GnuTLS: debug output for how to get TLS 1.3 keying
[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 = gnutls_kx_get(state->session);
1520
1521 old_pool = store_pool;
1522   {
1523   store_pool = POOL_PERM;
1524   state->ciphersuite = string_sprintf("%s:%s:%d",
1525       gnutls_protocol_get_name(protocol),
1526       gnutls_cipher_suite_get_name(kx, cipher, mac),
1527       (int) gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8);
1528
1529   /* I don't see a way that spaces could occur, in the current GnuTLS
1530   code base, but it was a concern in the old code and perhaps older GnuTLS
1531   releases did return "TLS 1.0"; play it safe, just in case. */
1532
1533   for (uschar * p = state->ciphersuite; *p; p++) if (isspace(*p)) *p = '-';
1534   state->tlsp->cipher = state->ciphersuite;
1535
1536   state->tlsp->cipher_stdname = cipher_stdname_kcm(kx, cipher, mac);
1537   }
1538 store_pool = old_pool;
1539
1540 /* tls_peerdn */
1541 cert_list = gnutls_certificate_get_peers(state->session, &cert_list_size);
1542
1543 if (!cert_list || cert_list_size == 0)
1544   {
1545   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: no certificate from peer (%p & %d)\n",
1546       cert_list, cert_list_size);
1547   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1548     return tls_error(US"certificate verification failed",
1549         US"no certificate received from peer", state->host, errstr);
1550   return OK;
1551   }
1552
1553 if ((ct = gnutls_certificate_type_get(state->session)) != GNUTLS_CRT_X509)
1554   {
1555   const uschar * ctn = US gnutls_certificate_type_get_name(ct);
1556   DEBUG(D_tls)
1557     debug_printf("TLS: peer cert not X.509 but instead \"%s\"\n", ctn);
1558   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1559     return tls_error(US"certificate verification not possible, unhandled type",
1560         ctn, state->host, errstr);
1561   return OK;
1562   }
1563
1564 #define exim_gnutls_peer_err(Label) \
1565   do { \
1566     if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
1567       { \
1568       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: %s: %s\n", \
1569         (Label), gnutls_strerror(rc)); \
1570       if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED) \
1571         return tls_error_gnu((Label), rc, state->host, errstr); \
1572       return OK; \
1573       } \
1574     } while (0)
1575
1576 rc = import_cert(&cert_list[0], &crt);
1577 exim_gnutls_peer_err(US"cert 0");
1578
1579 state->tlsp->peercert = state->peercert = crt;
1580
1581 sz = 0;
1582 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, NULL, &sz);
1583 if (rc != GNUTLS_E_SHORT_MEMORY_BUFFER)
1584   {
1585   exim_gnutls_peer_err(US"getting size for cert DN failed");
1586   return FAIL; /* should not happen */
1587   }
1588 dn_buf = store_get_perm(sz);
1589 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, CS dn_buf, &sz);
1590 exim_gnutls_peer_err(US"failed to extract certificate DN [gnutls_x509_crt_get_dn(cert 0)]");
1591
1592 state->peerdn = dn_buf;
1593
1594 return OK;
1595 #undef exim_gnutls_peer_err
1596 }
1597
1598
1599
1600
1601 /*************************************************
1602 *            Verify peer certificate             *
1603 *************************************************/
1604
1605 /* Called from both server and client code.
1606 *Should* be using a callback registered with
1607 gnutls_certificate_set_verify_function() to fail the handshake if we dislike
1608 the peer information, but that's too new for some OSes.
1609
1610 Arguments:
1611   state         exim_gnutls_state_st *
1612   errstr        where to put an error message
1613
1614 Returns:
1615   FALSE     if the session should be rejected
1616   TRUE      if the cert is okay or we just don't care
1617 */
1618
1619 static BOOL
1620 verify_certificate(exim_gnutls_state_st * state, uschar ** errstr)
1621 {
1622 int rc;
1623 uint verify;
1624
1625 if (state->verify_requirement == VERIFY_NONE)
1626   return TRUE;
1627
1628 DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: checking peer certificate\n");
1629 *errstr = NULL;
1630
1631 if ((rc = peer_status(state, errstr)) != OK || !state->peerdn)
1632   {
1633   verify = GNUTLS_CERT_INVALID;
1634   *errstr = US"certificate not supplied";
1635   }
1636 else
1637
1638   {
1639 #ifdef SUPPORT_DANE
1640   if (state->verify_requirement == VERIFY_DANE && state->host)
1641     {
1642     /* Using dane_verify_session_crt() would be easy, as it does it all for us
1643     including talking to a DNS resolver.  But we want to do that bit ourselves
1644     as the testsuite intercepts and fakes its own DNS environment. */
1645
1646     dane_state_t s;
1647     dane_query_t r;
1648     uint lsize;
1649     const gnutls_datum_t * certlist =
1650       gnutls_certificate_get_peers(state->session, &lsize);
1651     int usage = tls_out.tlsa_usage;
1652
1653 # ifdef GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
1654     /* Split the TLSA records into two sets, TA and EE selectors.  Run the
1655     dane-verification separately so that we know which selector verified;
1656     then we know whether to do name-verification (needed for TA but not EE). */
1657
1658     if (usage == ((1<<DANESSL_USAGE_DANE_TA) | (1<<DANESSL_USAGE_DANE_EE)))
1659       {                                         /* a mixed-usage bundle */
1660       int i, j, nrec;
1661       const char ** dd;
1662       int * ddl;
1663
1664       for(nrec = 0; state->dane_data_len[nrec]; ) nrec++;
1665       nrec++;
1666
1667       dd = store_get(nrec * sizeof(uschar *));
1668       ddl = store_get(nrec * sizeof(int));
1669       nrec--;
1670
1671       if ((rc = dane_state_init(&s, 0)))
1672         goto tlsa_prob;
1673
1674       for (usage = DANESSL_USAGE_DANE_EE;
1675            usage >= DANESSL_USAGE_DANE_TA; usage--)
1676         {                               /* take records with this usage */
1677         for (j = i = 0; i < nrec; i++)
1678           if (state->dane_data[i][0] == usage)
1679             {
1680             dd[j] = state->dane_data[i];
1681             ddl[j++] = state->dane_data_len[i];
1682             }
1683         if (j)
1684           {
1685           dd[j] = NULL;
1686           ddl[j] = 0;
1687
1688           if ((rc = dane_raw_tlsa(s, &r, (char * const *)dd, ddl, 1, 0)))
1689             goto tlsa_prob;
1690
1691           if ((rc = dane_verify_crt_raw(s, certlist, lsize,
1692                             gnutls_certificate_type_get(state->session),
