c404dc29a0a3b1739b5702c313382a29f09b92a3
[exim.git] / src / src / tls-gnu.c
1 /*************************************************
2 *     Exim - an Internet mail transport agent    *
3 *************************************************/
4
5 /* Copyright (c) University of Cambridge 1995 - 2018 */
6 /* See the file NOTICE for conditions of use and distribution. */
7
8 /* Copyright (c) Phil Pennock 2012 */
9
10 /* This file provides TLS/SSL support for Exim using the GnuTLS library,
11 one of the available supported implementations.  This file is #included into
12 tls.c when USE_GNUTLS has been set.
13
14 The code herein is a revamp of GnuTLS integration using the current APIs; the
15 original tls-gnu.c was based on a patch which was contributed by Nikos
16 Mavrogiannopoulos.  The revamp is partially a rewrite, partially cut&paste as
17 appropriate.
18
19 APIs current as of GnuTLS 2.12.18; note that the GnuTLS manual is for GnuTLS 3,
20 which is not widely deployed by OS vendors.  Will note issues below, which may
21 assist in updating the code in the future.  Another sources of hints is
22 mod_gnutls for Apache (SNI callback registration and handling).
23
24 Keeping client and server variables more split than before and is currently
25 the norm, in anticipation of TLS in ACL callouts.
26
27 I wanted to switch to gnutls_certificate_set_verify_function() so that
28 certificate rejection could happen during handshake where it belongs, rather
29 than being dropped afterwards, but that was introduced in 2.10.0 and Debian
30 (6.0.5) is still on 2.8.6.  So for now we have to stick with sub-par behaviour.
31
32 (I wasn't looking for libraries quite that old, when updating to get rid of
33 compiler warnings of deprecated APIs.  If it turns out that a lot of the rest
34 require current GnuTLS, then we'll drop support for the ancient libraries).
35 */
36
37 #include <gnutls/gnutls.h>
38 /* needed for cert checks in verification and DN extraction: */
39 #include <gnutls/x509.h>
40 /* man-page is incorrect, gnutls_rnd() is not in gnutls.h: */
41 #include <gnutls/crypto.h>
42
43 /* needed to disable PKCS11 autoload unless requested */
44 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020c00
45 # include <gnutls/pkcs11.h>
46 # define SUPPORT_PARAM_TO_PK_BITS
47 #endif
48 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER < 0x030103 && !defined(DISABLE_OCSP)
49 # warning "GnuTLS library version too old; define DISABLE_OCSP in Makefile"
50 # define DISABLE_OCSP
51 #endif
52 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER < 0x020a00 && !defined(DISABLE_EVENT)
53 # warning "GnuTLS library version too old; tls:cert event unsupported"
54 # define DISABLE_EVENT
55 #endif
56 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030306
57 # define SUPPORT_CA_DIR
58 #else
59 # undef  SUPPORT_CA_DIR
60 #endif
61 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030014
62 # define SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
63 #endif
64 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030104
65 # define GNUTLS_CERT_VFY_STATUS_PRINT
66 #endif
67 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030109
68 # define SUPPORT_CORK
69 #endif
70 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030506 && !defined(DISABLE_OCSP)
71 # define SUPPORT_SRV_OCSP_STACK
72 #endif
73
74 #ifdef SUPPORT_DANE
75 # if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030000
76 #  define DANESSL_USAGE_DANE_TA 2
77 #  define DANESSL_USAGE_DANE_EE 3
78 # else
79 #  error GnuTLS version too early for DANE
80 # endif
81 # if GNUTLS_VERSION_NUMBER < 0x999999
82 #  define GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
83 # endif
84 #endif
85
86 #ifndef DISABLE_OCSP
87 # include <gnutls/ocsp.h>
88 #endif
89 #ifdef SUPPORT_DANE
90 # include <gnutls/dane.h>
91 #endif
92
93 /* GnuTLS 2 vs 3
94
95 GnuTLS 3 only:
96   gnutls_global_set_audit_log_function()
97
98 Changes:
99   gnutls_certificate_verify_peers2(): is new, drop the 2 for old version
100 */
101
102 /* Local static variables for GnuTLS */
103
104 /* Values for verify_requirement */
105
106 enum peer_verify_requirement
107   { VERIFY_NONE, VERIFY_OPTIONAL, VERIFY_REQUIRED, VERIFY_DANE };
108
109 /* This holds most state for server or client; with this, we can set up an
110 outbound TLS-enabled connection in an ACL callout, while not stomping all
111 over the TLS variables available for expansion.
112
113 Some of these correspond to variables in globals.c; those variables will
114 be set to point to content in one of these instances, as appropriate for
115 the stage of the process lifetime.
116
117 Not handled here: global tls_channelbinding_b64.
118 */
119
120 typedef struct exim_gnutls_state {
121   gnutls_session_t      session;
122   gnutls_certificate_credentials_t x509_cred;
123   gnutls_priority_t     priority_cache;
124   enum peer_verify_requirement verify_requirement;
125   int                   fd_in;
126   int                   fd_out;
127   BOOL                  peer_cert_verified;
128   BOOL                  peer_dane_verified;
129   BOOL                  trigger_sni_changes;
130   BOOL                  have_set_peerdn;
131   const struct host_item *host;         /* NULL if server */
132   gnutls_x509_crt_t     peercert;
133   uschar                *peerdn;
134   uschar                *ciphersuite;
135   uschar                *received_sni;
136
137   const uschar *tls_certificate;
138   const uschar *tls_privatekey;
139   const uschar *tls_sni; /* client send only, not received */
140   const uschar *tls_verify_certificates;
141   const uschar *tls_crl;
142   const uschar *tls_require_ciphers;
143
144   uschar *exp_tls_certificate;
145   uschar *exp_tls_privatekey;
146   uschar *exp_tls_verify_certificates;
147   uschar *exp_tls_crl;
148   uschar *exp_tls_require_ciphers;
149   const uschar *exp_tls_verify_cert_hostnames;
150 #ifndef DISABLE_EVENT
151   uschar *event_action;
152 #endif
153 #ifdef SUPPORT_DANE
154   char * const *        dane_data;
155   const int *           dane_data_len;
156 #endif
157
158   tls_support *tlsp;    /* set in tls_init() */
159
160   uschar *xfer_buffer;
161   int xfer_buffer_lwm;
162   int xfer_buffer_hwm;
163   BOOL xfer_eof;        /*XXX never gets set! */
164   BOOL xfer_error;
165 } exim_gnutls_state_st;
166
167 static const exim_gnutls_state_st exim_gnutls_state_init = {
168   .session =            NULL,
169   .x509_cred =          NULL,
170   .priority_cache =     NULL,
171   .verify_requirement = VERIFY_NONE,
172   .fd_in =              -1,
173   .fd_out =             -1,
174   .peer_cert_verified = FALSE,
175   .peer_dane_verified = FALSE,
176   .trigger_sni_changes =FALSE,
177   .have_set_peerdn =    FALSE,
178   .host =               NULL,
179   .peercert =           NULL,
180   .peerdn =             NULL,
181   .ciphersuite =        NULL,
182   .received_sni =       NULL,
183
184   .tls_certificate =    NULL,
185   .tls_privatekey =     NULL,
186   .tls_sni =            NULL,
187   .tls_verify_certificates = NULL,
188   .tls_crl =            NULL,
189   .tls_require_ciphers =NULL,
190
191   .exp_tls_certificate = NULL,
192   .exp_tls_privatekey = NULL,
193   .exp_tls_verify_certificates = NULL,
194   .exp_tls_crl =        NULL,
195   .exp_tls_require_ciphers = NULL,
196   .exp_tls_verify_cert_hostnames = NULL,
197 #ifndef DISABLE_EVENT
198   .event_action =       NULL,
199 #endif
200   .tlsp =               NULL,
201
202   .xfer_buffer =        NULL,
203   .xfer_buffer_lwm =    0,
204   .xfer_buffer_hwm =    0,
205   .xfer_eof =           FALSE,
206   .xfer_error =         FALSE,
207 };
208
209 /* Not only do we have our own APIs which don't pass around state, assuming
210 it's held in globals, GnuTLS doesn't appear to let us register callback data
211 for callbacks, or as part of the session, so we have to keep a "this is the
212 context we're currently dealing with" pointer and rely upon being
213 single-threaded to keep from processing data on an inbound TLS connection while
214 talking to another TLS connection for an outbound check.  This does mean that
215 there's no way for heart-beats to be responded to, for the duration of the
216 second connection.
217 XXX But see gnutls_session_get_ptr()
218 */
219
220 static exim_gnutls_state_st state_server;
221
222 /* dh_params are initialised once within the lifetime of a process using TLS;
223 if we used TLS in a long-lived daemon, we'd have to reconsider this.  But we
224 don't want to repeat this. */
225
226 static gnutls_dh_params_t dh_server_params = NULL;
227
228 /* No idea how this value was chosen; preserving it.  Default is 3600. */
229
230 static const int ssl_session_timeout = 200;
231
232 static const char * const exim_default_gnutls_priority = "NORMAL";
233
234 /* Guard library core initialisation */
235
236 static BOOL exim_gnutls_base_init_done = FALSE;
237
238 #ifndef DISABLE_OCSP
239 static BOOL gnutls_buggy_ocsp = FALSE;
240 #endif
241
242
243 /* ------------------------------------------------------------------------ */
244 /* macros */
245
246 #define MAX_HOST_LEN 255
247
248 /* Set this to control gnutls_global_set_log_level(); values 0 to 9 will setup
249 the library logging; a value less than 0 disables the calls to set up logging
250 callbacks.  Possibly GNuTLS also looks for an environment variable
251 "GNUTLS_DEBUG_LEVEL". */
252 #ifndef EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL
253 # define EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL -1
254 #endif
255
256 #ifndef EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS
257 # define EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS 1024
258 #endif
259
260 /* With GnuTLS 2.12.x+ we have gnutls_sec_param_to_pk_bits() with which we
261 can ask for a bit-strength.  Without that, we stick to the constant we had
262 before, for now. */
263 #ifndef EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12
264 # define EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12 1024
265 #endif
266
267 #define exim_gnutls_err_check(rc, Label) do { \
268   if ((rc) != GNUTLS_E_SUCCESS) \
269     return tls_error((Label), US gnutls_strerror(rc), host, errstr); \
270   } while (0)
271
272 #define expand_check_tlsvar(Varname, errstr) \
273   expand_check(state->Varname, US #Varname, &state->exp_##Varname, errstr)
274
275 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020c00
276 # define HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
277 # define HAVE_GNUTLS_SEC_PARAM_CONSTANTS
278 # define HAVE_GNUTLS_RND
279 /* The security fix we provide with the gnutls_allow_auto_pkcs11 option
280  * (4.82 PP/09) introduces a compatibility regression. The symbol simply
281  * isn't available sometimes, so this needs to become a conditional
282  * compilation; the sanest way to deal with this being a problem on
283  * older OSes is to block it in the Local/Makefile with this compiler
284  * definition  */
285 # ifndef AVOID_GNUTLS_PKCS11
286 #  define HAVE_GNUTLS_PKCS11
287 # endif /* AVOID_GNUTLS_PKCS11 */
288 #endif
289
290
291
292
293 /* ------------------------------------------------------------------------ */
294 /* Callback declarations */
295
296 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
297 static void exim_gnutls_logger_cb(int level, const char *message);
298 #endif
299
300 static int exim_sni_handling_cb(gnutls_session_t session);
301
302 #ifndef DISABLE_OCSP
303 static int server_ocsp_stapling_cb(gnutls_session_t session, void * ptr,
304   gnutls_datum_t * ocsp_response);
305 #endif
306
307
308
309 /* ------------------------------------------------------------------------ */
310 /* Static functions */
311
312 /*************************************************
313 *               Handle TLS error                 *
314 *************************************************/
315
316 /* Called from lots of places when errors occur before actually starting to do
317 the TLS handshake, that is, while the session is still in clear. Always returns
318 DEFER for a server and FAIL for a client so that most calls can use "return
319 tls_error(...)" to do this processing and then give an appropriate return. A
320 single function is used for both server and client, because it is called from
321 some shared functions.
322
323 Argument:
324   prefix    text to include in the logged error
325   msg       additional error string (may be NULL)
326             usually obtained from gnutls_strerror()
327   host      NULL if setting up a server;
328             the connected host if setting up a client
329   errstr    pointer to returned error string
330
331 Returns:    OK/DEFER/FAIL
332 */
333
334 static int
335 tls_error(const uschar *prefix, const uschar *msg, const host_item *host,
336   uschar ** errstr)
337 {
338 if (errstr)
339   *errstr = string_sprintf("(%s)%s%s", prefix, msg ? ": " : "", msg ? msg : US"");
340 return host ? FAIL : DEFER;
341 }
342
343
344
345
346 /*************************************************
347 *    Deal with logging errors during I/O         *
348 *************************************************/
349
350 /* We have to get the identity of the peer from saved data.
