读回字节与写入时不一致

症状

你向设备写了一个值 —— 比如 9 位端口号 5 编码为 {0x00, 0x05} —— 后续 Read 返回同样的字段为 {0x05}(单字节而非双字节)。逐字节比较失败:

byte[] written = { 0x00, 0x05 };
sw.insert(entry);                                   // writes {0x00, 0x05}
TableEntry e = sw.read("...").one().orElseThrow();
byte[] readBack = e.match("port").asExact().value().toByteArray();
// readBack is {0x05}, not {0x00, 0x05}
java.util.Arrays.equals(written, readBack);         // false

两个值数值上等价(都解码为 5),但字节数组长度不同。

原因

P4Runtime 1.3+ 规定:对值形字段,设备放到线上的字节是 规范(canonical) 形式 —— 表示数值量值的最少字节数。前导零字节被剥除。规范引用为 P4Runtime §8.4 "Bytestrings"。规则适用于读侧每个值形字段:匹配键、动作参数、counter / meter / register 单元值、Replica.port、BackupReplica.port,等等。

写侧 jp4 接受两种形态 —— 设备被要求接受两种。非对称性只在读侧浮现。

处理

按控制器手头已经有的内容选三种之一:

1. 数值比较 —— 把两个字节数组都包到 BigInteger(1, ...) 里:

new BigInteger(1, written).equals(new BigInteger(1, readBack));   // true

2. 规范化参考值后再比较:

static byte[] canonicalise(byte[] in) {
    int i = 0;
    while (i < in.length - 1 && in[i] == 0) i++;
    return java.util.Arrays.copyOfRange(in, i, in.length);
}

Arrays.equals(canonicalise(written), readBack);   // true

单字节零({0x00})是零的规范形式 —— i < in.length - 1 边界保留它。

3. 包成 Bytes —— jp4 的 Bytes 值类型在构造时做规范化:

Bytes.of(written).equals(Bytes.of(readBack));   // true

背景

规范选择有两个理由:

• 线上体积: 不做规范化的话,IPv6 的 256 位地址若数值很小,也要占 32 字节;规范形式只需 2 字节。
• 线上位宽独立性: 设备在软件升级中内部把字段拓宽或收窄几位,不会破坏按字节与历史读结果比较的控制器 —— 双方只看到数值量值。

代价是上面的比较规则;收益是线上与存储表示解耦。

参见

• Canonical bytestring 编码 —— 完整原理、worked examples、宽度形字段为何不属于值形。
• 表 —— 写侧 Match 构建器接受任意字节形输入;设备被要求接受。
• v1.3 → v1.4 迁移指南 —— action-profile 读同样涉及此点。