1693                             r, 0,
1694                             usage == DANESSL_USAGE_DANE_EE
1695                             ? DANE_VFLAG_ONLY_CHECK_EE_USAGE : 0,
1696                             &verify)))
1697             {
1698             DEBUG(D_tls)
1699               debug_printf("TLSA record problem: %s\n", dane_strerror(rc));
1700             }
1701           else if (verify == 0) /* verification passed */
1702             {
1703             usage = 1 << usage;
1704             break;
1705             }
1706           }
1707         }
1708
1709         if (rc) goto tlsa_prob;
1710       }
1711     else
1712 # endif
1713       {
1714       if (  (rc = dane_state_init(&s, 0))
1715          || (rc = dane_raw_tlsa(s, &r, state->dane_data, state->dane_data_len,
1716                         1, 0))
1717          || (rc = dane_verify_crt_raw(s, certlist, lsize,
1718                         gnutls_certificate_type_get(state->session),
1719                         r, 0,
1720 # ifdef GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
1721                         usage == (1 << DANESSL_USAGE_DANE_EE)
1722                         ? DANE_VFLAG_ONLY_CHECK_EE_USAGE : 0,
1723 # else
1724                         0,
1725 # endif
1726                         &verify))
1727          )
1728         goto tlsa_prob;
1729       }
1730
1731     if (verify != 0)            /* verification failed */
1732       {
1733       gnutls_datum_t str;
1734       (void) dane_verification_status_print(verify, &str, 0);
1735       *errstr = US str.data;    /* don't bother to free */
1736       goto badcert;
1737       }
1738
1739 # ifdef GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
1740     /* If a TA-mode TLSA record was used for verification we must additionally
1741     verify the cert name (but not the CA chain).  For EE-mode, skip it. */
1742
1743     if (usage & (1 << DANESSL_USAGE_DANE_EE))
1744 # endif
1745       {
1746       state->peer_dane_verified = state->peer_cert_verified = TRUE;
1747       goto goodcert;
1748       }
1749 # ifdef GNUTLS_BROKEN_DANE_VALIDATION
1750     /* Assume that the name on the A-record is the one that should be matching
1751     the cert.  An alternate view is that the domain part of the email address
1752     is also permissible. */
1753
1754     if (gnutls_x509_crt_check_hostname(state->tlsp->peercert,
1755           CS state->host->name))
1756       {
1757       state->peer_dane_verified = state->peer_cert_verified = TRUE;
1758       goto goodcert;
1759       }
1760 # endif
1761     }
1762 #endif  /*SUPPORT_DANE*/
1763
1764   rc = gnutls_certificate_verify_peers2(state->session, &verify);
1765   }
1766
1767 /* Handle the result of verification. INVALID is set if any others are. */
1768
1769 if (rc < 0 || verify & (GNUTLS_CERT_INVALID|GNUTLS_CERT_REVOKED))
1770   {
1771   state->peer_cert_verified = FALSE;
1772   if (!*errstr)
1773     {
1774 #ifdef GNUTLS_CERT_VFY_STATUS_PRINT
1775     DEBUG(D_tls)
1776       {
1777       gnutls_datum_t txt;
1778
1779       if (gnutls_certificate_verification_status_print(verify,
1780             gnutls_certificate_type_get(state->session), &txt, 0)
1781           == GNUTLS_E_SUCCESS)
1782         {
1783         debug_printf("%s\n", txt.data);
1784         gnutls_free(txt.data);
1785         }
1786       }
1787 #endif
1788     *errstr = verify & GNUTLS_CERT_REVOKED
1789       ? US"certificate revoked" : US"certificate invalid";
1790     }
1791
1792   DEBUG(D_tls)
1793     debug_printf("TLS certificate verification failed (%s): peerdn=\"%s\"\n",
1794         *errstr, state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1795
1796   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1797     goto badcert;
1798   DEBUG(D_tls)
1799     debug_printf("TLS verify failure overridden (host in tls_try_verify_hosts)\n");
1800   }
1801
1802 else
1803   {
1804   /* Client side, check the server's certificate name versus the name on the
1805   A-record for the connection we made.  What to do for server side - what name
1806   to use for client?  We document that there is no such checking for server
1807   side. */
1808
1809   if (  state->exp_tls_verify_cert_hostnames
1810      && !gnutls_x509_crt_check_hostname(state->tlsp->peercert,
1811                 CS state->exp_tls_verify_cert_hostnames)
1812      )
1813     {
1814     DEBUG(D_tls)
1815       debug_printf("TLS certificate verification failed: cert name mismatch\n");
1816     if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1817       goto badcert;
1818     return TRUE;
1819     }
1820
1821   state->peer_cert_verified = TRUE;
1822   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS certificate verified: peerdn=\"%s\"\n",
1823       state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1824   }
1825
1826 goodcert:
1827   state->tlsp->peerdn = state->peerdn;
1828   return TRUE;
1829
1830 #ifdef SUPPORT_DANE
1831 tlsa_prob:
1832   *errstr = string_sprintf("TLSA record problem: %s",
1833     rc == DANE_E_REQUESTED_DATA_NOT_AVAILABLE ? "none usable" : dane_strerror(rc));
1834 #endif
1835
1836 badcert:
1837   gnutls_alert_send(state->session, GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_BAD_CERTIFICATE);
1838   return FALSE;
1839 }
1840
1841
1842
1843
1844 /* ------------------------------------------------------------------------ */
1845 /* Callbacks */
1846
1847 /* Logging function which can be registered with
1848  *   gnutls_global_set_log_function()
1849  *   gnutls_global_set_log_level() 0..9
1850  */
1851 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
1852 static void
1853 exim_gnutls_logger_cb(int level, const char *message)
1854 {
1855   size_t len = strlen(message);
1856   if (len < 1)
1857     {
1858     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d> empty debug message\n", level);
1859     return;
1860     }
1861   DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d>: %s%s", level, message,
1862       message[len-1] == '\n' ? "" : "\n");
1863 }
1864 #endif
1865
1866
1867 /* Called after client hello, should handle SNI work.
1868 This will always set tls_sni (state->received_sni) if available,
1869 and may trigger presenting different certificates,
1870 if state->trigger_sni_changes is TRUE.
1871
1872 Should be registered with
1873   gnutls_handshake_set_post_client_hello_function()
1874
1875 "This callback must return 0 on success or a gnutls error code to terminate the
1876 handshake.".
