GnuTLS 3.6.7 cipher strings
[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 >= 0x03010a
71 # define SUPPORT_GNUTLS_SESS_DESC
72 #endif
73 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030500
74 # define SUPPORT_GNUTLS_KEYLOG
75 #endif
76 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030506 && !defined(DISABLE_OCSP)
77 # define SUPPORT_SRV_OCSP_STACK
78 #endif
79
80 #ifdef SUPPORT_DANE
81 # if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030000
82 #  define DANESSL_USAGE_DANE_TA 2
83 #  define DANESSL_USAGE_DANE_EE 3
84 # else
85 #  error GnuTLS version too early for DANE
86 # endif
87 # if GNUTLS_VERSION_NUMBER < 0x999999
88 #  define GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
89 # endif
90 #endif
91
92 #ifndef DISABLE_OCSP
93 # include <gnutls/ocsp.h>
94 #endif
95 #ifdef SUPPORT_DANE
96 # include <gnutls/dane.h>
97 #endif
98
99 #include "tls-cipher-stdname.c"
100
101
102 /* GnuTLS 2 vs 3
103
104 GnuTLS 3 only:
105   gnutls_global_set_audit_log_function()
106
107 Changes:
108   gnutls_certificate_verify_peers2(): is new, drop the 2 for old version
109 */
110
111 /* Local static variables for GnuTLS */
112
113 /* Values for verify_requirement */
114
115 enum peer_verify_requirement
116   { VERIFY_NONE, VERIFY_OPTIONAL, VERIFY_REQUIRED, VERIFY_DANE };
117
118 /* This holds most state for server or client; with this, we can set up an
119 outbound TLS-enabled connection in an ACL callout, while not stomping all
120 over the TLS variables available for expansion.
121
122 Some of these correspond to variables in globals.c; those variables will
123 be set to point to content in one of these instances, as appropriate for
124 the stage of the process lifetime.
125
126 Not handled here: global tls_channelbinding_b64.
127 */
128
129 typedef struct exim_gnutls_state {
130   gnutls_session_t      session;
131   gnutls_certificate_credentials_t x509_cred;
132   gnutls_priority_t     priority_cache;
133   enum peer_verify_requirement verify_requirement;
134   int                   fd_in;
135   int                   fd_out;
136   BOOL                  peer_cert_verified;
137   BOOL                  peer_dane_verified;
138   BOOL                  trigger_sni_changes;
139   BOOL                  have_set_peerdn;
140   const struct host_item *host;         /* NULL if server */
141   gnutls_x509_crt_t     peercert;
142   uschar                *peerdn;
143   uschar                *ciphersuite;
144   uschar                *received_sni;
145
146   const uschar *tls_certificate;
147   const uschar *tls_privatekey;
148   const uschar *tls_sni; /* client send only, not received */
149   const uschar *tls_verify_certificates;
150   const uschar *tls_crl;
151   const uschar *tls_require_ciphers;
152
153   uschar *exp_tls_certificate;
154   uschar *exp_tls_privatekey;
155   uschar *exp_tls_verify_certificates;
156   uschar *exp_tls_crl;
157   uschar *exp_tls_require_ciphers;
158   const uschar *exp_tls_verify_cert_hostnames;
159 #ifndef DISABLE_EVENT
160   uschar *event_action;
161 #endif
162 #ifdef SUPPORT_DANE
163   char * const *        dane_data;
164   const int *           dane_data_len;
165 #endif
166
167   tls_support *tlsp;    /* set in tls_init() */
168
169   uschar *xfer_buffer;
170   int xfer_buffer_lwm;
171   int xfer_buffer_hwm;
172   BOOL xfer_eof;        /*XXX never gets set! */
173   BOOL xfer_error;
174 } exim_gnutls_state_st;
175
176 static const exim_gnutls_state_st exim_gnutls_state_init = {
177   .session =            NULL,
178   .x509_cred =          NULL,
179   .priority_cache =     NULL,
180   .verify_requirement = VERIFY_NONE,
181   .fd_in =              -1,
182   .fd_out =             -1,
183   .peer_cert_verified = FALSE,
184   .peer_dane_verified = FALSE,
185   .trigger_sni_changes =FALSE,
186   .have_set_peerdn =    FALSE,
187   .host =               NULL,
188   .peercert =           NULL,
189   .peerdn =             NULL,
190   .ciphersuite =        NULL,
191   .received_sni =       NULL,
192
193   .tls_certificate =    NULL,
194   .tls_privatekey =     NULL,
195   .tls_sni =            NULL,
196   .tls_verify_certificates = NULL,
197   .tls_crl =            NULL,
198   .tls_require_ciphers =NULL,
199
200   .exp_tls_certificate = NULL,
201   .exp_tls_privatekey = NULL,
202   .exp_tls_verify_certificates = NULL,
203   .exp_tls_crl =        NULL,
204   .exp_tls_require_ciphers = NULL,
205   .exp_tls_verify_cert_hostnames = NULL,
206 #ifndef DISABLE_EVENT
207   .event_action =       NULL,
208 #endif
209   .tlsp =               NULL,
210
211   .xfer_buffer =        NULL,
212   .xfer_buffer_lwm =    0,
213   .xfer_buffer_hwm =    0,
214   .xfer_eof =           FALSE,
215   .xfer_error =         FALSE,
216 };
217
218 /* Not only do we have our own APIs which don't pass around state, assuming
219 it's held in globals, GnuTLS doesn't appear to let us register callback data
220 for callbacks, or as part of the session, so we have to keep a "this is the
221 context we're currently dealing with" pointer and rely upon being
222 single-threaded to keep from processing data on an inbound TLS connection while
223 talking to another TLS connection for an outbound check.  This does mean that
224 there's no way for heart-beats to be responded to, for the duration of the
225 second connection.
226 XXX But see gnutls_session_get_ptr()
227 */
228
229 static exim_gnutls_state_st state_server;
230
231 /* dh_params are initialised once within the lifetime of a process using TLS;
232 if we used TLS in a long-lived daemon, we'd have to reconsider this.  But we
233 don't want to repeat this. */
234
235 static gnutls_dh_params_t dh_server_params = NULL;
236
237 /* No idea how this value was chosen; preserving it.  Default is 3600. */
238
239 static const int ssl_session_timeout = 200;
240
241 static const uschar * const exim_default_gnutls_priority = US"NORMAL";
242
243 /* Guard library core initialisation */
244
245 static BOOL exim_gnutls_base_init_done = FALSE;
246
247 #ifndef DISABLE_OCSP
248 static BOOL gnutls_buggy_ocsp = FALSE;
249 #endif
250
251
252 /* ------------------------------------------------------------------------ */
253 /* macros */
254
255 #define MAX_HOST_LEN 255
256
257 /* Set this to control gnutls_global_set_log_level(); values 0 to 9 will setup
258 the library logging; a value less than 0 disables the calls to set up logging
259 callbacks.  GNuTLS also looks for an environment variable - except not for
260 setuid binaries, making it useless - "GNUTLS_DEBUG_LEVEL".
261 Allegedly the testscript line "GNUTLS_DEBUG_LEVEL=9 sudo exim ..." would work,
262 but the env var must be added to /etc/sudoers too. */
263 #ifndef EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL
264 # define EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL -1
265 #endif
266
267 #ifndef EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS
268 # define EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS 1024
269 #endif
270
271 /* With GnuTLS 2.12.x+ we have gnutls_sec_param_to_pk_bits() with which we
272 can ask for a bit-strength.  Without that, we stick to the constant we had
273 before, for now. */
274 #ifndef EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12
275 # define EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12 1024
276 #endif
277
278 #define expand_check_tlsvar(Varname, errstr) \
279   expand_check(state->Varname, US #Varname, &state->exp_##Varname, errstr)
280
281 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020c00
282 # define HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
283 # define HAVE_GNUTLS_SEC_PARAM_CONSTANTS
284 # define HAVE_GNUTLS_RND
285 /* The security fix we provide with the gnutls_allow_auto_pkcs11 option
286  * (4.82 PP/09) introduces a compatibility regression. The symbol simply
287  * isn't available sometimes, so this needs to become a conditional
288  * compilation; the sanest way to deal with this being a problem on
289  * older OSes is to block it in the Local/Makefile with this compiler
290  * definition  */
291 # ifndef AVOID_GNUTLS_PKCS11
292 #  define HAVE_GNUTLS_PKCS11
293 # endif /* AVOID_GNUTLS_PKCS11 */
294 #endif
295
296
297
298
299 /* ------------------------------------------------------------------------ */
300 /* Callback declarations */
301
302 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
303 static void exim_gnutls_logger_cb(int level, const char *message);
304 #endif
305
306 static int exim_sni_handling_cb(gnutls_session_t session);
307
308 #ifndef DISABLE_OCSP
309 static int server_ocsp_stapling_cb(gnutls_session_t session, void * ptr,
310   gnutls_datum_t * ocsp_response);
311 #endif
312
313
314
315 /* ------------------------------------------------------------------------ */
316 /* Static functions */
317
318 /*************************************************
319 *               Handle TLS error                 *
320 *************************************************/
321
322 /* Called from lots of places when errors occur before actually starting to do
323 the TLS handshake, that is, while the session is still in clear. Always returns
324 DEFER for a server and FAIL for a client so that most calls can use "return
325 tls_error(...)" to do this processing and then give an appropriate return. A
326 single function is used for both server and client, because it is called from
327 some shared functions.
328
329 Argument:
330   prefix    text to include in the logged error
331   msg       additional error string (may be NULL)
332             usually obtained from gnutls_strerror()
333   host      NULL if setting up a server;
334             the connected host if setting up a client
335   errstr    pointer to returned error string
336
337 Returns:    OK/DEFER/FAIL
338 */
339
340 static int
341 tls_error(const uschar *prefix, const uschar *msg, const host_item *host,
342   uschar ** errstr)
343 {
344 if (errstr)
345   *errstr = string_sprintf("(%s)%s%s", prefix, msg ? ": " : "", msg ? msg : US"");
346 return host ? FAIL : DEFER;
347 }
348
349
350 static int
351 tls_error_gnu(const uschar *prefix, int err, const host_item *host,
352   uschar ** errstr)
353 {
354 return tls_error(prefix, US gnutls_strerror(err), host, errstr);
355 }
356
357 static int
358 tls_error_sys(const uschar *prefix, int err, const host_item *host,
359   uschar ** errstr)
360 {
361 return tls_error(prefix, US strerror(err), host, errstr);
362 }
363
364
365 /*************************************************
366 *    Deal with logging errors during I/O         *
367 *************************************************/
368
369 /* We have to get the identity of the peer from saved data.
370
371 Argument:
372   state    the current GnuTLS exim state container
373   rc       the GnuTLS error code, or 0 if it's a local error
374   when     text identifying read or write
375   text     local error text when rc is 0
376
377 Returns:   nothing
378 */
379
380 static void
381 record_io_error(exim_gnutls_state_st *state, int rc, uschar *when, uschar *text)
382 {
383 const uschar * msg;
384 uschar * errstr;
385
386 if (rc == GNUTLS_E_FATAL_ALERT_RECEIVED)
387   msg = string_sprintf("A TLS fatal alert has been received: %s",
388     US gnutls_alert_get_name(gnutls_alert_get(state->session)));
389 else
390   msg = US gnutls_strerror(rc);
391
392 (void) tls_error(when, msg, state->host, &errstr);
393
394 if (state->host)
395   log_write(0, LOG_MAIN, "H=%s [%s] TLS error on connection %s",
396     state->host->name, state->host->address, errstr);
397 else
398   {
399   uschar * conn_info = smtp_get_connection_info();
400   if (Ustrncmp(conn_info, US"SMTP ", 5) == 0) conn_info += 5;
401   /* I'd like to get separated H= here, but too hard for now */
402   log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error on %s %s", conn_info, errstr);
403   }
404 }
405
406
407
408
409 /*************************************************
410 *        Set various Exim expansion vars         *
411 *************************************************/
412
413 #define exim_gnutls_cert_err(Label) \
414   do \
415     { \
416     if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
417       { \
418       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert problem: %s: %s\n", \
419         (Label), gnutls_strerror(rc)); \
420       return rc; \
421       } \
422     } while (0)
423
424 static int
425 import_cert(const gnutls_datum_t * cert, gnutls_x509_crt_t * crtp)
426 {
427 int rc;
428
429 rc = gnutls_x509_crt_init(crtp);
430 exim_gnutls_cert_err(US"gnutls_x509_crt_init (crt)");
431
432 rc = gnutls_x509_crt_import(*crtp, cert, GNUTLS_X509_FMT_DER);
433 exim_gnutls_cert_err(US"failed to import certificate [gnutls_x509_crt_import(cert)]");
434
435 return rc;
436 }
437
438 #undef exim_gnutls_cert_err
439
440
441 /* We set various Exim global variables from the state, once a session has
442 been established.  With TLS callouts, may need to change this to stack
443 variables, or just re-call it with the server state after client callout
444 has finished.
