Socket/Protocols/INet/INet4Address.hh

   1 // $Id$
   2 //
   3 // Copyright (C) 2007
   4 // Fraunhofer Institut fuer offene Kommunikationssysteme (FOKUS)
   5 // Kompetenzzentrum fuer Satelitenkommunikation (SatCom)
   6 //     Stefan Bund <g0dil@berlios.de>
   7 //
   8 // This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9 // it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10 // the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11 // (at your option) any later version.
  12 //
  13 // This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16 // GNU General Public License for more details.
  17 //
  18 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  19 // along with this program; if not, write to the
  20 // Free Software Foundation, Inc.,
  21 // 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  22
  23 /** \file
  24     \brief INet4Address public header */
  25
  26 #ifndef HH_INet4Address_
  27 #define HH_INet4Address_ 1
  28
  29 // Custom includes
  30 #include <iostream>
  31 #include <string>
  32 #include <boost/cstdint.hpp>
  33 #include <boost/function.hpp>
  34 #include <boost/array.hpp>
  35 #include <boost/operators.hpp>
  36 #include "Utils/SafeBool.hh"
  37
  38 //#include "INet4Address.mpp"
  39 ///////////////////////////////hh.p////////////////////////////////////////
  40
  41 namespace senf {
  42
  43     /** \brief IpV4 Internet address
  44
  45         INet4Address represents a simple IP address. It is modelled as a fixed-size
  46         container/sequence of 4 bytes.
  47
  48         \see CheckINet4Network
  49
  50         \implementation We awkwardly need to use static named constructors (<tt>from_</tt> members)
  51             instead of ordinarily overloaded constructors for one simple reason: <tt>char *</tt>
  52             doubles as string literal and as arbitrary data iterator. The iterator constructor can
  53             therefore not be distinguished from initialization with a string literal. Therefore we
  54             need to disambiguate using the named constructors.
  55
  56         \todo Add additional classes for CIDR addresses and networks and network math.
  57         \ingroup addr_group
  58       */
  59     class INet4Address
  60         : public boost::array<boost::uint8_t,4>,
  61           public ComparableSafeBool<INet4Address>
  62     {
  63     public:
  64         ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  65         // Types
  66
  67         typedef uint32_t address_type;  ///< Address representation as number in host byte order
  68         typedef uint32_t inaddr_type;   ///< Legacy address representation in network byte order
  69         typedef boost::function<void (INet4Address const &)> Callback;
  70                                         ///< Callback for asynchronous from_string call
  71
  72         static INet4Address const None; ///< The empty (0) address
  73         static INet4Address const Loopback; ///< The loopback (127.0.0.1) address
  74         static INet4Address const Broadcast; ////< The global broadcast (255.255.255.255) address
  75
  76         enum NoInit_t { noinit };
  77
  78         ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  79         ///\name Structors and default members
  80         ///@{
  81
  82         INet4Address();                 ///< Construct an empty address
  83         explicit INet4Address(NoInit_t); ///< Construct uninitialized (!) address
  84         explicit INet4Address(address_type value);
  85                                         ///< Construct an address constant
  86
  87         static INet4Address from_string(std::string const & s);
  88                                         ///< Convert string to address
  89                                         /**< This member will try to convert the given string into
  90                                              an IP address. from_string() supports all standard IP
  91                                              literal representations as well es hostnames.
  92                                              \attention This call may block if \a s represents a
  93                                                  hostname which must be looked up via some network
  94                                                  protocol like DNS or NIS
  95                                              \throws SyntaxException if the address cannot be
  96                                                  converted for some reason
  97                                              \param[in] s Address literal or hostname */
  98
  99         static void from_string(std::string const & s, Callback const & cb);
 100                                         ///< Convert string to address (async/non-blocking)
 101                                         /**< This member works like
 102                                              from_string(std::string const &). However unlike
 103                                              from_string(std::string const &), this call will not
 104                                              block. Instead it will call \a cb passing the
 105                                              INet4Address instance as soon as the address has been
 106                                              resolved (which may be immediate if the address
 107                                              represents an IP literal). \par
 108                                              On error, the address passed to \a cb will be empty.
 109                                              \param[in] s Address literal or hostname
 110                                              \param[in] cb Callback to pass the address to
 111                                              \fixme Implement */
 112
 113         template <class InputIterator>
 114         static INet4Address from_data(InputIterator i);
 115                                         ///< Construct address from 4 bytes of raw data
 116                                         /**< from_data will build an address from 4 bytes of raw
 117                                              data as accessed by the iterator. The data must be in
 118                                              network byte order. */
 119         static INet4Address from_inaddr(inaddr_type v);
 120                                         ///< Construct address from integer in network byte order
 121                                         /**< This call is used when interfacing with other legacy
 122                                              code to convert a network byte order address in an
 123                                              integer number into an INet4Address. */
 124
 125         ///@}
 126         ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 127         ///\name Accessors
 128         ///@{
 129
 130         bool local() const;             ///< \c true, if address is locally administered
 131                                         /**< This call checks, if the address is within one of the
 132                                              IANA private ranges. */
 133         bool loopback() const;          ///< \c true, if address is within the loopback network
 134                                         /**< Checks, whether the address is in the IANA loopback
 135                                              network 10.0.0.0/8 */
 136         bool multicast() const;         ///< \c true, if address is a multicast address
 137                                         /**< Checks, whether the address is in the 224.0.0.0/4
 138                                              network reserved for multicast addresses by the
 139                                              IANA. */
 140         bool broadcast() const;         ///< \c true, if address is 255.255.255.255
 141         bool boolean_test() const;      ///< \c true, if address is non-empty (!= 0.0.0.0)
 142
 143         inaddr_type inaddr() const;     ///< Return the raw network byte order address
 144                                         /**< This member is used to interact with legacy code.