1877
1878 For inability to get SNI information, we return 0.
1879 We only return non-zero if re-setup failed.
1880 Only used for server-side TLS.
1881 */
1882
1883 static int
1884 exim_sni_handling_cb(gnutls_session_t session)
1885 {
1886 char sni_name[MAX_HOST_LEN];
1887 size_t data_len = MAX_HOST_LEN;
1888 exim_gnutls_state_st *state = &state_server;
1889 unsigned int sni_type;
1890 int rc, old_pool;
1891 uschar * dummy_errstr;
1892
1893 rc = gnutls_server_name_get(session, sni_name, &data_len, &sni_type, 0);
1894 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1895   {
1896   DEBUG(D_tls) {
1897     if (rc == GNUTLS_E_REQUESTED_DATA_NOT_AVAILABLE)
1898       debug_printf("TLS: no SNI presented in handshake.\n");
1899     else
1900       debug_printf("TLS failure: gnutls_server_name_get(): %s [%d]\n",
1901         gnutls_strerror(rc), rc);
1902     }
1903   return 0;
1904   }
1905
1906 if (sni_type != GNUTLS_NAME_DNS)
1907   {
1908   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: ignoring SNI of unhandled type %u\n", sni_type);
1909   return 0;
1910   }
1911
1912 /* We now have a UTF-8 string in sni_name */
1913 old_pool = store_pool;
1914 store_pool = POOL_PERM;
1915 state->received_sni = string_copyn(US sni_name, data_len);
1916 store_pool = old_pool;
1917
1918 /* We set this one now so that variable expansions below will work */
1919 state->tlsp->sni = state->received_sni;
1920
1921 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS SNI \"%s\"%s\n", sni_name,
1922     state->trigger_sni_changes ? "" : " (unused for certificate selection)");
1923
1924 if (!state->trigger_sni_changes)
1925   return 0;
1926
1927 if ((rc = tls_expand_session_files(state, &dummy_errstr)) != OK)
1928   {
1929   /* If the setup of certs/etc failed before handshake, TLS would not have
1930   been offered.  The best we can do now is abort. */
1931   return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1932   }
1933
1934 rc = tls_set_remaining_x509(state, &dummy_errstr);
1935 if (rc != OK) return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1936
1937 return 0;
1938 }
1939
1940
1941
1942 #ifndef DISABLE_OCSP
1943
1944 static int
1945 server_ocsp_stapling_cb(gnutls_session_t session, void * ptr,
1946   gnutls_datum_t * ocsp_response)
1947 {
1948 int ret;
1949 DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP stapling callback: %s\n", US ptr);
1950
1951 if ((ret = gnutls_load_file(ptr, ocsp_response)) < 0)
1952   {
1953   DEBUG(D_tls) debug_printf("Failed to load ocsp stapling file %s\n",
1954                               CS ptr);
1955   tls_in.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
1956   return GNUTLS_E_NO_CERTIFICATE_STATUS;
1957   }
1958
1959 tls_in.ocsp = OCSP_VFY_NOT_TRIED;
1960 return 0;
1961 }
1962
1963 #endif
1964
1965
1966 #ifndef DISABLE_EVENT
1967 /*
1968 We use this callback to get observability and detail-level control
1969 for an exim TLS connection (either direction), raising a tls:cert event
1970 for each cert in the chain presented by the peer.  Any event
1971 can deny verification.
1972
1973 Return 0 for the handshake to continue or non-zero to terminate.
1974 */
1975
1976 static int
1977 verify_cb(gnutls_session_t session)
1978 {
1979 const gnutls_datum_t * cert_list;
1980 unsigned int cert_list_size = 0;
1981 gnutls_x509_crt_t crt;
1982 int rc;
1983 uschar * yield;
1984 exim_gnutls_state_st * state = gnutls_session_get_ptr(session);
1985
1986 if ((cert_list = gnutls_certificate_get_peers(session, &cert_list_size)))
1987   while (cert_list_size--)
1988   {
1989   if ((rc = import_cert(&cert_list[cert_list_size], &crt)) != GNUTLS_E_SUCCESS)
1990     {
1991     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: depth %d: %s\n",
1992       cert_list_size, gnutls_strerror(rc));
1993     break;
1994     }
1995
1996   state->tlsp->peercert = crt;
1997   if ((yield = event_raise(state->event_action,
1998               US"tls:cert", string_sprintf("%d", cert_list_size))))
1999     {
2000     log_write(0, LOG_MAIN,
2001               "SSL verify denied by event-action: depth=%d: %s",
2002               cert_list_size, yield);
2003     return 1;                     /* reject */
2004     }
2005   state->tlsp->peercert = NULL;
2006   }
2007
2008 return 0;
2009 }
2010
2011 #endif
2012
2013
2014 static gstring *
2015 ddump(gnutls_datum_t * d)
2016 {
2017 gstring * g = string_get((d->size+1) * 2);
2018 uschar * s = d->data;
2019 for (unsigned i = d->size; i > 0; i--, s++)
2020   {
2021   g = string_catn(g, US "0123456789abcdef" + (*s >> 4), 1);
2022   g = string_catn(g, US "0123456789abcdef" + (*s & 0xf), 1);
2023   }
2024 return g;
2025 }
2026
2027 static void
2028 post_handshake_debug(exim_gnutls_state_st * state)
2029 {
2030 debug_printf("gnutls_handshake was successful\n");
2031 #ifdef SUPPORT_GNUTLS_SESS_DESC
2032 debug_printf("%s\n", gnutls_session_get_desc(state->session));
2033 #endif
2034 #ifdef SUPPORT_GNUTLS_KEYLOG
2035 if (gnutls_protocol_get_version(state->session) < GNUTLS_TLS1_3)
2036   {
2037   gnutls_datum_t c, s;
2038   gstring * gc, * gs;
2039   /* we only want the client random and the master secret */
2040   gnutls_session_get_random(state->session, &c, &s);
2041   gnutls_session_get_master_secret(state->session, &s);
2042   gc = ddump(&c);
2043   gs = ddump(&s);
2044   debug_printf("CLIENT_RANDOM %.*s %.*s\n", (int)gc->ptr, gc->s, (int)gs->ptr, gs->s);
2045   }
2046 else
2047   debug_printf("To get keying info for TLS1.3 is hard:\n"
2048     " set environment variable SSLKEYLOGFILE to a filename writable by uid exim\n"
2049     " add SSLKEYLOGFILE to keep_environment in the exim config\n"
2050     " run exim as root\n"
2051     " if using sudo, add SSLKEYLOGFILE to env_keep in /etc/sudoers\n");
2052 #endif
2053 }
2054
2055 /* ------------------------------------------------------------------------ */
2056 /* Exported functions */
2057
2058
2059
2060
2061 /*************************************************
2062 *       Start a TLS session in a server          *
2063 *************************************************/
2064
2065 /* This is called when Exim is running as a server, after having received
2066 the STARTTLS command. It must respond to that command, and then negotiate
2067 a TLS session.
2068
2069 Arguments:
2070   require_ciphers  list of allowed ciphers or NULL
2071   errstr           pointer to error string
2072
2073 Returns:           OK on success
2074                    DEFER for errors before the start of the negotiation
2075                    FAIL for errors during the negotiation; the server can't
2076                      continue running.