351
352 Argument:
353   state    the current GnuTLS exim state container
354   rc       the GnuTLS error code, or 0 if it's a local error
355   when     text identifying read or write
356   text     local error text when ec is 0
357
358 Returns:   nothing
359 */
360
361 static void
362 record_io_error(exim_gnutls_state_st *state, int rc, uschar *when, uschar *text)
363 {
364 const uschar * msg;
365 uschar * errstr;
366
367 if (rc == GNUTLS_E_FATAL_ALERT_RECEIVED)
368   msg = string_sprintf("%s: %s", US gnutls_strerror(rc),
369     US gnutls_alert_get_name(gnutls_alert_get(state->session)));
370 else
371   msg = US gnutls_strerror(rc);
372
373 (void) tls_error(when, msg, state->host, &errstr);
374
375 if (state->host)
376   log_write(0, LOG_MAIN, "H=%s [%s] TLS error on connection %s",
377     state->host->name, state->host->address, errstr);
378 else
379   {
380   uschar * conn_info = smtp_get_connection_info();
381   if (Ustrncmp(conn_info, US"SMTP ", 5) == 0) conn_info += 5;
382   /* I'd like to get separated H= here, but too hard for now */
383   log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error on %s %s", conn_info, errstr);
384   }
385 }
386
387
388
389
390 /*************************************************
391 *        Set various Exim expansion vars         *
392 *************************************************/
393
394 #define exim_gnutls_cert_err(Label) \
395   do \
396     { \
397     if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
398       { \
399       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert problem: %s: %s\n", \
400         (Label), gnutls_strerror(rc)); \
401       return rc; \
402       } \
403     } while (0)
404
405 static int
406 import_cert(const gnutls_datum_t * cert, gnutls_x509_crt_t * crtp)
407 {
408 int rc;
409
410 rc = gnutls_x509_crt_init(crtp);
411 exim_gnutls_cert_err(US"gnutls_x509_crt_init (crt)");
412
413 rc = gnutls_x509_crt_import(*crtp, cert, GNUTLS_X509_FMT_DER);
414 exim_gnutls_cert_err(US"failed to import certificate [gnutls_x509_crt_import(cert)]");
415
416 return rc;
417 }
418
419 #undef exim_gnutls_cert_err
420
421
422 /* We set various Exim global variables from the state, once a session has
423 been established.  With TLS callouts, may need to change this to stack
424 variables, or just re-call it with the server state after client callout
425 has finished.
426
427 Make sure anything set here is unset in tls_getc().
428
429 Sets:
430   tls_active                fd
431   tls_bits                  strength indicator
432   tls_certificate_verified  bool indicator
433   tls_channelbinding_b64    for some SASL mechanisms
434   tls_cipher                a string
435   tls_peercert              pointer to library internal
436   tls_peerdn                a string
437   tls_sni                   a (UTF-8) string
438   tls_ourcert               pointer to library internal
439
440 Argument:
441   state      the relevant exim_gnutls_state_st *
442 */
443
444 static void
445 extract_exim_vars_from_tls_state(exim_gnutls_state_st * state)
446 {
447 gnutls_cipher_algorithm_t cipher;
448 #ifdef HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
449 int old_pool;
450 int rc;
451 gnutls_datum_t channel;
452 #endif
453 tls_support * tlsp = state->tlsp;
454
455 tlsp->active.sock = state->fd_out;
456 tlsp->active.tls_ctx = state;
457
458 cipher = gnutls_cipher_get(state->session);
459 /* returns size in "bytes" */
460 tlsp->bits = gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8;
461
462 tlsp->cipher = state->ciphersuite;
463
464 DEBUG(D_tls) debug_printf("cipher: %s\n", state->ciphersuite);
465
466 tlsp->certificate_verified = state->peer_cert_verified;
467 #ifdef SUPPORT_DANE
468 tlsp->dane_verified = state->peer_dane_verified;
469 #endif
470
471 /* note that tls_channelbinding_b64 is not saved to the spool file, since it's
472 only available for use for authenticators while this TLS session is running. */
473
474 tls_channelbinding_b64 = NULL;
475 #ifdef HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
476 channel.data = NULL;
477 channel.size = 0;
478 rc = gnutls_session_channel_binding(state->session, GNUTLS_CB_TLS_UNIQUE, &channel);
479 if (rc) {
480   DEBUG(D_tls) debug_printf("Channel binding error: %s\n", gnutls_strerror(rc));
481 } else {
482   old_pool = store_pool;
483   store_pool = POOL_PERM;
484   tls_channelbinding_b64 = b64encode(channel.data, (int)channel.size);
485   store_pool = old_pool;
486   DEBUG(D_tls) debug_printf("Have channel bindings cached for possible auth usage.\n");
487 }
488 #endif
489
490 /* peercert is set in peer_status() */
491 tlsp->peerdn = state->peerdn;
492 tlsp->sni =    state->received_sni;
493
494 /* record our certificate */
495   {
496   const gnutls_datum_t * cert = gnutls_certificate_get_ours(state->session);
497   gnutls_x509_crt_t crt;
498
499   tlsp->ourcert = cert && import_cert(cert, &crt)==0 ? crt : NULL;
500   }
501 }
502
503
504
505
506 /*************************************************
507 *            Setup up DH parameters              *
508 *************************************************/
509
510 /* Generating the D-H parameters may take a long time. They only need to
511 be re-generated every so often, depending on security policy. What we do is to
512 keep these parameters in a file in the spool directory. If the file does not
513 exist, we generate them. This means that it is easy to cause a regeneration.
514
515 The new file is written as a temporary file and renamed, so that an incomplete
516 file is never present. If two processes both compute some new parameters, you
517 waste a bit of effort, but it doesn't seem worth messing around with locking to
518 prevent this.
519
520 Returns:     OK/DEFER/FAIL
521 */
522
523 static int
524 init_server_dh(uschar ** errstr)
525 {
526 int fd, rc;
527 unsigned int dh_bits;
528 gnutls_datum_t m;
529 uschar filename_buf[PATH_MAX];
530 uschar *filename = NULL;
531 size_t sz;
532 uschar *exp_tls_dhparam;
533 BOOL use_file_in_spool = FALSE;
534 BOOL use_fixed_file = FALSE;
535 host_item *host = NULL; /* dummy for macros */
536
537 DEBUG(D_tls) debug_printf("Initialising GnuTLS server params.\n");
538
539 rc = gnutls_dh_params_init(&dh_server_params);
540 exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_dh_params_init");
541
542 m.data = NULL;
543 m.size = 0;
544
545 if (!expand_check(tls_dhparam, US"tls_dhparam", &exp_tls_dhparam, errstr))
546   return DEFER;
547
548 if (!exp_tls_dhparam)
549   {
550   DEBUG(D_tls) debug_printf("Loading default hard-coded DH params\n");
551   m.data = US std_dh_prime_default();
552   m.size = Ustrlen(m.data);
553   }
554 else if (Ustrcmp(exp_tls_dhparam, "historic") == 0)
555   use_file_in_spool = TRUE;
556 else if (Ustrcmp(exp_tls_dhparam, "none") == 0)
557   {
558   DEBUG(D_tls) debug_printf("Requested no DH parameters.\n");
559   return OK;
560   }
561 else if (exp_tls_dhparam[0] != '/')
562   {
563   if (!(m.data = US std_dh_prime_named(exp_tls_dhparam)))
564     return tls_error(US"No standard prime named", exp_tls_dhparam, NULL, errstr);
565   m.size = Ustrlen(m.data);
566   }
567 else
568   {
569   use_fixed_file = TRUE;
570   filename = exp_tls_dhparam;
571   }
572
573 if (m.data)
574   {
575   rc = gnutls_dh_params_import_pkcs3(dh_server_params, &m, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
576   exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_dh_params_import_pkcs3");
577   DEBUG(D_tls) debug_printf("Loaded fixed standard D-H parameters\n");
578   return OK;
579   }
580
581 #ifdef HAVE_GNUTLS_SEC_PARAM_CONSTANTS
582 /* If you change this constant, also change dh_param_fn_ext so that we can use a
583 different filename and ensure we have sufficient bits. */
584 dh_bits = gnutls_sec_param_to_pk_bits(GNUTLS_PK_DH, GNUTLS_SEC_PARAM_NORMAL);
585 if (!dh_bits)
586   return tls_error(US"gnutls_sec_param_to_pk_bits() failed", NULL, NULL, errstr);
587 DEBUG(D_tls)
588   debug_printf("GnuTLS tells us that for D-H PK, NORMAL is %d bits.\n",
589       dh_bits);
590 #else
591 dh_bits = EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12;
592 DEBUG(D_tls)
593   debug_printf("GnuTLS lacks gnutls_sec_param_to_pk_bits(), using %d bits.\n",
594       dh_bits);
595 #endif
596
597 /* Some clients have hard-coded limits. */
598 if (dh_bits > tls_dh_max_bits)
599   {
600   DEBUG(D_tls)
601     debug_printf("tls_dh_max_bits clamping override, using %d bits instead.\n",
602         tls_dh_max_bits);
603   dh_bits = tls_dh_max_bits;
604   }
605
606 if (use_file_in_spool)
607   {
608   if (!string_format(filename_buf, sizeof(filename_buf),
609         "%s/gnutls-params-%d", spool_directory, dh_bits))
610     return tls_error(US"overlong filename", NULL, NULL, errstr);
611   filename = filename_buf;
612   }
613
614 /* Open the cache file for reading and if successful, read it and set up the
615 parameters. */
616
617 if ((fd = Uopen(filename, O_RDONLY, 0)) >= 0)
618   {
619   struct stat statbuf;
620   FILE *fp;
621   int saved_errno;
622
623   if (fstat(fd, &statbuf) < 0)  /* EIO */
624     {
625     saved_errno = errno;
626     (void)close(fd);
627     return tls_error(US"TLS cache stat failed", US strerror(saved_errno), NULL, errstr);
628     }
629   if (!S_ISREG(statbuf.st_mode))
630     {
631     (void)close(fd);
632     return tls_error(US"TLS cache not a file", NULL, NULL, errstr);
633     }
634   if (!(fp = fdopen(fd, "rb")))
635     {
636     saved_errno = errno;
637     (void)close(fd);
638     return tls_error(US"fdopen(TLS cache stat fd) failed",
639         US strerror(saved_errno), NULL, errstr);
640     }
641
642   m.size = statbuf.st_size;
643   if (!(m.data = malloc(m.size)))
644     {
645     fclose(fp);
646     return tls_error(US"malloc failed", US strerror(errno), NULL, errstr);
647     }
648   if (!(sz = fread(m.data, m.size, 1, fp)))
649     {
650     saved_errno = errno;
651     fclose(fp);
652     free(m.data);
653     return tls_error(US"fread failed", US strerror(saved_errno), NULL, errstr);
654     }
655   fclose(fp);
656
657   rc = gnutls_dh_params_import_pkcs3(dh_server_params, &m, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
658   free(m.data);
659   exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_dh_params_import_pkcs3");
660   DEBUG(D_tls) debug_printf("read D-H parameters from file \"%s\"\n", filename);
661   }
662
663 /* If the file does not exist, fall through to compute new data and cache it.
664 If there was any other opening error, it is serious. */
665
666 else if (errno == ENOENT)
667   {
668   rc = -1;
669   DEBUG(D_tls)
670     debug_printf("D-H parameter cache file \"%s\" does not exist\n", filename);
671   }
672 else
673   return tls_error(string_open_failed(errno, "\"%s\" for reading", filename),
674       NULL, NULL, errstr);
675
676 /* If ret < 0, either the cache file does not exist, or the data it contains
677 is not useful. One particular case of this is when upgrading from an older
678 release of Exim in which the data was stored in a different format. We don't
679 try to be clever and support both formats; we just regenerate new data in this
680 case. */
681
682 if (rc < 0)
683   {
684   uschar *temp_fn;
685   unsigned int dh_bits_gen = dh_bits;
686
687   if ((PATH_MAX - Ustrlen(filename)) < 10)
688     return tls_error(US"Filename too long to generate replacement",
689         filename, NULL, errstr);
690
691   temp_fn = string_copy(US"%s.XXXXXXX");
692   if ((fd = mkstemp(CS temp_fn)) < 0)   /* modifies temp_fn */
693     return tls_error(US"Unable to open temp file", US strerror(errno), NULL, errstr);
694   (void)fchown(fd, exim_uid, exim_gid);   /* Probably not necessary */
695
696   /* GnuTLS overshoots!
697    * If we ask for 2236, we might get 2237 or more.
698    * But there's no way to ask GnuTLS how many bits there really are.
699    * We can ask how many bits were used in a TLS session, but that's it!
700    * The prime itself is hidden behind too much abstraction.
701    * So we ask for less, and proceed on a wing and a prayer.
702    * First attempt, subtracted 3 for 2233 and got 2240.