445
446 Make sure anything set here is unset in tls_getc().
447
448 Sets:
449   tls_active                fd
450   tls_bits                  strength indicator
451   tls_certificate_verified  bool indicator
452   tls_channelbinding_b64    for some SASL mechanisms
453   tls_cipher                a string
454   tls_peercert              pointer to library internal
455   tls_peerdn                a string
456   tls_sni                   a (UTF-8) string
457   tls_ourcert               pointer to library internal
458
459 Argument:
460   state      the relevant exim_gnutls_state_st *
461 */
462
463 static void
464 extract_exim_vars_from_tls_state(exim_gnutls_state_st * state)
465 {
466 gnutls_cipher_algorithm_t cipher;
467 #ifdef HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
468 int old_pool;
469 int rc;
470 gnutls_datum_t channel;
471 #endif
472 tls_support * tlsp = state->tlsp;
473
474 tlsp->active.sock = state->fd_out;
475 tlsp->active.tls_ctx = state;
476
477 cipher = gnutls_cipher_get(state->session);
478 /* returns size in "bytes" */
479 tlsp->bits = gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8;
480
481 tlsp->cipher = state->ciphersuite;
482
483 DEBUG(D_tls) debug_printf("cipher: %s\n", state->ciphersuite);
484
485 tlsp->certificate_verified = state->peer_cert_verified;
486 #ifdef SUPPORT_DANE
487 tlsp->dane_verified = state->peer_dane_verified;
488 #endif
489
490 /* note that tls_channelbinding_b64 is not saved to the spool file, since it's
491 only available for use for authenticators while this TLS session is running. */
492
493 tls_channelbinding_b64 = NULL;
494 #ifdef HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
495 channel.data = NULL;
496 channel.size = 0;
497 if ((rc = gnutls_session_channel_binding(state->session, GNUTLS_CB_TLS_UNIQUE, &channel)))
498   { DEBUG(D_tls) debug_printf("Channel binding error: %s\n", gnutls_strerror(rc)); }
499 else
500   {
501   old_pool = store_pool;
502   store_pool = POOL_PERM;
503   tls_channelbinding_b64 = b64encode(CUS channel.data, (int)channel.size);
504   store_pool = old_pool;
505   DEBUG(D_tls) debug_printf("Have channel bindings cached for possible auth usage.\n");
506   }
507 #endif
508
509 /* peercert is set in peer_status() */
510 tlsp->peerdn = state->peerdn;
511 tlsp->sni =    state->received_sni;
512
513 /* record our certificate */
514   {
515   const gnutls_datum_t * cert = gnutls_certificate_get_ours(state->session);
516   gnutls_x509_crt_t crt;
517
518   tlsp->ourcert = cert && import_cert(cert, &crt)==0 ? crt : NULL;
519   }
520 }
521
522
523
524
525 /*************************************************
526 *            Setup up DH parameters              *
527 *************************************************/
528
529 /* Generating the D-H parameters may take a long time. They only need to
530 be re-generated every so often, depending on security policy. What we do is to
531 keep these parameters in a file in the spool directory. If the file does not
532 exist, we generate them. This means that it is easy to cause a regeneration.
533
534 The new file is written as a temporary file and renamed, so that an incomplete
535 file is never present. If two processes both compute some new parameters, you
536 waste a bit of effort, but it doesn't seem worth messing around with locking to
537 prevent this.
538
539 Returns:     OK/DEFER/FAIL
540 */
541
542 static int
543 init_server_dh(uschar ** errstr)
544 {
545 int fd, rc;
546 unsigned int dh_bits;
547 gnutls_datum_t m;
548 uschar filename_buf[PATH_MAX];
549 uschar *filename = NULL;
550 size_t sz;
551 uschar *exp_tls_dhparam;
552 BOOL use_file_in_spool = FALSE;
553 host_item *host = NULL; /* dummy for macros */
554
555 DEBUG(D_tls) debug_printf("Initialising GnuTLS server params.\n");
556
557 if ((rc = gnutls_dh_params_init(&dh_server_params)))
558   return tls_error_gnu(US"gnutls_dh_params_init", rc, host, errstr);
559
560 m.data = NULL;
561 m.size = 0;
562
563 if (!expand_check(tls_dhparam, US"tls_dhparam", &exp_tls_dhparam, errstr))
564   return DEFER;
565
566 if (!exp_tls_dhparam)
567   {
568   DEBUG(D_tls) debug_printf("Loading default hard-coded DH params\n");
569   m.data = US std_dh_prime_default();
570   m.size = Ustrlen(m.data);
571   }
572 else if (Ustrcmp(exp_tls_dhparam, "historic") == 0)
573   use_file_in_spool = TRUE;
574 else if (Ustrcmp(exp_tls_dhparam, "none") == 0)
575   {
576   DEBUG(D_tls) debug_printf("Requested no DH parameters.\n");
577   return OK;
578   }
579 else if (exp_tls_dhparam[0] != '/')
580   {
581   if (!(m.data = US std_dh_prime_named(exp_tls_dhparam)))
582     return tls_error(US"No standard prime named", exp_tls_dhparam, NULL, errstr);
583   m.size = Ustrlen(m.data);
584   }
585 else
586   filename = exp_tls_dhparam;
587
588 if (m.data)
589   {
590   if ((rc = gnutls_dh_params_import_pkcs3(dh_server_params, &m, GNUTLS_X509_FMT_PEM)))
591     return tls_error_gnu(US"gnutls_dh_params_import_pkcs3", rc, host, errstr);
592   DEBUG(D_tls) debug_printf("Loaded fixed standard D-H parameters\n");
593   return OK;
594   }
595
596 #ifdef HAVE_GNUTLS_SEC_PARAM_CONSTANTS
597 /* If you change this constant, also change dh_param_fn_ext so that we can use a
598 different filename and ensure we have sufficient bits. */
599
600 if (!(dh_bits = gnutls_sec_param_to_pk_bits(GNUTLS_PK_DH, GNUTLS_SEC_PARAM_NORMAL)))
601   return tls_error(US"gnutls_sec_param_to_pk_bits() failed", NULL, NULL, errstr);
602 DEBUG(D_tls)
603   debug_printf("GnuTLS tells us that for D-H PK, NORMAL is %d bits.\n",
604       dh_bits);
605 #else
606 dh_bits = EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12;
607 DEBUG(D_tls)
608   debug_printf("GnuTLS lacks gnutls_sec_param_to_pk_bits(), using %d bits.\n",
609       dh_bits);
610 #endif
611
612 /* Some clients have hard-coded limits. */
613 if (dh_bits > tls_dh_max_bits)
614   {
615   DEBUG(D_tls)
616     debug_printf("tls_dh_max_bits clamping override, using %d bits instead.\n",
617         tls_dh_max_bits);
618   dh_bits = tls_dh_max_bits;
619   }
620
621 if (use_file_in_spool)
622   {
623   if (!string_format(filename_buf, sizeof(filename_buf),
624         "%s/gnutls-params-%d", spool_directory, dh_bits))
625     return tls_error(US"overlong filename", NULL, NULL, errstr);
626   filename = filename_buf;
627   }
628
629 /* Open the cache file for reading and if successful, read it and set up the
630 parameters. */
631
632 if ((fd = Uopen(filename, O_RDONLY, 0)) >= 0)
633   {
634   struct stat statbuf;
635   FILE *fp;
636   int saved_errno;
637
638   if (fstat(fd, &statbuf) < 0)  /* EIO */
639     {
640     saved_errno = errno;
641     (void)close(fd);
642     return tls_error_sys(US"TLS cache stat failed", saved_errno, NULL, errstr);
643     }
644   if (!S_ISREG(statbuf.st_mode))
645     {
646     (void)close(fd);
647     return tls_error(US"TLS cache not a file", NULL, NULL, errstr);
648     }
649   if (!(fp = fdopen(fd, "rb")))
650     {
651     saved_errno = errno;
652     (void)close(fd);
653     return tls_error_sys(US"fdopen(TLS cache stat fd) failed",
654         saved_errno, NULL, errstr);
655     }
656
657   m.size = statbuf.st_size;
658   if (!(m.data = malloc(m.size)))
659     {
660     fclose(fp);
661     return tls_error_sys(US"malloc failed", errno, NULL, errstr);
662     }
663   if (!(sz = fread(m.data, m.size, 1, fp)))
664     {
665     saved_errno = errno;
666     fclose(fp);
667     free(m.data);
668     return tls_error_sys(US"fread failed", saved_errno, NULL, errstr);
669     }
670   fclose(fp);
671
672   rc = gnutls_dh_params_import_pkcs3(dh_server_params, &m, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
673   free(m.data);
674   if (rc)
675     return tls_error_gnu(US"gnutls_dh_params_import_pkcs3", rc, host, errstr);
676   DEBUG(D_tls) debug_printf("read D-H parameters from file \"%s\"\n", filename);
677   }
678
679 /* If the file does not exist, fall through to compute new data and cache it.
680 If there was any other opening error, it is serious. */
681
682 else if (errno == ENOENT)
683   {
684   rc = -1;
685   DEBUG(D_tls)
686     debug_printf("D-H parameter cache file \"%s\" does not exist\n", filename);
687   }
688 else
689   return tls_error(string_open_failed(errno, "\"%s\" for reading", filename),
690       NULL, NULL, errstr);
691
692 /* If ret < 0, either the cache file does not exist, or the data it contains
693 is not useful. One particular case of this is when upgrading from an older
694 release of Exim in which the data was stored in a different format. We don't
695 try to be clever and support both formats; we just regenerate new data in this
696 case. */
697
698 if (rc < 0)
699   {
700   uschar *temp_fn;
701   unsigned int dh_bits_gen = dh_bits;
702
703   if ((PATH_MAX - Ustrlen(filename)) < 10)
704     return tls_error(US"Filename too long to generate replacement",
705         filename, NULL, errstr);
706
707   temp_fn = string_copy(US"%s.XXXXXXX");
708   if ((fd = mkstemp(CS temp_fn)) < 0)   /* modifies temp_fn */
709     return tls_error_sys(US"Unable to open temp file", errno, NULL, errstr);
710   (void)exim_chown(temp_fn, exim_uid, exim_gid);   /* Probably not necessary */
711
712   /* GnuTLS overshoots!
713    * If we ask for 2236, we might get 2237 or more.
714    * But there's no way to ask GnuTLS how many bits there really are.
715    * We can ask how many bits were used in a TLS session, but that's it!
716    * The prime itself is hidden behind too much abstraction.
717    * So we ask for less, and proceed on a wing and a prayer.
718    * First attempt, subtracted 3 for 2233 and got 2240.
719    */
720   if (dh_bits >= EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS + 10)
721     {
722     dh_bits_gen = dh_bits - 10;
723     DEBUG(D_tls)
724       debug_printf("being paranoid about DH generation, make it '%d' bits'\n",
725           dh_bits_gen);
726     }
727
728   DEBUG(D_tls)
729     debug_printf("requesting generation of %d bit Diffie-Hellman prime ...\n",
730         dh_bits_gen);
731   if ((rc = gnutls_dh_params_generate2(dh_server_params, dh_bits_gen)))
732     return tls_error_gnu(US"gnutls_dh_params_generate2", rc, host, errstr);
733
734   /* gnutls_dh_params_export_pkcs3() will tell us the exact size, every time,
735   and I confirmed that a NULL call to get the size first is how the GnuTLS
736   sample apps handle this. */
737
738   sz = 0;
739   m.data = NULL;
740   if (  (rc = gnutls_dh_params_export_pkcs3(dh_server_params,
741                 GNUTLS_X509_FMT_PEM, m.data, &sz))
742      && rc != GNUTLS_E_SHORT_MEMORY_BUFFER)
743     return tls_error_gnu(US"gnutls_dh_params_export_pkcs3(NULL) sizing",
744               rc, host, errstr);
745   m.size = sz;
746   if (!(m.data = malloc(m.size)))
747     return tls_error_sys(US"memory allocation failed", errno, NULL, errstr);
748
749   /* this will return a size 1 less than the allocation size above */
750   if ((rc = gnutls_dh_params_export_pkcs3(dh_server_params, GNUTLS_X509_FMT_PEM,
751       m.data, &sz)))
752     {
753     free(m.data);
754     return tls_error_gnu(US"gnutls_dh_params_export_pkcs3() real", rc, host, errstr);
755     }
756   m.size = sz; /* shrink by 1, probably */
757
758   if ((sz = write_to_fd_buf(fd, m.data, (size_t) m.size)) != m.size)
759     {
760     free(m.data);
761     return tls_error_sys(US"TLS cache write D-H params failed",
762         errno, NULL, errstr);
763     }
764   free(m.data);
765   if ((sz = write_to_fd_buf(fd, US"\n", 1)) != 1)
766     return tls_error_sys(US"TLS cache write D-H params final newline failed",
767         errno, NULL, errstr);
768
769   if ((rc = close(fd)))
770     return tls_error_sys(US"TLS cache write close() failed", errno, NULL, errstr);
771
772   if (Urename(temp_fn, filename) < 0)
773     return tls_error_sys(string_sprintf("failed to rename \"%s\" as \"%s\"",
774           temp_fn, filename), errno, NULL, errstr);
775
776   DEBUG(D_tls) debug_printf("wrote D-H parameters to file \"%s\"\n", filename);
777   }
778
779 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialized server D-H parameters\n");
780 return OK;
781 }
782
783
784
785
786 /* Create and install a selfsigned certificate, for use in server mode */
787
788 static int
789 tls_install_selfsign(exim_gnutls_state_st * state, uschar ** errstr)
790 {
791 gnutls_x509_crt_t cert = NULL;
792 time_t now;
793 gnutls_x509_privkey_t pkey = NULL;
794 const uschar * where;
795 int rc;
796
797 where = US"initialising pkey";
798 if ((rc = gnutls_x509_privkey_init(&pkey))) goto err;
799
800 where = US"initialising cert";
801 if ((rc = gnutls_x509_crt_init(&cert))) goto err;
802
803 where = US"generating pkey";
804 if ((rc = gnutls_x509_privkey_generate(pkey, GNUTLS_PK_RSA,
805 #ifdef SUPPORT_PARAM_TO_PK_BITS
806 # ifndef GNUTLS_SEC_PARAM_MEDIUM
807 #  define GNUTLS_SEC_PARAM_MEDIUM GNUTLS_SEC_PARAM_HIGH
808 # endif
809             gnutls_sec_param_to_pk_bits(GNUTLS_PK_RSA, GNUTLS_SEC_PARAM_MEDIUM),
810 #else
811             2048,
812 #endif
813             0)))
814   goto err;
815
816 where = US"configuring cert";
817 now = 1;
818 if (  (rc = gnutls_x509_crt_set_version(cert, 3))
819    || (rc = gnutls_x509_crt_set_serial(cert, &now, sizeof(now)))
820    || (rc = gnutls_x509_crt_set_activation_time(cert, now = time(NULL)))
821    || (rc = gnutls_x509_crt_set_expiration_time(cert, now + 60 * 60)) /* 1 hr */
822    || (rc = gnutls_x509_crt_set_key(cert, pkey))
823
824    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
825               GNUTLS_OID_X520_COUNTRY_NAME, 0, "UK", 2))
826    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
827               GNUTLS_OID_X520_ORGANIZATION_NAME, 0, "Exim Developers", 15))
828    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
829               GNUTLS_OID_X520_COMMON_NAME, 0,
830               smtp_active_hostname, Ustrlen(smtp_active_hostname)))
831    )
832   goto err;
833
834 where = US"signing cert";
835 if ((rc = gnutls_x509_crt_sign(cert, cert, pkey))) goto err;
836
837 where = US"installing selfsign cert";
838                                         /* Since: 2.4.0 */
839 if ((rc = gnutls_certificate_set_x509_key(state->x509_cred, &cert, 1, pkey)))
840   goto err;
841
842 rc = OK;
843
844 out:
845   if (cert) gnutls_x509_crt_deinit(cert);
846   if (pkey) gnutls_x509_privkey_deinit(pkey);
847   return rc;
848
849 err:
850   rc = tls_error_gnu(where, rc, NULL, errstr);
851   goto out;
852 }
853
854
855
856
857 /* Add certificate and key, from files.
