mkdir ~/P4
cd ~/P4
echo "P4_HOME=$(pwd)" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

sudo apt-get update
 
sudo apt-get install automake cmake libjudy-dev libpcap-dev libboost-dev libboost-test-dev libboost-program-options-dev libboost-system-dev libboost-filesystem-dev libboost-thread-dev libevent-dev libtool flex bison pkg-config g++ libssl-dev  -y
 
sudo apt-get install cmake g++ git automake libtool libgc-dev bison flex libfl-dev libgmp-dev libboost-dev libboost-iostreams-dev libboost-graph-dev llvm pkg-config python python-scapy python-ipaddr python-ply tcpdump curl  -y
 
sudo apt-get install libreadline6 libreadline6-dev  python-pip  -y 
 
sudo pip install psutil
sudo pip install crcmod

cd $P4_HOME  
touch env_up.sh
chmod +x env_up.sh

#!/bin/bash
##############################################################
# author : P4 Lang
# modified by: SEU Hox Zheng
##############################################################
 
# 打印脚本命令.
set -x
# 在有错误输出时停止.
set -e
 
# 设置相关路径和版本变量
P4_HOME=$HOME/P4
BMV2_COMMIT="7e25eeb19d01eee1a8e982dc7ee90ee438c10a05"
PI_COMMIT="219b3d67299ec09b49f433d7341049256ab5f512"
P4C_COMMIT="48a57a6ae4f96961b74bd13f6bdeac5add7bb815"
PROTOBUF_COMMIT="v3.2.0"
GRPC_COMMIT="v1.3.2"
#获得cpu核数，与某些软件的编译选项相关
NUM_CORES=`grep -c ^processor /proc/cpuinfo`
 
cd $P4_HOME
# 安装Mininet
git clone git://github.com/mininet/mininet mininet
cd mininet
sudo ./util/install.sh -nwv
cd ..
 
# 安装Protobuf
git clone https://github.com/google/protobuf.git
cd protobuf
git checkout ${PROTOBUF_COMMIT}
export CFLAGS="-Os"
export CXXFLAGS="-Os"
export LDFLAGS="-Wl,-s"
./autogen.sh
./configure --prefix=/usr
make -j${NUM_CORES}
sudo make install
sudo ldconfig
unset CFLAGS CXXFLAGS LDFLAGS
# force install python module
cd python
sudo python setup.py install
cd ../..
 
# 安装gRPC
git clone https://github.com/grpc/grpc.git
cd grpc
git checkout ${GRPC_COMMIT}
git submodule update --init --recursive
export LDFLAGS="-Wl,-s"
make -j${NUM_CORES}
sudo make install
sudo ldconfig
unset LDFLAGS
cd ..
# Install gRPC Python Package
sudo pip install grpcio
 
# 安装BMv2的依赖，下面PI编译时会用到。
git clone https://github.com/p4lang/behavioral-model.git
cd behavioral-model
git checkout ${BMV2_COMMIT}
# From bmv2's install_deps.sh, we can skip apt-get install.
# Nanomsg is required by p4runtime, p4runtime is needed by BMv2...
tmpdir=`mktemp -d -p .`
cd ${tmpdir}
bash ../travis/install-thrift.sh
bash ../travis/install-nanomsg.sh
sudo ldconfig
bash ../travis/install-nnpy.sh
cd ..
sudo rm -rf $tmpdir
cd ..
 
# PI/P4Runtime
git clone https://github.com/p4lang/PI.git
cd PI
git checkout ${PI_COMMIT}
git submodule update --init --recursive
./autogen.sh
./configure --with-proto
make -j${NUM_CORES}
sudo make install
sudo ldconfig
cd ..
 
# 安装Bmv2  
cd behavioral-model
./autogen.sh
./configure --enable-debugger --with-pi
make -j${NUM_CORES}
sudo make install
sudo ldconfig
# Simple_switch_grpc target
cd targets/simple_switch_grpc
./autogen.sh
./configure --with-thrift
make -j${NUM_CORES}
sudo make install
sudo ldconfig
cd ..
cd ..
cd ..
 