703    */
704   if (dh_bits >= EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS + 10)
705     {
706     dh_bits_gen = dh_bits - 10;
707     DEBUG(D_tls)
708       debug_printf("being paranoid about DH generation, make it '%d' bits'\n",
709           dh_bits_gen);
710     }
711
712   DEBUG(D_tls)
713     debug_printf("requesting generation of %d bit Diffie-Hellman prime ...\n",
714         dh_bits_gen);
715   rc = gnutls_dh_params_generate2(dh_server_params, dh_bits_gen);
716   exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_dh_params_generate2");
717
718   /* gnutls_dh_params_export_pkcs3() will tell us the exact size, every time,
719   and I confirmed that a NULL call to get the size first is how the GnuTLS
720   sample apps handle this. */
721
722   sz = 0;
723   m.data = NULL;
724   rc = gnutls_dh_params_export_pkcs3(dh_server_params, GNUTLS_X509_FMT_PEM,
725       m.data, &sz);
726   if (rc != GNUTLS_E_SHORT_MEMORY_BUFFER)
727     exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_dh_params_export_pkcs3(NULL) sizing");
728   m.size = sz;
729   if (!(m.data = malloc(m.size)))
730     return tls_error(US"memory allocation failed", US strerror(errno), NULL, errstr);
731
732   /* this will return a size 1 less than the allocation size above */
733   rc = gnutls_dh_params_export_pkcs3(dh_server_params, GNUTLS_X509_FMT_PEM,
734       m.data, &sz);
735   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
736     {
737     free(m.data);
738     exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_dh_params_export_pkcs3() real");
739     }
740   m.size = sz; /* shrink by 1, probably */
741
742   if ((sz = write_to_fd_buf(fd, m.data, (size_t) m.size)) != m.size)
743     {
744     free(m.data);
745     return tls_error(US"TLS cache write D-H params failed",
746         US strerror(errno), NULL, errstr);
747     }
748   free(m.data);
749   if ((sz = write_to_fd_buf(fd, US"\n", 1)) != 1)
750     return tls_error(US"TLS cache write D-H params final newline failed",
751         US strerror(errno), NULL, errstr);
752
753   if ((rc = close(fd)))
754     return tls_error(US"TLS cache write close() failed", US strerror(errno), NULL, errstr);
755
756   if (Urename(temp_fn, filename) < 0)
757     return tls_error(string_sprintf("failed to rename \"%s\" as \"%s\"",
758           temp_fn, filename), US strerror(errno), NULL, errstr);
759
760   DEBUG(D_tls) debug_printf("wrote D-H parameters to file \"%s\"\n", filename);
761   }
762
763 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialized server D-H parameters\n");
764 return OK;
765 }
766
767
768
769
770 /* Create and install a selfsigned certificate, for use in server mode */
771
772 static int
773 tls_install_selfsign(exim_gnutls_state_st * state, uschar ** errstr)
774 {
775 gnutls_x509_crt_t cert = NULL;
776 time_t now;
777 gnutls_x509_privkey_t pkey = NULL;
778 const uschar * where;
779 int rc;
780
781 where = US"initialising pkey";
782 if ((rc = gnutls_x509_privkey_init(&pkey))) goto err;
783
784 where = US"initialising cert";
785 if ((rc = gnutls_x509_crt_init(&cert))) goto err;
786
787 where = US"generating pkey";
788 if ((rc = gnutls_x509_privkey_generate(pkey, GNUTLS_PK_RSA,
789 #ifdef SUPPORT_PARAM_TO_PK_BITS
790 # ifndef GNUTLS_SEC_PARAM_MEDIUM
791 #  define GNUTLS_SEC_PARAM_MEDIUM GNUTLS_SEC_PARAM_HIGH
792 # endif
793             gnutls_sec_param_to_pk_bits(GNUTLS_PK_RSA, GNUTLS_SEC_PARAM_MEDIUM),
794 #else
795             2048,
796 #endif
797             0)))
798   goto err;
799
800 where = US"configuring cert";
801 now = 1;
802 if (  (rc = gnutls_x509_crt_set_version(cert, 3))
803    || (rc = gnutls_x509_crt_set_serial(cert, &now, sizeof(now)))
804    || (rc = gnutls_x509_crt_set_activation_time(cert, now = time(NULL)))
805    || (rc = gnutls_x509_crt_set_expiration_time(cert, now + 60 * 60)) /* 1 hr */
806    || (rc = gnutls_x509_crt_set_key(cert, pkey))
807
808    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
809               GNUTLS_OID_X520_COUNTRY_NAME, 0, "UK", 2))
810    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
811               GNUTLS_OID_X520_ORGANIZATION_NAME, 0, "Exim Developers", 15))
812    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
813               GNUTLS_OID_X520_COMMON_NAME, 0,
814               smtp_active_hostname, Ustrlen(smtp_active_hostname)))
815    )
816   goto err;
817
818 where = US"signing cert";
819 if ((rc = gnutls_x509_crt_sign(cert, cert, pkey))) goto err;
820
821 where = US"installing selfsign cert";
822                                         /* Since: 2.4.0 */
823 if ((rc = gnutls_certificate_set_x509_key(state->x509_cred, &cert, 1, pkey)))
824   goto err;
825
826 rc = OK;
827
828 out:
829   if (cert) gnutls_x509_crt_deinit(cert);
830   if (pkey) gnutls_x509_privkey_deinit(pkey);
831   return rc;
832
833 err:
834   rc = tls_error(where, US gnutls_strerror(rc), NULL, errstr);
835   goto out;
836 }
837
838
839
840
841 /* Add certificate and key, from files.
842
843 Return:
844   Zero or negative: good.  Negate value for certificate index if < 0.
845   Greater than zero: FAIL or DEFER code.
846 */
847
848 static int
849 tls_add_certfile(exim_gnutls_state_st * state, const host_item * host,
850   uschar * certfile, uschar * keyfile, uschar ** errstr)
851 {
852 int rc = gnutls_certificate_set_x509_key_file(state->x509_cred,
853     CS certfile, CS keyfile, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
854 if (rc < 0)
855   return tls_error(
856     string_sprintf("cert/key setup: cert=%s key=%s", certfile, keyfile),
857     US gnutls_strerror(rc), host, errstr);
858 return -rc;
859 }
860
861
862 /*************************************************
863 *       Variables re-expanded post-SNI           *
864 *************************************************/
865
866 /* Called from both server and client code, via tls_init(), and also from
867 the SNI callback after receiving an SNI, if tls_certificate includes "tls_sni".
868
869 We can tell the two apart by state->received_sni being non-NULL in callback.
870
871 The callback should not call us unless state->trigger_sni_changes is true,
872 which we are responsible for setting on the first pass through.
873
874 Arguments:
875   state           exim_gnutls_state_st *
876   errstr          error string pointer
877
878 Returns:          OK/DEFER/FAIL
879 */
880
881 static int
882 tls_expand_session_files(exim_gnutls_state_st * state, uschar ** errstr)
883 {
884 struct stat statbuf;
885 int rc;
886 const host_item *host = state->host;  /* macro should be reconsidered? */
887 uschar *saved_tls_certificate = NULL;
888 uschar *saved_tls_privatekey = NULL;
889 uschar *saved_tls_verify_certificates = NULL;
890 uschar *saved_tls_crl = NULL;
891 int cert_count;
892
893 /* We check for tls_sni *before* expansion. */
894 if (!host)      /* server */
895   if (!state->received_sni)
896     {
897     if (  state->tls_certificate
898        && (  Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_sni")
899           || Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_in_sni")
900           || Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_out_sni")
901        )  )
902       {
903       DEBUG(D_tls) debug_printf("We will re-expand TLS session files if we receive SNI.\n");
904       state->trigger_sni_changes = TRUE;
905       }
906     }
907   else
908     {
909     /* useful for debugging */
910     saved_tls_certificate = state->exp_tls_certificate;
911     saved_tls_privatekey = state->exp_tls_privatekey;
912     saved_tls_verify_certificates = state->exp_tls_verify_certificates;
913     saved_tls_crl = state->exp_tls_crl;
914     }
915
916 rc = gnutls_certificate_allocate_credentials(&state->x509_cred);
917 exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_certificate_allocate_credentials");
918
919 #ifdef SUPPORT_SRV_OCSP_STACK
920 gnutls_certificate_set_flags(state->x509_cred, GNUTLS_CERTIFICATE_API_V2);
921 #endif
922
923 /* remember: expand_check_tlsvar() is expand_check() but fiddling with
924 state members, assuming consistent naming; and expand_check() returns
925 false if expansion failed, unless expansion was forced to fail. */
926
927 /* check if we at least have a certificate, before doing expensive
928 D-H generation. */
929
930 if (!expand_check_tlsvar(tls_certificate, errstr))
931   return DEFER;
932
933 /* certificate is mandatory in server, optional in client */
934
935 if (  !state->exp_tls_certificate
936    || !*state->exp_tls_certificate
937    )
938   if (!host)
939     return tls_install_selfsign(state, errstr);
940   else
941     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: no client certificate specified; okay\n");
942
943 if (state->tls_privatekey && !expand_check_tlsvar(tls_privatekey, errstr))
944   return DEFER;
945
946 /* tls_privatekey is optional, defaulting to same file as certificate */
947
948 if (state->tls_privatekey == NULL || *state->tls_privatekey == '\0')
949   {
950   state->tls_privatekey = state->tls_certificate;
951   state->exp_tls_privatekey = state->exp_tls_certificate;
952   }
953
954
955 if (state->exp_tls_certificate && *state->exp_tls_certificate)
956   {
957   DEBUG(D_tls) debug_printf("certificate file = %s\nkey file = %s\n",
958       state->exp_tls_certificate, state->exp_tls_privatekey);
959
960   if (state->received_sni)
961     if (  Ustrcmp(state->exp_tls_certificate, saved_tls_certificate) == 0
962        && Ustrcmp(state->exp_tls_privatekey,  saved_tls_privatekey)  == 0
963        )
964       {
965       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS SNI: cert and key unchanged\n");
966       }
967     else
968       {
969       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS SNI: have a changed cert/key pair.\n");
970       }
971
972   if (!host)    /* server */
973     {
974     const uschar * clist = state->exp_tls_certificate;
975     const uschar * klist = state->exp_tls_privatekey;
976     const uschar * olist;
977     int csep = 0, ksep = 0, osep = 0, cnt = 0;
978     uschar * cfile, * kfile, * ofile;
979
980 #ifndef DISABLE_OCSP
981     if (!expand_check(tls_ocsp_file, US"tls_ocsp_file", &ofile, errstr))
982       return DEFER;
983     olist = ofile;
984 #endif
985
986     while (cfile = string_nextinlist(&clist, &csep, NULL, 0))
987
988       if (!(kfile = string_nextinlist(&klist, &ksep, NULL, 0)))
989         return tls_error(US"cert/key setup: out of keys", NULL, host, errstr);
990       else if (0 < (rc = tls_add_certfile(state, host, cfile, kfile, errstr)))
991         return rc;
992       else
993         {
994         int gnutls_cert_index = -rc;
995         DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert/key %s registered\n", cfile);
996
997         /* Set the OCSP stapling server info */
998
999 #ifndef DISABLE_OCSP
1000         if (tls_ocsp_file)
1001           if (gnutls_buggy_ocsp)
1002             {
1003             DEBUG(D_tls)
1004               debug_printf("GnuTLS library is buggy for OCSP; avoiding\n");
1005             }
1006           else if ((ofile = string_nextinlist(&olist, &osep, NULL, 0)))
1007             {
1008             /* Use the full callback method for stapling just to get
1009             observability.  More efficient would be to read the file once only,
1010             if it never changed (due to SNI). Would need restart on file update,
1011             or watch datestamp.  */
1012
1013 # ifdef SUPPORT_SRV_OCSP_STACK
1014             rc = gnutls_certificate_set_ocsp_status_request_function2(
1015               state->x509_cred, gnutls_cert_index,
1016               server_ocsp_stapling_cb, ofile);
1017
1018             exim_gnutls_err_check(rc,
1019               US"gnutls_certificate_set_ocsp_status_request_function2");
1020 # else
1021             if (cnt++ > 0)
1022               {
1023               DEBUG(D_tls)
1024                 debug_printf("oops; multiple OCSP files not supported\n");
1025               break;
1026               }
1027               gnutls_certificate_set_ocsp_status_request_function(
1028                 state->x509_cred, server_ocsp_stapling_cb, ofile);
1029 # endif
1030
1031             DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response file = %s\n", ofile);
1032             }
1033           else
1034             DEBUG(D_tls) debug_printf("ran out of OCSP response files in list\n");
1035 #endif
1036         }
1037     }
1038   else
1039     {
1040     if (0 < (rc = tls_add_certfile(state, host,
1041                 state->exp_tls_certificate, state->exp_tls_privatekey, errstr)))
1042       return rc;
1043     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert/key registered\n");
1044     }
1045
1046   } /* tls_certificate */
1047
1048
1049 /* Set the trusted CAs file if one is provided, and then add the CRL if one is
1050 provided. Experiment shows that, if the certificate file is empty, an unhelpful
1051 error message is provided. However, if we just refrain from setting anything up
1052 in that case, certificate verification fails, which seems to be the correct
1053 behaviour. */
1054
1055 if (state->tls_verify_certificates && *state->tls_verify_certificates)
1056   {
1057   if (!expand_check_tlsvar(tls_verify_certificates, errstr))
1058     return DEFER;
1059 #ifndef SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
1060   if (Ustrcmp(state->exp_tls_verify_certificates, "system") == 0)
1061     state->exp_tls_verify_certificates = NULL;
1062 #endif
1063   if (state->tls_crl && *state->tls_crl)
1064     if (!expand_check_tlsvar(tls_crl, errstr))
1065       return DEFER;
1066
1067   if (!(state->exp_tls_verify_certificates &&
1068         *state->exp_tls_verify_certificates))
1069     {
1070     DEBUG(D_tls)
1071       debug_printf("TLS: tls_verify_certificates expanded empty, ignoring\n");
1072     /* With no tls_verify_certificates, we ignore tls_crl too */
1073     return OK;
1074     }
1075   }
1076 else
1077   {
1078   DEBUG(D_tls)
1079     debug_printf("TLS: tls_verify_certificates not set or empty, ignoring\n");
1080   return OK;
1081   }
1082
1083 #ifdef SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
1084 if (Ustrcmp(state->exp_tls_verify_certificates, "system") == 0)
1085   cert_count = gnutls_certificate_set_x509_system_trust(state->x509_cred);
1086 else
1087 #endif
1088   {
1089   if (Ustat(state->exp_tls_verify_certificates, &statbuf) < 0)
1090     {
1091     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC, "could not stat %s "
1092         "(tls_verify_certificates): %s", state->exp_tls_verify_certificates,
1093         strerror(errno));
1094     return DEFER;
1095     }
1096
1097 #ifndef SUPPORT_CA_DIR
1098   /* The test suite passes in /dev/null; we could check for that path explicitly,
1099   but who knows if someone has some weird FIFO which always dumps some certs, or
1100   other weirdness.  The thing we really want to check is that it's not a
1101   directory, since while OpenSSL supports that, GnuTLS does not.