858
859 Return:
860   Zero or negative: good.  Negate value for certificate index if < 0.
861   Greater than zero: FAIL or DEFER code.
862 */
863
864 static int
865 tls_add_certfile(exim_gnutls_state_st * state, const host_item * host,
866   uschar * certfile, uschar * keyfile, uschar ** errstr)
867 {
868 int rc = gnutls_certificate_set_x509_key_file(state->x509_cred,
869     CS certfile, CS keyfile, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
870 if (rc < 0)
871   return tls_error_gnu(
872     string_sprintf("cert/key setup: cert=%s key=%s", certfile, keyfile),
873     rc, host, errstr);
874 return -rc;
875 }
876
877
878 /*************************************************
879 *       Variables re-expanded post-SNI           *
880 *************************************************/
881
882 /* Called from both server and client code, via tls_init(), and also from
883 the SNI callback after receiving an SNI, if tls_certificate includes "tls_sni".
884
885 We can tell the two apart by state->received_sni being non-NULL in callback.
886
887 The callback should not call us unless state->trigger_sni_changes is true,
888 which we are responsible for setting on the first pass through.
889
890 Arguments:
891   state           exim_gnutls_state_st *
892   errstr          error string pointer
893
894 Returns:          OK/DEFER/FAIL
895 */
896
897 static int
898 tls_expand_session_files(exim_gnutls_state_st * state, uschar ** errstr)
899 {
900 struct stat statbuf;
901 int rc;
902 const host_item *host = state->host;  /* macro should be reconsidered? */
903 uschar *saved_tls_certificate = NULL;
904 uschar *saved_tls_privatekey = NULL;
905 uschar *saved_tls_verify_certificates = NULL;
906 uschar *saved_tls_crl = NULL;
907 int cert_count;
908
909 /* We check for tls_sni *before* expansion. */
910 if (!host)      /* server */
911   if (!state->received_sni)
912     {
913     if (  state->tls_certificate
914        && (  Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_sni")
915           || Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_in_sni")
916           || Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_out_sni")
917        )  )
918       {
919       DEBUG(D_tls) debug_printf("We will re-expand TLS session files if we receive SNI.\n");
920       state->trigger_sni_changes = TRUE;
921       }
922     }
923   else
924     {
925     /* useful for debugging */
926     saved_tls_certificate = state->exp_tls_certificate;
927     saved_tls_privatekey = state->exp_tls_privatekey;
928     saved_tls_verify_certificates = state->exp_tls_verify_certificates;
929     saved_tls_crl = state->exp_tls_crl;
930     }
931
932 if ((rc = gnutls_certificate_allocate_credentials(&state->x509_cred)))
933   return tls_error_gnu(US"gnutls_certificate_allocate_credentials",
934             rc, host, errstr);
935
936 #ifdef SUPPORT_SRV_OCSP_STACK
937 gnutls_certificate_set_flags(state->x509_cred, GNUTLS_CERTIFICATE_API_V2);
938 #endif
939
940 /* remember: expand_check_tlsvar() is expand_check() but fiddling with
941 state members, assuming consistent naming; and expand_check() returns
942 false if expansion failed, unless expansion was forced to fail. */
943
944 /* check if we at least have a certificate, before doing expensive
945 D-H generation. */
946
947 if (!expand_check_tlsvar(tls_certificate, errstr))
948   return DEFER;
949
950 /* certificate is mandatory in server, optional in client */
951
952 if (  !state->exp_tls_certificate
953    || !*state->exp_tls_certificate
954    )
955   if (!host)
956     return tls_install_selfsign(state, errstr);
957   else
958     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: no client certificate specified; okay\n");
959
960 if (state->tls_privatekey && !expand_check_tlsvar(tls_privatekey, errstr))
961   return DEFER;
962
963 /* tls_privatekey is optional, defaulting to same file as certificate */
964
965 if (state->tls_privatekey == NULL || *state->tls_privatekey == '\0')
966   {
967   state->tls_privatekey = state->tls_certificate;
968   state->exp_tls_privatekey = state->exp_tls_certificate;
969   }
970
971
972 if (state->exp_tls_certificate && *state->exp_tls_certificate)
973   {
974   DEBUG(D_tls) debug_printf("certificate file = %s\nkey file = %s\n",
975       state->exp_tls_certificate, state->exp_tls_privatekey);
976
977   if (state->received_sni)
978     if (  Ustrcmp(state->exp_tls_certificate, saved_tls_certificate) == 0
979        && Ustrcmp(state->exp_tls_privatekey,  saved_tls_privatekey)  == 0
980        )
981       {
982       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS SNI: cert and key unchanged\n");
983       }
984     else
985       {
986       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS SNI: have a changed cert/key pair.\n");
987       }
988
989   if (!host)    /* server */
990     {
991     const uschar * clist = state->exp_tls_certificate;
992     const uschar * klist = state->exp_tls_privatekey;
993     const uschar * olist;
994     int csep = 0, ksep = 0, osep = 0, cnt = 0;
995     uschar * cfile, * kfile, * ofile;
996
997 #ifndef DISABLE_OCSP
998     if (!expand_check(tls_ocsp_file, US"tls_ocsp_file", &ofile, errstr))
999       return DEFER;
1000     olist = ofile;
1001 #endif
1002
1003     while (cfile = string_nextinlist(&clist, &csep, NULL, 0))
1004
1005       if (!(kfile = string_nextinlist(&klist, &ksep, NULL, 0)))
1006         return tls_error(US"cert/key setup: out of keys", NULL, host, errstr);
1007       else if (0 < (rc = tls_add_certfile(state, host, cfile, kfile, errstr)))
1008         return rc;
1009       else
1010         {
1011         int gnutls_cert_index = -rc;
1012         DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert/key %s registered\n", cfile);
1013
1014         /* Set the OCSP stapling server info */
1015
1016 #ifndef DISABLE_OCSP
1017         if (tls_ocsp_file)
1018           if (gnutls_buggy_ocsp)
1019             {
1020             DEBUG(D_tls)
1021               debug_printf("GnuTLS library is buggy for OCSP; avoiding\n");
1022             }
1023           else if ((ofile = string_nextinlist(&olist, &osep, NULL, 0)))
1024             {
1025             /* Use the full callback method for stapling just to get
1026             observability.  More efficient would be to read the file once only,
1027             if it never changed (due to SNI). Would need restart on file update,
1028             or watch datestamp.  */
1029
1030 # ifdef SUPPORT_SRV_OCSP_STACK
1031             if ((rc = gnutls_certificate_set_ocsp_status_request_function2(
1032                         state->x509_cred, gnutls_cert_index,
1033                         server_ocsp_stapling_cb, ofile)))
1034               return tls_error_gnu(
1035                       US"gnutls_certificate_set_ocsp_status_request_function2",
1036                       rc, host, errstr);
1037 # else
1038             if (cnt++ > 0)
1039               {
1040               DEBUG(D_tls)
1041                 debug_printf("oops; multiple OCSP files not supported\n");
1042               break;
1043               }
1044               gnutls_certificate_set_ocsp_status_request_function(
1045                 state->x509_cred, server_ocsp_stapling_cb, ofile);
1046 # endif
1047
1048             DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response file = %s\n", ofile);
1049             }
1050           else
1051             DEBUG(D_tls) debug_printf("ran out of OCSP response files in list\n");
1052 #endif
1053         }
1054     }
1055   else
1056     {
1057     if (0 < (rc = tls_add_certfile(state, host,
1058                 state->exp_tls_certificate, state->exp_tls_privatekey, errstr)))
1059       return rc;
1060     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert/key registered\n");
1061     }
1062
1063   } /* tls_certificate */
1064
1065
1066 /* Set the trusted CAs file if one is provided, and then add the CRL if one is
1067 provided. Experiment shows that, if the certificate file is empty, an unhelpful
1068 error message is provided. However, if we just refrain from setting anything up
1069 in that case, certificate verification fails, which seems to be the correct
1070 behaviour. */
1071
1072 if (state->tls_verify_certificates && *state->tls_verify_certificates)
1073   {
1074   if (!expand_check_tlsvar(tls_verify_certificates, errstr))
1075     return DEFER;
1076 #ifndef SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
1077   if (Ustrcmp(state->exp_tls_verify_certificates, "system") == 0)
1078     state->exp_tls_verify_certificates = NULL;
1079 #endif
1080   if (state->tls_crl && *state->tls_crl)
1081     if (!expand_check_tlsvar(tls_crl, errstr))
1082       return DEFER;
1083
1084   if (!(state->exp_tls_verify_certificates &&
1085         *state->exp_tls_verify_certificates))
1086     {
1087     DEBUG(D_tls)
1088       debug_printf("TLS: tls_verify_certificates expanded empty, ignoring\n");
1089     /* With no tls_verify_certificates, we ignore tls_crl too */
1090     return OK;
1091     }
1092   }
1093 else
1094   {
1095   DEBUG(D_tls)
1096     debug_printf("TLS: tls_verify_certificates not set or empty, ignoring\n");
1097   return OK;
1098   }
1099
1100 #ifdef SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
1101 if (Ustrcmp(state->exp_tls_verify_certificates, "system") == 0)
1102   cert_count = gnutls_certificate_set_x509_system_trust(state->x509_cred);
1103 else
1104 #endif
1105   {
1106   if (Ustat(state->exp_tls_verify_certificates, &statbuf) < 0)
1107     {
1108     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC, "could not stat %s "
1109         "(tls_verify_certificates): %s", state->exp_tls_verify_certificates,
1110         strerror(errno));
1111     return DEFER;
1112     }
1113
1114 #ifndef SUPPORT_CA_DIR
1115   /* The test suite passes in /dev/null; we could check for that path explicitly,
1116   but who knows if someone has some weird FIFO which always dumps some certs, or
1117   other weirdness.  The thing we really want to check is that it's not a
1118   directory, since while OpenSSL supports that, GnuTLS does not.
1119   So s/!S_ISREG/S_ISDIR/ and change some messaging ... */
1120   if (S_ISDIR(statbuf.st_mode))
1121     {
1122     DEBUG(D_tls)
1123       debug_printf("verify certificates path is a dir: \"%s\"\n",
1124           state->exp_tls_verify_certificates);
1125     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
1126         "tls_verify_certificates \"%s\" is a directory",
1127         state->exp_tls_verify_certificates);
1128     return DEFER;
1129     }
1130 #endif
1131
1132   DEBUG(D_tls) debug_printf("verify certificates = %s size=" OFF_T_FMT "\n",
1133           state->exp_tls_verify_certificates, statbuf.st_size);
1134
1135   if (statbuf.st_size == 0)
1136     {
1137     DEBUG(D_tls)
1138       debug_printf("cert file empty, no certs, no verification, ignoring any CRL\n");
1139     return OK;
1140     }
1141
1142   cert_count =
1143
1144 #ifdef SUPPORT_CA_DIR
1145     (statbuf.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR
1146     ?
1147     gnutls_certificate_set_x509_trust_dir(state->x509_cred,
1148       CS state->exp_tls_verify_certificates, GNUTLS_X509_FMT_PEM)
1149     :
1150 #endif
1151     gnutls_certificate_set_x509_trust_file(state->x509_cred,
1152       CS state->exp_tls_verify_certificates, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
1153   }
1154
1155 if (cert_count < 0)
1156   return tls_error_gnu(US"setting certificate trust", cert_count, host, errstr);
1157 DEBUG(D_tls)
1158   debug_printf("Added %d certificate authorities.\n", cert_count);
1159
1160 if (state->tls_crl && *state->tls_crl &&
1161     state->exp_tls_crl && *state->exp_tls_crl)
1162   {
1163   DEBUG(D_tls) debug_printf("loading CRL file = %s\n", state->exp_tls_crl);
1164   if ((cert_count = gnutls_certificate_set_x509_crl_file(state->x509_cred,
1165       CS state->exp_tls_crl, GNUTLS_X509_FMT_PEM)) < 0)
1166     return tls_error_gnu(US"gnutls_certificate_set_x509_crl_file",
1167               cert_count, host, errstr);
1168
1169   DEBUG(D_tls) debug_printf("Processed %d CRLs.\n", cert_count);
1170   }
1171
1172 return OK;
1173 }
1174
1175
1176
1177
1178 /*************************************************
1179 *          Set X.509 state variables             *
1180 *************************************************/
1181
1182 /* In GnuTLS, the registered cert/key are not replaced by a later
1183 set of a cert/key, so for SNI support we need a whole new x509_cred
1184 structure.  Which means various other non-re-expanded pieces of state
1185 need to be re-set in the new struct, so the setting logic is pulled
1186 out to this.
