folly/IPAddressV4.cpp

   1 /*
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  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
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  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 static IPAddressV4 loopback_addr("127.0.0.0");
  32
  33 // free functions
  34 size_t hash_value(const IPAddressV4& addr) {
  35   return addr.hash();
  36 }
  37 ostream& operator<<(ostream& os, const IPAddressV4& addr) {
  38   os << addr.str();
  39   return os;
  40 }
  41 void toAppend(IPAddressV4 addr, string* result) {
  42   result->append(addr.str());
  43 }
  44 void toAppend(IPAddressV4 addr, fbstring* result) {
  45   result->append(addr.str());
  46 }
  47
  48
  49 // public static
  50 IPAddressV4 IPAddressV4::fromLong(uint32_t src) {
  51   in_addr addr;
  52   addr.s_addr = src;
  53   return IPAddressV4(addr);
  54 }
  55
  56 IPAddressV4 IPAddressV4::fromLongHBO(uint32_t src) {
  57   in_addr addr;
  58   addr.s_addr = htonl(src);
  59   return IPAddressV4(addr);
  60 }
  61
  62 // static public
  63 uint32_t IPAddressV4::toLong(StringPiece ip) {
  64   auto str = ip.str();
  65   in_addr addr;
  66   if (inet_pton(AF_INET, str.c_str(), &addr) != 1) {
  67     throw IPAddressFormatException("Can't convert invalid IP '", ip, "' ",
  68                                    "to long");
  69   }
  70   return addr.s_addr;
  71 }
  72
  73 // static public
  74 uint32_t IPAddressV4::toLongHBO(StringPiece ip) {
  75   return ntohl(IPAddressV4::toLong(ip));
  76 }
  77
  78 // public default constructor
  79 IPAddressV4::IPAddressV4() {
  80 }
  81
  82 // ByteArray4 constructor
  83 IPAddressV4::IPAddressV4(const ByteArray4& src)
  84   : addr_(src)
  85 {
  86 }
  87
  88 // public string constructor
  89 IPAddressV4::IPAddressV4(StringPiece addr)
  90   : addr_()
  91 {
  92   auto ip = addr.str();
  93   if (inet_pton(AF_INET, ip.c_str(), &addr_.inAddr_) != 1) {
  94     throw IPAddressFormatException("Invalid IPv4 address '", addr, "'");
  95   }
  96 }
  97
  98 // in_addr constructor
  99 IPAddressV4::IPAddressV4(const in_addr src)
 100   : addr_(src)
 101 {
 102 }
 103
 104 // public
 105 void IPAddressV4::setFromBinary(ByteRange bytes) {
 106   if (bytes.size() != 4) {
 107     throw IPAddressFormatException("Invalid IPv4 binary data: length must "
 108                                    "be 4 bytes, got ", bytes.size());
 109   }
 110   memcpy(&addr_.inAddr_.s_addr, bytes.data(), sizeof(in_addr));
 111 }
 112
 113 // public
 114 IPAddressV6 IPAddressV4::createIPv6() const {
 115   ByteArray16 ba{{0}};
 116   ba[10] = 0xff;
 117   ba[11] = 0xff;
 118   std::memcpy(&ba[12], bytes(), 4);
 119   return IPAddressV6(ba);
 120 }
 121
 122 // public
 123 string IPAddressV4::toJson() const {
 124   return format(
 125       "{{family:'AF_INET', addr:'{}', hash:{}}}", str(), hash()).str();
 126 }
 127
 128 // public
 129 bool IPAddressV4::inSubnet(StringPiece cidrNetwork) const {
 130   auto subnetInfo = IPAddress::createNetwork(cidrNetwork);
 131   auto addr = subnetInfo.first;
 132   if (!addr.isV4()) {
 133     throw IPAddressFormatException("Address '", addr.toJson(), "' ",
 134                                    "is not a V4 address");
 135   }
 136   return inSubnetWithMask(addr.asV4(), fetchMask(subnetInfo.second));
 137 }
 138
 139 // public
 140 bool IPAddressV4::inSubnetWithMask(const IPAddressV4& subnet,
 141                                    const ByteArray4 cidrMask) const {
 142   const ByteArray4 mask = detail::Bytes::mask(toByteArray(), cidrMask);
 143   const ByteArray4 subMask = detail::Bytes::mask(subnet.toByteArray(),
 144                                                  cidrMask);
 145   return (mask == subMask);
 146 }
 147
 148 bool IPAddressV4::isLoopback() const {
 149   return inSubnetWithMask(loopback_addr, fetchMask(8));
 150 }
 151
 152 // public
 153 bool IPAddressV4::isNonroutable() const {
 154   auto ip = toLongHBO();