2077 */
2078
2079 int
2080 tls_server_start(const uschar * require_ciphers, uschar ** errstr)
2081 {
2082 int rc;
2083 exim_gnutls_state_st * state = NULL;
2084
2085 /* Check for previous activation */
2086 if (tls_in.active.sock >= 0)
2087   {
2088   tls_error(US"STARTTLS received after TLS started", US "", NULL, errstr);
2089   smtp_printf("554 Already in TLS\r\n", FALSE);
2090   return FAIL;
2091   }
2092
2093 /* Initialize the library. If it fails, it will already have logged the error
2094 and sent an SMTP response. */
2095
2096 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a server\n");
2097
2098 if ((rc = tls_init(NULL, tls_certificate, tls_privatekey,
2099     NULL, tls_verify_certificates, tls_crl,
2100     require_ciphers, &state, &tls_in, errstr)) != OK) return rc;
2101
2102 /* If this is a host for which certificate verification is mandatory or
2103 optional, set up appropriately. */
2104
2105 if (verify_check_host(&tls_verify_hosts) == OK)
2106   {
2107   DEBUG(D_tls)
2108     debug_printf("TLS: a client certificate will be required.\n");
2109   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
2110   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
2111   }
2112 else if (verify_check_host(&tls_try_verify_hosts) == OK)
2113   {
2114   DEBUG(D_tls)
2115     debug_printf("TLS: a client certificate will be requested but not required.\n");
2116   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
2117   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
2118   }
2119 else
2120   {
2121   DEBUG(D_tls)
2122     debug_printf("TLS: a client certificate will not be requested.\n");
2123   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
2124   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
2125   }
2126
2127 #ifndef DISABLE_EVENT
2128 if (event_action)
2129   {
2130   state->event_action = event_action;
2131   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
2132   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
2133   }
2134 #endif
2135
2136 /* Register SNI handling; always, even if not in tls_certificate, so that the
2137 expansion variable $tls_sni is always available. */
2138
2139 gnutls_handshake_set_post_client_hello_function(state->session,
2140     exim_sni_handling_cb);
2141
2142 /* Set context and tell client to go ahead, except in the case of TLS startup
2143 on connection, where outputting anything now upsets the clients and tends to
2144 make them disconnect. We need to have an explicit fflush() here, to force out
2145 the response. Other smtp_printf() calls do not need it, because in non-TLS
2146 mode, the fflush() happens when smtp_getc() is called. */
2147
2148 if (!state->tlsp->on_connect)
2149   {
2150   smtp_printf("220 TLS go ahead\r\n", FALSE);
2151   fflush(smtp_out);
2152   }
2153
2154 /* Now negotiate the TLS session. We put our own timer on it, since it seems
2155 that the GnuTLS library doesn't.
2156 From 3.1.0 there is gnutls_handshake_set_timeout() - but it requires you
2157 to set (and clear down afterwards) up a pull-timeout callback function that does
2158 a select, so we're no better off unless avoiding signals becomes an issue. */
2159
2160 gnutls_transport_set_ptr2(state->session,
2161     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_in),
2162     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_out));
2163 state->fd_in = fileno(smtp_in);
2164 state->fd_out = fileno(smtp_out);
2165
2166 sigalrm_seen = FALSE;
2167 if (smtp_receive_timeout > 0) ALARM(smtp_receive_timeout);
2168 do
2169   rc = gnutls_handshake(state->session);
2170 while (rc == GNUTLS_E_AGAIN ||  rc == GNUTLS_E_INTERRUPTED && !sigalrm_seen);
2171 ALARM_CLR(0);
2172
2173 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
2174   {
2175   /* It seems that, except in the case of a timeout, we have to close the
2176   connection right here; otherwise if the other end is running OpenSSL it hangs
2177   until the server times out. */
2178
2179   if (sigalrm_seen)
2180     {
2181     tls_error(US"gnutls_handshake", US"timed out", NULL, errstr);
2182     gnutls_db_remove_session(state->session);
2183     }
2184   else
2185     {
2186     tls_error_gnu(US"gnutls_handshake", rc, NULL, errstr);
2187     (void) gnutls_alert_send_appropriate(state->session, rc);
2188     gnutls_deinit(state->session);
2189     gnutls_certificate_free_credentials(state->x509_cred);
2190     millisleep(500);
2191     shutdown(state->fd_out, SHUT_WR);
2192     for (int i = 1024; fgetc(smtp_in) != EOF && i > 0; ) i--;   /* drain skt */
2193     (void)fclose(smtp_out);
2194     (void)fclose(smtp_in);
2195     smtp_out = smtp_in = NULL;
2196     }
2197
2198   return FAIL;
2199   }
2200
2201 DEBUG(D_tls) post_handshake_debug(state);
2202
2203 /* Verify after the fact */
2204
2205 if (!verify_certificate(state, errstr))
2206   {
2207   if (state->verify_requirement != VERIFY_OPTIONAL)
2208     {
2209     (void) tls_error(US"certificate verification failed", *errstr, NULL, errstr);
2210     return FAIL;
2211     }
2212   DEBUG(D_tls)
2213     debug_printf("TLS: continuing on only because verification was optional, after: %s\n",
2214         *errstr);
2215   }
2216
2217 /* Figure out peer DN, and if authenticated, etc. */
2218
2219 if ((rc = peer_status(state, NULL)) != OK) return rc;
2220
2221 /* Sets various Exim expansion variables; always safe within server */
2222
2223 extract_exim_vars_from_tls_state(state);
2224
2225 /* TLS has been set up. Adjust the input functions to read via TLS,
2226 and initialize appropriately. */
2227
2228 state->xfer_buffer = store_malloc(ssl_xfer_buffer_size);
2229
2230 receive_getc = tls_getc;
2231 receive_getbuf = tls_getbuf;
2232 receive_get_cache = tls_get_cache;
2233 receive_ungetc = tls_ungetc;
2234 receive_feof = tls_feof;
2235 receive_ferror = tls_ferror;
2236 receive_smtp_buffered = tls_smtp_buffered;
2237
2238 return OK;
2239 }
2240
2241
2242
2243
2244 static void
2245 tls_client_setup_hostname_checks(host_item * host, exim_gnutls_state_st * state,
2246   smtp_transport_options_block * ob)
2247 {
2248 if (verify_check_given_host(CUSS &ob->tls_verify_cert_hostnames, host) == OK)
2249   {
2250   state->exp_tls_verify_cert_hostnames =
2251 #ifdef SUPPORT_I18N
2252     string_domain_utf8_to_alabel(host->name, NULL);
2253 #else
2254     host->name;
2255 #endif
2256   DEBUG(D_tls)
2257     debug_printf("TLS: server cert verification includes hostname: \"%s\".\n",
2258                     state->exp_tls_verify_cert_hostnames);
2259   }
2260 }
2261
2262
2263
2264
2265 #ifdef SUPPORT_DANE
2266 /* Given our list of RRs from the TLSA lookup, build a lookup block in
2267 GnuTLS-DANE's preferred format.  Hang it on the state str for later
2268 use in DANE verification.
2269
2270 We point at the dnsa data not copy it, so it must remain valid until
2271 after verification is done.*/
2272
2273 static BOOL
2274 dane_tlsa_load(exim_gnutls_state_st * state, dns_answer * dnsa)
2275 {
2276 dns_scan dnss;
2277 int i;
2278 const char **   dane_data;
2279 int *           dane_data_len;
2280
2281 i = 1;
2282 for (dns_record * rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_ANSWERS); rr;
2283      rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_NEXT)
2284     ) if (rr->type == T_TLSA) i++;
2285
2286 dane_data = store_get(i * sizeof(uschar *));
2287 dane_data_len = store_get(i * sizeof(int));
2288
2289 i = 0;
2290 for (dns_record * rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_ANSWERS); rr;
2291      rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_NEXT)
2292     ) if (rr->type == T_TLSA && rr->size > 3)
2293   {
2294   const uschar * p = rr->data;
2295   uint8_t usage = p[0], sel = p[1], type = p[2];
2296
2297   DEBUG(D_tls)
2298     debug_printf("TLSA: %d %d %d size %d\n", usage, sel, type, rr->size);
2299
2300   if (  (usage != DANESSL_USAGE_DANE_TA && usage != DANESSL_USAGE_DANE_EE)
2301      || (sel != 0 && sel != 1)
2302      )
2303     continue;
2304   switch(type)
2305     {
2306     case 0:     /* Full: cannot check at present */
2307                 break;
2308     case 1:     if (rr->size != 3 + 256/8) continue;    /* sha2-256 */
2309                 break;
2310     case 2:     if (rr->size != 3 + 512/8) continue;    /* sha2-512 */
2311                 break;
2312     default:    continue;
2313     }
2314
2315   tls_out.tlsa_usage |= 1<<usage;
2316   dane_data[i] = CS p;
2317   dane_data_len[i++] = rr->size;
2318   }
2319
2320 if (!i) return FALSE;
2321
2322 dane_data[i] = NULL;
2323 dane_data_len[i] = 0;
2324
2325 state->dane_data = (char * const *)dane_data;
2326 state->dane_data_len = dane_data_len;
2327 return TRUE;
2328 }
2329 #endif
2330
2331
2332
2333 /*************************************************
2334 *    Start a TLS session in a client             *
2335 *************************************************/
2336
2337 /* Called from the smtp transport after STARTTLS has been accepted.
2338
2339 Arguments:
2340   cctx          connection context
2341   conn_args     connection details
2342   cookie        datum for randomness (not used)
2343   tlsp          record details of channel configuration here; must be non-NULL
2344   errstr        error string pointer
2345
2346 Returns:        TRUE for success with TLS session context set in smtp context,
2347                 FALSE on error
2348 */
2349
2350 BOOL
2351 tls_client_start(client_conn_ctx * cctx, smtp_connect_args * conn_args,
2352   void * cookie ARG_UNUSED,
2353   tls_support * tlsp, uschar ** errstr)
2354 {
2355 host_item * host = conn_args->host;          /* for msgs and option-tests */
2356 transport_instance * tb = conn_args->tblock; /* always smtp or NULL */
2357 smtp_transport_options_block * ob = tb
2358   ? (smtp_transport_options_block *)tb->options_block
2359   : &smtp_transport_option_defaults;
2360 int rc;
2361 exim_gnutls_state_st * state = NULL;
2362 uschar * cipher_list = NULL;
2363
2364 #ifndef DISABLE_OCSP
2365 BOOL require_ocsp =
2366   verify_check_given_host(CUSS &ob->hosts_require_ocsp, host) == OK;
2367 BOOL request_ocsp = require_ocsp ? TRUE
2368   : verify_check_given_host(CUSS &ob->hosts_request_ocsp, host) == OK;
2369 #endif
2370
2371 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a client on fd %d\n", cctx->sock);
2372
2373 #ifdef SUPPORT_DANE
2374 /* If dane is flagged, have either request or require dane for this host, and
2375 a TLSA record found.  Therefore, dane verify required.  Which implies cert must
2376 be requested and supplied, dane verify must pass, and cert verify irrelevant
2377 (incl.  hostnames), and (caller handled) require_tls */
2378
2379 if (conn_args->dane && ob->dane_require_tls_ciphers)
2380   {
2381   /* not using expand_check_tlsvar because not yet in state */
2382   if (!expand_check(ob->dane_require_tls_ciphers, US"dane_require_tls_ciphers",
2383       &cipher_list, errstr))
2384     return FALSE;
2385   cipher_list = cipher_list && *cipher_list
2386     ? ob->dane_require_tls_ciphers : ob->tls_require_ciphers;
2387   }
2388 #endif
2389
2390 if (!cipher_list)
2391   cipher_list = ob->tls_require_ciphers;
2392
2393 if (tls_init(host, ob->tls_certificate, ob->tls_privatekey,
2394     ob->tls_sni, ob->tls_verify_certificates, ob->tls_crl,
2395     cipher_list, &state, tlsp, errstr) != OK)
2396   return FALSE;
2397
2398   {
2399   int dh_min_bits = ob->tls_dh_min_bits;
2400   if (dh_min_bits < EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS)
2401     {
2402     DEBUG(D_tls)
2403       debug_printf("WARNING: tls_dh_min_bits far too low,"
2404                     " clamping %d up to %d\n",
2405           dh_min_bits, EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS);
2406     dh_min_bits = EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS;
2407     }
2408
2409   DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting D-H prime minimum"
2410                     " acceptable bits to %d\n",
2411       dh_min_bits);
2412   gnutls_dh_set_prime_bits(state->session, dh_min_bits);
2413   }
2414
2415 /* Stick to the old behaviour for compatibility if tls_verify_certificates is
2416 set but both tls_verify_hosts and tls_try_verify_hosts are unset. Check only
2417 the specified host patterns if one of them is defined */
2418
2419 #ifdef SUPPORT_DANE
2420 if (conn_args->dane && dane_tlsa_load(state, &conn_args->tlsa_dnsa))
2421   {
2422   DEBUG(D_tls)
2423     debug_printf("TLS: server certificate DANE required.\n");
2424   state->verify_requirement = VERIFY_DANE;
2425   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
2426   }
2427 else
2428 #endif
2429     if (  (  state->exp_tls_verify_certificates
2430           && !ob->tls_verify_hosts
2431           && (!ob->tls_try_verify_hosts || !*ob->tls_try_verify_hosts)
2432           )
2433         || verify_check_given_host(CUSS &ob->tls_verify_hosts, host) == OK
2434        )
2435   {
2436   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
2437   DEBUG(D_tls)
2438     debug_printf("TLS: server certificate verification required.\n");
2439   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
2440   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
2441   }
2442 else if (verify_check_given_host(CUSS &ob->tls_try_verify_hosts, host) == OK)
2443   {
2444   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
2445   DEBUG(D_tls)
2446     debug_printf("TLS: server certificate verification optional.\n");
2447   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
2448   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
2449   }
2450 else
2451   {
2452   DEBUG(D_tls)
2453     debug_printf("TLS: server certificate verification not required.\n");
2454   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
2455   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
2456   }
2457