1102   So s/!S_ISREG/S_ISDIR/ and change some messaging ... */
1103   if (S_ISDIR(statbuf.st_mode))
1104     {
1105     DEBUG(D_tls)
1106       debug_printf("verify certificates path is a dir: \"%s\"\n",
1107           state->exp_tls_verify_certificates);
1108     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
1109         "tls_verify_certificates \"%s\" is a directory",
1110         state->exp_tls_verify_certificates);
1111     return DEFER;
1112     }
1113 #endif
1114
1115   DEBUG(D_tls) debug_printf("verify certificates = %s size=" OFF_T_FMT "\n",
1116           state->exp_tls_verify_certificates, statbuf.st_size);
1117
1118   if (statbuf.st_size == 0)
1119     {
1120     DEBUG(D_tls)
1121       debug_printf("cert file empty, no certs, no verification, ignoring any CRL\n");
1122     return OK;
1123     }
1124
1125   cert_count =
1126
1127 #ifdef SUPPORT_CA_DIR
1128     (statbuf.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR
1129     ?
1130     gnutls_certificate_set_x509_trust_dir(state->x509_cred,
1131       CS state->exp_tls_verify_certificates, GNUTLS_X509_FMT_PEM)
1132     :
1133 #endif
1134     gnutls_certificate_set_x509_trust_file(state->x509_cred,
1135       CS state->exp_tls_verify_certificates, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
1136   }
1137
1138 if (cert_count < 0)
1139   {
1140   rc = cert_count;
1141   exim_gnutls_err_check(rc, US"setting certificate trust");
1142   }
1143 DEBUG(D_tls) debug_printf("Added %d certificate authorities.\n", cert_count);
1144
1145 if (state->tls_crl && *state->tls_crl &&
1146     state->exp_tls_crl && *state->exp_tls_crl)
1147   {
1148   DEBUG(D_tls) debug_printf("loading CRL file = %s\n", state->exp_tls_crl);
1149   cert_count = gnutls_certificate_set_x509_crl_file(state->x509_cred,
1150       CS state->exp_tls_crl, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
1151   if (cert_count < 0)
1152     {
1153     rc = cert_count;
1154     exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_certificate_set_x509_crl_file");
1155     }
1156   DEBUG(D_tls) debug_printf("Processed %d CRLs.\n", cert_count);
1157   }
1158
1159 return OK;
1160 }
1161
1162
1163
1164
1165 /*************************************************
1166 *          Set X.509 state variables             *
1167 *************************************************/
1168
1169 /* In GnuTLS, the registered cert/key are not replaced by a later
1170 set of a cert/key, so for SNI support we need a whole new x509_cred
1171 structure.  Which means various other non-re-expanded pieces of state
1172 need to be re-set in the new struct, so the setting logic is pulled
1173 out to this.
1174
1175 Arguments:
1176   state           exim_gnutls_state_st *
1177   errstr          error string pointer
1178
1179 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1180 */
1181
1182 static int
1183 tls_set_remaining_x509(exim_gnutls_state_st *state, uschar ** errstr)
1184 {
1185 int rc;
1186 const host_item *host = state->host;  /* macro should be reconsidered? */
1187
1188 /* Create D-H parameters, or read them from the cache file. This function does
1189 its own SMTP error messaging. This only happens for the server, TLS D-H ignores
1190 client-side params. */
1191
1192 if (!state->host)
1193   {
1194   if (!dh_server_params)
1195     {
1196     rc = init_server_dh(errstr);
1197     if (rc != OK) return rc;
1198     }
1199   gnutls_certificate_set_dh_params(state->x509_cred, dh_server_params);
1200   }
1201
1202 /* Link the credentials to the session. */
1203
1204 rc = gnutls_credentials_set(state->session, GNUTLS_CRD_CERTIFICATE, state->x509_cred);
1205 exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_credentials_set");
1206
1207 return OK;
1208 }
1209
1210 /*************************************************
1211 *            Initialize for GnuTLS               *
1212 *************************************************/
1213
1214
1215 #ifndef DISABLE_OCSP
1216
1217 static BOOL
1218 tls_is_buggy_ocsp(void)
1219 {
1220 const uschar * s;
1221 uschar maj, mid, mic;
1222
1223 s = CUS gnutls_check_version(NULL);
1224 maj = atoi(CCS s);
1225 if (maj == 3)
1226   {
1227   while (*s && *s != '.') s++;
1228   mid = atoi(CCS ++s);
1229   if (mid <= 2)
1230     return TRUE;
1231   else if (mid >= 5)
1232     return FALSE;
1233   else
1234     {
1235     while (*s && *s != '.') s++;
1236     mic = atoi(CCS ++s);
1237     return mic <= (mid == 3 ? 16 : 3);
1238     }
1239   }
1240 return FALSE;
1241 }
1242
1243 #endif
1244
1245
1246 /* Called from both server and client code. In the case of a server, errors
1247 before actual TLS negotiation return DEFER.
1248
1249 Arguments:
1250   host            connected host, if client; NULL if server
1251   certificate     certificate file
1252   privatekey      private key file
1253   sni             TLS SNI to send, sometimes when client; else NULL
1254   cas             CA certs file
1255   crl             CRL file
1256   require_ciphers tls_require_ciphers setting
1257   caller_state    returned state-info structure
1258   errstr          error string pointer
1259
1260 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1261 */
1262
1263 static int
1264 tls_init(
1265     const host_item *host,
1266     const uschar *certificate,
1267     const uschar *privatekey,
1268     const uschar *sni,
1269     const uschar *cas,
1270     const uschar *crl,
1271     const uschar *require_ciphers,
1272     exim_gnutls_state_st **caller_state,
1273     tls_support * tlsp,
1274     uschar ** errstr)
1275 {
1276 exim_gnutls_state_st *state;
1277 int rc;
1278 size_t sz;
1279 const char *errpos;
1280 uschar *p;
1281 BOOL want_default_priorities;
1282
1283 if (!exim_gnutls_base_init_done)
1284   {
1285   DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS global init required.\n");
1286
1287 #ifdef HAVE_GNUTLS_PKCS11
1288   /* By default, gnutls_global_init will init PKCS11 support in auto mode,
1289   which loads modules from a config file, which sounds good and may be wanted
1290   by some sysadmin, but also means in common configurations that GNOME keyring
1291   environment variables are used and so breaks for users calling mailq.
1292   To prevent this, we init PKCS11 first, which is the documented approach. */
1293   if (!gnutls_allow_auto_pkcs11)
1294     {
1295     rc = gnutls_pkcs11_init(GNUTLS_PKCS11_FLAG_MANUAL, NULL);
1296     exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_pkcs11_init");
1297     }
1298 #endif
1299
1300   rc = gnutls_global_init();
1301   exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_global_init");
1302
1303 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
1304   DEBUG(D_tls)
1305     {
1306     gnutls_global_set_log_function(exim_gnutls_logger_cb);
1307     /* arbitrarily chosen level; bump up to 9 for more */
1308     gnutls_global_set_log_level(EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL);
1309     }
1310 #endif
1311
1312 #ifndef DISABLE_OCSP
1313   if (tls_ocsp_file && (gnutls_buggy_ocsp = tls_is_buggy_ocsp()))
1314     log_write(0, LOG_MAIN, "OCSP unusable with this GnuTLS library version");
1315 #endif
1316
1317   exim_gnutls_base_init_done = TRUE;
1318   }
1319
1320 if (host)
1321   {
1322   /* For client-side sessions we allocate a context. This lets us run
1323   several in parallel. */
1324   int old_pool = store_pool;
1325   store_pool = POOL_PERM;
1326   state = store_get(sizeof(exim_gnutls_state_st));
1327   store_pool = old_pool;
1328
1329   memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
1330   state->tlsp = tlsp;
1331   DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS client session\n");
1332   rc = gnutls_init(&state->session, GNUTLS_CLIENT);
1333   }
1334 else
1335   {
1336   state = &state_server;
1337   memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
1338   state->tlsp = tlsp;
1339   DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS server session\n");
1340   rc = gnutls_init(&state->session, GNUTLS_SERVER);
1341   }
1342 exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_init");
1343
1344 state->host = host;
1345
1346 state->tls_certificate = certificate;
1347 state->tls_privatekey = privatekey;
1348 state->tls_require_ciphers = require_ciphers;
1349 state->tls_sni = sni;
1350 state->tls_verify_certificates = cas;
1351 state->tls_crl = crl;
1352
1353 /* This handles the variables that might get re-expanded after TLS SNI;
1354 that's tls_certificate, tls_privatekey, tls_verify_certificates, tls_crl */
1355
1356 DEBUG(D_tls)
1357   debug_printf("Expanding various TLS configuration options for session credentials.\n");
1358 if ((rc = tls_expand_session_files(state, errstr)) != OK) return rc;
1359
1360 /* These are all other parts of the x509_cred handling, since SNI in GnuTLS
1361 requires a new structure afterwards. */
1362
1363 if ((rc = tls_set_remaining_x509(state, errstr)) != OK) return rc;
1364
1365 /* set SNI in client, only */
1366 if (host)
1367   {
1368   if (!expand_check(sni, US"tls_out_sni", &state->tlsp->sni, errstr))
1369     return DEFER;
1370   if (state->tlsp->sni && *state->tlsp->sni)
1371     {
1372     DEBUG(D_tls)
1373       debug_printf("Setting TLS client SNI to \"%s\"\n", state->tlsp->sni);
1374     sz = Ustrlen(state->tlsp->sni);
1375     rc = gnutls_server_name_set(state->session,
1376         GNUTLS_NAME_DNS, state->tlsp->sni, sz);
1377     exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_server_name_set");
1378     }
1379   }
1380 else if (state->tls_sni)
1381   DEBUG(D_tls) debug_printf("*** PROBABLY A BUG *** " \
1382       "have an SNI set for a server [%s]\n", state->tls_sni);
1383
1384 /* This is the priority string support,
1385 http://www.gnutls.org/manual/html_node/Priority-Strings.html
1386 and replaces gnutls_require_kx, gnutls_require_mac & gnutls_require_protocols.
1387 This was backwards incompatible, but means Exim no longer needs to track
1388 all algorithms and provide string forms for them. */
1389
1390 want_default_priorities = TRUE;
1391
1392 if (state->tls_require_ciphers && *state->tls_require_ciphers)
1393   {
1394   if (!expand_check_tlsvar(tls_require_ciphers, errstr))
1395     return DEFER;
1396   if (state->exp_tls_require_ciphers && *state->exp_tls_require_ciphers)
1397     {
1398     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS session cipher/priority \"%s\"\n",
1399         state->exp_tls_require_ciphers);
1400
1401     rc = gnutls_priority_init(&state->priority_cache,
1402         CS state->exp_tls_require_ciphers, &errpos);
1403     want_default_priorities = FALSE;
1404     p = state->exp_tls_require_ciphers;
1405     }
1406   }
1407 if (want_default_priorities)
1408   {
1409   DEBUG(D_tls)
1410     debug_printf("GnuTLS using default session cipher/priority \"%s\"\n",
1411         exim_default_gnutls_priority);
1412   rc = gnutls_priority_init(&state->priority_cache,
1413       exim_default_gnutls_priority, &errpos);
1414   p = US exim_default_gnutls_priority;
1415   }
1416
1417 exim_gnutls_err_check(rc, string_sprintf(
1418       "gnutls_priority_init(%s) failed at offset %ld, \"%.6s..\"",
1419       p, errpos - CS p, errpos));
1420
1421 rc = gnutls_priority_set(state->session, state->priority_cache);
1422 exim_gnutls_err_check(rc, US"gnutls_priority_set");
1423
1424 gnutls_db_set_cache_expiration(state->session, ssl_session_timeout);
1425
1426 /* Reduce security in favour of increased compatibility, if the admin
1427 decides to make that trade-off. */
1428 if (gnutls_compat_mode)
1429   {
1430 #if LIBGNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020104
1431   DEBUG(D_tls) debug_printf("lowering GnuTLS security, compatibility mode\n");
1432   gnutls_session_enable_compatibility_mode(state->session);
1433 #else
1434   DEBUG(D_tls) debug_printf("Unable to set gnutls_compat_mode - GnuTLS version too old\n");
1435 #endif
1436   }
1437
1438 *caller_state = state;
1439 return OK;
1440 }
1441
1442
1443
1444 /*************************************************
1445 *            Extract peer information            *
1446 *************************************************/
1447
1448 /* Called from both server and client code.
1449 Only this is allowed to set state->peerdn and state->have_set_peerdn
1450 and we use that to detect double-calls.
1451
1452 NOTE: the state blocks last while the TLS connection is up, which is fine
1453 for logging in the server side, but for the client side, we log after teardown
1454 in src/deliver.c.  While the session is up, we can twist about states and
1455 repoint tls_* globals, but those variables used for logging or other variable
1456 expansion that happens _after_ delivery need to have a longer life-time.