# 安装P4C，省去了check步骤（太费时间了）
git clone https://github.com/p4lang/p4c
cd p4c
git checkout ${P4C_COMMIT}
git submodule update --init --recursive
mkdir -p build
cd build
cmake ..
make -j${NUM_CORES}
sudo make install
sudo ldconfig
cd ..
cd ..
 
# 最后获得p4 tutorials
git clone https://github.com/p4lang/tutorials

./env_up.sh

P4
├── behavioral-model  ## BMv2 软件交换机
├── grpc              ## 作为BMv2的依赖
├── mininet           ## mininet 网络仿真
├── p4c			      ## p4c 编译器
├── PI                ## PI P4 runtime库
├── protobuf          ## 作为依赖
└── tutorials         #### 教程目录，以及以后主要的学习，实验

tutorials/
├── exercises   # 存放各种练习
├── utils       # 工具脚本目录
└── vm          # 用于vagrant构建虚拟机的目录，可以无视

# 我们切换进入 exercises/basic 这个例子
basic
├── basic.p4   # 要编写的p4代码
├── build      # 生成文件的目录
├── logs       # 日志文件， 在调试的时候真的非常重要！
├── Makefile   ### 通过Makefile 来调用utils下的脚本!
├── pcaps      # 生成的pcap包，可以使用wireshark等工具来分析
├── README.md  # 详细的指导
├── receive.py ## 利用scapy写的抓取和分析数据包的工具
├── s1-runtime.json  #
├── s2-runtime.json  # 在运行同时加载入交换机的控制面代码，这里有争议，稍后再谈
├── s3-runtime.json  #
├── send.py    ## 利用scapy写的构建和发送数据包的工具
├── solution   # 这里有这个例子的示例代码（答案）
└── topology.json  # 描述拓扑的json文件

make run  # 启动命令
### ...启动过程中的输出
 
mininet>  # mininet 命令行
### ... 你的一些实验操作
mininet> exit  # 退出mininet 命令行
make clean # 清理上次运行留下的缓存文件和遗留的进程，重要，否则下次运行会可能使用旧的代码。

....
{
      "table": "MyIngress.ipv4_lpm",
      "match": {
        "hdr.ipv4.dstAddr": ["10.0.1.1", 32]
      },
      "action_name": "MyIngress.ipv4_forward",
      "action_params": {
        "dstAddr": "00:00:00:00:01:01",
        "port": 1
      }
}
....

The objective of this exercise is to write a P4 program that
implements basic forwarding. To keep things simple, we will just
implement forwarding for IPv4.
...

{
    "hosts": [
        "h1",
        "h2",
        "h3"
    ],
    "switches": {
        "s1": { "runtime_json" : "s1-runtime.json" },
        "s2": { "runtime_json" : "s2-runtime.json" },
        "s3": { "runtime_json" : "s3-runtime.json" }
    },
    "links": [
        ["h1", "s1"], ["s1", "s2"], ["s1", "s3"],
        ["s3", "s2"], ["s2", "h2"], ["s3", "h3"]
    ]
}

/* -*- P4_16 -*- */
#include <core.p4>
#include <v1model.p4>

V1Switch(
MyParser(),    // 解析数据包，提取包头 
MyVerifyChecksum(),  // 校验和验证
MyIngress(),   // 输入处理
MyEgress(),    // 输出处理
MyComputeChecksum(),  // 计算新的校验和
MyDeparser()   // 逆解析器
) main;

header ethernet_t {
    macAddr_t dstAddr;   // macAddr_t 是 typedef bit<48> 的自定义类型
    macAddr_t srcAddr;
    bit<16>   etherType;
}
 
