierung: EM schaltet den Process State auf Running.
7. Bestätigung: Sobald alle Prozesse der Gruppe stabil in Running sind, schließt EM die Transition ab (FG1:State2) und sendet return (success) an SM.

Phase 2: Deaktivierung / Herunterfahren (Übergang zu FG1:State3)

1. Trigger: SM fordert Zustandswechsel auf FG1:State3 an (*SetState*(FG1, State3)).
2. Terminierungssignal: EM initiiert den Shutdown des Prozesses über Terminate() und setzt den Process State auf Terminating.
3. Bereinigung: Der Prozess geht in Terminating, sichert persistente Daten, gibt Ressourcen frei und kann optional ReportExecutionState(Terminating) an EM senden.
4. Exit & Reaping: Der Prozess beendet sich. EM erkennt das Prozessende über waitpid (process terminated).
5. Ressourcenfreigabe: EM überführt den Process State nach Terminated und gibt allozierte OS-Ressourcen frei (process resources freed).
6. Abschluss: Nach Erreichen des Zielzustands bestätigt EM die Transition mit return (success) an SM.

4. Normative Relevanz & Entwickler-Hinweise

• Zustandssynchronisation: Die Transition einer Funktionsgruppe wird im EM erst dann erfolgreich abgeschlossen (return (success)), wenn alle zugeordneten Prozesse ihren Zielzustand (z. B. Running bzw. Terminated) erreicht haben.
• Prozess-Meldepflicht: Prozesse müssen aktiv ihren Zustand an das EM via ReportExecutionState(Running) melden, damit das EM die Transition von Starting nach Running abschließen kann.
• Graceful Degradation / Shutdown: Vor dem harten Beenden (waitpid) erhält der Prozess über Terminate() die Möglichkeit zum geordneten Herunterfahren und zur optionalen Statussignalisierung ReportExecutionState(Terminating).