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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=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。

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