header ipv4_t {
    bit<4>    version;
    bit<4>    ihl;
    bit<8>    diffserv;
    bit<16>   totalLen;
    bit<16>   identification;
    bit<3>    flags;
    bit<13>   fragOffset;
    bit<8>    ttl;
    bit<8>    protocol;
    bit<16>   hdrChecksum;
    ip4Addr_t srcAddr;
    ip4Addr_t dstAddr;
}
struct metadata {
    /* 这个例子用不到metadata */
}

parser MyParser(packet_in packet,
                out headers hdr,
                inout metadata meta,
                inout standard_metadata_t standard_metadata) {
	state start {
        transition parse_ethernet;  //转移到解析以太包头的状态
    }
    state parse_ethernet {
        packet.extract(hdr.ethernet);   //根据我们定义的数据结构提取以太包头
        transition select(hdr.ethernet.etherType) {  // 根据协议类型选择下一个状态
            // 类似于switch
            0x0800: parse_ipv4;   //如果是0x0800，则转换到parse_ipv4状态
            default: accept;      // 默认是接受，进入下一步处理
        }
    	state parse_ipv4 {
        	packet.extract(hdr.ipv4); //提取ip包头
        	transition accept;
    	}
    }
}

table ipv4_lpm {
    key = {  //流表拥有的匹配域
        hdr.ipv4.dstAddr: lpm;     // 匹配字段是数据包头的ip目的地址
        // lpm 说明匹配的模式是 Longest Prefix Match，即最长前缀匹配 
        // 当然还有 exact(完全匹配)， ternary(三元匹配)
    }
    actions = { //流表拥有的动作类型集合
        ipv4_forward;    //我们需要一个转发动作，这个需要稍后自定义
        drop;            // 丢弃动作
        NoAction;        // 空动作
    }
    size = 1024;         //流表可以容纳多少流表项
    default_action = drop();  // table miss 是丢弃动作
}

action drop() {
    mark_to_drop();  //内置函数，将当前数据包标记为即将丢弃的数据包
}
action ipv4_forward(macAddr_t dstAddr, egressSpec_t port) {
    //转发需要以下几个步骤
    standard_metadata.egress_spec = port;  //即将输出的端口从参数中获取，而参数需要由控制面传递
    hdr.ethernet.srcAddr = hdr.ethernet.dstAddr;   //原数据包的源地址改为目的地址
    hdr.ethernet.dstAddr = dstAddr;        //目的地址改为控制面传入的新的地址
    hdr.ipv4.ttl = hdr.ipv4.ttl - 1;       //ttl要减去1
}

control MyComputeChecksum(inout headers  hdr, inout metadata meta) {
     apply {
	update_checksum(
	    hdr.ipv4.isValid(),
            { hdr.ipv4.version,
	      hdr.ipv4.ihl,
              hdr.ipv4.diffserv,
              hdr.ipv4.totalLen,
              hdr.ipv4.identification,
              hdr.ipv4.flags,
              hdr.ipv4.fragOffset,
              hdr.ipv4.ttl,
              hdr.ipv4.protocol,
              hdr.ipv4.srcAddr,
              hdr.ipv4.dstAddr },
            hdr.ipv4.hdrChecksum,
            HashAlgorithm.csum16);
    }
}
// Deparser
control MyDeparser(packet_out packet, in headers hdr) {
    apply {
        packet.emit(hdr.ethernet);  // 这里要注意先后顺序
        packet.emit(hdr.ipv4);
    }
}

{
      "table": "MyIngress.ipv4_lpm",   
      "match": {
        "hdr.ipv4.dstAddr": ["10.0.1.1", 32]
      },
      "action_name": "MyIngress.ipv4_forward",
      "action_params": {
        "dstAddr": "00:00:00:00:01:01",
        "port": 1
      }
}

make run
...
...
minint> pingall   ## 进行一次pingall 测试
*** Ping: testing ping reachability
h1 -> h2 h3 
h2 -> h1 h3 
h3 -> h1 h2 
*** Results: 0% dropped (6/6 received)