1457
1458 So for those, we get the data from POOL_PERM; the re-invoke guard keeps us from
1459 doing this more than once per generation of a state context.  We set them in
1460 the state context, and repoint tls_* to them.  After the state goes away, the
1461 tls_* copies of the pointers remain valid and client delivery logging is happy.
1462
1463 tls_certificate_verified is a BOOL, so the tls_peerdn and tls_cipher issues
1464 don't apply.
1465
1466 Arguments:
1467   state           exim_gnutls_state_st *
1468   errstr          pointer to error string
1469
1470 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1471 */
1472
1473 static int
1474 peer_status(exim_gnutls_state_st *state, uschar ** errstr)
1475 {
1476 uschar cipherbuf[256];
1477 const gnutls_datum_t *cert_list;
1478 int old_pool, rc;
1479 unsigned int cert_list_size = 0;
1480 gnutls_protocol_t protocol;
1481 gnutls_cipher_algorithm_t cipher;
1482 gnutls_kx_algorithm_t kx;
1483 gnutls_mac_algorithm_t mac;
1484 gnutls_certificate_type_t ct;
1485 gnutls_x509_crt_t crt;
1486 uschar *p, *dn_buf;
1487 size_t sz;
1488
1489 if (state->have_set_peerdn)
1490   return OK;
1491 state->have_set_peerdn = TRUE;
1492
1493 state->peerdn = NULL;
1494
1495 /* tls_cipher */
1496 cipher = gnutls_cipher_get(state->session);
1497 protocol = gnutls_protocol_get_version(state->session);
1498 mac = gnutls_mac_get(state->session);
1499 kx = gnutls_kx_get(state->session);
1500
1501 string_format(cipherbuf, sizeof(cipherbuf),
1502     "%s:%s:%d",
1503     gnutls_protocol_get_name(protocol),
1504     gnutls_cipher_suite_get_name(kx, cipher, mac),
1505     (int) gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8);
1506
1507 /* I don't see a way that spaces could occur, in the current GnuTLS
1508 code base, but it was a concern in the old code and perhaps older GnuTLS
1509 releases did return "TLS 1.0"; play it safe, just in case. */
1510 for (p = cipherbuf; *p != '\0'; ++p)
1511   if (isspace(*p))
1512     *p = '-';
1513 old_pool = store_pool;
1514 store_pool = POOL_PERM;
1515 state->ciphersuite = string_copy(cipherbuf);
1516 store_pool = old_pool;
1517 state->tlsp->cipher = state->ciphersuite;
1518
1519 /* tls_peerdn */
1520 cert_list = gnutls_certificate_get_peers(state->session, &cert_list_size);
1521
1522 if (cert_list == NULL || cert_list_size == 0)
1523   {
1524   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: no certificate from peer (%p & %d)\n",
1525       cert_list, cert_list_size);
1526   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1527     return tls_error(US"certificate verification failed",
1528         US"no certificate received from peer", state->host, errstr);
1529   return OK;
1530   }
1531
1532 ct = gnutls_certificate_type_get(state->session);
1533 if (ct != GNUTLS_CRT_X509)
1534   {
1535   const uschar *ctn = US gnutls_certificate_type_get_name(ct);
1536   DEBUG(D_tls)
1537     debug_printf("TLS: peer cert not X.509 but instead \"%s\"\n", ctn);
1538   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1539     return tls_error(US"certificate verification not possible, unhandled type",
1540         ctn, state->host, errstr);
1541   return OK;
1542   }
1543
1544 #define exim_gnutls_peer_err(Label) \
1545   do { \
1546     if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
1547       { \
1548       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: %s: %s\n", \
1549         (Label), gnutls_strerror(rc)); \
1550       if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED) \
1551         return tls_error((Label), US gnutls_strerror(rc), state->host, errstr); \
1552       return OK; \
1553       } \
1554     } while (0)
1555
1556 rc = import_cert(&cert_list[0], &crt);
1557 exim_gnutls_peer_err(US"cert 0");
1558
1559 state->tlsp->peercert = state->peercert = crt;
1560
1561 sz = 0;
1562 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, NULL, &sz);
1563 if (rc != GNUTLS_E_SHORT_MEMORY_BUFFER)
1564   {
1565   exim_gnutls_peer_err(US"getting size for cert DN failed");
1566   return FAIL; /* should not happen */
1567   }
1568 dn_buf = store_get_perm(sz);
1569 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, CS dn_buf, &sz);
1570 exim_gnutls_peer_err(US"failed to extract certificate DN [gnutls_x509_crt_get_dn(cert 0)]");
1571
1572 state->peerdn = dn_buf;
1573
1574 return OK;
1575 #undef exim_gnutls_peer_err
1576 }
1577
1578
1579
1580
1581 /*************************************************
1582 *            Verify peer certificate             *
1583 *************************************************/
1584
1585 /* Called from both server and client code.
1586 *Should* be using a callback registered with
1587 gnutls_certificate_set_verify_function() to fail the handshake if we dislike
1588 the peer information, but that's too new for some OSes.
1589
1590 Arguments:
1591   state         exim_gnutls_state_st *
1592   errstr        where to put an error message
1593
1594 Returns:
1595   FALSE     if the session should be rejected
1596   TRUE      if the cert is okay or we just don't care
1597 */
1598
1599 static BOOL
1600 verify_certificate(exim_gnutls_state_st * state, uschar ** errstr)
1601 {
1602 int rc;
1603 uint verify;
1604
1605 if (state->verify_requirement == VERIFY_NONE)
1606   return TRUE;
1607
1608 DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: checking peer certificate\n");
1609 *errstr = NULL;
1610
1611 if ((rc = peer_status(state, errstr)) != OK)
1612   {
1613   verify = GNUTLS_CERT_INVALID;
1614   *errstr = US"certificate not supplied";
1615   }
1616 else
1617
1618   {
1619 #ifdef SUPPORT_DANE
1620   if (state->verify_requirement == VERIFY_DANE && state->host)
1621     {
1622     /* Using dane_verify_session_crt() would be easy, as it does it all for us
1623     including talking to a DNS resolver.  But we want to do that bit ourselves
1624     as the testsuite intercepts and fakes its own DNS environment. */
1625
1626     dane_state_t s;
1627     dane_query_t r;
1628     uint lsize;
1629     const gnutls_datum_t * certlist =
1630       gnutls_certificate_get_peers(state->session, &lsize);
1631     int usage = tls_out.tlsa_usage;
1632
1633 # ifdef GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
1634     /* Split the TLSA records into two sets, TA and EE selectors.  Run the
1635     dane-verification separately so that we know which selector verified;
1636     then we know whether to do name-verification (needed for TA but not EE). */
1637
1638     if (usage == ((1<<DANESSL_USAGE_DANE_TA) | (1<<DANESSL_USAGE_DANE_EE)))
1639       {                                         /* a mixed-usage bundle */
1640       int i, j, nrec;
1641       const char ** dd;
1642       int * ddl;
1643
1644       for(nrec = 0; state->dane_data_len[nrec]; ) nrec++;
1645       nrec++;
1646
1647       dd = store_get(nrec * sizeof(uschar *));
1648       ddl = store_get(nrec * sizeof(int));
1649       nrec--;
1650
1651       if ((rc = dane_state_init(&s, 0)))
1652         goto tlsa_prob;
1653
1654       for (usage = DANESSL_USAGE_DANE_EE;
1655            usage >= DANESSL_USAGE_DANE_TA; usage--)
1656         {                               /* take records with this usage */
1657         for (j = i = 0; i < nrec; i++)
1658           if (state->dane_data[i][0] == usage)
1659             {
1660             dd[j] = state->dane_data[i];
1661             ddl[j++] = state->dane_data_len[i];
1662             }
1663         if (j)
1664           {
1665           dd[j] = NULL;
1666           ddl[j] = 0;
1667
1668           if ((rc = dane_raw_tlsa(s, &r, (char * const *)dd, ddl, 1, 0)))
1669             goto tlsa_prob;
1670
1671           if ((rc = dane_verify_crt_raw(s, certlist, lsize,
1672                             gnutls_certificate_type_get(state->session),
1673                             r, 0,
1674                             usage == DANESSL_USAGE_DANE_EE
1675                             ? DANE_VFLAG_ONLY_CHECK_EE_USAGE : 0,
1676                             &verify)))
1677             {
1678             DEBUG(D_tls)
1679               debug_printf("TLSA record problem: %s\n", dane_strerror(rc));
1680             }
1681           else if (verify == 0) /* verification passed */
1682             {
1683             usage = 1 << usage;
1684             break;
1685             }
1686           }
1687         }
1688
1689         if (rc) goto tlsa_prob;
1690       }
1691     else
1692 # endif
1693       {
1694       if (  (rc = dane_state_init(&s, 0))
1695          || (rc = dane_raw_tlsa(s, &r, state->dane_data, state->dane_data_len,
1696                         1, 0))
1697          || (rc = dane_verify_crt_raw(s, certlist, lsize,
1698                         gnutls_certificate_type_get(state->session),
1699                         r, 0,
1700 # ifdef GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
1701                         usage == (1 << DANESSL_USAGE_DANE_EE)
1702                         ? DANE_VFLAG_ONLY_CHECK_EE_USAGE : 0,
1703 # else
1704                         0,
1705 # endif
1706                         &verify))
1707          )
1708         goto tlsa_prob;
1709       }
1710
1711     if (verify != 0)            /* verification failed */
1712       {
1713       gnutls_datum_t str;
1714       (void) dane_verification_status_print(verify, &str, 0);
1715       *errstr = US str.data;    /* don't bother to free */
1716       goto badcert;
1717       }
1718
1719 # ifdef GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
1720     /* If a TA-mode TLSA record was used for verification we must additionally
1721     verify the cert name (but not the CA chain).  For EE-mode, skip it. */
1722
1723     if (usage & (1 << DANESSL_USAGE_DANE_EE))
1724 # endif
1725       {
1726       state->peer_dane_verified = state->peer_cert_verified = TRUE;
1727       goto goodcert;
1728       }
1729 # ifdef GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
1730     /* Assume that the name on the A-record is the one that should be matching
1731     the cert.  An alternate view is that the domain part of the email address
1732     is also permissible. */
1733
1734     if (gnutls_x509_crt_check_hostname(state->tlsp->peercert,
1735           CS state->host->name))
1736       {
1737       state->peer_dane_verified = state->peer_cert_verified = TRUE;
1738       goto goodcert;
1739       }
1740 # endif
1741     }
1742 #endif  /*SUPPORT_DANE*/
1743
1744   rc = gnutls_certificate_verify_peers2(state->session, &verify);
1745   }
1746
1747 /* Handle the result of verification. INVALID is set if any others are. */
1748
1749 if (rc < 0 || verify & (GNUTLS_CERT_INVALID|GNUTLS_CERT_REVOKED))
1750   {
1751   state->peer_cert_verified = FALSE;
1752   if (!*errstr)
1753     {
1754 #ifdef GNUTLS_CERT_VFY_STATUS_PRINT
1755     DEBUG(D_tls)
1756       {
1757       gnutls_datum_t txt;
1758
1759       if (gnutls_certificate_verification_status_print(verify,
1760             gnutls_certificate_type_get(state->session), &txt, 0)
1761           == GNUTLS_E_SUCCESS)
1762         {
1763         debug_printf("%s\n", txt.data);
1764         gnutls_free(txt.data);
1765         }
1766       }
1767 #endif
1768     *errstr = verify & GNUTLS_CERT_REVOKED
1769       ? US"certificate revoked" : US"certificate invalid";
1770     }
1771
1772   DEBUG(D_tls)
1773     debug_printf("TLS certificate verification failed (%s): peerdn=\"%s\"\n",
1774         *errstr, state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1775
1776   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1777     goto badcert;
1778   DEBUG(D_tls)
1779     debug_printf("TLS verify failure overridden (host in tls_try_verify_hosts)\n");
1780   }
1781
1782 else
1783   {
1784   /* Client side, check the server's certificate name versus the name on the
1785   A-record for the connection we made.  What to do for server side - what name
1786   to use for client?  We document that there is no such checking for server
1787   side. */
1788
1789   if (  state->exp_tls_verify_cert_hostnames
1790      && !gnutls_x509_crt_check_hostname(state->tlsp->peercert,
1791                 CS state->exp_tls_verify_cert_hostnames)
1792      )
1793     {
1794     DEBUG(D_tls)
1795       debug_printf("TLS certificate verification failed: cert name mismatch\n");
1796     if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1797       goto badcert;
1798     return TRUE;
1799     }
1800
1801   state->peer_cert_verified = TRUE;
1802   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS certificate verified: peerdn=\"%s\"\n",
1803       state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1804   }
1805
1806 goodcert:
1807   state->tlsp->peerdn = state->peerdn;
1808   return TRUE;
1809
1810 #ifdef SUPPORT_DANE
1811 tlsa_prob:
1812   *errstr = string_sprintf("TLSA record problem: %s",
1813     rc == DANE_E_REQUESTED_DATA_NOT_AVAILABLE ? "none usable" : dane_strerror(rc));
1814 #endif
1815
1816 badcert:
1817   gnutls_alert_send(state->session, GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_BAD_CERTIFICATE);
1818   return FALSE;
1819 }
1820
1821
1822
1823
1824 /* ------------------------------------------------------------------------ */
1825 /* Callbacks */
1826
1827 /* Logging function which can be registered with
1828  *   gnutls_global_set_log_function()
1829  *   gnutls_global_set_log_level() 0..9
1830  */
1831 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
1832 static void
1833 exim_gnutls_logger_cb(int level, const char *message)
1834 {
1835   size_t len = strlen(message);
1836   if (len < 1)
1837     {
1838     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d> empty debug message\n", level);
1839     return;
1840     }
1841   DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d>: %s%s", level, message,
1842       message[len-1] == '\n' ? "" : "\n");
1843 }
1844 #endif
1845
1846
1847 /* Called after client hello, should handle SNI work.