2458 #ifndef DISABLE_OCSP
2459                         /* supported since GnuTLS 3.1.3 */
2460 if (request_ocsp)
2461   {
2462   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: will request OCSP stapling\n");
2463   if ((rc = gnutls_ocsp_status_request_enable_client(state->session,
2464                     NULL, 0, NULL)) != OK)
2465     {
2466     tls_error_gnu(US"cert-status-req", rc, state->host, errstr);
2467     return FALSE;
2468     }
2469   tlsp->ocsp = OCSP_NOT_RESP;
2470   }
2471 #endif
2472
2473 #ifndef DISABLE_EVENT
2474 if (tb && tb->event_action)
2475   {
2476   state->event_action = tb->event_action;
2477   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
2478   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
2479   }
2480 #endif
2481
2482 gnutls_transport_set_ptr(state->session, (gnutls_transport_ptr_t)(long) cctx->sock);
2483 state->fd_in = cctx->sock;
2484 state->fd_out = cctx->sock;
2485
2486 DEBUG(D_tls) debug_printf("about to gnutls_handshake\n");
2487 /* There doesn't seem to be a built-in timeout on connection. */
2488
2489 sigalrm_seen = FALSE;
2490 ALARM(ob->command_timeout);
2491 do
2492   rc = gnutls_handshake(state->session);
2493 while (rc == GNUTLS_E_AGAIN || rc == GNUTLS_E_INTERRUPTED && !sigalrm_seen);
2494 ALARM_CLR(0);
2495
2496 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
2497   {
2498   if (sigalrm_seen)
2499     {
2500     gnutls_alert_send(state->session, GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_USER_CANCELED);
2501     tls_error(US"gnutls_handshake", US"timed out", state->host, errstr);
2502     }
2503   else
2504     tls_error_gnu(US"gnutls_handshake", rc, state->host, errstr);
2505   return FALSE;
2506   }
2507
2508 DEBUG(D_tls) post_handshake_debug(state);
2509
2510 /* Verify late */
2511
2512 if (!verify_certificate(state, errstr))
2513   {
2514   tls_error(US"certificate verification failed", *errstr, state->host, errstr);
2515   return FALSE;
2516   }
2517
2518 #ifndef DISABLE_OCSP
2519 if (require_ocsp)
2520   {
2521   DEBUG(D_tls)
2522     {
2523     gnutls_datum_t stapling;
2524     gnutls_ocsp_resp_t resp;
2525     gnutls_datum_t printed;
2526     if (  (rc= gnutls_ocsp_status_request_get(state->session, &stapling)) == 0
2527        && (rc= gnutls_ocsp_resp_init(&resp)) == 0
2528        && (rc= gnutls_ocsp_resp_import(resp, &stapling)) == 0
2529        && (rc= gnutls_ocsp_resp_print(resp, GNUTLS_OCSP_PRINT_FULL, &printed)) == 0
2530        )
2531       {
2532       debug_printf("%.4096s", printed.data);
2533       gnutls_free(printed.data);
2534       }
2535     else
2536       (void) tls_error_gnu(US"ocsp decode", rc, state->host, errstr);
2537     }
2538
2539   if (gnutls_ocsp_status_request_is_checked(state->session, 0) == 0)
2540     {
2541     tlsp->ocsp = OCSP_FAILED;
2542     tls_error(US"certificate status check failed", NULL, state->host, errstr);
2543     return FALSE;
2544     }
2545   DEBUG(D_tls) debug_printf("Passed OCSP checking\n");
2546   tlsp->ocsp = OCSP_VFIED;
2547   }
2548 #endif
2549
2550 /* Figure out peer DN, and if authenticated, etc. */
2551
2552 if (peer_status(state, errstr) != OK)
2553   return FALSE;
2554
2555 /* Sets various Exim expansion variables; may need to adjust for ACL callouts */
2556
2557 extract_exim_vars_from_tls_state(state);
2558
2559 cctx->tls_ctx = state;
2560 return TRUE;
2561 }
2562
2563
2564
2565
2566 /*************************************************
2567 *         Close down a TLS session               *
2568 *************************************************/
2569
2570 /* This is also called from within a delivery subprocess forked from the
2571 daemon, to shut down the TLS library, without actually doing a shutdown (which
2572 would tamper with the TLS session in the parent process).
2573
2574 Arguments:
2575   ct_ctx        client context pointer, or NULL for the one global server context
2576   shutdown      1 if TLS close-alert is to be sent,
2577                 2 if also response to be waited for
2578
2579 Returns:     nothing
2580 */
2581
2582 void
2583 tls_close(void * ct_ctx, int shutdown)
2584 {
2585 exim_gnutls_state_st * state = ct_ctx ? ct_ctx : &state_server;
2586
2587 if (!state->tlsp || state->tlsp->active.sock < 0) return;  /* TLS was not active */
2588
2589 if (shutdown)
2590   {
2591   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_close(): shutting down TLS%s\n",
2592     shutdown > 1 ? " (with response-wait)" : "");
2593
2594   ALARM(2);
2595   gnutls_bye(state->session, shutdown > 1 ? GNUTLS_SHUT_RDWR : GNUTLS_SHUT_WR);
2596   ALARM_CLR(0);
2597   }
2598
2599 gnutls_deinit(state->session);
2600 gnutls_certificate_free_credentials(state->x509_cred);
2601
2602
2603 state->tlsp->active.sock = -1;
2604 state->tlsp->active.tls_ctx = NULL;
2605 if (state->xfer_buffer) store_free(state->xfer_buffer);
2606 memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
2607 }
2608
2609
2610
2611
2612 static BOOL
2613 tls_refill(unsigned lim)
2614 {
2615 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2616 ssize_t inbytes;
2617
2618 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, %u)\n",
2619   state->session, state->xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
2620
2621 sigalrm_seen = FALSE;
2622 if (smtp_receive_timeout > 0) ALARM(smtp_receive_timeout);
2623
2624 do
2625   inbytes = gnutls_record_recv(state->session, state->xfer_buffer,
2626     MIN(ssl_xfer_buffer_size, lim));
2627 while (inbytes == GNUTLS_E_AGAIN);
2628
2629 if (smtp_receive_timeout > 0) ALARM_CLR(0);
2630
2631 if (had_command_timeout)                /* set by signal handler */
2632   smtp_command_timeout_exit();          /* does not return */
2633 if (had_command_sigterm)
2634   smtp_command_sigterm_exit();
2635 if (had_data_timeout)
2636   smtp_data_timeout_exit();
2637 if (had_data_sigint)
2638   smtp_data_sigint_exit();
2639
2640 /* Timeouts do not get this far.  A zero-byte return appears to mean that the
2641 TLS session has been closed down, not that the socket itself has been closed
2642 down. Revert to non-TLS handling. */
2643
2644 if (sigalrm_seen)
2645   {
2646   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got tls read timeout\n");
2647   state->xfer_error = TRUE;
2648   return FALSE;
2649   }
2650
2651 else if (inbytes == 0)
2652   {
2653   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2654
2655   receive_getc = smtp_getc;
2656   receive_getbuf = smtp_getbuf;
2657   receive_get_cache = smtp_get_cache;
2658   receive_ungetc = smtp_ungetc;
2659   receive_feof = smtp_feof;
2660   receive_ferror = smtp_ferror;
2661   receive_smtp_buffered = smtp_buffered;
2662
2663   gnutls_deinit(state->session);
2664   gnutls_certificate_free_credentials(state->x509_cred);
2665
2666   state->session = NULL;
2667   state->tlsp->active.sock = -1;
2668   state->tlsp->active.tls_ctx = NULL;
2669   state->tlsp->bits = 0;
2670   state->tlsp->certificate_verified = FALSE;
2671   tls_channelbinding_b64 = NULL;
2672   state->tlsp->cipher = NULL;
2673   state->tlsp->peercert = NULL;
2674   state->tlsp->peerdn = NULL;
