folly/IPAddressV4.cpp

   1 /*
   2  * Copyright 2015 Facebook, Inc.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  *   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include <folly/IPAddressV4.h>
  18
  19 #include <ostream>
  20 #include <string>
  21
  22 #include <folly/Format.h>
  23 #include <folly/IPAddress.h>
  24 #include <folly/IPAddressV6.h>
  25
  26 using std::ostream;
  27 using std::string;
  28
  29 namespace folly {
  30
  31
  32 // free functions
  33 size_t hash_value(const IPAddressV4& addr) {
  34   return addr.hash();
  35 }
  36 ostream& operator<<(ostream& os, const IPAddressV4& addr) {
  37   os << addr.str();
  38   return os;
  39 }
  40 void toAppend(IPAddressV4 addr, string* result) {
  41   result->append(addr.str());
  42 }
  43 void toAppend(IPAddressV4 addr, fbstring* result) {
  44   result->append(addr.str());
  45 }
  46
  47
  48 // public static
  49 IPAddressV4 IPAddressV4::fromLong(uint32_t src) {
  50   in_addr addr;
  51   addr.s_addr = src;
  52   return IPAddressV4(addr);
  53 }
  54
  55 IPAddressV4 IPAddressV4::fromLongHBO(uint32_t src) {
  56   in_addr addr;
  57   addr.s_addr = htonl(src);
  58   return IPAddressV4(addr);
  59 }
  60
  61 // static public
  62 uint32_t IPAddressV4::toLong(StringPiece ip) {
  63   auto str = ip.str();
  64   in_addr addr;
  65   if (inet_pton(AF_INET, str.c_str(), &addr) != 1) {
  66     throw IPAddressFormatException("Can't convert invalid IP '", ip, "' ",
  67                                    "to long");
  68   }
  69   return addr.s_addr;
  70 }
  71
  72 // static public
  73 uint32_t IPAddressV4::toLongHBO(StringPiece ip) {
  74   return ntohl(IPAddressV4::toLong(ip));
  75 }
  76
  77 // public default constructor
  78 IPAddressV4::IPAddressV4() {
  79 }
  80
  81 // ByteArray4 constructor
  82 IPAddressV4::IPAddressV4(const ByteArray4& src)
  83   : addr_(src)
  84 {
  85 }
  86
  87 // public string constructor
  88 IPAddressV4::IPAddressV4(StringPiece addr)
  89   : addr_()
  90 {
  91   auto ip = addr.str();
  92   if (inet_pton(AF_INET, ip.c_str(), &addr_.inAddr_) != 1) {
  93     throw IPAddressFormatException("Invalid IPv4 address '", addr, "'");
  94   }
  95 }
  96
  97 // in_addr constructor
  98 IPAddressV4::IPAddressV4(const in_addr src)
  99   : addr_(src)
 100 {
 101 }
 102
 103 // public
 104 void IPAddressV4::setFromBinary(ByteRange bytes) {
 105   if (bytes.size() != 4) {
 106     throw IPAddressFormatException("Invalid IPv4 binary data: length must "
 107                                    "be 4 bytes, got ", bytes.size());
 108   }
 109   memcpy(&addr_.inAddr_.s_addr, bytes.data(), sizeof(in_addr));
 110 }
 111
 112 // public
 113 IPAddressV6 IPAddressV4::createIPv6() const {
 114   ByteArray16 ba{};
 115   ba[10] = 0xff;
 116   ba[11] = 0xff;
 117   std::memcpy(&ba[12], bytes(), 4);
 118   return IPAddressV6(ba);
 119 }
 120
 121 // public
 122 IPAddressV6 IPAddressV4::getIPv6For6To4() const {
 123   ByteArray16 ba{};
 124   ba[0] = (uint8_t)((IPAddressV6::PREFIX_6TO4 & 0xFF00) >> 8);
 125   ba[1] = (uint8_t)(IPAddressV6::PREFIX_6TO4 & 0x00FF);
 126   std::memcpy(&ba[2], bytes(), 4);
 127   return IPAddressV6(ba);
 128 }
 129
 130 // public
 131 string IPAddressV4::toJson() const {
 132   return format(
 133       "{{family:'AF_INET', addr:'{}', hash:{}}}", str(), hash()).str();
 134 }
 135
 136 // public
 137 bool IPAddressV4::inSubnet(StringPiece cidrNetwork) const {
 138   auto subnetInfo = IPAddress::createNetwork(cidrNetwork);
 139   auto addr = subnetInfo.first;
 140   if (!addr.isV4()) {
 141     throw IPAddressFormatException("Address '", addr.toJson(), "' ",
 142                                    "is not a V4 address");
 143   }
 144   return inSubnetWithMask(addr.asV4(), fetchMask(subnetInfo.second));
 145 }
 146
 147 // public
 148 bool IPAddressV4::inSubnetWithMask(const IPAddressV4& subnet,
 149                                    const ByteArray4 cidrMask) const {
 150   const ByteArray4 mask = detail::Bytes::mask(toByteArray(), cidrMask);
 151   const ByteArray4 subMask = detail::Bytes::mask(subnet.toByteArray(),
 152                                                  cidrMask);
 153   return (mask == subMask);
 154 }
 155
 156 // public
 157 bool IPAddressV4::isLoopback() const {
 158   static IPAddressV4 loopback_addr("127.0.0.0");
