libs/core: fix type in luci.model.wireless
[project/luci.git] / libs / core / luasrc / ip.lua
index 1edbf8e..3b0ca67 100644 (file)
@@ -14,15 +14,23 @@ $Id$
 
 ]]--
 
+--- LuCI IP calculation library.
 module( "luci.ip", package.seeall )
 
-require("bit")
-require("luci.util")
+require "nixio"
+local bit  = nixio.bit
+local util = require "luci.util"
 
-LITTLE_ENDIAN = not luci.util.bigendian()
+--- Boolean; true if system is little endian
+LITTLE_ENDIAN = not util.bigendian()
+
+--- Boolean; true if system is big endian
 BIG_ENDIAN    = not LITTLE_ENDIAN
 
+--- Specifier for IPv4 address family
 FAMILY_INET4  = 0x04
+
+--- Specifier for IPv6 address family
 FAMILY_INET6  = 0x06
 
 
@@ -30,6 +38,7 @@ local function __bless(x)
        return setmetatable( x, {
                __index = luci.ip.cidr,
                __add   = luci.ip.cidr.add,
+               __sub   = luci.ip.cidr.sub,
                __lt    = luci.ip.cidr.lower,
                __eq    = luci.ip.cidr.equal,
                __le    =
@@ -39,15 +48,54 @@ local function __bless(x)
        } )
 end
 
+local function __array16( x, family )
+       local list
+
+       if type(x) == "number" then
+               list = { bit.rshift(x, 16), bit.band(x, 0xFFFF) }
+
+       elseif type(x) == "string" then
+               if x:find(":") then x = IPv6(x) else x = IPv4(x) end
+               if x then
+                       assert( x[1] == family, "Can't mix IPv4 and IPv6 addresses" )
+                       list = { unpack(x[2]) }
+               end
+
+       elseif type(x) == "table" and type(x[2]) == "table" then
+               assert( x[1] == family, "Can't mix IPv4 and IPv6 addresses" )
+               list = { unpack(x[2]) }
+
+       elseif type(x) == "table" then
+               list = { unpack(x) }
+       end
+
+       assert( list, "Invalid operand" )
+
+       return list
+end
+
 local function __mask16(bits)
-       return bit.lshift(
-               bit.rshift( 0xFFFF, 16 - bits % 16 ),
-               16 - bits % 16
-       )
+       return bit.lshift( bit.rshift( 0xFFFF, 16 - bits % 16 ), 16 - bits % 16 )
+end
+
+local function __not16(bits)
+       return bit.band( bit.bnot( __mask16(bits) ), 0xFFFF )
+end
+
+local function __maxlen(family)
+       return ( family == FAMILY_INET4 ) and 32 or 128
+end
+
+local function __sublen(family)
+       return ( family == FAMILY_INET4 ) and 30 or 127
 end
 
--- htons(), htonl(), ntohs(), ntohl()
 
+--- Convert given short value to network byte order on little endian hosts
+-- @param x    Unsigned integer value between 0x0000 and 0xFFFF
+-- @return     Byte-swapped value
+-- @see                htonl
+-- @see                ntohs
 function htons(x)
        if LITTLE_ENDIAN then
                return bit.bor(
@@ -59,6 +107,11 @@ function htons(x)
        end
 end
 
+--- Convert given long value to network byte order on little endian hosts
+-- @param x    Unsigned integer value between 0x00000000 and 0xFFFFFFFF
+-- @return     Byte-swapped value
+-- @see                htons
+-- @see                ntohl
 function htonl(x)
        if LITTLE_ENDIAN then
                return bit.bor(
@@ -70,23 +123,55 @@ function htonl(x)
        end
 end
 
+--- Convert given short value to host byte order on little endian hosts
+-- @class      function
+-- @name       ntohs
+-- @param x    Unsigned integer value between 0x0000 and 0xFFFF
+-- @return     Byte-swapped value
+-- @see                htonl
+-- @see                ntohs
 ntohs = htons
+
+--- Convert given short value to host byte order on little endian hosts
+-- @class      function
+-- @name       ntohl
+-- @param x    Unsigned integer value between 0x00000000 and 0xFFFFFFFF
+-- @return     Byte-swapped value
+-- @see                htons
+-- @see                ntohl
 ntohl = htonl
 