1848 This will always set tls_sni (state->received_sni) if available,
1849 and may trigger presenting different certificates,
1850 if state->trigger_sni_changes is TRUE.
1851
1852 Should be registered with
1853   gnutls_handshake_set_post_client_hello_function()
1854
1855 "This callback must return 0 on success or a gnutls error code to terminate the
1856 handshake.".
1857
1858 For inability to get SNI information, we return 0.
1859 We only return non-zero if re-setup failed.
1860 Only used for server-side TLS.
1861 */
1862
1863 static int
1864 exim_sni_handling_cb(gnutls_session_t session)
1865 {
1866 char sni_name[MAX_HOST_LEN];
1867 size_t data_len = MAX_HOST_LEN;
1868 exim_gnutls_state_st *state = &state_server;
1869 unsigned int sni_type;
1870 int rc, old_pool;
1871 uschar * dummy_errstr;
1872
1873 rc = gnutls_server_name_get(session, sni_name, &data_len, &sni_type, 0);
1874 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1875   {
1876   DEBUG(D_tls) {
1877     if (rc == GNUTLS_E_REQUESTED_DATA_NOT_AVAILABLE)
1878       debug_printf("TLS: no SNI presented in handshake.\n");
1879     else
1880       debug_printf("TLS failure: gnutls_server_name_get(): %s [%d]\n",
1881         gnutls_strerror(rc), rc);
1882     }
1883   return 0;
1884   }
1885
1886 if (sni_type != GNUTLS_NAME_DNS)
1887   {
1888   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: ignoring SNI of unhandled type %u\n", sni_type);
1889   return 0;
1890   }
1891
1892 /* We now have a UTF-8 string in sni_name */
1893 old_pool = store_pool;
1894 store_pool = POOL_PERM;
1895 state->received_sni = string_copyn(US sni_name, data_len);
1896 store_pool = old_pool;
1897
1898 /* We set this one now so that variable expansions below will work */
1899 state->tlsp->sni = state->received_sni;
1900
1901 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS SNI \"%s\"%s\n", sni_name,
1902     state->trigger_sni_changes ? "" : " (unused for certificate selection)");
1903
1904 if (!state->trigger_sni_changes)
1905   return 0;
1906
1907 if ((rc = tls_expand_session_files(state, &dummy_errstr)) != OK)
1908   {
1909   /* If the setup of certs/etc failed before handshake, TLS would not have
1910   been offered.  The best we can do now is abort. */
1911   return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1912   }
1913
1914 rc = tls_set_remaining_x509(state, &dummy_errstr);
1915 if (rc != OK) return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1916
1917 return 0;
1918 }
1919
1920
1921
1922 #ifndef DISABLE_OCSP
1923
1924 static int
1925 server_ocsp_stapling_cb(gnutls_session_t session, void * ptr,
1926   gnutls_datum_t * ocsp_response)
1927 {
1928 int ret;
1929 DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP stapling callback: %s\n", US ptr);
1930
1931 if ((ret = gnutls_load_file(ptr, ocsp_response)) < 0)
1932   {
1933   DEBUG(D_tls) debug_printf("Failed to load ocsp stapling file %s\n",
1934                               CS ptr);
1935   tls_in.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
1936   return GNUTLS_E_NO_CERTIFICATE_STATUS;
1937   }
1938
1939 tls_in.ocsp = OCSP_VFY_NOT_TRIED;
1940 return 0;
1941 }
1942
1943 #endif
1944
1945
1946 #ifndef DISABLE_EVENT
1947 /*
1948 We use this callback to get observability and detail-level control
1949 for an exim TLS connection (either direction), raising a tls:cert event
1950 for each cert in the chain presented by the peer.  Any event
1951 can deny verification.
1952
1953 Return 0 for the handshake to continue or non-zero to terminate.
1954 */
1955
1956 static int
1957 verify_cb(gnutls_session_t session)
1958 {
1959 const gnutls_datum_t * cert_list;
1960 unsigned int cert_list_size = 0;
1961 gnutls_x509_crt_t crt;
1962 int rc;
1963 uschar * yield;
1964 exim_gnutls_state_st * state = gnutls_session_get_ptr(session);
1965
1966 if ((cert_list = gnutls_certificate_get_peers(session, &cert_list_size)))
1967   while (cert_list_size--)
1968   {
1969   if ((rc = import_cert(&cert_list[cert_list_size], &crt)) != GNUTLS_E_SUCCESS)
1970     {
1971     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: depth %d: %s\n",
1972       cert_list_size, gnutls_strerror(rc));
1973     break;
1974     }
1975
1976   state->tlsp->peercert = crt;
1977   if ((yield = event_raise(state->event_action,
1978               US"tls:cert", string_sprintf("%d", cert_list_size))))
1979     {
1980     log_write(0, LOG_MAIN,
1981               "SSL verify denied by event-action: depth=%d: %s",
1982               cert_list_size, yield);
1983     return 1;                     /* reject */
1984     }
1985   state->tlsp->peercert = NULL;
1986   }
1987
1988 return 0;
1989 }
1990
1991 #endif
1992
1993
1994
1995 /* ------------------------------------------------------------------------ */
1996 /* Exported functions */
1997
1998
1999
2000
2001 /*************************************************
2002 *       Start a TLS session in a server          *
2003 *************************************************/
2004
2005 /* This is called when Exim is running as a server, after having received
2006 the STARTTLS command. It must respond to that command, and then negotiate
2007 a TLS session.
2008
2009 Arguments:
2010   require_ciphers  list of allowed ciphers or NULL
2011   errstr           pointer to error string
2012
2013 Returns:           OK on success
2014                    DEFER for errors before the start of the negotiation
2015                    FAIL for errors during the negotiation; the server can't
2016                      continue running.
2017 */
2018
2019 int
2020 tls_server_start(const uschar * require_ciphers, uschar ** errstr)
2021 {
2022 int rc;
2023 exim_gnutls_state_st * state = NULL;
2024
2025 /* Check for previous activation */
2026 if (tls_in.active.sock >= 0)
2027   {
2028   tls_error(US"STARTTLS received after TLS started", US "", NULL, errstr);
2029   smtp_printf("554 Already in TLS\r\n", FALSE);
2030   return FAIL;
2031   }
2032
2033 /* Initialize the library. If it fails, it will already have logged the error
2034 and sent an SMTP response. */
2035
2036 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a server\n");
2037
2038 if ((rc = tls_init(NULL, tls_certificate, tls_privatekey,
2039     NULL, tls_verify_certificates, tls_crl,
2040     require_ciphers, &state, &tls_in, errstr)) != OK) return rc;
2041
2042 /* If this is a host for which certificate verification is mandatory or
2043 optional, set up appropriately. */
2044
2045 if (verify_check_host(&tls_verify_hosts) == OK)
2046   {
2047   DEBUG(D_tls)
2048     debug_printf("TLS: a client certificate will be required.\n");
2049   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
2050   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
2051   }
2052 else if (verify_check_host(&tls_try_verify_hosts) == OK)
2053   {
2054   DEBUG(D_tls)
2055     debug_printf("TLS: a client certificate will be requested but not required.\n");
2056   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
2057   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
2058   }
2059 else
2060   {
2061   DEBUG(D_tls)
2062     debug_printf("TLS: a client certificate will not be requested.\n");
2063   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
2064   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
2065   }
2066
2067 #ifndef DISABLE_EVENT
2068 if (event_action)
2069   {
2070   state->event_action = event_action;
2071   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
2072   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
2073   }
2074 #endif
2075
2076 /* Register SNI handling; always, even if not in tls_certificate, so that the
2077 expansion variable $tls_sni is always available. */
2078
2079 gnutls_handshake_set_post_client_hello_function(state->session,
2080     exim_sni_handling_cb);
2081
2082 /* Set context and tell client to go ahead, except in the case of TLS startup
2083 on connection, where outputting anything now upsets the clients and tends to
2084 make them disconnect. We need to have an explicit fflush() here, to force out
2085 the response. Other smtp_printf() calls do not need it, because in non-TLS
2086 mode, the fflush() happens when smtp_getc() is called. */
2087
2088 if (!state->tlsp->on_connect)
2089   {
2090   smtp_printf("220 TLS go ahead\r\n", FALSE);
2091   fflush(smtp_out);
2092   }
2093
2094 /* Now negotiate the TLS session. We put our own timer on it, since it seems
2095 that the GnuTLS library doesn't.
2096 From 3.1.0 there is gnutls_handshake_set_timeout() - but it requires you
2097 to set (and clear down afterwards) up a pull-timeout callback function that does
2098 a select, so we're no better off unless avoiding signals becomes an issue. */
2099
2100 gnutls_transport_set_ptr2(state->session,
2101     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_in),
2102     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_out));
2103 state->fd_in = fileno(smtp_in);
2104 state->fd_out = fileno(smtp_out);
2105
2106 sigalrm_seen = FALSE;
2107 if (smtp_receive_timeout > 0) ALARM(smtp_receive_timeout);
2108 do
2109   rc = gnutls_handshake(state->session);
2110 while (rc == GNUTLS_E_AGAIN ||  rc == GNUTLS_E_INTERRUPTED && !sigalrm_seen);
2111 ALARM_CLR(0);
2112
2113 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
2114   {
2115   /* It seems that, except in the case of a timeout, we have to close the
2116   connection right here; otherwise if the other end is running OpenSSL it hangs
2117   until the server times out. */
2118
2119   if (sigalrm_seen)
2120     {
2121     tls_error(US"gnutls_handshake", US"timed out", NULL, errstr);
2122     gnutls_db_remove_session(state->session);
2123     }
2124   else
2125     {
2126     tls_error(US"gnutls_handshake", US gnutls_strerror(rc), NULL, errstr);
2127     (void) gnutls_alert_send_appropriate(state->session, rc);
2128     gnutls_deinit(state->session);
2129     gnutls_certificate_free_credentials(state->x509_cred);
2130     millisleep(500);
2131     shutdown(state->fd_out, SHUT_WR);
2132     for (rc = 1024; fgetc(smtp_in) != EOF && rc > 0; ) rc--;    /* drain skt */
2133     (void)fclose(smtp_out);
2134     (void)fclose(smtp_in);
2135     smtp_out = smtp_in = NULL;
2136     }
2137
2138   return FAIL;
2139   }
2140
2141 DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_handshake was successful\n");
2142
2143 /* Verify after the fact */
2144
2145 if (!verify_certificate(state, errstr))
2146   {
2147   if (state->verify_requirement != VERIFY_OPTIONAL)
2148     {
2149     (void) tls_error(US"certificate verification failed", *errstr, NULL, errstr);
2150     return FAIL;
2151     }
2152   DEBUG(D_tls)
2153     debug_printf("TLS: continuing on only because verification was optional, after: %s\n",
2154         *errstr);
2155   }
2156
2157 /* Figure out peer DN, and if authenticated, etc. */
2158
2159 if ((rc = peer_status(state, NULL)) != OK) return rc;
2160
2161 /* Sets various Exim expansion variables; always safe within server */
2162
2163 extract_exim_vars_from_tls_state(state);
2164
2165 /* TLS has been set up. Adjust the input functions to read via TLS,
2166 and initialize appropriately. */
2167
2168 state->xfer_buffer = store_malloc(ssl_xfer_buffer_size);
2169
2170 receive_getc = tls_getc;
2171 receive_getbuf = tls_getbuf;
2172 receive_get_cache = tls_get_cache;
2173 receive_ungetc = tls_ungetc;
2174 receive_feof = tls_feof;
2175 receive_ferror = tls_ferror;
2176 receive_smtp_buffered = tls_smtp_buffered;
2177
2178 return OK;
2179 }
2180
2181
2182
2183
2184 static void
2185 tls_client_setup_hostname_checks(host_item * host, exim_gnutls_state_st * state,
2186   smtp_transport_options_block * ob)
2187 {
2188 if (verify_check_given_host(CUSS &ob->tls_verify_cert_hostnames, host) == OK)
2189   {
2190   state->exp_tls_verify_cert_hostnames =
2191 #ifdef SUPPORT_I18N
2192     string_domain_utf8_to_alabel(host->name, NULL);
2193 #else
2194     host->name;
2195 #endif
2196   DEBUG(D_tls)
2197     debug_printf("TLS: server cert verification includes hostname: \"%s\".\n",
2198                     state->exp_tls_verify_cert_hostnames);
2199   }
2200 }
2201
2202
2203
2204
2205 #ifdef SUPPORT_DANE
2206 /* Given our list of RRs from the TLSA lookup, build a lookup block in
2207 GnuTLS-DANE's preferred format.  Hang it on the state str for later
2208 use in DANE verification.