1187
1188 Arguments:
1189   state           exim_gnutls_state_st *
1190   errstr          error string pointer
1191
1192 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1193 */
1194
1195 static int
1196 tls_set_remaining_x509(exim_gnutls_state_st *state, uschar ** errstr)
1197 {
1198 int rc;
1199 const host_item *host = state->host;  /* macro should be reconsidered? */
1200
1201 /* Create D-H parameters, or read them from the cache file. This function does
1202 its own SMTP error messaging. This only happens for the server, TLS D-H ignores
1203 client-side params. */
1204
1205 if (!state->host)
1206   {
1207   if (!dh_server_params)
1208     if ((rc = init_server_dh(errstr)) != OK) return rc;
1209   gnutls_certificate_set_dh_params(state->x509_cred, dh_server_params);
1210   }
1211
1212 /* Link the credentials to the session. */
1213
1214 if ((rc = gnutls_credentials_set(state->session,
1215             GNUTLS_CRD_CERTIFICATE, state->x509_cred)))
1216   return tls_error_gnu(US"gnutls_credentials_set", rc, host, errstr);
1217
1218 return OK;
1219 }
1220
1221 /*************************************************
1222 *            Initialize for GnuTLS               *
1223 *************************************************/
1224
1225
1226 #ifndef DISABLE_OCSP
1227
1228 static BOOL
1229 tls_is_buggy_ocsp(void)
1230 {
1231 const uschar * s;
1232 uschar maj, mid, mic;
1233
1234 s = CUS gnutls_check_version(NULL);
1235 maj = atoi(CCS s);
1236 if (maj == 3)
1237   {
1238   while (*s && *s != '.') s++;
1239   mid = atoi(CCS ++s);
1240   if (mid <= 2)
1241     return TRUE;
1242   else if (mid >= 5)
1243     return FALSE;
1244   else
1245     {
1246     while (*s && *s != '.') s++;
1247     mic = atoi(CCS ++s);
1248     return mic <= (mid == 3 ? 16 : 3);
1249     }
1250   }
1251 return FALSE;
1252 }
1253
1254 #endif
1255
1256
1257 /* Called from both server and client code. In the case of a server, errors
1258 before actual TLS negotiation return DEFER.
1259
1260 Arguments:
1261   host            connected host, if client; NULL if server
1262   certificate     certificate file
1263   privatekey      private key file
1264   sni             TLS SNI to send, sometimes when client; else NULL
1265   cas             CA certs file
1266   crl             CRL file
1267   require_ciphers tls_require_ciphers setting
1268   caller_state    returned state-info structure
1269   errstr          error string pointer
1270
1271 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1272 */
1273
1274 static int
1275 tls_init(
1276     const host_item *host,
1277     const uschar *certificate,
1278     const uschar *privatekey,
1279     const uschar *sni,
1280     const uschar *cas,
1281     const uschar *crl,
1282     const uschar *require_ciphers,
1283     exim_gnutls_state_st **caller_state,
1284     tls_support * tlsp,
1285     uschar ** errstr)
1286 {
1287 exim_gnutls_state_st * state;
1288 int rc;
1289 size_t sz;
1290 const char * errpos;
1291 const uschar * p;
1292
1293 if (!exim_gnutls_base_init_done)
1294   {
1295   DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS global init required.\n");
1296
1297 #ifdef HAVE_GNUTLS_PKCS11
1298   /* By default, gnutls_global_init will init PKCS11 support in auto mode,
1299   which loads modules from a config file, which sounds good and may be wanted
1300   by some sysadmin, but also means in common configurations that GNOME keyring
1301   environment variables are used and so breaks for users calling mailq.
1302   To prevent this, we init PKCS11 first, which is the documented approach. */
1303   if (!gnutls_allow_auto_pkcs11)
1304     if ((rc = gnutls_pkcs11_init(GNUTLS_PKCS11_FLAG_MANUAL, NULL)))
1305       return tls_error_gnu(US"gnutls_pkcs11_init", rc, host, errstr);
1306 #endif
1307
1308   if ((rc = gnutls_global_init()))
1309     return tls_error_gnu(US"gnutls_global_init", rc, host, errstr);
1310
1311 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
1312   DEBUG(D_tls)
1313     {
1314     gnutls_global_set_log_function(exim_gnutls_logger_cb);
1315     /* arbitrarily chosen level; bump up to 9 for more */
1316     gnutls_global_set_log_level(EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL);
1317     }
1318 #endif
1319
1320 #ifndef DISABLE_OCSP
1321   if (tls_ocsp_file && (gnutls_buggy_ocsp = tls_is_buggy_ocsp()))
1322     log_write(0, LOG_MAIN, "OCSP unusable with this GnuTLS library version");
1323 #endif
1324
1325   exim_gnutls_base_init_done = TRUE;
1326   }
1327
1328 if (host)
1329   {
1330   /* For client-side sessions we allocate a context. This lets us run
1331   several in parallel. */
1332   int old_pool = store_pool;
1333   store_pool = POOL_PERM;
1334   state = store_get(sizeof(exim_gnutls_state_st));
1335   store_pool = old_pool;
1336
1337   memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
1338   state->tlsp = tlsp;
1339   DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS client session\n");
1340   rc = gnutls_init(&state->session, GNUTLS_CLIENT);
1341   }
1342 else
1343   {
1344   state = &state_server;
1345   memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
1346   state->tlsp = tlsp;
1347   DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS server session\n");
1348   rc = gnutls_init(&state->session, GNUTLS_SERVER);
1349   }
1350 if (rc)
1351   return tls_error_gnu(US"gnutls_init", rc, host, errstr);
1352
1353 state->host = host;
1354
1355 state->tls_certificate = certificate;
1356 state->tls_privatekey = privatekey;
1357 state->tls_require_ciphers = require_ciphers;
1358 state->tls_sni = sni;
1359 state->tls_verify_certificates = cas;
1360 state->tls_crl = crl;
1361
1362 /* This handles the variables that might get re-expanded after TLS SNI;
1363 that's tls_certificate, tls_privatekey, tls_verify_certificates, tls_crl */
1364
1365 DEBUG(D_tls)
1366   debug_printf("Expanding various TLS configuration options for session credentials.\n");
1367 if ((rc = tls_expand_session_files(state, errstr)) != OK) return rc;
1368
1369 /* These are all other parts of the x509_cred handling, since SNI in GnuTLS
1370 requires a new structure afterwards. */
1371
1372 if ((rc = tls_set_remaining_x509(state, errstr)) != OK) return rc;
1373
1374 /* set SNI in client, only */
1375 if (host)
1376   {
1377   if (!expand_check(sni, US"tls_out_sni", &state->tlsp->sni, errstr))
1378     return DEFER;
1379   if (state->tlsp->sni && *state->tlsp->sni)
1380     {
1381     DEBUG(D_tls)
1382       debug_printf("Setting TLS client SNI to \"%s\"\n", state->tlsp->sni);
1383     sz = Ustrlen(state->tlsp->sni);
1384     if ((rc = gnutls_server_name_set(state->session,
1385           GNUTLS_NAME_DNS, state->tlsp->sni, sz)))
1386       return tls_error_gnu(US"gnutls_server_name_set", rc, host, errstr);
1387     }
1388   }
1389 else if (state->tls_sni)
1390   DEBUG(D_tls) debug_printf("*** PROBABLY A BUG *** " \
1391       "have an SNI set for a server [%s]\n", state->tls_sni);
1392
1393 /* This is the priority string support,
1394 http://www.gnutls.org/manual/html_node/Priority-Strings.html
1395 and replaces gnutls_require_kx, gnutls_require_mac & gnutls_require_protocols.
1396 This was backwards incompatible, but means Exim no longer needs to track
1397 all algorithms and provide string forms for them. */
1398
1399 p = NULL;
1400 if (state->tls_require_ciphers && *state->tls_require_ciphers)
1401   {
1402   if (!expand_check_tlsvar(tls_require_ciphers, errstr))
1403     return DEFER;
1404   if (state->exp_tls_require_ciphers && *state->exp_tls_require_ciphers)
1405     {
1406     p = state->exp_tls_require_ciphers;
1407     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS session cipher/priority \"%s\"\n", p);
1408     }
1409   }
1410 if (!p)
1411   {
1412   p = exim_default_gnutls_priority;
1413   DEBUG(D_tls)
1414     debug_printf("GnuTLS using default session cipher/priority \"%s\"\n", p);
1415   }
1416
1417 if ((rc = gnutls_priority_init(&state->priority_cache, CCS p, &errpos)))
1418   return tls_error_gnu(string_sprintf(
1419                       "gnutls_priority_init(%s) failed at offset %ld, \"%.6s..\"",
1420                       p, errpos - CS p, errpos),
1421                   rc, host, errstr);
1422
1423 if ((rc = gnutls_priority_set(state->session, state->priority_cache)))
1424   return tls_error_gnu(US"gnutls_priority_set", rc, host, errstr);
1425
1426 gnutls_db_set_cache_expiration(state->session, ssl_session_timeout);
1427
1428 /* Reduce security in favour of increased compatibility, if the admin
1429 decides to make that trade-off. */
1430 if (gnutls_compat_mode)
1431   {
1432 #if LIBGNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020104
1433   DEBUG(D_tls) debug_printf("lowering GnuTLS security, compatibility mode\n");
1434   gnutls_session_enable_compatibility_mode(state->session);
1435 #else
1436   DEBUG(D_tls) debug_printf("Unable to set gnutls_compat_mode - GnuTLS version too old\n");
1437 #endif
1438   }
1439
1440 *caller_state = state;
1441 return OK;
1442 }
1443
1444
1445
1446 /*************************************************
1447 *            Extract peer information            *
1448 *************************************************/
1449
1450 static const uschar *
1451 cipher_stdname_kcm(gnutls_kx_algorithm_t kx, gnutls_cipher_algorithm_t cipher,
1452   gnutls_mac_algorithm_t mac)
1453 {
1454 uschar cs_id[2];
1455 gnutls_kx_algorithm_t kx_i;
1456 gnutls_cipher_algorithm_t cipher_i;
1457 gnutls_mac_algorithm_t mac_i;
1458
1459 for (size_t i = 0;
1460      gnutls_cipher_suite_info(i, cs_id, &kx_i, &cipher_i, &mac_i, NULL);
1461      i++)
1462   if (kx_i == kx && cipher_i == cipher && mac_i == mac)
1463     return cipher_stdname(cs_id[0], cs_id[1]);
1464 return NULL;
1465 }
1466
1467
1468
1469 /* Called from both server and client code.
1470 Only this is allowed to set state->peerdn and state->have_set_peerdn
1471 and we use that to detect double-calls.
1472
1473 NOTE: the state blocks last while the TLS connection is up, which is fine
1474 for logging in the server side, but for the client side, we log after teardown
1475 in src/deliver.c.  While the session is up, we can twist about states and
1476 repoint tls_* globals, but those variables used for logging or other variable
1477 expansion that happens _after_ delivery need to have a longer life-time.
1478
1479 So for those, we get the data from POOL_PERM; the re-invoke guard keeps us from
1480 doing this more than once per generation of a state context.  We set them in
1481 the state context, and repoint tls_* to them.  After the state goes away, the
1482 tls_* copies of the pointers remain valid and client delivery logging is happy.
1483
1484 tls_certificate_verified is a BOOL, so the tls_peerdn and tls_cipher issues
1485 don't apply.