 
-function IPv4(address)
+--- Parse given IPv4 address in dotted quad or CIDR notation. If an optional
+-- netmask is given as second argument and the IP address is encoded in CIDR
+-- notation then the netmask parameter takes precedence. If neither a CIDR
+-- encoded prefix nor a netmask parameter is given, then a prefix length of
+-- 32 bit is assumed.
+-- @param address      IPv4 address in dotted quad or CIDR notation
+-- @param netmask      IPv4 netmask in dotted quad notation (optional)
+-- @return                     luci.ip.cidr instance or nil if given address was invalid
+-- @see                                IPv6
+-- @see                                Hex
+function IPv4(address, netmask)
+       address = address or "0.0.0.0/0"
+
+       local obj = __bless({ FAMILY_INET4 })
+
        local data = {}
        local prefix = address:match("/(.+)")
+       address = address:gsub("/.+","")
+       address = address:gsub("^%[(.*)%]$", "%1"):upper():gsub("^::FFFF:", "")
 
-       if prefix then
-               address = address:gsub("/.+","")
+       if netmask then
+               prefix = obj:prefix(netmask)
+       elseif prefix then
                prefix = tonumber(prefix)
                if not prefix or prefix < 0 or prefix > 32 then return nil end
        else
                prefix = 32
        end
 
-       local b1, b2, b3, b4 = address:match("(%d+)%.(%d+)%.(%d+)%.(%d+)")
+       local b1, b2, b3, b4 = address:match("^(%d+)%.(%d+)%.(%d+)%.(%d+)$")
 
        b1 = tonumber(b1)
        b2 = tonumber(b2)
@@ -96,22 +181,38 @@ function IPv4(address)
        if b1 and b1 <= 255 and
           b2 and b2 <= 255 and
           b3 and b3 <= 255 and
-          b4 and b4 <= 255
+          b4 and b4 <= 255 and
+          prefix
        then
-               return __bless({
-                       FAMILY_INET4,
-                       { b1 * 256 + b2, b3 * 256 + b4 },
-                       prefix
-               })
+               table.insert(obj, { b1 * 256 + b2, b3 * 256 + b4 })
+               table.insert(obj, prefix)
+               return obj
        end
 end
 
-function IPv6(address)
+--- Parse given IPv6 address in full, compressed, mixed or CIDR notation.
+-- If an optional netmask is given as second argument and the IP address is
+-- encoded in CIDR notation then the netmask parameter takes precedence.
+-- If neither a CIDR encoded prefix nor a netmask parameter is given, then a
+-- prefix length of 128 bit is assumed.
+-- @param address      IPv6 address in full/compressed/mixed or CIDR notation
+-- @param netmask      IPv6 netmask in full/compressed/mixed notation (optional)
+-- @return                     luci.ip.cidr instance or nil if given address was invalid
+-- @see                                IPv4
+-- @see                                Hex
+function IPv6(address, netmask)
+       address = address or "::/0"
+
+       local obj = __bless({ FAMILY_INET6 })
+
        local data = {}
        local prefix = address:match("/(.+)")
+       address = address:gsub("/.+","")
+       address = address:gsub("^%[(.*)%]$", "%1")
 
-       if prefix then
-               address = address:gsub("/.+","")
+       if netmask then
+               prefix = obj:prefix(netmask)
+       elseif prefix then
                prefix = tonumber(prefix)
                if not prefix or prefix < 0 or prefix > 128 then return nil end
        else
@@ -128,8 +229,8 @@ function IPv6(address)
                if not borderh then break end
 
                block = tonumber(address:sub(borderl, borderh - 1), 16)
-               if block and block <= 65535 then
-                       table.insert(data, block)
+               if block and block <= 0xFFFF then
+                       data[#data+1] = block
                else
                        if zeroh or borderh - borderl > 1 then return nil end
                        zeroh = #data + 1
@@ -141,9 +242,9 @@ function IPv6(address)
        chunk = address:sub(borderl)
        if #chunk > 0 and #chunk <= 4 then
                block = tonumber(chunk, 16)
-               if not block or block > 65535 then return nil end
+               if not block or block > 0xFFFF then return nil end
 
-               table.insert(data, block)
+               data[#data+1] = block
        elseif #chunk > 4 then
                if #data == 7 or #chunk > 15 then return nil end
                borderl = 1
@@ -156,7 +257,7 @@ function IPv6(address)
                        if not block or block > 255 then return nil end
 