2209
2210 We point at the dnsa data not copy it, so it must remain valid until
2211 after verification is done.*/
2212
2213 static BOOL
2214 dane_tlsa_load(exim_gnutls_state_st * state, dns_answer * dnsa)
2215 {
2216 dns_record * rr;
2217 dns_scan dnss;
2218 int i;
2219 const char **   dane_data;
2220 int *           dane_data_len;
2221
2222 for (rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_ANSWERS), i = 1;
2223      rr;
2224      rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_NEXT)
2225     ) if (rr->type == T_TLSA) i++;
2226
2227 dane_data = store_get(i * sizeof(uschar *));
2228 dane_data_len = store_get(i * sizeof(int));
2229
2230 for (rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_ANSWERS), i = 0;
2231      rr;
2232      rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_NEXT)
2233     ) if (rr->type == T_TLSA && rr->size > 3)
2234   {
2235   const uschar * p = rr->data;
2236   uint8_t usage = p[0], sel = p[1], type = p[2];
2237
2238   DEBUG(D_tls)
2239     debug_printf("TLSA: %d %d %d size %d\n", usage, sel, type, rr->size);
2240
2241   if (  (usage != DANESSL_USAGE_DANE_TA && usage != DANESSL_USAGE_DANE_EE)
2242      || (sel != 0 && sel != 1)
2243      )
2244     continue;
2245   switch(type)
2246     {
2247     case 0:     /* Full: cannot check at present */
2248                 break;
2249     case 1:     if (rr->size != 3 + 256/8) continue;    /* sha2-256 */
2250                 break;
2251     case 2:     if (rr->size != 3 + 512/8) continue;    /* sha2-512 */
2252                 break;
2253     default:    continue;
2254     }
2255
2256   tls_out.tlsa_usage |= 1<<usage;
2257   dane_data[i] = CS p;
2258   dane_data_len[i++] = rr->size;
2259   }
2260
2261 if (!i) return FALSE;
2262
2263 dane_data[i] = NULL;
2264 dane_data_len[i] = 0;
2265
2266 state->dane_data = (char * const *)dane_data;
2267 state->dane_data_len = dane_data_len;
2268 return TRUE;
2269 }
2270 #endif
2271
2272
2273
2274 /*************************************************
2275 *    Start a TLS session in a client             *
2276 *************************************************/
2277
2278 /* Called from the smtp transport after STARTTLS has been accepted.
2279
2280 Arguments:
2281   fd                the fd of the connection
2282   host              connected host (for messages and option-tests)
2283   addr              the first address (not used)
2284   tb                transport (always smtp)
2285   tlsa_dnsa         non-NULL, either request or require dane for this host, and
2286                     a TLSA record found.  Therefore, dane verify required.
2287                     Which implies cert must be requested and supplied, dane
2288                     verify must pass, and cert verify irrelevant (incl.
2289                     hostnames), and (caller handled) require_tls
2290   tlsp              record details of channel configuration
2291   errstr            error string pointer
2292
2293 Returns:            Pointer to TLS session context, or NULL on error
2294 */
2295
2296 void *
2297 tls_client_start(int fd, host_item *host,
2298     address_item *addr ARG_UNUSED,
2299     transport_instance * tb,
2300 #ifdef SUPPORT_DANE
2301     dns_answer * tlsa_dnsa,
2302 #endif
2303     tls_support * tlsp, uschar ** errstr)
2304 {
2305 smtp_transport_options_block *ob = tb
2306   ? (smtp_transport_options_block *)tb->options_block
2307   : &smtp_transport_option_defaults;
2308 int rc;
2309 exim_gnutls_state_st * state = NULL;
2310 uschar *cipher_list = NULL;
2311
2312 #ifndef DISABLE_OCSP
2313 BOOL require_ocsp =
2314   verify_check_given_host(CUSS &ob->hosts_require_ocsp, host) == OK;
2315 BOOL request_ocsp = require_ocsp ? TRUE
2316   : verify_check_given_host(CUSS &ob->hosts_request_ocsp, host) == OK;
2317 #endif
2318
2319 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a client on fd %d\n", fd);
2320
2321 #ifdef SUPPORT_DANE
2322 if (tlsa_dnsa && ob->dane_require_tls_ciphers)
2323   {
2324   /* not using expand_check_tlsvar because not yet in state */
2325   if (!expand_check(ob->dane_require_tls_ciphers, US"dane_require_tls_ciphers",
2326       &cipher_list, errstr))
2327     return NULL;
2328   cipher_list = cipher_list && *cipher_list
2329     ? ob->dane_require_tls_ciphers : ob->tls_require_ciphers;
2330   }
2331 #endif
2332
2333 if (!cipher_list)
2334   cipher_list = ob->tls_require_ciphers;
2335
2336 if (tls_init(host, ob->tls_certificate, ob->tls_privatekey,
2337     ob->tls_sni, ob->tls_verify_certificates, ob->tls_crl,
2338     cipher_list, &state, tlsp, errstr) != OK)
2339   return NULL;
2340
2341   {
2342   int dh_min_bits = ob->tls_dh_min_bits;
2343   if (dh_min_bits < EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS)
2344     {
2345     DEBUG(D_tls)
2346       debug_printf("WARNING: tls_dh_min_bits far too low,"
2347                     " clamping %d up to %d\n",
2348           dh_min_bits, EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS);
2349     dh_min_bits = EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS;
2350     }
2351
2352   DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting D-H prime minimum"
2353                     " acceptable bits to %d\n",
2354       dh_min_bits);
2355   gnutls_dh_set_prime_bits(state->session, dh_min_bits);
2356   }
2357
2358 /* Stick to the old behaviour for compatibility if tls_verify_certificates is
2359 set but both tls_verify_hosts and tls_try_verify_hosts are unset. Check only
2360 the specified host patterns if one of them is defined */
2361
2362 #ifdef SUPPORT_DANE
2363 if (tlsa_dnsa && dane_tlsa_load(state, tlsa_dnsa))
2364   {
2365   DEBUG(D_tls)
2366     debug_printf("TLS: server certificate DANE required.\n");
2367   state->verify_requirement = VERIFY_DANE;
2368   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
2369   }
2370 else
2371 #endif
2372     if (  (  state->exp_tls_verify_certificates
2373           && !ob->tls_verify_hosts
2374           && (!ob->tls_try_verify_hosts || !*ob->tls_try_verify_hosts)
2375           )
2376         || verify_check_given_host(CUSS &ob->tls_verify_hosts, host) == OK
2377        )
2378   {
2379   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
2380   DEBUG(D_tls)
2381     debug_printf("TLS: server certificate verification required.\n");
2382   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
2383   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
2384   }
2385 else if (verify_check_given_host(CUSS &ob->tls_try_verify_hosts, host) == OK)
2386   {
2387   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
2388   DEBUG(D_tls)
2389     debug_printf("TLS: server certificate verification optional.\n");
2390   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
2391   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
2392   }
2393 else
2394   {
2395   DEBUG(D_tls)
2396     debug_printf("TLS: server certificate verification not required.\n");
2397   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
2398   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
2399   }
2400
2401 #ifndef DISABLE_OCSP
2402                         /* supported since GnuTLS 3.1.3 */
2403 if (request_ocsp)
2404   {
2405   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: will request OCSP stapling\n");
2406   if ((rc = gnutls_ocsp_status_request_enable_client(state->session,
2407                     NULL, 0, NULL)) != OK)
2408     {
2409     tls_error(US"cert-status-req", US gnutls_strerror(rc), state->host, errstr);
2410     return NULL;
2411     }
2412   tlsp->ocsp = OCSP_NOT_RESP;
2413   }
2414 #endif
2415
2416 #ifndef DISABLE_EVENT
2417 if (tb && tb->event_action)
2418   {
2419   state->event_action = tb->event_action;
2420   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
2421   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
2422   }
2423 #endif
2424
2425 gnutls_transport_set_ptr(state->session, (gnutls_transport_ptr_t)(long) fd);
2426 state->fd_in = fd;
2427 state->fd_out = fd;
2428
2429 DEBUG(D_tls) debug_printf("about to gnutls_handshake\n");
2430 /* There doesn't seem to be a built-in timeout on connection. */
2431
2432 sigalrm_seen = FALSE;
2433 ALARM(ob->command_timeout);
2434 do
2435   rc = gnutls_handshake(state->session);
2436 while (rc == GNUTLS_E_AGAIN || rc == GNUTLS_E_INTERRUPTED && !sigalrm_seen);
2437 ALARM_CLR(0);
2438
2439 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
2440   {
2441   if (sigalrm_seen)
2442     {
2443     gnutls_alert_send(state->session, GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_USER_CANCELED);
2444     tls_error(US"gnutls_handshake", US"timed out", state->host, errstr);
2445     }
2446   else
2447     tls_error(US"gnutls_handshake", US gnutls_strerror(rc), state->host, errstr);
2448   return NULL;
2449   }
2450
2451 DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_handshake was successful\n");
2452
2453 /* Verify late */
2454
2455 if (!verify_certificate(state, errstr))
2456   {
2457   tls_error(US"certificate verification failed", *errstr, state->host, errstr);
2458   return NULL;
2459   }
2460
2461 #ifndef DISABLE_OCSP
2462 if (require_ocsp)
2463   {
2464   DEBUG(D_tls)
2465     {
2466     gnutls_datum_t stapling;
2467     gnutls_ocsp_resp_t resp;
2468     gnutls_datum_t printed;
2469     if (  (rc= gnutls_ocsp_status_request_get(state->session, &stapling)) == 0
2470        && (rc= gnutls_ocsp_resp_init(&resp)) == 0
2471        && (rc= gnutls_ocsp_resp_import(resp, &stapling)) == 0
2472        && (rc= gnutls_ocsp_resp_print(resp, GNUTLS_OCSP_PRINT_FULL, &printed)) == 0
2473        )
2474       {
2475       debug_printf("%.4096s", printed.data);
2476       gnutls_free(printed.data);
2477       }
2478     else
2479       (void) tls_error(US"ocsp decode", US gnutls_strerror(rc), state->host, errstr);
2480     }
2481
2482   if (gnutls_ocsp_status_request_is_checked(state->session, 0) == 0)
2483     {
2484     tlsp->ocsp = OCSP_FAILED;
2485     tls_error(US"certificate status check failed", NULL, state->host, errstr);
2486     return NULL;
2487     }
2488   DEBUG(D_tls) debug_printf("Passed OCSP checking\n");
2489   tlsp->ocsp = OCSP_VFIED;
2490   }
2491 #endif
2492
2493 /* Figure out peer DN, and if authenticated, etc. */
2494
2495 if (peer_status(state, errstr) != OK)
2496   return NULL;
2497
2498 /* Sets various Exim expansion variables; may need to adjust for ACL callouts */
2499
2500 extract_exim_vars_from_tls_state(state);
2501
2502 return state;
2503 }
2504
2505
2506
2507
2508 /*************************************************
2509 *         Close down a TLS session               *
2510 *************************************************/
2511
2512 /* This is also called from within a delivery subprocess forked from the
2513 daemon, to shut down the TLS library, without actually doing a shutdown (which
2514 would tamper with the TLS session in the parent process).
2515
2516 Arguments:
2517   ct_ctx        client context pointer, or NULL for the one global server context
2518   shutdown      1 if TLS close-alert is to be sent,
2519                 2 if also response to be waited for
2520
2521 Returns:     nothing
2522 */
2523
2524 void
2525 tls_close(void * ct_ctx, int shutdown)
2526 {
2527 exim_gnutls_state_st * state = ct_ctx ? ct_ctx : &state_server;
2528
2529 if (!state->tlsp || state->tlsp->active.sock < 0) return;  /* TLS was not active */
2530
2531 if (shutdown)
2532   {
2533   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_close(): shutting down TLS%s\n",
2534     shutdown > 1 ? " (with response-wait)" : "");
2535
2536   ALARM(2);
2537   gnutls_bye(state->session, shutdown > 1 ? GNUTLS_SHUT_RDWR : GNUTLS_SHUT_WR);
2538   ALARM_CLR(0);
2539   }
2540
2541 gnutls_deinit(state->session);
2542 gnutls_certificate_free_credentials(state->x509_cred);
2543
2544
2545 state->tlsp->active.sock = -1;
2546 state->tlsp->active.tls_ctx = NULL;
2547 if (state->xfer_buffer) store_free(state->xfer_buffer);
2548 memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
2549 }
2550
2551
2552
2553
2554 static BOOL
2555 tls_refill(unsigned lim)
2556 {
2557 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2558 ssize_t inbytes;
2559
2560 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, %u)\n",
2561   state->session, state->xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
2562
2563 sigalrm_seen = FALSE;
2564 if (smtp_receive_timeout > 0) ALARM(smtp_receive_timeout);
2565
2566 do
2567   inbytes = gnutls_record_recv(state->session, state->xfer_buffer,
2568     MIN(ssl_xfer_buffer_size, lim));
2569 while (inbytes == GNUTLS_E_AGAIN);
2570
2571 if (smtp_receive_timeout > 0) ALARM_CLR(0);
2572
2573 if (had_command_timeout)                /* set by signal handler */
2574   smtp_command_timeout_exit();          /* does not return */
2575 if (had_command_sigterm)
2576   smtp_command_sigterm_exit();
2577 if (had_data_timeout)
2578   smtp_data_timeout_exit();
2579 if (had_data_sigint)
2580   smtp_data_sigint_exit();
2581
2582 /* Timeouts do not get this far.  A zero-byte return appears to mean that the
2583 TLS session has been closed down, not that the socket itself has been closed
2584 down. Revert to non-TLS handling. */
2585
2586 if (sigalrm_seen)
2587   {
2588   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got tls read timeout\n");
2589   state->xfer_error = TRUE;
2590   return FALSE;
2591   }
2592
2593 else if (inbytes == 0)
2594   {
2595   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2596
2597   receive_getc = smtp_getc;
2598   receive_getbuf = smtp_getbuf;
2599   receive_get_cache = smtp_get_cache;
2600   receive_ungetc = smtp_ungetc;
2601   receive_feof = smtp_feof;
2602   receive_ferror = smtp_ferror;
2603   receive_smtp_buffered = smtp_buffered;
2604
2605   gnutls_deinit(state->session);
2606   gnutls_certificate_free_credentials(state->x509_cred);
2607
2608   state->session = NULL;
2609   state->tlsp->active.sock = -1;
2610   state->tlsp->active.tls_ctx = NULL;
2611   state->tlsp->bits = 0;
2612   state->tlsp->certificate_verified = FALSE;
2613   tls_channelbinding_b64 = NULL;
2614   state->tlsp->cipher = NULL;
2615   state->tlsp->peercert = NULL;
2616   state->tlsp->peerdn = NULL;
2617
2618   return FALSE;
2619   }
2620
2621 /* Handle genuine errors */
2622
2623 else if (inbytes < 0)
2624   {
2625   DEBUG(D_tls) debug_printf("%s: err from gnutls_record_recv(\n", __FUNCTION__);
2626   record_io_error(state, (int) inbytes, US"recv", NULL);
2627   state->xfer_error = TRUE;
2628   return FALSE;
2629   }
2630 #ifndef DISABLE_DKIM
2631 dkim_exim_verify_feed(state->xfer_buffer, inbytes);
2632 #endif
2633 state->xfer_buffer_hwm = (int) inbytes;
2634 state->xfer_buffer_lwm = 0;
2635 return TRUE;
2636 }
2637
2638 /*************************************************
2639 *            TLS version of getc                 *
2640 *************************************************/
2641
2642 /* This gets the next byte from the TLS input buffer. If the buffer is empty,
2643 it refills the buffer via the GnuTLS reading function.