1486
1487 Arguments:
1488   state           exim_gnutls_state_st *
1489   errstr          pointer to error string
1490
1491 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1492 */
1493
1494 static int
1495 peer_status(exim_gnutls_state_st *state, uschar ** errstr)
1496 {
1497 const gnutls_datum_t *cert_list;
1498 int old_pool, rc;
1499 unsigned int cert_list_size = 0;
1500 gnutls_protocol_t protocol;
1501 gnutls_cipher_algorithm_t cipher;
1502 gnutls_kx_algorithm_t kx;
1503 gnutls_mac_algorithm_t mac;
1504 gnutls_certificate_type_t ct;
1505 gnutls_x509_crt_t crt;
1506 uschar *dn_buf;
1507 size_t sz;
1508
1509 if (state->have_set_peerdn)
1510   return OK;
1511 state->have_set_peerdn = TRUE;
1512
1513 state->peerdn = NULL;
1514
1515 /* tls_cipher */
1516 cipher = gnutls_cipher_get(state->session);
1517 protocol = gnutls_protocol_get_version(state->session);
1518 mac = gnutls_mac_get(state->session);
1519 kx = protocol < GNUTLS_TLS1_3 ? gnutls_kx_get(state->session) : 0;
1520
1521 old_pool = store_pool;
1522   {
1523   store_pool = POOL_PERM;
1524
1525 #ifdef SUPPORT_GNUTLS_SESS_DESC
1526     {
1527     gstring * g = NULL;
1528     uschar * s = US gnutls_session_get_desc(state->session), c;
1529
1530     /* Nikos M suggests we use this by preference.  It returns like:
1531     (TLS1.3)-(ECDHE-SECP256R1)-(RSA-PSS-RSAE-SHA256)-(AES-256-GCM)
1532
1533     For partial back-compat, put a colon after the TLS version, replace the
1534     )-( grouping with __, replace in-group - with _ and append the :keysize. */
1535
1536     /* debug_printf("peer_status: gnutls_session_get_desc %s\n", s); */
1537
1538     for (s++; (c = *s) && c != ')'; s++) g = string_catn(g, s, 1);
1539     g = string_catn(g, US":", 1);
1540     if (*s) s++;                /* now on _ between groups */
1541     while ((c = *s))
1542       {
1543       for (*++s && ++s; (c = *s) && c != ')'; s++) g = string_catn(g, c == '-' ? US"_" : s, 1);
1544       /* now on ) closing group */
1545       if ((c = *s) && *++s == '-') g = string_catn(g, US"__", 2);
1546       /* now on _ between groups */
1547       }
1548     g = string_catn(g, US":", 1);
1549     g = string_cat(g, string_sprintf("%d", (int) gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8));
1550     state->ciphersuite = string_from_gstring(g);
1551     }
1552 #else
1553   state->ciphersuite = string_sprintf("%s:%s:%d",
1554       gnutls_protocol_get_name(protocol),
1555       gnutls_cipher_suite_get_name(kx, cipher, mac),
1556       (int) gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8);
1557
1558   /* I don't see a way that spaces could occur, in the current GnuTLS
1559   code base, but it was a concern in the old code and perhaps older GnuTLS
1560   releases did return "TLS 1.0"; play it safe, just in case. */
1561
1562   for (uschar * p = state->ciphersuite; *p; p++) if (isspace(*p)) *p = '-';
1563 #endif
1564
1565 /* debug_printf("peer_status: ciphersuite %s\n", state->ciphersuite); */
1566
1567   state->tlsp->cipher = state->ciphersuite;
1568   state->tlsp->bits = gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8;
1569
1570   state->tlsp->cipher_stdname = cipher_stdname_kcm(kx, cipher, mac);
1571   }
1572 store_pool = old_pool;
1573
1574 /* tls_peerdn */
1575 cert_list = gnutls_certificate_get_peers(state->session, &cert_list_size);
1576
1577 if (!cert_list || cert_list_size == 0)
1578   {
1579   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: no certificate from peer (%p & %d)\n",
1580       cert_list, cert_list_size);
1581   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1582     return tls_error(US"certificate verification failed",
1583         US"no certificate received from peer", state->host, errstr);
1584   return OK;
1585   }
1586
1587 if ((ct = gnutls_certificate_type_get(state->session)) != GNUTLS_CRT_X509)
1588   {
1589   const uschar * ctn = US gnutls_certificate_type_get_name(ct);
1590   DEBUG(D_tls)
1591     debug_printf("TLS: peer cert not X.509 but instead \"%s\"\n", ctn);
1592   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1593     return tls_error(US"certificate verification not possible, unhandled type",
1594         ctn, state->host, errstr);
1595   return OK;
1596   }
1597
1598 #define exim_gnutls_peer_err(Label) \
1599   do { \
1600     if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
1601       { \
1602       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: %s: %s\n", \
1603         (Label), gnutls_strerror(rc)); \
1604       if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED) \
1605         return tls_error_gnu((Label), rc, state->host, errstr); \
1606       return OK; \
1607       } \
1608     } while (0)
1609
1610 rc = import_cert(&cert_list[0], &crt);
1611 exim_gnutls_peer_err(US"cert 0");
1612
1613 state->tlsp->peercert = state->peercert = crt;
1614
1615 sz = 0;
1616 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, NULL, &sz);
1617 if (rc != GNUTLS_E_SHORT_MEMORY_BUFFER)
1618   {
1619   exim_gnutls_peer_err(US"getting size for cert DN failed");
1620   return FAIL; /* should not happen */
1621   }
1622 dn_buf = store_get_perm(sz);
1623 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, CS dn_buf, &sz);
1624 exim_gnutls_peer_err(US"failed to extract certificate DN [gnutls_x509_crt_get_dn(cert 0)]");
1625
1626 state->peerdn = dn_buf;
1627
1628 return OK;
1629 #undef exim_gnutls_peer_err
1630 }
1631
1632
1633
1634
1635 /*************************************************
1636 *            Verify peer certificate             *
1637 *************************************************/
1638
1639 /* Called from both server and client code.
1640 *Should* be using a callback registered with
1641 gnutls_certificate_set_verify_function() to fail the handshake if we dislike
1642 the peer information, but that's too new for some OSes.
1643
1644 Arguments:
1645   state         exim_gnutls_state_st *
1646   errstr        where to put an error message
1647
1648 Returns:
1649   FALSE     if the session should be rejected
1650   TRUE      if the cert is okay or we just don't care
1651 */
1652
1653 static BOOL
1654 verify_certificate(exim_gnutls_state_st * state, uschar ** errstr)
1655 {
1656 int rc;
1657 uint verify;
1658
1659 if (state->verify_requirement == VERIFY_NONE)
1660   return TRUE;
1661
1662 DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: checking peer certificate\n");
1663 *errstr = NULL;
1664
1665 if ((rc = peer_status(state, errstr)) != OK || !state->peerdn)
1666   {
1667   verify = GNUTLS_CERT_INVALID;
1668   *errstr = US"certificate not supplied";
1669   }
1670 else
1671
1672   {
1673 #ifdef SUPPORT_DANE
1674   if (state->verify_requirement == VERIFY_DANE && state->host)
1675     {
1676     /* Using dane_verify_session_crt() would be easy, as it does it all for us
1677     including talking to a DNS resolver.  But we want to do that bit ourselves
1678     as the testsuite intercepts and fakes its own DNS environment. */
1679
1680     dane_state_t s;
1681     dane_query_t r;
1682     uint lsize;
1683     const gnutls_datum_t * certlist =
1684       gnutls_certificate_get_peers(state->session, &lsize);
1685     int usage = tls_out.tlsa_usage;
1686
1687 # ifdef GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
1688     /* Split the TLSA records into two sets, TA and EE selectors.  Run the
1689     dane-verification separately so that we know which selector verified;
1690     then we know whether to do name-verification (needed for TA but not EE). */
1691
1692     if (usage == ((1<<DANESSL_USAGE_DANE_TA) | (1<<DANESSL_USAGE_DANE_EE)))
1693       {                                         /* a mixed-usage bundle */
1694       int i, j, nrec;
1695       const char ** dd;
1696       int * ddl;
1697
1698       for(nrec = 0; state->dane_data_len[nrec]; ) nrec++;
1699       nrec++;
1700
1701       dd = store_get(nrec * sizeof(uschar *));
1702       ddl = store_get(nrec * sizeof(int));
1703       nrec--;
1704
1705       if ((rc = dane_state_init(&s, 0)))
1706         goto tlsa_prob;
1707
1708       for (usage = DANESSL_USAGE_DANE_EE;
1709            usage >= DANESSL_USAGE_DANE_TA; usage--)
1710         {                               /* take records with this usage */
1711         for (j = i = 0; i < nrec; i++)
1712           if (state->dane_data[i][0] == usage)
1713             {
1714             dd[j] = state->dane_data[i];
1715             ddl[j++] = state->dane_data_len[i];
1716             }
1717         if (j)
1718           {
1719           dd[j] = NULL;
1720           ddl[j] = 0;
1721
1722           if ((rc = dane_raw_tlsa(s, &r, (char * const *)dd, ddl, 1, 0)))
1723             goto tlsa_prob;
1724
1725           if ((rc = dane_verify_crt_raw(s, certlist, lsize,
1726                             gnutls_certificate_type_get(state->session),
1727                             r, 0,
1728                             usage == DANESSL_USAGE_DANE_EE
1729                             ? DANE_VFLAG_ONLY_CHECK_EE_USAGE : 0,
1730                             &verify)))
1731             {
1732             DEBUG(D_tls)
1733               debug_printf("TLSA record problem: %s\n", dane_strerror(rc));
1734             }
1735           else if (verify == 0) /* verification passed */
1736             {
1737             usage = 1 << usage;
1738             break;
1739             }
1740           }
1741         }
1742
1743         if (rc) goto tlsa_prob;
1744       }
1745     else
1746 # endif
1747       {
1748       if (  (rc = dane_state_init(&s, 0))
1749          || (rc = dane_raw_tlsa(s, &r, state->dane_data, state->dane_data_len,
1750                         1, 0))
1751          || (rc = dane_verify_crt_raw(s, certlist, lsize,
1752                         gnutls_certificate_type_get(state->session),
1753                         r, 0,
1754 # ifdef GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
1755                         usage == (1 << DANESSL_USAGE_DANE_EE)
1756                         ? DANE_VFLAG_ONLY_CHECK_EE_USAGE : 0,
1757 # else
1758                         0,
1759 # endif
1760                         &verify))
1761          )
1762         goto tlsa_prob;
1763       }
1764
1765     if (verify != 0)            /* verification failed */
1766       {
1767       gnutls_datum_t str;
1768       (void) dane_verification_status_print(verify, &str, 0);
1769       *errstr = US str.data;    /* don't bother to free */
1770       goto badcert;
1771       }
1772
1773 # ifdef GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
1774     /* If a TA-mode TLSA record was used for verification we must additionally
1775     verify the cert name (but not the CA chain).  For EE-mode, skip it. */
1776
1777     if (usage & (1 << DANESSL_USAGE_DANE_EE))
1778 # endif
1779       {
1780       state->peer_dane_verified = state->peer_cert_verified = TRUE;
1781       goto goodcert;
1782       }
1783 # ifdef GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
1784     /* Assume that the name on the A-record is the one that should be matching
1785     the cert.  An alternate view is that the domain part of the email address
1786     is also permissible. */
1787
1788     if (gnutls_x509_crt_check_hostname(state->tlsp->peercert,
1789           CS state->host->name))
1790       {
1791       state->peer_dane_verified = state->peer_cert_verified = TRUE;
1792       goto goodcert;
1793       }
1794 # endif
1795     }
1796 #endif  /*SUPPORT_DANE*/
1797
1798   rc = gnutls_certificate_verify_peers2(state->session, &verify);
1799   }
1800
1801 /* Handle the result of verification. INVALID is set if any others are. */
1802
1803 if (rc < 0 || verify & (GNUTLS_CERT_INVALID|GNUTLS_CERT_REVOKED))
1804   {
1805   state->peer_cert_verified = FALSE;
1806   if (!*errstr)
1807     {
1808 #ifdef GNUTLS_CERT_VFY_STATUS_PRINT
1809     DEBUG(D_tls)
1810       {
1811       gnutls_datum_t txt;
1812
1813       if (gnutls_certificate_verification_status_print(verify,
1814             gnutls_certificate_type_get(state->session), &txt, 0)
1815           == GNUTLS_E_SUCCESS)
1816         {
1817         debug_printf("%s\n", txt.data);
1818         gnutls_free(txt.data);
1819         }
1820       }
1821 #endif
1822     *errstr = verify & GNUTLS_CERT_REVOKED
1823       ? US"certificate revoked" : US"certificate invalid";
1824     }
1825
1826   DEBUG(D_tls)
1827     debug_printf("TLS certificate verification failed (%s): peerdn=\"%s\"\n",
1828         *errstr, state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1829
1830   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1831     goto badcert;
1832   DEBUG(D_tls)
1833     debug_printf("TLS verify failure overridden (host in tls_try_verify_hosts)\n");
1834   }
1835
1836 else
1837   {
1838   /* Client side, check the server's certificate name versus the name on the
1839   A-record for the connection we made.  What to do for server side - what name
1840   to use for client?  We document that there is no such checking for server
1841   side. */
1842
1843   if (  state->exp_tls_verify_cert_hostnames
1844      && !gnutls_x509_crt_check_hostname(state->tlsp->peercert,
1845                 CS state->exp_tls_verify_cert_hostnames)
1846      )
1847     {
1848     DEBUG(D_tls)
1849       debug_printf("TLS certificate verification failed: cert name mismatch\n");
1850     if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1851       goto badcert;
1852     return TRUE;
1853     }
1854
1855   state->peer_cert_verified = TRUE;
1856   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS certificate verified: peerdn=\"%s\"\n",
1857       state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1858   }
1859
1860 goodcert:
1861   state->tlsp->peerdn = state->peerdn;
1862   return TRUE;
1863
1864 #ifdef SUPPORT_DANE
1865 tlsa_prob:
1866   *errstr = string_sprintf("TLSA record problem: %s",
1867     rc == DANE_E_REQUESTED_DATA_NOT_AVAILABLE ? "none usable" : dane_strerror(rc));
1868 #endif
1869
1870 badcert:
1871   gnutls_alert_send(state->session, GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_BAD_CERTIFICATE);
1872   return FALSE;
1873 }
1874
1875
1876
1877
1878 /* ------------------------------------------------------------------------ */
1879 /* Callbacks */
1880
1881 /* Logging function which can be registered with
1882  *   gnutls_global_set_log_function()
1883  *   gnutls_global_set_log_level() 0..9
1884  */
1885 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
1886 static void
1887 exim_gnutls_logger_cb(int level, const char *message)
1888 {
1889   size_t len = strlen(message);
1890   if (len < 1)
1891     {
1892     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d> empty debug message\n", level);
1893     return;
1894     }
1895   DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d>: %s%s", level, message,
1896       message[len-1] == '\n' ? "" : "\n");
1897 }
1898 #endif
1899
1900
1901 /* Called after client hello, should handle SNI work.
1902 This will always set tls_sni (state->received_sni) if available,
1903 and may trigger presenting different certificates,
1904 if state->trigger_sni_changes is TRUE.
1905
1906 Should be registered with
1907   gnutls_handshake_set_post_client_hello_function()
1908
1909 "This callback must return 0 on success or a gnutls error code to terminate the
1910 handshake.".