 145                                              \return */
 146         address_type address() const;   ///< Return address represented as integer number
 147                                         /**< This member returns the address as an integer number in
 148                                              host byte order. This representation allows simple
 149                                              network math operations. */
 150
 151         ////@}
 152
 153         struct SyntaxException : public std::exception
 154         { virtual char const * what() const throw() { return "invalid INet4 address syntax"; } };
 155
 156     private:
 157         enum InAddr_t { IsInAddr };
 158         INet4Address(inaddr_type addr, InAddr_t);
 159         inaddr_type & iref();
 160         inaddr_type iref() const;
 161     };
 162
 163     /** \brief Output INet4Address instance as it's string representation
 164         \related INet4Address
 165      */
 166     std::ostream & operator<<(std::ostream & os, INet4Address const & addr);
 167
 168     /** \brief CHeck INet4Address against a fixed network prefix
 169
 170         This helper allows to easily and efficiently check an INet4Address against an arbitrary but
 171         constant network prefix. The network prefix is represented by
 172
 173         \par ""
 174             <tt>senf::CheckINet4Network<</tt> <i>addr</i> <tt>,</tt> <i>prefix-len</i> <tt>></tt>
 175
 176         Where \a addr is the v4 Internet address as a 32-bit unsigned integer number in host byte
 177         order and \a prefix_len is the length of the network prefix. The class exposes a single
 178         static member <tt>match(</tt> <i>addr</i> <tt>)</tt> which matches the INet4Address \a addr
 179         against the prefix:
 180
 181         \code
 182         if (senf::CheckINet4Network<0x7F000000u,8u>::match(addr)) {
 183             // 'addr' is within the 127.0.0.0/8 loopback network
 184             ...
 185         }
 186         \endcode
 187
 188         \implementation This is implemented the way it is so the syntax is identical to the
 189             CheckINet6Network syntax.
 190      */
 191     template <boost::uint32_t address, unsigned prefix_len>
 192     class CheckINet4Network
 193     {
 194     public:
 195         static bool match(INet4Address const & addr);
 196     };
 197
 198     /** \brief IpV4 network prefix
 199
 200         This class represents an IpV4 network prefix in CIDR notation.
 201       */
 202     class INet4Network
 203         : public boost::equality_comparable<INet4Network>,
 204           public ComparableSafeBool<INet4Network>
 205     {
 206     public:
 207         ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 208         // Types
 209
 210         ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 211         ///\name Structors and default members
 212         ///@{
 213
 214         INet4Network();                 ///< Construct empty (0.0.0.0/0) network
 215         INet4Network(INet4Address address, unsigned prefix_len);
 216                                         ///< Construct network from given address and prefix length
 217         explicit INet4Network(std::string s); ///< Construct network from CIDR notation
 218
 219         ///@}
 220         ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 221
 222         INet4Address const & address() const; ///< Get the networks address
 223         unsigned prefix_len() const;    ///< Get the networks prefix length
 224
 225         bool boolean_test() const;      ///< \c true, if INet4Network is non-empty
 226         bool operator==(INet4Network const & other) const;
 227                                         ///< Compare to networks for equality
 228
 229         bool match(INet4Address addr) const; ///< \c true, if the network includes \a addr
 230         bool match(INet4Network net) const; ///< \c true, if the network includes \a net
 231                                         /**< The is true, if \a net is sub-network (or the same as)
 232                                              \c this. */
 233
 234     protected:
 235
 236     private:
 237         boost::uint32_t mask() const;
 238
 239         unsigned prefix_len_;
 240         INet4Address address_;
 241     };
 242
 243     /** \brief Output INet4Network instance as it's string representation
 244         \related INet4Network
 245      */
 246     std::ostream & operator<<(std::ostream & os, INet4Network const & addr);
 247
 248 }
 249
 250 ///////////////////////////////hh.e////////////////////////////////////////
 251 #include "INet4Address.cci"
 252 #include "INet4Address.ct"
 253 #include "INet4Address.cti"
 254 #endif
 255
 256 \f
 257 // Local Variables:
 258 // mode: c++
 259 // fill-column: 100
 260 // comment-column: 40
 261 // c-file-style: "senf"
 262 // indent-tabs-mode: nil
 263 // ispell-local-dictionary: "american"
 264 // compile-command: "scons -u test"
 265 // End: