P4學習筆記（三）P4編程語言簡介

P4學習筆記（三）P4編程語言簡介

上圖展示了P4語言主要結構，下面簡單講解一下P4的基本語法

基本數據類型

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;
}

基本類型

• bit 無符號整型，也稱爲：位串，是具有n位的位字符串的類型，bit等價於bit<1>
• int 有符號整型，n>=2。
• varbit 變長位串
• bool: 布爾類型，true/false

派生類型

• header： 有序成員集合
  • 位對齊
  • 可以包含bit, int, varbit
• struct： 無序成員集合
  • 沒有對齊限制
  • 能夠包含所有基本類型以及派生類型

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語言中一樣的意思，相當於取一個類型別名

聲明和初始化變量

bit<16> my_var;
bit<8> another_var=5

const 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}

元數據

元數據是用來攜帶數據和配置性和西，元數據的申明與包頭類似，但在實例化的時候有所不同，而且包頭和元數據在字段值的約束上存在一定的差別。元數據分爲兩種，一種是用來攜帶P4程序運行過程中產生的數據的用戶自定義元數據（User-Defined Metadata），如首部字段的運算結果等。另一種是固有元數據（Intrinsic Metadata），用於攜帶交換機自身的配置信息，如數據包進入交換機時的端口號等。

struct ingress_metadata_t{
}
metadate ingress_metadata_t ingress_metadata;

有8種固有元數據，這些元數據攜帶了數據包相關的狀態信息。

字段	描述
ingress_port	數據包的入端口，解析之前設置，只讀
packet_length	數據包的字節數，當交換機在快速轉發模式下，該元數據不能在動作（action）中匹配或引用。只讀。
egress_spec	在入端口流水線的匹配-動作過程之後設置，指定數據包出端口，可以是物理端口、邏輯端口或者多播組。
egress_instance	用於區分複製後數據包實例的標識符。只讀。
instance_type	數據包實例類型：正常（Normal）、入端口複製（ingress clone）、出端口複製（egress clone）、再循環（recirculated）。
parser_sratus	解析器解析結果，0表示無錯誤，其實數字代表了對應的錯誤類型
parser_error_location	指向P4程序錯誤發生處。

注意點：

• 包頭類型的長度需要字節對齊，即長度必須是8bit的整數倍。
• 包頭中字段長度可以是可變值，也可以是首部中其他字段值計算後的值。而元數據中的字段長度只能是定值。
• 只有包頭能夠實例化成數組，元數據則不行。
• 實例化時，首部中已定義名稱的字段的值會被初始化成程序中的指定值，如果首部中只定義字段名稱而未指定值，字段的值將會被初始化成0。

參考資料

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