1911
1912 For inability to get SNI information, we return 0.
1913 We only return non-zero if re-setup failed.
1914 Only used for server-side TLS.
1915 */
1916
1917 static int
1918 exim_sni_handling_cb(gnutls_session_t session)
1919 {
1920 char sni_name[MAX_HOST_LEN];
1921 size_t data_len = MAX_HOST_LEN;
1922 exim_gnutls_state_st *state = &state_server;
1923 unsigned int sni_type;
1924 int rc, old_pool;
1925 uschar * dummy_errstr;
1926
1927 rc = gnutls_server_name_get(session, sni_name, &data_len, &sni_type, 0);
1928 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1929   {
1930   DEBUG(D_tls) {
1931     if (rc == GNUTLS_E_REQUESTED_DATA_NOT_AVAILABLE)
1932       debug_printf("TLS: no SNI presented in handshake.\n");
1933     else
1934       debug_printf("TLS failure: gnutls_server_name_get(): %s [%d]\n",
1935         gnutls_strerror(rc), rc);
1936     }
1937   return 0;
1938   }
1939
1940 if (sni_type != GNUTLS_NAME_DNS)
1941   {
1942   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: ignoring SNI of unhandled type %u\n", sni_type);
1943   return 0;
1944   }
1945
1946 /* We now have a UTF-8 string in sni_name */
1947 old_pool = store_pool;
1948 store_pool = POOL_PERM;
1949 state->received_sni = string_copyn(US sni_name, data_len);
1950 store_pool = old_pool;
1951
1952 /* We set this one now so that variable expansions below will work */
1953 state->tlsp->sni = state->received_sni;
1954
1955 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS SNI \"%s\"%s\n", sni_name,
1956     state->trigger_sni_changes ? "" : " (unused for certificate selection)");
1957
1958 if (!state->trigger_sni_changes)
1959   return 0;
1960
1961 if ((rc = tls_expand_session_files(state, &dummy_errstr)) != OK)
1962   {
1963   /* If the setup of certs/etc failed before handshake, TLS would not have
1964   been offered.  The best we can do now is abort. */
1965   return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1966   }
1967
1968 rc = tls_set_remaining_x509(state, &dummy_errstr);
1969 if (rc != OK) return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1970
1971 return 0;
1972 }
1973
1974
1975
1976 #ifndef DISABLE_OCSP
1977
1978 static int
1979 server_ocsp_stapling_cb(gnutls_session_t session, void * ptr,
1980   gnutls_datum_t * ocsp_response)
1981 {
1982 int ret;
1983 DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP stapling callback: %s\n", US ptr);
1984
1985 if ((ret = gnutls_load_file(ptr, ocsp_response)) < 0)
1986   {
1987   DEBUG(D_tls) debug_printf("Failed to load ocsp stapling file %s\n",
1988                               CS ptr);
1989   tls_in.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
1990   return GNUTLS_E_NO_CERTIFICATE_STATUS;
1991   }
1992
1993 tls_in.ocsp = OCSP_VFY_NOT_TRIED;
1994 return 0;
1995 }
1996
1997 #endif
1998
1999
2000 #ifndef DISABLE_EVENT
2001 /*
2002 We use this callback to get observability and detail-level control
2003 for an exim TLS connection (either direction), raising a tls:cert event
2004 for each cert in the chain presented by the peer.  Any event
2005 can deny verification.
2006
2007 Return 0 for the handshake to continue or non-zero to terminate.
2008 */
2009
2010 static int
2011 verify_cb(gnutls_session_t session)
2012 {
2013 const gnutls_datum_t * cert_list;
2014 unsigned int cert_list_size = 0;
2015 gnutls_x509_crt_t crt;
2016 int rc;
2017 uschar * yield;
2018 exim_gnutls_state_st * state = gnutls_session_get_ptr(session);
2019
2020 if ((cert_list = gnutls_certificate_get_peers(session, &cert_list_size)))
2021   while (cert_list_size--)
2022   {
2023   if ((rc = import_cert(&cert_list[cert_list_size], &crt)) != GNUTLS_E_SUCCESS)
2024     {
2025     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: depth %d: %s\n",
2026       cert_list_size, gnutls_strerror(rc));
2027     break;
2028     }
2029
2030   state->tlsp->peercert = crt;
2031   if ((yield = event_raise(state->event_action,
2032               US"tls:cert", string_sprintf("%d", cert_list_size))))
2033     {
2034     log_write(0, LOG_MAIN,
2035               "SSL verify denied by event-action: depth=%d: %s",
2036               cert_list_size, yield);
2037     return 1;                     /* reject */
2038     }
2039   state->tlsp->peercert = NULL;
2040   }
2041
2042 return 0;
2043 }
2044
2045 #endif
2046
2047
2048 static gstring *
2049 ddump(gnutls_datum_t * d)
2050 {
2051 gstring * g = string_get((d->size+1) * 2);
2052 uschar * s = d->data;
2053 for (unsigned i = d->size; i > 0; i--, s++)
2054   {
2055   g = string_catn(g, US "0123456789abcdef" + (*s >> 4), 1);
2056   g = string_catn(g, US "0123456789abcdef" + (*s & 0xf), 1);
2057   }
2058 return g;
2059 }
2060
2061 static void
2062 post_handshake_debug(exim_gnutls_state_st * state)
2063 {
2064 debug_printf("gnutls_handshake was successful\n");
2065 #ifdef SUPPORT_GNUTLS_SESS_DESC
2066 debug_printf("%s\n", gnutls_session_get_desc(state->session));
2067 #endif
2068 #ifdef SUPPORT_GNUTLS_KEYLOG
2069 if (gnutls_protocol_get_version(state->session) < GNUTLS_TLS1_3)
2070   {
2071   gnutls_datum_t c, s;
2072   gstring * gc, * gs;
2073   /* we only want the client random and the master secret */
2074   gnutls_session_get_random(state->session, &c, &s);
2075   gnutls_session_get_master_secret(state->session, &s);
2076   gc = ddump(&c);
2077   gs = ddump(&s);
2078   debug_printf("CLIENT_RANDOM %.*s %.*s\n", (int)gc->ptr, gc->s, (int)gs->ptr, gs->s);
2079   }
2080 else
2081   debug_printf("To get keying info for TLS1.3 is hard:\n"
2082     " set environment variable SSLKEYLOGFILE to a filename writable by uid exim\n"
2083     " add SSLKEYLOGFILE to keep_environment in the exim config\n"
2084     " run exim as root\n"
2085     " if using sudo, add SSLKEYLOGFILE to env_keep in /etc/sudoers\n");
2086 #endif
2087 }
2088
2089 /* ------------------------------------------------------------------------ */
2090 /* Exported functions */
2091
2092
2093
2094
2095 /*************************************************
2096 *       Start a TLS session in a server          *
2097 *************************************************/
2098
2099 /* This is called when Exim is running as a server, after having received
2100 the STARTTLS command. It must respond to that command, and then negotiate
2101 a TLS session.
2102
2103 Arguments:
2104   require_ciphers  list of allowed ciphers or NULL
2105   errstr           pointer to error string
2106
2107 Returns:           OK on success
2108                    DEFER for errors before the start of the negotiation
2109                    FAIL for errors during the negotiation; the server can't
2110                      continue running.
2111 */
2112
2113 int
2114 tls_server_start(const uschar * require_ciphers, uschar ** errstr)
2115 {
2116 int rc;
2117 exim_gnutls_state_st * state = NULL;
2118
2119 /* Check for previous activation */
2120 if (tls_in.active.sock >= 0)
2121   {
2122   tls_error(US"STARTTLS received after TLS started", US "", NULL, errstr);
2123   smtp_printf("554 Already in TLS\r\n", FALSE);
2124   return FAIL;
2125   }
2126
2127 /* Initialize the library. If it fails, it will already have logged the error
2128 and sent an SMTP response. */
2129
2130 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a server\n");
2131
2132 if ((rc = tls_init(NULL, tls_certificate, tls_privatekey,
2133     NULL, tls_verify_certificates, tls_crl,
2134     require_ciphers, &state, &tls_in, errstr)) != OK) return rc;
2135
2136 /* If this is a host for which certificate verification is mandatory or
2137 optional, set up appropriately. */
2138
2139 if (verify_check_host(&tls_verify_hosts) == OK)
2140   {
2141   DEBUG(D_tls)
2142     debug_printf("TLS: a client certificate will be required.\n");
2143   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
2144   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
2145   }
2146 else if (verify_check_host(&tls_try_verify_hosts) == OK)
2147   {
2148   DEBUG(D_tls)
2149     debug_printf("TLS: a client certificate will be requested but not required.\n");
2150   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
2151   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
2152   }
2153 else
2154   {
2155   DEBUG(D_tls)
2156     debug_printf("TLS: a client certificate will not be requested.\n");
2157   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
2158   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
2159   }
2160
2161 #ifndef DISABLE_EVENT
2162 if (event_action)
2163   {
2164   state->event_action = event_action;
2165   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
2166   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
2167   }
2168 #endif
2169
2170 /* Register SNI handling; always, even if not in tls_certificate, so that the
2171 expansion variable $tls_sni is always available. */
2172
2173 gnutls_handshake_set_post_client_hello_function(state->session,
2174     exim_sni_handling_cb);
2175
2176 /* Set context and tell client to go ahead, except in the case of TLS startup
2177 on connection, where outputting anything now upsets the clients and tends to
2178 make them disconnect. We need to have an explicit fflush() here, to force out
2179 the response. Other smtp_printf() calls do not need it, because in non-TLS
2180 mode, the fflush() happens when smtp_getc() is called. */
2181
2182 if (!state->tlsp->on_connect)
2183   {
2184   smtp_printf("220 TLS go ahead\r\n", FALSE);
2185   fflush(smtp_out);
2186   }
2187
2188 /* Now negotiate the TLS session. We put our own timer on it, since it seems
2189 that the GnuTLS library doesn't.
2190 From 3.1.0 there is gnutls_handshake_set_timeout() - but it requires you
2191 to set (and clear down afterwards) up a pull-timeout callback function that does
2192 a select, so we're no better off unless avoiding signals becomes an issue. */
2193
2194 gnutls_transport_set_ptr2(state->session,
2195     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_in),
2196     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_out));
2197 state->fd_in = fileno(smtp_in);
2198 state->fd_out = fileno(smtp_out);
2199
2200 sigalrm_seen = FALSE;
2201 if (smtp_receive_timeout > 0) ALARM(smtp_receive_timeout);
2202 do
2203   rc = gnutls_handshake(state->session);
2204 while (rc == GNUTLS_E_AGAIN ||  rc == GNUTLS_E_INTERRUPTED && !sigalrm_seen);
2205 ALARM_CLR(0);
2206
2207 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
2208   {
2209   /* It seems that, except in the case of a timeout, we have to close the
2210   connection right here; otherwise if the other end is running OpenSSL it hangs
2211   until the server times out. */
2212
2213   if (sigalrm_seen)
2214     {
2215     tls_error(US"gnutls_handshake", US"timed out", NULL, errstr);
2216     gnutls_db_remove_session(state->session);
2217     }
2218   else
2219     {
2220     tls_error_gnu(US"gnutls_handshake", rc, NULL, errstr);
2221     (void) gnutls_alert_send_appropriate(state->session, rc);
2222     gnutls_deinit(state->session);
2223     gnutls_certificate_free_credentials(state->x509_cred);
2224     millisleep(500);
2225     shutdown(state->fd_out, SHUT_WR);
2226     for (int i = 1024; fgetc(smtp_in) != EOF && i > 0; ) i--;   /* drain skt */
2227     (void)fclose(smtp_out);
2228     (void)fclose(smtp_in);
2229     smtp_out = smtp_in = NULL;
2230     }
2231
2232   return FAIL;
2233   }
2234
2235 DEBUG(D_tls) post_handshake_debug(state);
2236
2237 /* Verify after the fact */
2238
2239 if (!verify_certificate(state, errstr))
2240   {
2241   if (state->verify_requirement != VERIFY_OPTIONAL)
2242     {
2243     (void) tls_error(US"certificate verification failed", *errstr, NULL, errstr);
2244     return FAIL;
2245     }
2246   DEBUG(D_tls)
2247     debug_printf("TLS: continuing on only because verification was optional, after: %s\n",
2248         *errstr);
2249   }
2250
2251 /* Figure out peer DN, and if authenticated, etc. */
2252
2253 if ((rc = peer_status(state, NULL)) != OK) return rc;
2254
2255 /* Sets various Exim expansion variables; always safe within server */
2256
2257 extract_exim_vars_from_tls_state(state);
2258
2259 /* TLS has been set up. Adjust the input functions to read via TLS,
2260 and initialize appropriately. */
2261
2262 state->xfer_buffer = store_malloc(ssl_xfer_buffer_size);
2263
2264 receive_getc = tls_getc;
2265 receive_getbuf = tls_getbuf;
2266 receive_get_cache = tls_get_cache;
2267 receive_ungetc = tls_ungetc;
2268 receive_feof = tls_feof;
2269 receive_ferror = tls_ferror;
2270 receive_smtp_buffered = tls_smtp_buffered;
2271
2272 return OK;
2273 }
2274
2275
2276
2277
2278 static void
2279 tls_client_setup_hostname_checks(host_item * host, exim_gnutls_state_st * state,
2280   smtp_transport_options_block * ob)
2281 {
2282 if (verify_check_given_host(CUSS &ob->tls_verify_cert_hostnames, host) == OK)
2283   {
2284   state->exp_tls_verify_cert_hostnames =
2285 #ifdef SUPPORT_I18N
2286     string_domain_utf8_to_alabel(host->name, NULL);
2287 #else
2288     host->name;
2289 #endif
2290   DEBUG(D_tls)
2291     debug_printf("TLS: server cert verification includes hostname: \"%s\".\n",
2292                     state->exp_tls_verify_cert_hostnames);
2293   }
2294 }
2295
2296
2297
2298
2299 #ifdef SUPPORT_DANE
2300 /* Given our list of RRs from the TLSA lookup, build a lookup block in
2301 GnuTLS-DANE's preferred format.  Hang it on the state str for later
2302 use in DANE verification.
