CP Autosar - 万字长文调试NvM

先给读者们跳一段

前言

NvM模块我们知道，位于AutoSar的Memory Stack的服务层，Stack的结构图如下：

那么，AutoSar(ETAS)的代码是如何实现EEPROM的读写呢？以如下代码为引，调试下NvM读取时关键变量、状态机的跳转过程。

NvM_ReadAll();
do
{
    NvM_MainFunction();
    MemIf_Rb_MainFunction();

    NvM_Rb_GetStatus(&NvM_Sts);
    MemIF_Sts = MemIf_Rb_GetStatus();
} while ((NVM_RB_STATUS_BUSY == NvM_Sts) || (MEMIF_BUSY == MemIF_Sts));

NvM_ReadAll()

根据isolar中配置的NvM block属性 NvM_Prv_BlockDescriptors_acst，

设置NvM block的请求状态 NvM_Prv_stRequests_rAMwAM_au16 为 

NvM_Prv_ServiceBit_ReadAll_e ，

设置请求结果状态 NvM_Prv_stRequestResult_rAwAM_au8 为

NVM_REQ_PENDING 。

（方便后面调试复制，蓝色：变量,绿色：枚举，咖色：函数）

如图所示：

如开头代码的while循环，接下来是挨个block去读取内容的过程。

NvM_MainFunction()

还算是个比较清爽的、以  NvM_Prv_Main_st.Activity_rAMwM_en  变化做状态机跳转的函数。

接下来一个个状态机分解调试一下看看。

首先可以看下Init之后，NvM_Prv_Main_st.Activity_rAMwM_en：

NVM_PRV_ACTIVITY_ARBITRATE

NvM活动仲裁：

在执行完函数 NvM_Prv_MainFunctionArbitrate() 后，可以看到 

NvM_Prv_Main_St 结构体的变化如下：

选取了第一个有效的地址进行Read操作。

NVM_PRV_ACTIVITY_JOB_START

1. 如果我们配置了SingleBlockStartCallback，则会首先调用回调函数；

2.之后会根据当前NvM的状态，去调用 NvM_Prv_JobStart_Read 函数，而从这边，会去区分是使用FEE（flash模拟EEPROM）接口还是EA（eeprom抽象）接口。

目前项目使用的是FEE，自然就执行到了 FEE_Read 函数了。

这里面也不算复杂，是对 Fee_OrderFifo_st 结构体的赋值。

3.最后，改变状态机进入下一个步骤。

NVM_PRV_ACTIVITY_POLL_RESULT

调用  Fee_GetJobResult 获取下全局变量 Fee_GlobModuleState_st 的值，即Fee的当前状态。当状态不为 MEMIF_JOB_PENDING ，可以去下一个步骤 

NVM_PRV_ACTIVITY_JOB_COMPLETE 。

那么其实NvM就是通过 job_start 和 poll_result 这2个状态机，对Fee模块做请求和等待结果的处理。

NVM_PRV_ACTIVITY_JOB_COMPLETE

调用的 NvM_Prv_JobComplete_Read，其实是一个保护函数，如果NvM状态为未完成状态，重新回到 NvM_Prv_MainFunctionJobStart 。

”

之后 进入NVM_PRV_ACTIVITY_RESULT_EVAL 。

NVM_PRV_ACTIVITY_RESULT_EVAL

如果读的流程没有问题，修改 NvM_Prv_stRequestResult_rAwAM_au8 的状态为 NVM_REQ_OK ，则会调用

NvM_Prv_MainFunctionResultEval_ResetMainStates，这边又是个内联函数，需要打特殊的断点才能看到。

清除NvM_Prv_stRequests_rAMwAM_au16请求状态，初始化

NvM_Prv_Main_st.JobData_st。再回到 NVM_PRV_ACTIVITY_ARBITRATE， 准备执行下一个block的读任务。

MemIf_Rb_MainFunction()

其实就是封装了Fee的mainfuction。而   Fee_MainFunction() ，是以

Fee_Rb_WorkingState_en 变化做状态机跳转。暂时调试一下读。

FEE_RB_IDLE_E

承接NvM_Mainction()中的NVM_PRV_ACTIVITY_JOB_START，可以看到是在那边修改了Fee_OrderFifo_st 中 FEE_NVM_JOB 的 Mode_en 为 Fee_Read_Order。