 155   return isPrivate() ||
 156       (ip <= 0x00FFFFFF)                     || // 0.0.0.0-0.255.255.255
 157       (ip >= 0xC0000000 && ip <= 0xC00000FF) || // 192.0.0.0-192.0.0.255
 158       (ip >= 0xC0000200 && ip <= 0xC00002FF) || // 192.0.2.0-192.0.2.255
 159       (ip >= 0xC6120000 && ip <= 0xC613FFFF) || // 198.18.0.0-198.19.255.255
 160       (ip >= 0xC6336400 && ip <= 0xC63364FF) || // 198.51.100.0-198.51.100.255
 161       (ip >= 0xCB007100 && ip <= 0xCB0071FF) || // 203.0.113.0-203.0.113.255
 162       (ip >= 0xE0000000 && ip <= 0xFFFFFFFF);   // 224.0.0.0-255.255.255.255
 163 }
 164
 165 // public
 166 bool IPAddressV4::isPrivate() const {
 167   auto ip = toLongHBO();
 168   return
 169       (ip >= 0x0A000000 && ip <= 0x0AFFFFFF) || // 10.0.0.0-10.255.255.255
 170       (ip >= 0x7F000000 && ip <= 0x7FFFFFFF) || // 127.0.0.0-127.255.255.255
 171       (ip >= 0xA9FE0000 && ip <= 0xA9FEFFFF) || // 169.254.0.0-169.254.255.255
 172       (ip >= 0xAC100000 && ip <= 0xAC1FFFFF) || // 172.16.0.0-172.31.255.255
 173       (ip >= 0xC0A80000 && ip <= 0xC0A8FFFF);   // 192.168.0.0-192.168.255.255
 174 }
 175
 176 // public
 177 bool IPAddressV4::isMulticast() const {
 178   return (toLongHBO() & 0xf0000000) == 0xe0000000;
 179 }
 180
 181 // public
 182 IPAddressV4 IPAddressV4::mask(size_t numBits) const {
 183   static const auto bits = bitCount();
 184   if (numBits > bits) {
 185     throw IPAddressFormatException("numBits(", numBits,
 186                                    ") > bitsCount(", bits, ")");
 187   }
 188
 189   ByteArray4 ba = detail::Bytes::mask(fetchMask(numBits), addr_.bytes_);
 190   return IPAddressV4(ba);
 191 }
 192
 193 // public
 194 string IPAddressV4::str() const {
 195   return detail::fastIpv4ToString(addr_.inAddr_);
 196 }
 197
 198 // public
 199 uint8_t IPAddressV4::getNthMSByte(size_t byteIndex) const {
 200   const auto highestIndex = byteCount() - 1;
 201   if (byteIndex > highestIndex) {
 202     throw std::invalid_argument(to<string>("Byte index must be <= ",
 203         to<string>(highestIndex), " for addresses of type :",
 204         detail::familyNameStr(AF_INET)));
 205   }
 206   return bytes()[byteIndex];
 207 }
 208 // protected
 209 const ByteArray4 IPAddressV4::fetchMask(size_t numBits) {
 210   static const uint8_t bits = bitCount();
 211   if (numBits > bits) {
 212     throw IPAddressFormatException("IPv4 addresses are 32 bits");
 213   }
 214   // masks_ is backed by an array so is zero indexed
 215   return masks_[numBits];
 216 }
 217
 218 // static private
 219 const std::array<ByteArray4, 33> IPAddressV4::masks_ = {{
 220   {{0x00, 0x00, 0x00, 0x00}},
 221   {{0x80, 0x00, 0x00, 0x00}},
 222   {{0xc0, 0x00, 0x00, 0x00}},
 223   {{0xe0, 0x00, 0x00, 0x00}},
 224   {{0xf0, 0x00, 0x00, 0x00}},
 225   {{0xf8, 0x00, 0x00, 0x00}},
 226   {{0xfc, 0x00, 0x00, 0x00}},
 227   {{0xfe, 0x00, 0x00, 0x00}},
 228   {{0xff, 0x00, 0x00, 0x00}},
 229   {{0xff, 0x80, 0x00, 0x00}},
 230   {{0xff, 0xc0, 0x00, 0x00}},
 231   {{0xff, 0xe0, 0x00, 0x00}},
 232   {{0xff, 0xf0, 0x00, 0x00}},
 233   {{0xff, 0xf8, 0x00, 0x00}},
 234   {{0xff, 0xfc, 0x00, 0x00}},
 235   {{0xff, 0xfe, 0x00, 0x00}},
 236   {{0xff, 0xff, 0x00, 0x00}},
 237   {{0xff, 0xff, 0x80, 0x00}},
 238   {{0xff, 0xff, 0xc0, 0x00}},
 239   {{0xff, 0xff, 0xe0, 0x00}},
 240   {{0xff, 0xff, 0xf0, 0x00}},
 241   {{0xff, 0xff, 0xf8, 0x00}},
 242   {{0xff, 0xff, 0xfc, 0x00}},
 243   {{0xff, 0xff, 0xfe, 0x00}},
 244   {{0xff, 0xff, 0xff, 0x00}},
 245   {{0xff, 0xff, 0xff, 0x80}},
 246   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xc0}},
 247   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xe0}},
 248   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xf0}},
 249   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xf8}},
 250   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xfc}},
 251   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xfe}},
 252   {{0xff, 0xff, 0xff, 0xff}}
 253 }};
 254
 255 } // folly