2303
2304 We point at the dnsa data not copy it, so it must remain valid until
2305 after verification is done.*/
2306
2307 static BOOL
2308 dane_tlsa_load(exim_gnutls_state_st * state, dns_answer * dnsa)
2309 {
2310 dns_scan dnss;
2311 int i;
2312 const char **   dane_data;
2313 int *           dane_data_len;
2314
2315 i = 1;
2316 for (dns_record * rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_ANSWERS); rr;
2317      rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_NEXT)
2318     ) if (rr->type == T_TLSA) i++;
2319
2320 dane_data = store_get(i * sizeof(uschar *));
2321 dane_data_len = store_get(i * sizeof(int));
2322
2323 i = 0;
2324 for (dns_record * rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_ANSWERS); rr;
2325      rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_NEXT)
2326     ) if (rr->type == T_TLSA && rr->size > 3)
2327   {
2328   const uschar * p = rr->data;
2329   uint8_t usage = p[0], sel = p[1], type = p[2];
2330
2331   DEBUG(D_tls)
2332     debug_printf("TLSA: %d %d %d size %d\n", usage, sel, type, rr->size);
2333
2334   if (  (usage != DANESSL_USAGE_DANE_TA && usage != DANESSL_USAGE_DANE_EE)
2335      || (sel != 0 && sel != 1)
2336      )
2337     continue;
2338   switch(type)
2339     {
2340     case 0:     /* Full: cannot check at present */
2341                 break;
2342     case 1:     if (rr->size != 3 + 256/8) continue;    /* sha2-256 */
2343                 break;
2344     case 2:     if (rr->size != 3 + 512/8) continue;    /* sha2-512 */
2345                 break;
2346     default:    continue;
2347     }
2348
2349   tls_out.tlsa_usage |= 1<<usage;
2350   dane_data[i] = CS p;
2351   dane_data_len[i++] = rr->size;
2352   }
2353
2354 if (!i) return FALSE;
2355
2356 dane_data[i] = NULL;
2357 dane_data_len[i] = 0;
2358
2359 state->dane_data = (char * const *)dane_data;
2360 state->dane_data_len = dane_data_len;
2361 return TRUE;
2362 }
2363 #endif
2364
2365
2366
2367 /*************************************************
2368 *    Start a TLS session in a client             *
2369 *************************************************/
2370
2371 /* Called from the smtp transport after STARTTLS has been accepted.
2372
2373 Arguments:
2374   cctx          connection context
2375   conn_args     connection details
2376   cookie        datum for randomness (not used)
2377   tlsp          record details of channel configuration here; must be non-NULL
2378   errstr        error string pointer
2379
2380 Returns:        TRUE for success with TLS session context set in smtp context,
2381                 FALSE on error
2382 */
2383
2384 BOOL
2385 tls_client_start(client_conn_ctx * cctx, smtp_connect_args * conn_args,
2386   void * cookie ARG_UNUSED,
2387   tls_support * tlsp, uschar ** errstr)
2388 {
2389 host_item * host = conn_args->host;          /* for msgs and option-tests */
2390 transport_instance * tb = conn_args->tblock; /* always smtp or NULL */
2391 smtp_transport_options_block * ob = tb
2392   ? (smtp_transport_options_block *)tb->options_block
2393   : &smtp_transport_option_defaults;
2394 int rc;
2395 exim_gnutls_state_st * state = NULL;
2396 uschar * cipher_list = NULL;
2397
2398 #ifndef DISABLE_OCSP
2399 BOOL require_ocsp =
2400   verify_check_given_host(CUSS &ob->hosts_require_ocsp, host) == OK;
2401 BOOL request_ocsp = require_ocsp ? TRUE
2402   : verify_check_given_host(CUSS &ob->hosts_request_ocsp, host) == OK;
2403 #endif
2404
2405 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a client on fd %d\n", cctx->sock);
2406
2407 #ifdef SUPPORT_DANE
2408 /* If dane is flagged, have either request or require dane for this host, and
2409 a TLSA record found.  Therefore, dane verify required.  Which implies cert must
2410 be requested and supplied, dane verify must pass, and cert verify irrelevant
2411 (incl.  hostnames), and (caller handled) require_tls */
2412
2413 if (conn_args->dane && ob->dane_require_tls_ciphers)
2414   {
2415   /* not using expand_check_tlsvar because not yet in state */
2416   if (!expand_check(ob->dane_require_tls_ciphers, US"dane_require_tls_ciphers",
2417       &cipher_list, errstr))
2418     return FALSE;
2419   cipher_list = cipher_list && *cipher_list
2420     ? ob->dane_require_tls_ciphers : ob->tls_require_ciphers;
2421   }
2422 #endif
2423
2424 if (!cipher_list)
2425   cipher_list = ob->tls_require_ciphers;
2426
2427 if (tls_init(host, ob->tls_certificate, ob->tls_privatekey,
2428     ob->tls_sni, ob->tls_verify_certificates, ob->tls_crl,
2429     cipher_list, &state, tlsp, errstr) != OK)
2430   return FALSE;
2431
2432   {
2433   int dh_min_bits = ob->tls_dh_min_bits;
2434   if (dh_min_bits < EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS)
2435     {
2436     DEBUG(D_tls)
2437       debug_printf("WARNING: tls_dh_min_bits far too low,"
2438                     " clamping %d up to %d\n",
2439           dh_min_bits, EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS);
2440     dh_min_bits = EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS;
2441     }
2442
2443   DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting D-H prime minimum"
2444                     " acceptable bits to %d\n",
2445       dh_min_bits);
2446   gnutls_dh_set_prime_bits(state->session, dh_min_bits);
2447   }
2448
2449 /* Stick to the old behaviour for compatibility if tls_verify_certificates is
2450 set but both tls_verify_hosts and tls_try_verify_hosts are unset. Check only
2451 the specified host patterns if one of them is defined */
2452
2453 #ifdef SUPPORT_DANE
2454 if (conn_args->dane && dane_tlsa_load(state, &conn_args->tlsa_dnsa))
2455   {
2456   DEBUG(D_tls)
2457     debug_printf("TLS: server certificate DANE required.\n");
2458   state->verify_requirement = VERIFY_DANE;
2459   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
2460   }
2461 else
2462 #endif
2463     if (  (  state->exp_tls_verify_certificates
2464           && !ob->tls_verify_hosts
2465           && (!ob->tls_try_verify_hosts || !*ob->tls_try_verify_hosts)
2466           )
2467         || verify_check_given_host(CUSS &ob->tls_verify_hosts, host) == OK
2468        )
2469   {
2470   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
2471   DEBUG(D_tls)
2472     debug_printf("TLS: server certificate verification required.\n");
2473   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
2474   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
2475   }
2476 else if (verify_check_given_host(CUSS &ob->tls_try_verify_hosts, host) == OK)
2477   {
2478   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
2479   DEBUG(D_tls)
2480     debug_printf("TLS: server certificate verification optional.\n");
2481   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
2482   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
2483   }
2484 else
2485   {
2486   DEBUG(D_tls)
2487     debug_printf("TLS: server certificate verification not required.\n");
2488   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
2489   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
2490   }
2491
2492 #ifndef DISABLE_OCSP
2493                         /* supported since GnuTLS 3.1.3 */
2494 if (request_ocsp)
2495   {
2496   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: will request OCSP stapling\n");
2497   if ((rc = gnutls_ocsp_status_request_enable_client(state->session,
2498                     NULL, 0, NULL)) != OK)
2499     {
2500     tls_error_gnu(US"cert-status-req", rc, state->host, errstr);
2501     return FALSE;
2502     }
2503   tlsp->ocsp = OCSP_NOT_RESP;
2504   }
2505 #endif
2506
2507 #ifndef DISABLE_EVENT
2508 if (tb && tb->event_action)
2509   {
2510   state->event_action = tb->event_action;
2511   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
2512   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
2513   }
2514 #endif
2515
2516 gnutls_transport_set_ptr(state->session, (gnutls_transport_ptr_t)(long) cctx->sock);
2517 state->fd_in = cctx->sock;
2518 state->fd_out = cctx->sock;
2519
2520 DEBUG(D_tls) debug_printf("about to gnutls_handshake\n");
2521 /* There doesn't seem to be a built-in timeout on connection. */
2522
2523 sigalrm_seen = FALSE;
2524 ALARM(ob->command_timeout);
2525 do
2526   rc = gnutls_handshake(state->session);
2527 while (rc == GNUTLS_E_AGAIN || rc == GNUTLS_E_INTERRUPTED && !sigalrm_seen);
2528 ALARM_CLR(0);
2529
2530 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
2531   {
2532   if (sigalrm_seen)
2533     {
2534     gnutls_alert_send(state->session, GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_USER_CANCELED);
2535     tls_error(US"gnutls_handshake", US"timed out", state->host, errstr);
2536     }
2537   else
2538     tls_error_gnu(US"gnutls_handshake", rc, state->host, errstr);
2539   return FALSE;
2540   }
2541
2542 DEBUG(D_tls) post_handshake_debug(state);
2543
2544 /* Verify late */
2545
2546 if (!verify_certificate(state, errstr))
2547   {
2548   tls_error(US"certificate verification failed", *errstr, state->host, errstr);
2549   return FALSE;
2550   }
2551
2552 #ifndef DISABLE_OCSP
2553 if (require_ocsp)
2554   {
2555   DEBUG(D_tls)
2556     {
2557     gnutls_datum_t stapling;
2558     gnutls_ocsp_resp_t resp;
2559     gnutls_datum_t printed;
2560     if (  (rc= gnutls_ocsp_status_request_get(state->session, &stapling)) == 0
2561        && (rc= gnutls_ocsp_resp_init(&resp)) == 0
2562        && (rc= gnutls_ocsp_resp_import(resp, &stapling)) == 0
2563        && (rc= gnutls_ocsp_resp_print(resp, GNUTLS_OCSP_PRINT_FULL, &printed)) == 0
2564        )
2565       {
2566       debug_printf("%.4096s", printed.data);
2567       gnutls_free(printed.data);
2568       }
2569     else
2570       (void) tls_error_gnu(US"ocsp decode", rc, state->host, errstr);
2571     }
2572
2573   if (gnutls_ocsp_status_request_is_checked(state->session, 0) == 0)
2574     {
2575     tlsp->ocsp = OCSP_FAILED;
2576     tls_error(US"certificate status check failed", NULL, state->host, errstr);
2577     return FALSE;
2578     }
2579   DEBUG(D_tls) debug_printf("Passed OCSP checking\n");
2580   tlsp->ocsp = OCSP_VFIED;
2581   }
2582 #endif
2583
2584 /* Figure out peer DN, and if authenticated, etc. */
2585
2586 if (peer_status(state, errstr) != OK)
2587   return FALSE;
2588
2589 /* Sets various Exim expansion variables; may need to adjust for ACL callouts */
2590
2591 extract_exim_vars_from_tls_state(state);
2592
2593 cctx->tls_ctx = state;
2594 return TRUE;
2595 }
2596
2597
2598
2599
2600 /*************************************************
2601 *         Close down a TLS session               *
2602 *************************************************/
2603
2604 /* This is also called from within a delivery subprocess forked from the
2605 daemon, to shut down the TLS library, without actually doing a shutdown (which
2606 would tamper with the TLS session in the parent process).
