Figure 10.8: Use Cases for Reading Persistent Data

1. Diagrammtyp & Architektur-Kontext

• Klassifikation: UML-Use-Case-Diagramm (Anwendungsfalldiagramm) unter Verwendung des AUTOSAR Adaptive Platform Profils («aap*»-Stereotypen).
• Technischer Zweck: Spezifikation der funktionalen Anwendungsfälle für Lesezugriffe auf nicht-flüchtigen Speicher innerhalb des Functional Clusters Persistency (ara::per) der AUTOSAR Adaptive Platform (AP).
• Architektur-Einordnung: Verortung der Persistency-Dienste zwischen anfordernden Applikationen (Adaptive Application), dem zugrundeliegenden POSIX-Betriebssystem (Operating System) und unterstützenden Plattform-Clustern (Cryptography).

2. Komponenten, Entitäten & Schnittstellen

Akteure & externe Entitäten

• Adaptive Application (from Actors): Primärer aktiver Akteur (User-Space-Prozess), der Leseoperationen über die standardisierten C++-APIs (ara::per) initiiert.
• Operating System (from Actors): Sekundärer Akteur; stellt Basissystemdienste (POSIX-Dateisystem, Block-Device-Treiber, NVRAM-/Flash-Treiber, Speicherschutz) bereit.
• «aapFunctionalCluster» Cryptography: Plattform-Service (als daemon-based annotiert); übernimmt kryptografische Primitiven und Schlüsseloperationen für gesicherte Persistenzbereiche.

Anwendungsfälle («aapUseCase») innerhalb der Grenze Persistency

• Read Persistent Data: Zentraler, generalisierter Use Case für das Laden gespeicherter Datenbestände.
• Spezialisierungen (Generalisierungsbeziehung):
  • Read Persistent Data with Unique ID: Abbildung des Key-Value-Storage-Musters (ara::per::KeyValueStorage). Zugriff erfolgt typsicher über eindeutige Bezeichner/Keys (ara::core::String).
  • Read Persistent Data from File: Abbildung des File-Storage-Musters (ara::per::FileStorage). Bereitstellung von Bytestream-orientiertem Zugriff über File-Proxies/Reader (ara::per::ReadAccessor).
• Erweiterungen («extend»-Beziehung):
  • Detect and Correct Data Errors: Bedingte Erweiterung zur Absicherung der Datenintegrität (Validierung von Prüfsummen/CRCs, Auswertung konfigurierter Redundanzen wie M-out-of-N oder ECC zur Laufzeit-Fehlerkorrektur).
  • Decrypt Persistent Data: Bedingte Erweiterung zur Entschlüsselung von Chiffretexten bei persistierten Datenbereichen, die als vertraulich konfiguriert sind.

Beziehungen & Stereotypen

• «aapTriggers»: Gerichtet von Adaptive Application auf Read Persistent Data (aktive Auslösung).
• «aapParticipates»:
  • Gerichtet von Operating System auf Read Persistent Data (Bereitstellung der I/O-Infrastruktur).
  • Gerichtet von «aapFunctionalCluster» Cryptography auf Decrypt Persistent Data (Bereitstellung des Entschlüsselungsdienstes).
• Generalization (geschlossene Pfeilspitze): Read Persistent Data with Unique ID und Read Persistent Data from File erben die Basiseigenschaften von Read Persistent Data.
• «extend» (gestrichelter Pfeil): Detect and Correct Data Errors und Decrypt Persistent Data erweitern den Basisablauf Read Persistent Data an definierten Extension Points, sofern über das Persistency-Manifest konfiguriert.

3. Dynamisches Verhalten & Sequenzablauf

1. Trigger: Die Adaptive Application setzt einen Leseaufruf über ara::per::KeyValueStorage::GetValue() oder ara::per::FileStorage::OpenFileReadStream() ab.
2. I/O-Ausführung (OS-Beteiligung): Der Persistency-Cluster fordert die Rohdatenblöcke synchron/asynchron über Systemschnittstellen des Operating System an.
3. Integritätsprüfung («extend» Detect and Correct Data Errors):
   • Prüfung von Prüfsummen/Hashes über den gelesenen Block.
   • Bei Bitkippern/Inkonsistenzen: Rekonstruktion über redundante Speicherblöcke (z. B. Spiegelung/CRC-Korrektur). Bei irreparablen Fehlern Rückgabe von ara::per::PerErrc::kPhysicalStorageFailure oder kIntegrityCorrupted.
4. Kryptografische Entschlüsselung («extend» Decrypt Persistent Data):
   • Ist der Storage-Port verschlüsselt modelliert, delegiert Persistency die Chiffratdaten via IPC an den daemon-based Cluster Cryptography (ara::crypto).
   • Cryptography entschlüsselt die Nutzdaten mit dem passenden Key-Slot und gibt den Klartext an Persistency zurück.
5. Datenübergabe: Rückgabe des deserialisierten Objekts bzw. Bereitstellung des Bytestreams an die aufrufende Adaptive Application als ara::core::Result<T>.

4. Normative Relevanz & Entwickler-Hinweise

• Architekturtrennung: Applikationen interagieren ausschließlich mit Persistency (ara::per), niemals direkt mit dem OS-Dateisystem oder dem Cryptography-Daemon für Persistenzdaten.
• Manifest-Konfiguration:
  • Die Aktivierung von Detect and Correct Data Errors erfolgt deklarativ im AUTOSAR-Modell über Redundanzstrategien (redundancyHandling, z. B. CRC32, Reed-Solomon, M-out-of-N).
  • Die Aktivierung von Decrypt Persistent Data erfordert die Zuweisung von Crypto-Key-Slots zu den jeweiligen PersistencyPortPrototype-Definitionen.
• Fehlerbehandlung: Lesezugriffe liefern standardmäßig ara::core::Result. Fehlerzustände (z. B. kKeyNotFound, kIntegrityCorrupted, kEncryptionError) müssen im Applikationscode zwingend vor dem Datenzugriff geprüft werden.
• Performance & Blockierung: Da Cryptography als Daemonservice (daemon-based) angebunden ist, erfordert die Entschlüsselung Inter-Process-Communication (IPC) und Kontextwechsel. Zeitkritische Threads dürfen Leseoperationen auf verschlüsselten oder hochredundanten Persistenzspeichern nicht im deterministischen Pfad ausführen.