                        if i == 1 or i == 3 then
-                               table.insert(data, block * 256)
+                               data[#data+1] = block * 256
                        else
                                data[#data] = data[#data] + block
                        end
@@ -172,22 +273,78 @@ function IPv6(address)
                end
        end
 
-       if #data == 8 then
-               return __bless({ FAMILY_INET6, data, prefix })
+       if #data == 8 and prefix then
+               table.insert(obj, data)
+               table.insert(obj, prefix)
+               return obj
+       end
+end
+
+--- Transform given hex-encoded value to luci.ip.cidr instance of specified
+-- address family.
+-- @param hex          String containing hex encoded value
+-- @param prefix       Prefix length of CIDR instance (optional, default is 32/128)
+-- @param family       Address family, either luci.ip.FAMILY_INET4 or FAMILY_INET6
+-- @param swap         Bool indicating whether to swap byteorder on low endian host
+-- @return                     luci.ip.cidr instance or nil if given value was invalid
+-- @see                                IPv4
+-- @see                                IPv6
+function Hex( hex, prefix, family, swap )
+       family = ( family ~= nil ) and family or FAMILY_INET4
+       swap   = ( swap   == nil ) and true   or swap
+       prefix = prefix or __maxlen(family)
+
+       local len  = __maxlen(family)
+       local tmp  = ""
+       local data = { }
+
+       for i = 1, (len/4) - #hex do tmp = tmp .. '0' end
+
+       if swap and LITTLE_ENDIAN then
+               for i = #hex, 1, -2 do tmp = tmp .. hex:sub( i - 1, i ) end
+       else
+               tmp = tmp .. hex
+       end
+
+       hex = tmp
+
+       for i = 1, ( len / 4 ), 4 do
+               local n = tonumber( hex:sub( i, i+3 ), 16 )
+               if n then
+                       data[#data+1] = n
+               else
+                       return nil
+               end
        end
+
+       return __bless({ family, data, prefix })
 end
 
 
-cidr = luci.util.class()
+--- LuCI IP Library / CIDR instances
+-- @class      module
+-- @cstyle     instance
+-- @name       luci.ip.cidr
+cidr = util.class()
 
+--- Test whether the instance is a IPv4 address.
+-- @return     Boolean indicating a IPv4 address type
+-- @see                cidr.is6
 function cidr.is4( self )
        return self[1] == FAMILY_INET4
 end
 
+--- Test whether the instance is a IPv6 address.
+-- @return     Boolean indicating a IPv6 address type
+-- @see                cidr.is4
 function cidr.is6( self )
        return self[1] == FAMILY_INET6
 end
 
+--- Return a corresponding string representation of the instance.
+-- If the prefix length is lower then the maximum possible prefix length for the
+-- corresponding address type then the address is returned in CIDR notation,
+-- otherwise the prefix will be left out.
 function cidr.string( self )
        local str
        if self:is4() then
@@ -208,6 +365,13 @@ function cidr.string( self )
        return str
 end
 
+--- Test whether the value of the instance is lower then the given address.
+-- This function will throw an exception if the given address has a different
+-- family than this instance.
+-- @param addr A luci.ip.cidr instance to compare against
+-- @return             Boolean indicating whether this instance is lower
+-- @see                        cidr.higher
+-- @see                        cidr.equal
 function cidr.lower( self, addr )
        assert( self[1] == addr[1], "Can't compare IPv4 and IPv6 addresses" )
        for i = 1, #self[2] do
@@ -218,6 +382,13 @@ function cidr.lower( self, addr )
        return false
 end
 
+--- Test whether the value of the instance is higher then the given address.
+-- This function will throw an exception if the given address has a different
+-- family than this instance.
+-- @param addr A luci.ip.cidr instance to compare against
+-- @return             Boolean indicating whether this instance is higher
+-- @see                        cidr.lower
+-- @see                        cidr.equal
 function cidr.higher( self, addr )
        assert( self[1] == addr[1], "Can't compare IPv4 and IPv6 addresses" )
        for i = 1, #self[2] do
@@ -228,6 +399,13 @@ function cidr.higher( self, addr )
        return false
 end
 
