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    搭建P4C与P4FPGA联合编译环境


    时间:2017-01-12 18:10:04 来源: 作者: 点击:144

    一、简介

    在2016 SIGCOMM大会上HanW发表了一篇名为《P4FPGA: High Level Synthesis for Networking》的论文,该论文实现了一个从P4语言到Bluespec的编译器。这个P4FPGA的工作发表在会议第一天的NetPL workshop上,P4语言与FPGA的结合引起了工业界的重视。因此,本文将分享搭建P4C与P4FPGA联合编译环境的经验。

    二、编译流程解析

    最新更新的P4C支持P4_14和P4_16两个版本,首先将P4_14和P4_16编写的P4源程序转换成通用的中间表示IR,然后经过前端编译器生成为通用的后端中间表示IR,最后经过不同的后端编译器生成特定目标平台的代码。具体流程如图所示:

    其中,P4C源码中包含3个后端编译器原型:eBPF、BMv2和p4test。eBPF能够生成可以扩展Berkeley数据包过滤程序的C代码;BMv2能够生成可以用BMv2进行简单的网络交换仿真的JSON文件;p4test是一个测试用的后端编译器。以及可以编写或定制其他任意的目标平台的后端编译器。

    三、基本环境配置

    系统:Ubuntu 16.04、Ubuntu14.04(以下均在root用户下操作)

    (1)需要安装boost库

    在P4FPGA的makefile文件中有使用到boost库,如果缺少boost库编译时会报如下错误信息:

    1. /usr/bin/ld: cannot find -lboost_system  
    2. /usr/bin/ld: cannot find -lboost_filesystem 

    (2)boost中用到了其他函数库,因此需要先安装依赖库。

    1. apt-get install mpi-default-dev #安装mpi库  
    2. apt-get install libicu-dev #支持正则表达式的UNICODE字符集  
    3. apt-get install python-dev#需要python的话  
    4. #如果编译出现错误:bzlib.h: No such file or directory  
    5. apt-get install libbz2-dev  
    6. #如果在安装以上库失败的话可以尝试更新后再进行安装。  
    7. sudo apt-get update 

    (3)上述函数库装好之后,就可以编译boost库了。boost下载链接:https://sourceforge.net/projects/boost/files/boost/1.63.0/boost_1_63_0.tar.gz/download解压boost_1_63_0.tar.gz到/home/目录下,执行以下操作:

    1. cd /home/boost_1_63_0/  
    2. ./bootstrap.sh #运行bootstrap.sh脚本 

    编译完成后,进行安装,也就是将头文件和生成的库。

    1. ./b2 install #安装boost库 

    安装结束后在/usr/local/lib和/usr/local/include目录下生成相应库文件和头文件。

    (4)测试boost库是否安装成功

    可参考:http://blog.csdn.net/yhrun/article/details/8099630

    重要提示:编译成功后运行执行时,如果出现以下信息

    error while loading shared libraries: libboost_system.so.1.63.0: cannot open shared object file: No such file or directory

    是因为系统在当前注册的搜索路径中找不到所需的共享库。

    执行以下操作(或在/etc/profile文件添加):

    1. export LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:/usr/local/lib:/usr/local/include 

    四、搭建P4C与P4FPGA联合编译环境

    (1)下载P4C与P4FPGA源码

    1. cd /home/  
    2. git clone https://github.com/p4lang/p4c.git  
    3. git clone https://github.com/hanw/p4fpga.git 

    (2)关键一:建立p4c与p4fpga

    打开p4c源码目录预编译:Java

    1. cd p4c  
    2. ./bootstrap.sh 

    运行完后在p4c目录下会生成build和extensions文件夹。

    建立一个软连接:

    1. ln -s /home/p4fpga/compiler /home/p4c/extensions/c  
    学建站51xuejianzhan.com

    (注:在源码README.md中为ln -s extensions/c /c ,笔者在 最新的源码目录中并未找到c 目录,因此认为是作者未及时更新导致)

    (3)关键二:需要修改p4fpga中的源文件

    文件一:/home/p4fpga/compiler/src/p4-fpga.cpp

    编译报错信息:

    1. ../extensions/c /src/p4-fpga.cpp:110:17: error: no member named ''verbosity'' in ''FPGAOptions''  
    2. if (options.verbosity > 0) 

    说明:笔者认为是由于p4fpga没有随着p4c的版本更新进行维护导致,在与options 相关源码中并为找到verbosity这个成员,因此这里仅做简单注释处理。

    将p4-fpga.cpp 中110行和111行注释:

    1. // if (options.verbosity > 0)  
    2. // std::cerr << "Done." << std::endl; 

    文件二:/home/p4fpga/compiler/src/midend.cpp

    编译报错信息:

    1. ../extensions/c /src/midend.cpp:62:13: error: no matching constructor for initialization of ''P4::UniqueParameters''  

    说明:midend.cpp中第62行没有对应的构造函数UniqueParameters(&refMap),查看 P4C中的相关源码文件,其构造函数为UniqueParameters(&refMap, &typeMap),因此 修改如下:

    1. //new P4::UniqueParameters(&refMap),  
    2. new P4::UniqueParameters(&refMap, &typeMap), 

    文件三:/home/p4fpga/compiler/src/profile.cpp

    编译报错信息:

    1. ../extensions/c /src/profile.cpp:17:19: error: no member named ''TableProperty'' in namespace ''IR'' 

    说明:在profile.cpp 第17和18行没有成员函数,在P4C相关源码中,IR类并没有 TableProperty成员函数,笔者认为是与之相关的Property成员函数,因此修改如下:

    1. // if (p->is()) { 
    2. // auto pp = p->to(); 
    3. if (p->is()) { 
    4. auto pp = p->to(); 

    (3)重新编译Java

    1. cd /home/p4c/ 
    2. ./bootstrap.sh 
    3. cd build 
    4. make –j8 

    编译成功后会在build目录下生成四个不同后端的P4联合编译器:

    1. p4c-bm2-ss 
    2. p4c-ebpf 
    3. p4test 
    4. p4fpga 

    执行make check –j8结果如下:(由于笔者未安装bmv2环境因此,有一个FAIL)

    至此P4C与P4FPGA联合编译环境环境搭建完成。

    学建站51xuejianzhan.com五、结语

    以上是P4C和P4FPGA的联合编译环境的配置,希望能给他人提供帮助,同时也欢迎大家多多进行指正和交流。


    (责任编辑:1)
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