 159   return inSubnetWithMask(loopback_addr, fetchMask(8));
 160 }
 161
 162 // public
 163 bool IPAddressV4::isLinkLocal() const {
 164   static IPAddressV4 linklocal_addr("169.254.0.0");
 165   return inSubnetWithMask(linklocal_addr, fetchMask(16));
 166 }
 167
 168 // public
 169 bool IPAddressV4::isNonroutable() const {
 170   auto ip = toLongHBO();
 171   return isPrivate() ||
 172       (ip <= 0x00FFFFFF)                     || // 0.0.0.0-0.255.255.255
 173       (ip >= 0xC0000000 && ip <= 0xC00000FF) || // 192.0.0.0-192.0.0.255
 174       (ip >= 0xC0000200 && ip <= 0xC00002FF) || // 192.0.2.0-192.0.2.255
 175       (ip >= 0xC6120000 && ip <= 0xC613FFFF) || // 198.18.0.0-198.19.255.255
 176       (ip >= 0xC6336400 && ip <= 0xC63364FF) || // 198.51.100.0-198.51.100.255
 177       (ip >= 0xCB007100 && ip <= 0xCB0071FF) || // 203.0.113.0-203.0.113.255
 178       (ip >= 0xE0000000 && ip <= 0xFFFFFFFF);   // 224.0.0.0-255.255.255.255
 179 }
 180
 181 // public
 182 bool IPAddressV4::isPrivate() const {
 183   auto ip = toLongHBO();
 184   return
 185       (ip >= 0x0A000000 && ip <= 0x0AFFFFFF) || // 10.0.0.0-10.255.255.255
 186       (ip >= 0x7F000000 && ip <= 0x7FFFFFFF) || // 127.0.0.0-127.255.255.255
 187       (ip >= 0xA9FE0000 && ip <= 0xA9FEFFFF) || // 169.254.0.0-169.254.255.255
 188       (ip >= 0xAC100000 && ip <= 0xAC1FFFFF) || // 172.16.0.0-172.31.255.255
 189       (ip >= 0xC0A80000 && ip <= 0xC0A8FFFF);   // 192.168.0.0-192.168.255.255
 190 }
 191
 192 // public
 193 bool IPAddressV4::isMulticast() const {
 194   return (toLongHBO() & 0xf0000000) == 0xe0000000;
 195 }
 196
 197 // public
 198 IPAddressV4 IPAddressV4::mask(size_t numBits) const {
 199   static const auto bits = bitCount();
 200   if (numBits > bits) {
 201     throw IPAddressFormatException("numBits(", numBits,
 202                                    ") > bitsCount(", bits, ")");
 203   }
 204
 205   ByteArray4 ba = detail::Bytes::mask(fetchMask(numBits), addr_.bytes_);
 206   return IPAddressV4(ba);
 207 }
 208
 209 // public
 210 string IPAddressV4::str() const {
 211   return detail::fastIpv4ToString(addr_.inAddr_);
 212 }
 213
 214 // public
 215 uint8_t IPAddressV4::getNthMSByte(size_t byteIndex) const {
 216   const auto highestIndex = byteCount() - 1;
 217   if (byteIndex > highestIndex) {
 218     throw std::invalid_argument(to<string>("Byte index must be <= ",
 219         to<string>(highestIndex), " for addresses of type :",
 220         detail::familyNameStr(AF_INET)));
 221   }
 222   return bytes()[byteIndex];
 223 }
 224 // protected
 225 const ByteArray4 IPAddressV4::fetchMask(size_t numBits) {
 226   static const uint8_t bits = bitCount();
 227   if (numBits > bits) {
 228     throw IPAddressFormatException("IPv4 addresses are 32 bits");
 229   }
 230   // masks_ is backed by an array so is zero indexed
 231   return masks_[numBits];
 232 }
 233
 234 // static private
 235 const std::array<ByteArray4, 33> IPAddressV4::masks_ = {{
 236   {{0x00, 0x00, 0x00, 0x00}},
 237   {{0x80, 0x00, 0x00, 0x00}},
 238   {{0xc0, 0x00, 0x00, 0x00}},
 239   {{0xe0, 0x00, 0x00, 0x00}},
 240   {{0xf0, 0x00, 0x00, 0x00}},
 241   {{0xf8, 0x00, 0x00, 0x00}},
 242   {{0xfc, 0x00, 0x00, 0x00}},
 243   {{0xfe, 0x00, 0x00, 0x00}},
 244   {{0xff, 0x00, 0x00, 0x00}},
 245   {{0xff, 0x80, 0x00, 0x00}},
 246   {{0xff, 0xc0, 0x00, 0x00}},
 247   {{0xff, 0xe0, 0x00, 0x00}},
 248   {{0xff, 0xf0, 0x00, 0x00}},
 249   {{0xff, 0xf8, 0x00, 0x00}},
 250   {{0xff, 0xfc, 0x00, 0x00}},
 251   {{0xff, 0xfe, 0x00, 0x00}},
 252   {{0xff, 0xff, 0x00, 0x00}},
 253   {{0xff, 0xff, 0x80, 0x00}},
 254   {{0xff, 0xff, 0xc0, 0x00}},
 255   {{0xff, 0xff, 0xe0, 0x00}},
 256   {{0xff, 0xff, 0xf0, 0x00}},
 257   {{0xff, 0xff, 0xf8, 0x00}},
 258   {{0xff, 0xff, 0xfc, 0x00}},
 259   {{0xff, 0xff, 0xfe, 0x00}},
 260   {{0xff, 0xff, 0xff, 0x00}},
 261   {{0xff, 0xff, 0xff, 0x80}},
 262   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xc0}},
 263   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xe0}},
 264   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xf0}},
 265   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xf8}},
 266   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xfc}},
 267   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xfe}},
 268   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xff}}
 269 }};
 270
 271 } // folly