+--- Test whether the value of the instance is equal to the given address.
+-- This function will throw an exception if the given address is a different
+-- family than this instance.
+-- @param addr A luci.ip.cidr instance to compare against
+-- @return             Boolean indicating whether this instance is equal
+-- @see                        cidr.lower
+-- @see                        cidr.higher
 function cidr.equal( self, addr )
        assert( self[1] == addr[1], "Can't compare IPv4 and IPv6 addresses" )
        for i = 1, #self[2] do
@@ -238,70 +416,220 @@ function cidr.equal( self, addr )
        return true
 end
 
-function cidr.prefix( self )
-       return self[3]
+--- Return the prefix length of this CIDR instance.
+-- @param mask Override instance prefix with given netmask (optional)
+-- @return             Prefix length in bit
+function cidr.prefix( self, mask )
+       local prefix = self[3]
+
+       if mask then
+               prefix = 0
+
+               local stop = false
+               local obj = type(mask) ~= "table"
+                       and ( self:is4() and IPv4(mask) or IPv6(mask) ) or mask
+
+               if not obj then return nil end
+
+               for _, word in ipairs(obj[2]) do
+                       if word == 0xFFFF then
+                               prefix = prefix + 16
+                       else
+                               local bitmask = bit.lshift(1, 15)
+                               while bit.band(word, bitmask) == bitmask do
+                                       prefix  = prefix + 1
+                                       bitmask = bit.lshift(1, 15 - (prefix % 16))
+                               end
+
+                               break
+                       end
+               end
+       end
+
+       return prefix
 end
 
-function cidr.network( self )
+--- Return a corresponding CIDR representing the network address of this
+-- instance.
+-- @param bits Override prefix length of this instance (optional)
+-- @return             CIDR instance containing the network address
+-- @see                        cidr.host
+-- @see                        cidr.broadcast
+-- @see                        cidr.mask
+function cidr.network( self, bits )
        local data = { }
+       bits = bits or self[3]
 
-       for i = 1, math.floor( self[3] / 16 ) do
-               table.insert( data, self[2][i] )
+       for i = 1, math.floor( bits / 16 ) do
+               data[#data+1] = self[2][i]
        end
 
-       table.insert( data, bit.band( self[2][1+#data], __mask16(self[3]) ) )
+       if #data < #self[2] then
+               data[#data+1] = bit.band( self[2][1+#data], __mask16(bits) )
 
-       for i = #data, #self[2] do
-               table.insert( data, 0 )
+               for i = #data + 1, #self[2] do
+                       data[#data+1] = 0
+               end
        end
 
-       return __bless({ self[1], data, self:is4() and 32 or 128 })
+       return __bless({ self[1], data, __maxlen(self[1]) })
 end
 
+--- Return a corresponding CIDR representing the host address of this
+-- instance. This is intended to extract the host address from larger subnet.
+-- @return             CIDR instance containing the network address
+-- @see                        cidr.network
+-- @see                        cidr.broadcast
+-- @see                        cidr.mask
 function cidr.host( self )
-       return __bless({ self[1], data, self:is4() and 32 or 128 })
+       return __bless({ self[1], self[2], __maxlen(self[1]) })
 end
 
+--- Return a corresponding CIDR representing the netmask of this instance.
+-- @param bits Override prefix length of this instance (optional)
+-- @return             CIDR instance containing the netmask
+-- @see                        cidr.network
+-- @see                        cidr.host
+-- @see                        cidr.broadcast
 function cidr.mask( self, bits )
        local data = { }
        bits = bits or self[3]
 
        for i = 1, math.floor( bits / 16 ) do
-               table.insert( data, 0xFFFF )
+               data[#data+1] = 0xFFFF
        end
 
-       table.insert( data, __mask16(bits) )
+       if #data < #self[2] then
+               data[#data+1] = __mask16(bits)
 
-       for i = #data + 1, #self[2] do
-               table.insert( data, 0 )
+               for i = #data + 1, #self[2] do
+                       data[#data+1] = 0
+               end
        end
 
-       return __bless({ self[1], data, self:is4() and 32 or 128 })
+       return __bless({ self[1], data, __maxlen(self[1]) })
+end
+
+--- Return CIDR containing the broadcast address of this instance.
+-- @return             CIDR instance containing the netmask, always nil for IPv6
+-- @see                        cidr.network
+-- @see                        cidr.host
+-- @see                        cidr.mask
+function cidr.broadcast( self )
+       -- IPv6 has no broadcast addresses (XXX: assert() instead?)
+       if self[1] == FAMILY_INET4 then
+               local data   = { unpack(self[2]) }
+               local offset = math.floor( self[3] / 16 ) + 1
+
+               if offset <= #data then
+                       data[offset] = bit.bor( data[offset], __not16(self[3]) )
+                       for i = offset + 1, #data do data[i] = 0xFFFF end
+
+                       return __bless({ self[1], data, __maxlen(self[1]) })
+               end
+       end
 end
 