2644 Only used by the server-side TLS.
2645
2646 This feeds DKIM and should be used for all message-body reads.
2647
2648 Arguments:  lim         Maximum amount to read/buffer
2649 Returns:    the next character or EOF
2650 */
2651
2652 int
2653 tls_getc(unsigned lim)
2654 {
2655 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2656
2657 if (state->xfer_buffer_lwm >= state->xfer_buffer_hwm)
2658   if (!tls_refill(lim))
2659     return state->xfer_error ? EOF : smtp_getc(lim);
2660
2661 /* Something in the buffer; return next uschar */
2662
2663 return state->xfer_buffer[state->xfer_buffer_lwm++];
2664 }
2665
2666 uschar *
2667 tls_getbuf(unsigned * len)
2668 {
2669 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2670 unsigned size;
2671 uschar * buf;
2672
2673 if (state->xfer_buffer_lwm >= state->xfer_buffer_hwm)
2674   if (!tls_refill(*len))
2675     {
2676     if (!state->xfer_error) return smtp_getbuf(len);
2677     *len = 0;
2678     return NULL;
2679     }
2680
2681 if ((size = state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm) > *len)
2682   size = *len;
2683 buf = &state->xfer_buffer[state->xfer_buffer_lwm];
2684 state->xfer_buffer_lwm += size;
2685 *len = size;
2686 return buf;
2687 }
2688
2689
2690 void
2691 tls_get_cache()
2692 {
2693 #ifndef DISABLE_DKIM
2694 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2695 int n = state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm;
2696 if (n > 0)
2697   dkim_exim_verify_feed(state->xfer_buffer+state->xfer_buffer_lwm, n);
2698 #endif
2699 }
2700
2701
2702 BOOL
2703 tls_could_read(void)
2704 {
2705 return state_server.xfer_buffer_lwm < state_server.xfer_buffer_hwm
2706  || gnutls_record_check_pending(state_server.session) > 0;
2707 }
2708
2709
2710
2711
2712 /*************************************************
2713 *          Read bytes from TLS channel           *
2714 *************************************************/
2715
2716 /* This does not feed DKIM, so if the caller uses this for reading message body,
2717 then the caller must feed DKIM.
2718
2719 Arguments:
2720   ct_ctx    client context pointer, or NULL for the one global server context
2721   buff      buffer of data
2722   len       size of buffer
2723
2724 Returns:    the number of bytes read
2725             -1 after a failed read, including EOF
2726 */
2727
2728 int
2729 tls_read(void * ct_ctx, uschar *buff, size_t len)
2730 {
2731 exim_gnutls_state_st * state = ct_ctx ? ct_ctx : &state_server;
2732 ssize_t inbytes;
2733
2734 if (len > INT_MAX)
2735   len = INT_MAX;
2736
2737 if (state->xfer_buffer_lwm < state->xfer_buffer_hwm)
2738   DEBUG(D_tls)
2739     debug_printf("*** PROBABLY A BUG *** " \
2740         "tls_read() called with data in the tls_getc() buffer, %d ignored\n",
2741         state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm);
2742
2743 DEBUG(D_tls)
2744   debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2745       state->session, buff, len);
2746
2747 do
2748   inbytes = gnutls_record_recv(state->session, buff, len);
2749 while (inbytes == GNUTLS_E_AGAIN);
2750
2751 if (inbytes > 0) return inbytes;
2752 if (inbytes == 0)
2753   {
2754   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2755   }
2756 else
2757   {
2758   DEBUG(D_tls) debug_printf("%s: err from gnutls_record_recv(\n", __FUNCTION__);
2759   record_io_error(state, (int)inbytes, US"recv", NULL);
2760   }
2761
2762 return -1;
2763 }
2764
2765
2766
2767
2768 /*************************************************
2769 *         Write bytes down TLS channel           *
2770 *************************************************/
2771
2772 /*
2773 Arguments:
2774   ct_ctx    client context pointer, or NULL for the one global server context
2775   buff      buffer of data
2776   len       number of bytes
2777   more      more data expected soon
2778
2779 Returns:    the number of bytes after a successful write,
2780             -1 after a failed write
2781 */
2782
2783 int
2784 tls_write(void * ct_ctx, const uschar * buff, size_t len, BOOL more)
2785 {
2786 ssize_t outbytes;
2787 size_t left = len;
2788 exim_gnutls_state_st * state = ct_ctx ? ct_ctx : &state_server;
2789 #ifdef SUPPORT_CORK
2790 static BOOL corked = FALSE;
2791
2792 if (more && !corked) gnutls_record_cork(state->session);
2793 #endif
2794
2795 DEBUG(D_tls) debug_printf("%s(%p, " SIZE_T_FMT "%s)\n", __FUNCTION__,
2796   buff, left, more ? ", more" : "");
2797
2798 while (left > 0)
2799   {
2800   DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_record_send(SSL, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2801       buff, left);
2802
2803   do
2804     outbytes = gnutls_record_send(state->session, buff, left);
2805   while (outbytes == GNUTLS_E_AGAIN);
2806
2807   DEBUG(D_tls) debug_printf("outbytes=" SSIZE_T_FMT "\n", outbytes);
2808   if (outbytes < 0)
2809     {
2810     DEBUG(D_tls) debug_printf("%s: gnutls_record_send err\n", __FUNCTION__);
2811     record_io_error(state, outbytes, US"send", NULL);
2812     return -1;
2813     }
2814   if (outbytes == 0)
2815     {
2816     record_io_error(state, 0, US"send", US"TLS channel closed on write");
2817     return -1;
2818     }
2819
2820   left -= outbytes;
2821   buff += outbytes;
2822   }
2823
2824 if (len > INT_MAX)
2825   {
2826   DEBUG(D_tls)
2827     debug_printf("Whoops!  Wrote more bytes (" SIZE_T_FMT ") than INT_MAX\n",
2828         len);
2829   len = INT_MAX;
2830   }
2831
2832 #ifdef SUPPORT_CORK
2833 if (more != corked)
2834   {
2835   if (!more) (void) gnutls_record_uncork(state->session, 0);
2836   corked = more;
2837   }
2838 #endif
2839
2840 return (int) len;
2841 }
2842
2843
2844
2845
2846 /*************************************************
2847 *            Random number generation            *
2848 *************************************************/
2849
2850 /* Pseudo-random number generation.  The result is not expected to be
2851 cryptographically strong but not so weak that someone will shoot themselves
2852 in the foot using it as a nonce in input in some email header scheme or
2853 whatever weirdness they'll twist this into.  The result should handle fork()
2854 and avoid repeating sequences.  OpenSSL handles that for us.
2855
2856 Arguments:
2857   max       range maximum
2858 Returns     a random number in range [0, max-1]
2859 */
2860
2861 #ifdef HAVE_GNUTLS_RND
2862 int
2863 vaguely_random_number(int max)
2864 {
2865 unsigned int r;
2866 int i, needed_len;
2867 uschar *p;
2868 uschar smallbuf[sizeof(r)];
2869
2870 if (max <= 1)
2871   return 0;
2872
2873 needed_len = sizeof(r);
2874 /* Don't take 8 times more entropy than needed if int is 8 octets and we were
2875  * asked for a number less than 10. */
2876 for (r = max, i = 0; r; ++i)
2877   r >>= 1;
2878 i = (i + 7) / 8;
2879 if (i < needed_len)
2880   needed_len = i;
2881
2882 i = gnutls_rnd(GNUTLS_RND_NONCE, smallbuf, needed_len);
2883 if (i < 0)
2884   {
2885   DEBUG(D_all) debug_printf("gnutls_rnd() failed, using fallback.\n");
2886   return vaguely_random_number_fallback(max);
2887   }
2888 r = 0;
2889 for (p = smallbuf; needed_len; --needed_len, ++p)
2890   {
2891   r *= 256;
2892   r += *p;
2893   }
2894
2895 /* We don't particularly care about weighted results; if someone wants
2896  * smooth distribution and cares enough then they should submit a patch then. */
2897 return r % max;
2898 }
2899 #else /* HAVE_GNUTLS_RND */
2900 int
2901 vaguely_random_number(int max)
2902 {
2903   return vaguely_random_number_fallback(max);
2904 }
2905 #endif /* HAVE_GNUTLS_RND */
2906
2907
2908
2909
2910 /*************************************************
2911 *  Let tls_require_ciphers be checked at startup *
2912 *************************************************/
2913
2914 /* The tls_require_ciphers option, if set, must be something which the
2915 library can parse.
2916
2917 Returns:     NULL on success, or error message
2918 */
2919
2920 uschar *
2921 tls_validate_require_cipher(void)
2922 {
2923 int rc;
2924 uschar *expciphers = NULL;
2925 gnutls_priority_t priority_cache;
2926 const char *errpos;
2927 uschar * dummy_errstr;
2928
2929 #define validate_check_rc(Label) do { \
2930   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) { if (exim_gnutls_base_init_done) gnutls_global_deinit(); \
2931   return string_sprintf("%s failed: %s", (Label), gnutls_strerror(rc)); } } while (0)
2932 #define return_deinit(Label) do { gnutls_global_deinit(); return (Label); } while (0)
2933
2934 if (exim_gnutls_base_init_done)
2935   log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
2936       "already initialised GnuTLS, Exim developer bug");
2937
2938 #ifdef HAVE_GNUTLS_PKCS11
2939 if (!gnutls_allow_auto_pkcs11)
2940   {
2941   rc = gnutls_pkcs11_init(GNUTLS_PKCS11_FLAG_MANUAL, NULL);
2942   validate_check_rc(US"gnutls_pkcs11_init");
2943   }
2944 #endif
2945 rc = gnutls_global_init();
2946 validate_check_rc(US"gnutls_global_init()");
2947 exim_gnutls_base_init_done = TRUE;
2948
2949 if (!(tls_require_ciphers && *tls_require_ciphers))
2950   return_deinit(NULL);
2951
2952 if (!expand_check(tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers,
2953                   &dummy_errstr))
2954   return_deinit(US"failed to expand tls_require_ciphers");
2955
2956 if (!(expciphers && *expciphers))
2957   return_deinit(NULL);
2958
2959 DEBUG(D_tls)
2960   debug_printf("tls_require_ciphers expands to \"%s\"\n", expciphers);
2961
2962 rc = gnutls_priority_init(&priority_cache, CS expciphers, &errpos);
2963 validate_check_rc(string_sprintf(
2964       "gnutls_priority_init(%s) failed at offset %ld, \"%.8s..\"",
2965       expciphers, errpos - CS expciphers, errpos));
2966
2967 #undef return_deinit
2968 #undef validate_check_rc
2969 gnutls_global_deinit();
2970
2971 return NULL;
2972 }
2973
2974
2975
2976
2977 /*************************************************
2978 *         Report the library versions.           *
2979 *************************************************/
2980
2981 /* See a description in tls-openssl.c for an explanation of why this exists.
2982
2983 Arguments:   a FILE* to print the results to
2984 Returns:     nothing
2985 */
2986
2987 void
2988 tls_version_report(FILE *f)
2989 {
2990 fprintf(f, "Library version: GnuTLS: Compile: %s\n"
2991            "                         Runtime: %s\n",
2992            LIBGNUTLS_VERSION,
2993            gnutls_check_version(NULL));
2994 }
2995
2996 /* vi: aw ai sw=2
2997 */
2998 /* End of tls-gnu.c */