P4学习笔记（三）P4编程语言简介

上图展示了P4语言主要结构，下面简单讲解一下P4的基本语法

基本数据类型

header ethernet_h {bit<48>  dstAddr;bit<48>  srcAddr;bit<16>  etherType;
}
header vlan_tag_h {bit<3>  pri;bit<1>  cfi;bit<12>  vid;bit<16>  ether_type;
}
struct my_headers_ht {ethernet_h ethernet;vlan_tag_h[2] vlan_tag;
}

基本类型

bit 无符号整型，也称为：位串，是具有n位的位字符串的类型，bit等价于bit<1>
int 有符号整型，n>=2。
varbit 变长位串
bool: 布尔类型，true/false

派生类型

header：有序成员集合
- 位对齐
- 可以包含bit, int, varbit
struct：无序成员集合
- 没有对齐限制
- 能够包含所有基本类型以及派生类型

Typedef

typedef bit<48> EthernetAddress;
typedef bit<32> IPv4Address;// Standard Ethernet header
header Ethernet_h {EthernetAddress dstAddr;EthernetAddress srcAddr;bit<16> etherType;
}

typedef 和c语言中一样的意思，相当于取一个类型别名

声明和初始化变量

bit<16> my_var;
bit<8> another_var=5const bit<16> ETHERTYPE_IPV4 = 0x0800;header ethernet_h {bit<48>  dstAddr;bit<48>  srcAddr;bit<16>  etherType;
}
header vlan_tag_h {bit<3>  pri;bit<1>  cfi;bit<12>  vid;bit<16>  ether_type;
}
ethernet_h eth;
vlan_tag_h vtag={3w2,0, 12w13, 16w0x8847}

元数据

元数据是用来携带数据和配置性和西，元数据的申明与包头类似，但在实例化的时候有所不同，而且包头和元数据在字段值的约束上存在一定的差别。元数据分为两种，一种是用来携带P4程序运行过程中产生的数据的用户自定义元数据（User-Defined Metadata），如首部字段的运算结果等。另一种是固有元数据（Intrinsic Metadata），用于携带交换机自身的配置信息，如数据包进入交换机时的端口号等。

struct ingress_metadata_t{}
metadate ingress_metadata_t ingress_metadata;

有8种固有元数据，这些元数据携带了数据包相关的状态信息。

字段	描述
ingress_port	数据包的入端口，解析之前设置，只读
packet_length	数据包的字节数，当交换机在快速转发模式下，该元数据不能在动作（action）中匹配或引用。只读。
egress_spec	在入端口流水线的匹配-动作过程之后设置，指定数据包出端口，可以是物理端口、逻辑端口或者多播组。
egress_instance	用于区分复制后数据包实例的标识符。只读。
instance_type	数据包实例类型：正常（Normal）、入端口复制（ingress clone）、出端口复制（egress clone）、再循环（recirculated）。
parser_sratus	解析器解析结果，0表示无错误，其实数字代表了对应的错误类型
parser_error_location	指向P4程序错误发生处。

注意点：

包头类型的长度需要字节对齐，即长度必须是8bit的整数倍。
包头中字段长度可以是可变值，也可以是首部中其他字段值计算后的值。而元数据中的字段长度只能是定值。
只有包头能够实例化成数组，元数据则不行。
实例化时，首部中已定义名称的字段的值会被初始化成程序中的指定值，如果首部中只定义字段名称而未指定值，字段的值将会被初始化成0。

参考资料

1、https://p4.org/assets/P4_tutorial_01_basics.gslide.pdf

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基本数据类型

Typedef

声明和初始化变量

元数据

参考资料

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