2675
2676   return FALSE;
2677   }
2678
2679 /* Handle genuine errors */
2680
2681 else if (inbytes < 0)
2682   {
2683   DEBUG(D_tls) debug_printf("%s: err from gnutls_record_recv\n", __FUNCTION__);
2684   record_io_error(state, (int) inbytes, US"recv", NULL);
2685   state->xfer_error = TRUE;
2686   return FALSE;
2687   }
2688 #ifndef DISABLE_DKIM
2689 dkim_exim_verify_feed(state->xfer_buffer, inbytes);
2690 #endif
2691 state->xfer_buffer_hwm = (int) inbytes;
2692 state->xfer_buffer_lwm = 0;
2693 return TRUE;
2694 }
2695
2696 /*************************************************
2697 *            TLS version of getc                 *
2698 *************************************************/
2699
2700 /* This gets the next byte from the TLS input buffer. If the buffer is empty,
2701 it refills the buffer via the GnuTLS reading function.
2702 Only used by the server-side TLS.
2703
2704 This feeds DKIM and should be used for all message-body reads.
2705
2706 Arguments:  lim         Maximum amount to read/buffer
2707 Returns:    the next character or EOF
2708 */
2709
2710 int
2711 tls_getc(unsigned lim)
2712 {
2713 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2714
2715 if (state->xfer_buffer_lwm >= state->xfer_buffer_hwm)
2716   if (!tls_refill(lim))
2717     return state->xfer_error ? EOF : smtp_getc(lim);
2718
2719 /* Something in the buffer; return next uschar */
2720
2721 return state->xfer_buffer[state->xfer_buffer_lwm++];
2722 }
2723
2724 uschar *
2725 tls_getbuf(unsigned * len)
2726 {
2727 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2728 unsigned size;
2729 uschar * buf;
2730
2731 if (state->xfer_buffer_lwm >= state->xfer_buffer_hwm)
2732   if (!tls_refill(*len))
2733     {
2734     if (!state->xfer_error) return smtp_getbuf(len);
2735     *len = 0;
2736     return NULL;
2737     }
2738
2739 if ((size = state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm) > *len)
2740   size = *len;
2741 buf = &state->xfer_buffer[state->xfer_buffer_lwm];
2742 state->xfer_buffer_lwm += size;
2743 *len = size;
2744 return buf;
2745 }
2746
2747
2748 void
2749 tls_get_cache()
2750 {
2751 #ifndef DISABLE_DKIM
2752 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2753 int n = state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm;
2754 if (n > 0)
2755   dkim_exim_verify_feed(state->xfer_buffer+state->xfer_buffer_lwm, n);
2756 #endif
2757 }
2758
2759
2760 BOOL
2761 tls_could_read(void)
2762 {
2763 return state_server.xfer_buffer_lwm < state_server.xfer_buffer_hwm
2764  || gnutls_record_check_pending(state_server.session) > 0;
2765 }
2766
2767
2768
2769
2770 /*************************************************
2771 *          Read bytes from TLS channel           *
2772 *************************************************/
2773
2774 /* This does not feed DKIM, so if the caller uses this for reading message body,
2775 then the caller must feed DKIM.
2776
2777 Arguments:
2778   ct_ctx    client context pointer, or NULL for the one global server context
2779   buff      buffer of data
2780   len       size of buffer
2781
2782 Returns:    the number of bytes read
2783             -1 after a failed read, including EOF
2784 */
2785
2786 int
2787 tls_read(void * ct_ctx, uschar *buff, size_t len)
2788 {
2789 exim_gnutls_state_st * state = ct_ctx ? ct_ctx : &state_server;
2790 ssize_t inbytes;
2791
2792 if (len > INT_MAX)
2793   len = INT_MAX;
2794
2795 if (state->xfer_buffer_lwm < state->xfer_buffer_hwm)
2796   DEBUG(D_tls)
2797     debug_printf("*** PROBABLY A BUG *** " \
2798         "tls_read() called with data in the tls_getc() buffer, %d ignored\n",
2799         state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm);
2800
2801 DEBUG(D_tls)
2802   debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2803       state->session, buff, len);
2804
2805 do
2806   inbytes = gnutls_record_recv(state->session, buff, len);
2807 while (inbytes == GNUTLS_E_AGAIN);
2808
2809 if (inbytes > 0) return inbytes;
2810 if (inbytes == 0)
2811   {
2812   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2813   }
2814 else
2815   {
2816   DEBUG(D_tls) debug_printf("%s: err from gnutls_record_recv\n", __FUNCTION__);
2817   record_io_error(state, (int)inbytes, US"recv", NULL);
2818   }
2819
2820 return -1;
2821 }
2822
2823
2824
2825
2826 /*************************************************
2827 *         Write bytes down TLS channel           *
2828 *************************************************/
2829
2830 /*
2831 Arguments:
2832   ct_ctx    client context pointer, or NULL for the one global server context
2833   buff      buffer of data
2834   len       number of bytes
2835   more      more data expected soon
2836
2837 Returns:    the number of bytes after a successful write,
2838             -1 after a failed write
2839 */
2840
2841 int
2842 tls_write(void * ct_ctx, const uschar * buff, size_t len, BOOL more)
2843 {
2844 ssize_t outbytes;
2845 size_t left = len;
2846 exim_gnutls_state_st * state = ct_ctx ? ct_ctx : &state_server;
2847 #ifdef SUPPORT_CORK
2848 static BOOL corked = FALSE;
2849
2850 if (more && !corked) gnutls_record_cork(state->session);
2851 #endif
2852
2853 DEBUG(D_tls) debug_printf("%s(%p, " SIZE_T_FMT "%s)\n", __FUNCTION__,
2854   buff, left, more ? ", more" : "");
2855
2856 while (left > 0)
2857   {
2858   DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_record_send(SSL, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2859       buff, left);
2860
2861   do
2862     outbytes = gnutls_record_send(state->session, buff, left);
2863   while (outbytes == GNUTLS_E_AGAIN);
2864
2865   DEBUG(D_tls) debug_printf("outbytes=" SSIZE_T_FMT "\n", outbytes);
2866   if (outbytes < 0)
2867     {
2868     DEBUG(D_tls) debug_printf("%s: gnutls_record_send err\n", __FUNCTION__);
2869     record_io_error(state, outbytes, US"send", NULL);
2870     return -1;
2871     }
2872   if (outbytes == 0)
2873     {
2874     record_io_error(state, 0, US"send", US"TLS channel closed on write");
2875     return -1;
2876     }
2877
2878   left -= outbytes;
2879   buff += outbytes;
2880   }
2881
2882 if (len > INT_MAX)
2883   {
2884   DEBUG(D_tls)
2885     debug_printf("Whoops!  Wrote more bytes (" SIZE_T_FMT ") than INT_MAX\n",
2886         len);
2887   len = INT_MAX;
2888   }
2889
2890 #ifdef SUPPORT_CORK
2891 if (more != corked)
2892   {
2893   if (!more) (void) gnutls_record_uncork(state->session, 0);
2894   corked = more;
2895   }
2896 #endif
2897
2898 return (int) len;
2899 }
2900
2901
2902
2903
2904 /*************************************************
2905 *            Random number generation            *
2906 *************************************************/
2907
2908 /* Pseudo-random number generation.  The result is not expected to be
2909 cryptographically strong but not so weak that someone will shoot themselves
2910 in the foot using it as a nonce in input in some email header scheme or
2911 whatever weirdness they'll twist this into.  The result should handle fork()
2912 and avoid repeating sequences.  OpenSSL handles that for us.
