P4状态存储的几个组件

P4语言状态存储的东西

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包头和元数据实例中的数据只能存在对某个数据包解析的过程中，解析下一个数据包的时候，这些实例都会重新初始化。而计数器、计量器和寄存器中的数据在整个流水线中长期存在，所以称之为状态存储。

计数器

计数器附加在每个表项之后，并在完成一次匹配并执行对应的操作后自增一。计数器中定义了7种属性，下图展示了V1.1中计数器的定义方式。

counter_declaration ::=
	counter counter_name{
      type:counter_type;
      [direct_or_static;]
      [instance_count:const_expr;]
      [min_width:const_expr;]
      [saturating;]
	}
	
counter_type ::= bytes | packets | bytes_and_packets
direct_or_static ::= direct_attribute | static_attribute
direct_attribute ::= direct : table_name
static_attribute ::= static : table_name

1）name

计数器名称，指向该计数器，P4编译器中通过名称+索引的方式确定一个计数器实例

2）min_width

编译P4程序时，编译器分配给计数器的大小并不是完全固定的，该属性指定了分配给计数器的最小长度

3）saturating

如果计数器中设定了该属性，则当计数器到达上限时停止计数，否则计数器将清零并重新开始计数

4）direct

如果计数器中设定了该属性，则计数器绑定的匹配-动作表无需指定count动作来更新计数器，计数器会自动更新。若在匹配动作表调用count动作更新计数器，则编译器报错

5）static

如果计数器中设定了该属性，则必须在匹配-动作表中调用count动作更新计数器。

6）instace_count

该属性用以记录计数器实例数，如果计数器设定了direct属性，则无法在计数器中设定该属性；如果计数器中未设定direct属性，则该属性必须设定。

7）type

v1.1中的计数器类型由三种：bytes、packets、bytes_and_packets。

计量器

计量器的定义与计数器类似，计量器中定义了6种属性，下图展示了V1.1中计数器的定义方式。

meter_declaration ::=
	meter meter_name{
      type : meter_type;
      [ result :field_ref; ]
      [ direct_or_static ;]
      [ instance_count : const_expr ;]
	}

meter_type ::= bytes | packets

1）name

计量器名称，指向该计量器。

2）direct

如果计量器中设定了该属性，则计量器绑定的匹配-动作表中无需指定execute_meter动作来更新计量器，计量器会自动更新。若在匹配-动作表中调用execute_meter动作来更新计量器，则编译器报错。

3）static

如果计数器中设定了该属性，则必须在匹配-动作表中调用execute_meter动作来更新计数器。

4）instance_count

该属性用以记录计量器实例数，如果计量器设定了direct属性，则无法在计量器中设定该属性；如果计量器中未设定direct属性，则该属性必须设定。

5）type

v1.1中的计量器类型有两种：bytes、packets.

6）result

v1.1中的计量器的输出结果有三种，分别用三种颜色标记：红色（P4_METER_COLOR_RED)、黄色（P4_METER_COLOR_YELLO）和绿色（P4_METER_COLOR_GREEN），输出结果存在一个2bit长度的字段中。

寄存器

寄存器定了五种属性 下图展示V1.1中寄存器的定义方式

register_declaration ::=
	register register_name {
      width_or_layout :
      [ direct_or_static ;]
      [ instace_count :const_expr ;]
      [ attribute_list ;]
	}

width_or_layout ::= width_declaration | layout_declaration
width_declaration ::= width : const_expr
layout_declaration ::= layout :header_type_name

attribute_list ::= attributes : attr_entry
attr_entry ::= signed | attr_entry ,attr_entry

1）name

寄存器名称，同上

2）width_or_layout

width和layout属性二选一，width为指定一个确定的长度，而layout是直接通过名称引用已定义的包头结构

3）direct_or_static

与计数器和计量器的定义类似，虽然寄存器不能直接在匹配过程中使用，但是作为modify_field动作的数据源，将当前寄存器中的数据复制到数据包的元数据中，并在后续的匹配中使用。

4）instance_count

该属性用以记录寄存器实例数，如果寄存器设定了direct属性，则无法在寄存器中设定该属性；如果寄存器中未设定direct属性，则该属性必须设定。