+--- Test whether this instance fully contains the given CIDR instance.
+-- @param addr CIDR instance to test against
+-- @return             Boolean indicating whether this instance contains the given CIDR
 function cidr.contains( self, addr )
-       if self:mask() <= addr:mask() then
-               return self:mask(addr:prefix()) == addr:mask()
+       assert( self[1] == addr[1], "Can't compare IPv4 and IPv6 addresses" )
+
+       if self:prefix() <= addr:prefix() then
+               return self:network() == addr:network(self:prefix())
        end
 
        return false
 end
 
-function cidr.add( self, amount )
-       local shorts = { bit.rshift(amount, 16), bit.band(amount, 0xFFFF) }
+--- Add specified amount of hosts to this instance.
+-- @param amount       Number of hosts to add to this instance
+-- @param inplace      Boolen indicating whether to alter values inplace (optional)
+-- @return                     CIDR representing the new address or nil on overflow error
+-- @see                                cidr.sub
+function cidr.add( self, amount, inplace )
        local data   = { unpack(self[2]) }
+       local shorts = __array16( amount, self[1] )
 
        for pos = #data, 1, -1 do
                local add = ( #shorts > 0 ) and table.remove( shorts, #shorts ) or 0
                if ( data[pos] + add ) > 0xFFFF then
                        data[pos] = ( data[pos] + add ) % 0xFFFF
-                       if pos > 2 then
+                       if pos > 1 then
                                data[pos-1] = data[pos-1] + ( add - data[pos] )
+                       else
+                               return nil
                        end
                else
                        data[pos] = data[pos] + add
                end
        end
 
-       return __bless({ self[1], data, self:is4() and 32 and 128 })
+       if inplace then
+               self[2] = data
+               return self
+       else
+               return __bless({ self[1], data, self[3] })
+       end
+end
+
+--- Substract specified amount of hosts from this instance.
+-- @param amount       Number of hosts to substract from this instance
+-- @param inplace      Boolen indicating whether to alter values inplace (optional)
+-- @return                     CIDR representing the new address or nil on underflow error
+-- @see                                cidr.add
+function cidr.sub( self, amount, inplace )
+       local data   = { unpack(self[2]) }
+       local shorts = __array16( amount, self[1] )
+
+       for pos = #data, 1, -1 do
+               local sub = ( #shorts > 0 ) and table.remove( shorts, #shorts ) or 0
+               if ( data[pos] - sub ) < 0 then
+                       data[pos] = ( sub - data[pos] ) % 0xFFFF
+                       if pos > 1 then
+                               data[pos-1] = data[pos-1] - ( sub + data[pos] )
+                       else
+                               return nil
+                       end
+               else
+                       data[pos] = data[pos] - sub
+               end
+       end
+
+       if inplace then
+               self[2] = data
+               return self
+       else
+               return __bless({ self[1], data, self[3] })
+       end
+end
+
+--- Return CIDR containing the lowest available host address within this subnet.
+-- @return             CIDR containing the host address, nil if subnet is too small
+-- @see                        cidr.maxhost
+function cidr.minhost( self )
+       if self[3] <= __sublen(self[1]) then
+               -- 1st is Network Address in IPv4 and Subnet-Router Anycast Adresse in IPv6
+               return self:network():add(1, true)
+       end
+end
+
+--- Return CIDR containing the highest available host address within the subnet.
+-- @return             CIDR containing the host address, nil if subnet is too small
+-- @see                        cidr.minhost
+function cidr.maxhost( self )
+       if self[3] <= __sublen(self[1]) then
+               local data   = { unpack(self[2]) }
+               local offset = math.floor( self[3] / 16 ) + 1
+
+               data[offset] = bit.bor( data[offset], __not16(self[3]) )
+               for i = offset + 1, #data do data[i] = 0xFFFF end
+               data = __bless({ self[1], data, __maxlen(self[1]) })
+
+               -- Last address in reserved for Broadcast Address in IPv4
+               if data[1] == FAMILY_INET4 then data:sub(1, true) end
+
+               return data
+       end
 end