那么FEE_Mainfunction()，在执行查找 Fee_SearchNextOrder() 之后，就执行 Fee_LoadNextOrder(),

去修改 Fee_Rb_WorkingState_en 为 Read(FEE_RB_READ_MODE_E)。

FEE_RB_READ_MODE_E

执行函数：

备注有误哦。

这个函数里面每个调用的子函数都有自己单独的状态机，调试的相当头疼，不过结束再回来看，发现其实状态机的跳转过程全部是一样的，大致如下：

Init→Search→Read→Read_Wait→Finished→Init。

在读到数据之后，则调用 Fee_UpdateStatus() 修改状态机，结束当前block读取，进入下一个block或者全部读取完退出while循环。

这边还是把函数单列一个章节去讲吧，内容其实还是比较多的（调试了有点久）。

Fee_HLReadBlock()

基于Fee_RdWrOrder_st.Fee_HLRdBlock的状态机跳转。

FEE_HL_RDWR_BLK_INIT_E

获取Fee_OrderFifo_st中当前需要读的block的PersistentId、lenth和Flags,赋值给Fee_GlobInfoLastRdHeader_st。然后设置Fee_RdWrOrder_st.Fee_HLRdBlock状态为 

FEE_HL_SEARCH_BLK_HDR_E 去查找block的头。

FEE_HL_SEARCH_BLK_HDR_E

循环执行 函数 Fee_LLSearchSpecifiedBlkHeader()，它也有自己的状态机跳转

Fee_RdWrOrder_st.Fee_LLSearchBlkHdr_en，断点打上调就完了！

1.Fee_RdWrOrder_st.Fee_LLSearchBlkHdr_en

执行Fee_GetMostCurrentSectorIdx()获取当前的使用物理块，

然后调用 Fee_LLGetAddressFromCache,获取block的地址给到结构体Fee_RdWrOrder_st。

其中，Fee_Cache_au32就是 fee block的存储位置，在Fee_Init()时就已经设置好了。

如果我们曾经写过某个block，那么cache中存储的即为具体位置，如果没有写过，那么会有一个无效的地址 

FEE_CACHE_TMP_INVALID_VALUE (0xCAFEAFFE)。

2.FEE_LL_SEARCHBLK_BLK_HEADER_E

执行Fee_LLSearchNextBlkHeader(),它的状态机是

Fee_RdWrOrder_st.Fee_LLRdState_en。

简单总结就是确定读取位置，polling模式读取，读取完成后校验内容。

如果是无效地址，则返回Fee_ERROR_E,初始化

Fee_RdWrOrder_st.Fee_LLRdState_en；

如果是有效地址，则在 Fee_LLSearchNextBlkHeader函数中会进一步调用

Fls_Read()。

不过这个函数也不是读函数，仅是在dflash not busy时，将地址偏移0xAF00 0000(使用的tc3**)后给到Fls_CinfigPtr。

之后调用 Fls_17_Dmu_MainFunction，到最底层的Fls_lMainRead，才是读函数。

首先确认 寄存器状态 HF_ERRSR、HF_ECCC,然后将ReadAddress的内容读到ReadBufferPtr的位置。

读完之后置位FlsJobResult为  MEMIF_JOB_OK，

那么Fee_CheckFlsJobResult 函数就会去设置

Fee_RdWrOrder_st.Fee_LLRdState_en 为 FEE_LL_READ_FINISHED_E。

3.FEE_LL_READ_FINISHED_E

然后校验数据的头（0xA53C96）和 CRC16，之后

函数Fee_LLSearchSpecifiedBlkHeader返回FEE_ORDER_FINISHED_E，结束读命令。

设置Fee_RdWrOrder_st.Fee_HLRdBlock = FEE_HL_CHECK_BLK_CS_E。

block header结构体如下：

FEE_HL_CHECK_BLK_CS_E

执行 函数 Fee_LLCalcBlkCrcInFlash，它也有状态机

Fee_RdWrOrder_st.Fee_LLCalcCrcBlk_en，其中又是去Dflash中读取数据，不过这次读的是Crc32部分的内容并校验。

FEE_HL_RD_DATA_FROM_BLK_E

执行 Fee_LLCopyData2Buffer()，终于到了给咱们设置的Ram buffer赋值的地方了，最终将函数读取完毕。

整个流程Fee的读取流程如下：

NvM_Write概述

NvM的写入过程，即是上层通过调用NvM接口改变队列信息，之后

NvM_MainFunction()再去逐级往下调用Fee_MainFunction()，最终将源Ram数据拷贝到目标Dflash地址中去。

流程图如下：

再附一个write过程的最底层接口调试图：

接下来就是具体的写入过程。

关键变量

UDS中某个2E服务DID：

NvM的请求队列：

NvM_Prv_Queue_ast[]

Fee的请求队列：

Fee_OrderFifo_st[]

Fee存储 读、写的状态机和其他信息：

Fee_RdWrOrder_st

Fee的工作状态机：

Fee_Rb_WorkingState_en

Fee上次读指令存储的信息：

Fee_GlobInfoLastRdHeader_st

写入的存储临时buffer：

Fee_llPageBuf_au32

写入过程

上层请求逻辑

其实应用层调用写入接口有2种，一种是仅请求状态，之后统一时间段存储(可以是休眠前)：

NvM_SetRamBlockStatus(NvM_BlockIdType BlockId, boolean BlockChanged)，

另一种则是目前项目使用的立即触发存储：

NvM_WriteBlock(NvM_BlockIdType BlockId, const void*NvM_SrcPtr)

从函数内容来看，基本上只是请求的类型不同。

函数会首先判断下请求的NvM block的lenth和buffer地址的有效性，之后调用NvM_Prv_Queue_EnqueueRequest(idQueue_uo,&BlockData_pcst>QueueEntry_st);

对队列进行赋值操作，如下图：

这边还能看到一个细节信息，队列的最大值size_cu16为50，其实是与isolar中的配置是一致的。

NvM_MainFunction()

和Read一样，以 NvM_Prv_Main_st.Activity_rAMwM_en为状态机跳转。

首先，NvM_Prv_MainFunctionArbitrate() 函数将 队列

NvM_Prv_Queues_ast的内容拷贝到NvM_Prv_Main_st 中，之后设置

JobData_st 。

经过函数 NvM_Prv_JobStart_Write()之后，再看下属性：

这边会调用 Fee_Write()设置 Fee_OrderFifo_st[FEE_NVM_JOB]，

那么之后的NvM_Prv_MainFunctionPollResult()， 只需要等待Fee的返回结果就可以了。

最后再执行 NvM_Prv_MainFunctionJobComplete() 、

NvM_Prv_MainFunctionResultEval()清空状态，完成本次写操作。

rba_FeeFs1_MainFunction()

NvM在改变Fee_orderFifo_st之后 ，FEE_mainfunction()就要出场工作了。

主函数以  为状态机工作。

Fee通过执行 Fee_SearchNextOrder ()和Fee_LoadNextOrder()来查找order和Fee block的属性。

之后，调用函数 Fee_HLWriteBlock()，

（状态机Fee_RdWrOrder_st.Fee_HLWrBlock_en）。

写之前先要读，把当前dflash中最新的一块数据读出来，通过

Fee_LLSearchSpecifiedBlkHeader() ，流程跟readall中一致。

然后计算当前待存储数据的Crc，

如果crc和取读的内容一致，那么其实就不需要写入，直接返回上一级即可，如果需要写入那么就开始填充。这里可以看到除了CRC,数据段也填充了2位，这就是整个头了。

再附一下header的结构体：

再往底层去，调用

Fee_LLWriteBlock(&Fee_GlobInfoLastRdHeader_st,
Fee_OrderFifo_st[Fee_idxActQueue_u8].DataBufferPtr_pu8);

(状态机：Fee_RdWrOrder_st.Fee_LLWrBlock_en)

计算存储所用空间，空间不够会触发erase的逻辑，下一篇做压力测试的时候再来调试。

如果空间是够用的，则调用 做真正的写动作，这里是先写了8个字节（1个page）。

整个Fls写过程的调试过程如下，

FEE_LL_WR_WRITEHEADER_E

FEE_LL_WR_WRITEDATA_SEC_A_E

FEE_LL_WR_WAIT_WRITEHDRPG2_E

最后的最后，清空状态，结束“写”动作。

文章转载自公众号：汽车与基础软件