2607
2608 Arguments:
2609   ct_ctx        client context pointer, or NULL for the one global server context
2610   shutdown      1 if TLS close-alert is to be sent,
2611                 2 if also response to be waited for
2612
2613 Returns:     nothing
2614 */
2615
2616 void
2617 tls_close(void * ct_ctx, int shutdown)
2618 {
2619 exim_gnutls_state_st * state = ct_ctx ? ct_ctx : &state_server;
2620
2621 if (!state->tlsp || state->tlsp->active.sock < 0) return;  /* TLS was not active */
2622
2623 if (shutdown)
2624   {
2625   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_close(): shutting down TLS%s\n",
2626     shutdown > 1 ? " (with response-wait)" : "");
2627
2628   ALARM(2);
2629   gnutls_bye(state->session, shutdown > 1 ? GNUTLS_SHUT_RDWR : GNUTLS_SHUT_WR);
2630   ALARM_CLR(0);
2631   }
2632
2633 gnutls_deinit(state->session);
2634 gnutls_certificate_free_credentials(state->x509_cred);
2635
2636
2637 state->tlsp->active.sock = -1;
2638 state->tlsp->active.tls_ctx = NULL;
2639 if (state->xfer_buffer) store_free(state->xfer_buffer);
2640 memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
2641 }
2642
2643
2644
2645
2646 static BOOL
2647 tls_refill(unsigned lim)
2648 {
2649 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2650 ssize_t inbytes;
2651
2652 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, %u)\n",
2653   state->session, state->xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
2654
2655 sigalrm_seen = FALSE;
2656 if (smtp_receive_timeout > 0) ALARM(smtp_receive_timeout);
2657
2658 do
2659   inbytes = gnutls_record_recv(state->session, state->xfer_buffer,
2660     MIN(ssl_xfer_buffer_size, lim));
2661 while (inbytes == GNUTLS_E_AGAIN);
2662
2663 if (smtp_receive_timeout > 0) ALARM_CLR(0);
2664
2665 if (had_command_timeout)                /* set by signal handler */
2666   smtp_command_timeout_exit();          /* does not return */
2667 if (had_command_sigterm)
2668   smtp_command_sigterm_exit();
2669 if (had_data_timeout)
2670   smtp_data_timeout_exit();
2671 if (had_data_sigint)
2672   smtp_data_sigint_exit();
2673
2674 /* Timeouts do not get this far.  A zero-byte return appears to mean that the
2675 TLS session has been closed down, not that the socket itself has been closed
2676 down. Revert to non-TLS handling. */
2677
2678 if (sigalrm_seen)
2679   {
2680   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got tls read timeout\n");
2681   state->xfer_error = TRUE;
2682   return FALSE;
2683   }
2684
2685 else if (inbytes == 0)
2686   {
2687   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2688
2689   receive_getc = smtp_getc;
2690   receive_getbuf = smtp_getbuf;
2691   receive_get_cache = smtp_get_cache;
2692   receive_ungetc = smtp_ungetc;
2693   receive_feof = smtp_feof;
2694   receive_ferror = smtp_ferror;
2695   receive_smtp_buffered = smtp_buffered;
2696
2697   gnutls_deinit(state->session);
2698   gnutls_certificate_free_credentials(state->x509_cred);
2699
2700   state->session = NULL;
2701   state->tlsp->active.sock = -1;
2702   state->tlsp->active.tls_ctx = NULL;
2703   state->tlsp->bits = 0;
2704   state->tlsp->certificate_verified = FALSE;
2705   tls_channelbinding_b64 = NULL;
2706   state->tlsp->cipher = NULL;
2707   state->tlsp->peercert = NULL;
2708   state->tlsp->peerdn = NULL;
2709
2710   return FALSE;
2711   }
2712
2713 /* Handle genuine errors */
2714
2715 else if (inbytes < 0)
2716   {
2717   DEBUG(D_tls) debug_printf("%s: err from gnutls_record_recv\n", __FUNCTION__);
2718   record_io_error(state, (int) inbytes, US"recv", NULL);
2719   state->xfer_error = TRUE;
2720   return FALSE;
2721   }
2722 #ifndef DISABLE_DKIM
2723 dkim_exim_verify_feed(state->xfer_buffer, inbytes);
2724 #endif
2725 state->xfer_buffer_hwm = (int) inbytes;
2726 state->xfer_buffer_lwm = 0;
2727 return TRUE;
2728 }
2729
2730 /*************************************************
2731 *            TLS version of getc                 *
2732 *************************************************/
2733
2734 /* This gets the next byte from the TLS input buffer. If the buffer is empty,
2735 it refills the buffer via the GnuTLS reading function.
2736 Only used by the server-side TLS.
2737
2738 This feeds DKIM and should be used for all message-body reads.
2739
2740 Arguments:  lim         Maximum amount to read/buffer
2741 Returns:    the next character or EOF
2742 */
2743
2744 int
2745 tls_getc(unsigned lim)
2746 {
2747 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2748
2749 if (state->xfer_buffer_lwm >= state->xfer_buffer_hwm)
2750   if (!tls_refill(lim))
2751     return state->xfer_error ? EOF : smtp_getc(lim);
2752
2753 /* Something in the buffer; return next uschar */
2754
2755 return state->xfer_buffer[state->xfer_buffer_lwm++];
2756 }
2757
2758 uschar *
2759 tls_getbuf(unsigned * len)
2760 {
2761 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2762 unsigned size;
2763 uschar * buf;
2764
2765 if (state->xfer_buffer_lwm >= state->xfer_buffer_hwm)
2766   if (!tls_refill(*len))
2767     {
2768     if (!state->xfer_error) return smtp_getbuf(len);
2769     *len = 0;
2770     return NULL;
2771     }
2772
2773 if ((size = state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm) > *len)
2774   size = *len;
2775 buf = &state->xfer_buffer[state->xfer_buffer_lwm];
2776 state->xfer_buffer_lwm += size;
2777 *len = size;
2778 return buf;
2779 }
2780
2781
2782 void
2783 tls_get_cache()
2784 {
2785 #ifndef DISABLE_DKIM
2786 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2787 int n = state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm;
2788 if (n > 0)
2789   dkim_exim_verify_feed(state->xfer_buffer+state->xfer_buffer_lwm, n);
2790 #endif
2791 }
2792
2793
2794 BOOL
2795 tls_could_read(void)
2796 {
2797 return state_server.xfer_buffer_lwm < state_server.xfer_buffer_hwm
2798  || gnutls_record_check_pending(state_server.session) > 0;
2799 }
2800
2801
2802
2803
2804 /*************************************************
2805 *          Read bytes from TLS channel           *
2806 *************************************************/
2807
2808 /* This does not feed DKIM, so if the caller uses this for reading message body,
2809 then the caller must feed DKIM.
2810
2811 Arguments:
2812   ct_ctx    client context pointer, or NULL for the one global server context
2813   buff      buffer of data
2814   len       size of buffer
2815
2816 Returns:    the number of bytes read
2817             -1 after a failed read, including EOF
2818 */
2819
2820 int
2821 tls_read(void * ct_ctx, uschar *buff, size_t len)
2822 {
2823 exim_gnutls_state_st * state = ct_ctx ? ct_ctx : &state_server;
2824 ssize_t inbytes;
2825
2826 if (len > INT_MAX)
2827   len = INT_MAX;
2828
2829 if (state->xfer_buffer_lwm < state->xfer_buffer_hwm)
2830   DEBUG(D_tls)
2831     debug_printf("*** PROBABLY A BUG *** " \
2832         "tls_read() called with data in the tls_getc() buffer, %d ignored\n",
2833         state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm);
2834
2835 DEBUG(D_tls)
2836   debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2837       state->session, buff, len);
2838
2839 do
2840   inbytes = gnutls_record_recv(state->session, buff, len);
2841 while (inbytes == GNUTLS_E_AGAIN);
2842
2843 if (inbytes > 0) return inbytes;
2844 if (inbytes == 0)
2845   {
2846   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2847   }
2848 else
2849   {
2850   DEBUG(D_tls) debug_printf("%s: err from gnutls_record_recv\n", __FUNCTION__);
2851   record_io_error(state, (int)inbytes, US"recv", NULL);
2852   }
2853
2854 return -1;
2855 }
2856
2857
2858
2859
2860 /*************************************************
2861 *         Write bytes down TLS channel           *
2862 *************************************************/
2863
2864 /*
2865 Arguments:
2866   ct_ctx    client context pointer, or NULL for the one global server context
2867   buff      buffer of data
2868   len       number of bytes
2869   more      more data expected soon
2870
2871 Returns:    the number of bytes after a successful write,
2872             -1 after a failed write
2873 */
2874
2875 int
2876 tls_write(void * ct_ctx, const uschar * buff, size_t len, BOOL more)
2877 {
2878 ssize_t outbytes;
2879 size_t left = len;
2880 exim_gnutls_state_st * state = ct_ctx ? ct_ctx : &state_server;
2881 #ifdef SUPPORT_CORK
2882 static BOOL corked = FALSE;
2883
2884 if (more && !corked) gnutls_record_cork(state->session);
2885 #endif
2886
2887 DEBUG(D_tls) debug_printf("%s(%p, " SIZE_T_FMT "%s)\n", __FUNCTION__,
2888   buff, left, more ? ", more" : "");
2889
2890 while (left > 0)
2891   {
2892   DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_record_send(SSL, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2893       buff, left);
2894
2895   do
2896     outbytes = gnutls_record_send(state->session, buff, left);
2897   while (outbytes == GNUTLS_E_AGAIN);
2898
2899   DEBUG(D_tls) debug_printf("outbytes=" SSIZE_T_FMT "\n", outbytes);
2900   if (outbytes < 0)
2901     {
2902     DEBUG(D_tls) debug_printf("%s: gnutls_record_send err\n", __FUNCTION__);
2903     record_io_error(state, outbytes, US"send", NULL);
2904     return -1;
2905     }
2906   if (outbytes == 0)
2907     {
2908     record_io_error(state, 0, US"send", US"TLS channel closed on write");
2909     return -1;
2910     }
2911
2912   left -= outbytes;
2913   buff += outbytes;
2914   }
2915
2916 if (len > INT_MAX)
2917   {
2918   DEBUG(D_tls)
2919     debug_printf("Whoops!  Wrote more bytes (" SIZE_T_FMT ") than INT_MAX\n",
2920         len);
2921   len = INT_MAX;
2922   }
2923
2924 #ifdef SUPPORT_CORK
2925 if (more != corked)
2926   {
2927   if (!more) (void) gnutls_record_uncork(state->session, 0);
2928   corked = more;
2929   }
2930 #endif
2931
2932 return (int) len;
2933 }
2934
2935
2936
2937
2938 /*************************************************
2939 *            Random number generation            *
2940 *************************************************/
2941
2942 /* Pseudo-random number generation.  The result is not expected to be
2943 cryptographically strong but not so weak that someone will shoot themselves
2944 in the foot using it as a nonce in input in some email header scheme or
2945 whatever weirdness they'll twist this into.  The result should handle fork()
2946 and avoid repeating sequences.  OpenSSL handles that for us.
2947
2948 Arguments:
2949   max       range maximum
2950 Returns     a random number in range [0, max-1]
2951 */
2952
2953 #ifdef HAVE_GNUTLS_RND
2954 int
2955 vaguely_random_number(int max)
2956 {
2957 unsigned int r;
2958 int i, needed_len;
2959 uschar smallbuf[sizeof(r)];
2960
2961 if (max <= 1)
2962   return 0;
2963
2964 needed_len = sizeof(r);
2965 /* Don't take 8 times more entropy than needed if int is 8 octets and we were
2966 asked for a number less than 10. */
2967
2968 for (r = max, i = 0; r; ++i)
2969   r >>= 1;
2970 i = (i + 7) / 8;
2971 if (i < needed_len)
2972   needed_len = i;
2973
2974 i = gnutls_rnd(GNUTLS_RND_NONCE, smallbuf, needed_len);
2975 if (i < 0)
2976   {
2977   DEBUG(D_all) debug_printf("gnutls_rnd() failed, using fallback.\n");
2978   return vaguely_random_number_fallback(max);
2979   }
2980 r = 0;
2981 for (uschar * p = smallbuf; needed_len; --needed_len, ++p)
2982   r = r * 256 + *p;
2983
2984 /* We don't particularly care about weighted results; if someone wants
2985  * smooth distribution and cares enough then they should submit a patch then. */
2986 return r % max;
2987 }
2988 #else /* HAVE_GNUTLS_RND */
2989 int
2990 vaguely_random_number(int max)
2991 {
2992   return vaguely_random_number_fallback(max);
2993 }
2994 #endif /* HAVE_GNUTLS_RND */
2995
2996
2997
2998
2999 /*************************************************
3000 *  Let tls_require_ciphers be checked at startup *
3001 *************************************************/
3002
3003 /* The tls_require_ciphers option, if set, must be something which the
3004 library can parse.
3005
3006 Returns:     NULL on success, or error message
3007 */
3008
3009 uschar *
3010 tls_validate_require_cipher(void)
3011 {
3012 int rc;
3013 uschar *expciphers = NULL;
3014 gnutls_priority_t priority_cache;
3015 const char *errpos;
3016 uschar * dummy_errstr;
3017
3018 #define validate_check_rc(Label) do { \
3019   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) { if (exim_gnutls_base_init_done) gnutls_global_deinit(); \
3020   return string_sprintf("%s failed: %s", (Label), gnutls_strerror(rc)); } } while (0)
3021 #define return_deinit(Label) do { gnutls_global_deinit(); return (Label); } while (0)
3022
3023 if (exim_gnutls_base_init_done)
3024   log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
3025       "already initialised GnuTLS, Exim developer bug");
3026
3027 #ifdef HAVE_GNUTLS_PKCS11
3028 if (!gnutls_allow_auto_pkcs11)
3029   {
3030   rc = gnutls_pkcs11_init(GNUTLS_PKCS11_FLAG_MANUAL, NULL);
3031   validate_check_rc(US"gnutls_pkcs11_init");
3032   }
3033 #endif
3034 rc = gnutls_global_init();
3035 validate_check_rc(US"gnutls_global_init()");
3036 exim_gnutls_base_init_done = TRUE;
3037
3038 if (!(tls_require_ciphers && *tls_require_ciphers))
3039   return_deinit(NULL);
3040
3041 if (!expand_check(tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers,
3042                   &dummy_errstr))
3043   return_deinit(US"failed to expand tls_require_ciphers");
3044
3045 if (!(expciphers && *expciphers))
3046   return_deinit(NULL);
3047
3048 DEBUG(D_tls)
3049   debug_printf("tls_require_ciphers expands to \"%s\"\n", expciphers);
3050
3051 rc = gnutls_priority_init(&priority_cache, CS expciphers, &errpos);
3052 validate_check_rc(string_sprintf(
3053       "gnutls_priority_init(%s) failed at offset %ld, \"%.8s..\"",
3054       expciphers, errpos - CS expciphers, errpos));
3055
3056 #undef return_deinit
3057 #undef validate_check_rc
3058 gnutls_global_deinit();
3059
3060 return NULL;
3061 }
3062
3063
3064
3065
3066 /*************************************************
3067 *         Report the library versions.           *
3068 *************************************************/
3069
3070 /* See a description in tls-openssl.c for an explanation of why this exists.
3071
3072 Arguments:   a FILE* to print the results to
3073 Returns:     nothing
3074 */
3075
3076 void
3077 tls_version_report(FILE *f)
3078 {
3079 fprintf(f, "Library version: GnuTLS: Compile: %s\n"
3080            "                         Runtime: %s\n",
3081            LIBGNUTLS_VERSION,
3082            gnutls_check_version(NULL));
3083 }
3084
3085 /* vi: aw ai sw=2
3086 */
3087 /* End of tls-gnu.c */