2913
2914 Arguments:
2915   max       range maximum
2916 Returns     a random number in range [0, max-1]
2917 */
2918
2919 #ifdef HAVE_GNUTLS_RND
2920 int
2921 vaguely_random_number(int max)
2922 {
2923 unsigned int r;
2924 int i, needed_len;
2925 uschar smallbuf[sizeof(r)];
2926
2927 if (max <= 1)
2928   return 0;
2929
2930 needed_len = sizeof(r);
2931 /* Don't take 8 times more entropy than needed if int is 8 octets and we were
2932 asked for a number less than 10. */
2933
2934 for (r = max, i = 0; r; ++i)
2935   r >>= 1;
2936 i = (i + 7) / 8;
2937 if (i < needed_len)
2938   needed_len = i;
2939
2940 i = gnutls_rnd(GNUTLS_RND_NONCE, smallbuf, needed_len);
2941 if (i < 0)
2942   {
2943   DEBUG(D_all) debug_printf("gnutls_rnd() failed, using fallback.\n");
2944   return vaguely_random_number_fallback(max);
2945   }
2946 r = 0;
2947 for (uschar * p = smallbuf; needed_len; --needed_len, ++p)
2948   r = r * 256 + *p;
2949
2950 /* We don't particularly care about weighted results; if someone wants
2951  * smooth distribution and cares enough then they should submit a patch then. */
2952 return r % max;
2953 }
2954 #else /* HAVE_GNUTLS_RND */
2955 int
2956 vaguely_random_number(int max)
2957 {
2958   return vaguely_random_number_fallback(max);
2959 }
2960 #endif /* HAVE_GNUTLS_RND */
2961
2962
2963
2964
2965 /*************************************************
2966 *  Let tls_require_ciphers be checked at startup *
2967 *************************************************/
2968
2969 /* The tls_require_ciphers option, if set, must be something which the
2970 library can parse.
2971
2972 Returns:     NULL on success, or error message
2973 */
2974
2975 uschar *
2976 tls_validate_require_cipher(void)
2977 {
2978 int rc;
2979 uschar *expciphers = NULL;
2980 gnutls_priority_t priority_cache;
2981 const char *errpos;
2982 uschar * dummy_errstr;
2983
2984 #define validate_check_rc(Label) do { \
2985   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) { if (exim_gnutls_base_init_done) gnutls_global_deinit(); \
2986   return string_sprintf("%s failed: %s", (Label), gnutls_strerror(rc)); } } while (0)
2987 #define return_deinit(Label) do { gnutls_global_deinit(); return (Label); } while (0)
2988
2989 if (exim_gnutls_base_init_done)
2990   log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
2991       "already initialised GnuTLS, Exim developer bug");
2992
2993 #ifdef HAVE_GNUTLS_PKCS11
2994 if (!gnutls_allow_auto_pkcs11)
2995   {
2996   rc = gnutls_pkcs11_init(GNUTLS_PKCS11_FLAG_MANUAL, NULL);
2997   validate_check_rc(US"gnutls_pkcs11_init");
2998   }
2999 #endif
3000 rc = gnutls_global_init();
3001 validate_check_rc(US"gnutls_global_init()");
3002 exim_gnutls_base_init_done = TRUE;
3003
3004 if (!(tls_require_ciphers && *tls_require_ciphers))
3005   return_deinit(NULL);
3006
3007 if (!expand_check(tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers,
3008                   &dummy_errstr))
3009   return_deinit(US"failed to expand tls_require_ciphers");
3010
3011 if (!(expciphers && *expciphers))
3012   return_deinit(NULL);
3013
3014 DEBUG(D_tls)
3015   debug_printf("tls_require_ciphers expands to \"%s\"\n", expciphers);
3016
3017 rc = gnutls_priority_init(&priority_cache, CS expciphers, &errpos);
3018 validate_check_rc(string_sprintf(
3019       "gnutls_priority_init(%s) failed at offset %ld, \"%.8s..\"",
3020       expciphers, errpos - CS expciphers, errpos));
3021
3022 #undef return_deinit
3023 #undef validate_check_rc
3024 gnutls_global_deinit();
3025
3026 return NULL;
3027 }
3028
3029
3030
3031
3032 /*************************************************
3033 *         Report the library versions.           *
3034 *************************************************/
3035
3036 /* See a description in tls-openssl.c for an explanation of why this exists.
3037
3038 Arguments:   a FILE* to print the results to
3039 Returns:     nothing
3040 */
3041
3042 void
3043 tls_version_report(FILE *f)
3044 {
3045 fprintf(f, "Library version: GnuTLS: Compile: %s\n"
3046            "                         Runtime: %s\n",
3047            LIBGNUTLS_VERSION,
3048            gnutls_check_version(NULL));
3049 }
3050
3051 /* vi: aw ai sw=2
3052 */
3053 /* End of tls-gnu.c */