CORE: Add OPENSSL_CTX_set0_default(), to set a default library context
[openssl.git] / crypto / context.c
1 /*
2  * Copyright 2019-2020 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
3  *
4  * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
7  * https://www.openssl.org/source/license.html
8  */
9
10 #include "crypto/cryptlib.h"
11 #include <openssl/conf.h>
12 #include "internal/thread_once.h"
13 #include "internal/property.h"
14
15 struct openssl_ctx_onfree_list_st {
16     openssl_ctx_onfree_fn *fn;
17     struct openssl_ctx_onfree_list_st *next;
18 };
19
20 struct openssl_ctx_st {
21     CRYPTO_RWLOCK *lock;
22     CRYPTO_EX_DATA data;
23
24     /*
25      * For most data in the OPENSSL_CTX we just use ex_data to store it. But
26      * that doesn't work for ex_data itself - so we store that directly.
27      */
28     OSSL_EX_DATA_GLOBAL global;
29
30     /* Map internal static indexes to dynamically created indexes */
31     int dyn_indexes[OPENSSL_CTX_MAX_INDEXES];
32
33     /* Keep a separate lock for each index */
34     CRYPTO_RWLOCK *index_locks[OPENSSL_CTX_MAX_INDEXES];
35
36     CRYPTO_RWLOCK *oncelock;
37     int run_once_done[OPENSSL_CTX_MAX_RUN_ONCE];
38     int run_once_ret[OPENSSL_CTX_MAX_RUN_ONCE];
39     struct openssl_ctx_onfree_list_st *onfreelist;
40 };
41
42 static int context_init(OPENSSL_CTX *ctx)
43 {
44     size_t i;
45     int exdata_done = 0;
46
47     ctx->lock = CRYPTO_THREAD_lock_new();
48     if (ctx->lock == NULL)
49         return 0;
50
51     ctx->oncelock = CRYPTO_THREAD_lock_new();
52     if (ctx->oncelock == NULL)
53         goto err;
54
55     for (i = 0; i < OPENSSL_CTX_MAX_INDEXES; i++) {
56         ctx->index_locks[i] = CRYPTO_THREAD_lock_new();
57         ctx->dyn_indexes[i] = -1;
58         if (ctx->index_locks[i] == NULL)
59             goto err;
60     }
61
62     /* OPENSSL_CTX is built on top of ex_data so we initialise that directly */
63     if (!do_ex_data_init(ctx))
64         goto err;
65     exdata_done = 1;
66
67     if (!crypto_new_ex_data_ex(ctx, CRYPTO_EX_INDEX_OPENSSL_CTX, NULL,
68                                &ctx->data)) {
69         crypto_cleanup_all_ex_data_int(ctx);
70         goto err;
71     }
72
73     /* Everything depends on properties, so we also pre-initialise that */
74     if (!ossl_property_parse_init(ctx))
75         goto err;
76
77     return 1;
78  err:
79     if (exdata_done)
80         crypto_cleanup_all_ex_data_int(ctx);
81     CRYPTO_THREAD_lock_free(ctx->oncelock);
82     CRYPTO_THREAD_lock_free(ctx->lock);
83     ctx->lock = NULL;
84     return 0;
85 }
86
87 static int context_deinit(OPENSSL_CTX *ctx)
88 {
89     struct openssl_ctx_onfree_list_st *tmp, *onfree;
90     int i;
91
92     if (ctx == NULL)
93         return 1;
94
95     ossl_ctx_thread_stop(ctx);
96
97     onfree = ctx->onfreelist;
98     while (onfree != NULL) {
99         onfree->fn(ctx);
100         tmp = onfree;
101         onfree = onfree->next;
102         OPENSSL_free(tmp);
103     }
104     CRYPTO_free_ex_data(CRYPTO_EX_INDEX_OPENSSL_CTX, NULL, &ctx->data);
105     crypto_cleanup_all_ex_data_int(ctx);
106     for (i = 0; i < OPENSSL_CTX_MAX_INDEXES; i++)
107         CRYPTO_THREAD_lock_free(ctx->index_locks[i]);
108
109     CRYPTO_THREAD_lock_free(ctx->oncelock);
110     CRYPTO_THREAD_lock_free(ctx->lock);
111     ctx->lock = NULL;
112     return 1;
113 }
114
115 #ifndef FIPS_MODULE
116 /* The default default context */
117 static OPENSSL_CTX default_context_int;
118
119 static CRYPTO_ONCE default_context_init = CRYPTO_ONCE_STATIC_INIT;
120 static CRYPTO_THREAD_LOCAL default_context_thread_local;
121
122 DEFINE_RUN_ONCE_STATIC(default_context_do_init)
123 {
124     return CRYPTO_THREAD_init_local(&default_context_thread_local, NULL)
125         && context_init(&default_context_int);
126 }
127
128 void openssl_ctx_default_deinit(void)
129 {
130     context_deinit(&default_context_int);
131 }
132
133 static OPENSSL_CTX *get_thread_default_context(void)
134 {
135     if (!RUN_ONCE(&default_context_init, default_context_do_init))
136         return NULL;
137
138     return CRYPTO_THREAD_get_local(&default_context_thread_local);
139 }
140
141 static OPENSSL_CTX *get_default_context(void)
142 {
143     OPENSSL_CTX *current_defctx = get_thread_default_context();
144
145     if (current_defctx == NULL)
146         current_defctx = &default_context_int;
147     return current_defctx;
148 }
149
150 static int set_default_context(OPENSSL_CTX *defctx)
151 {
152     if (defctx == &default_context_int)
153         defctx = NULL;
154
155     return CRYPTO_THREAD_set_local(&default_context_thread_local, defctx);
156 }
157 #endif
158
159 OPENSSL_CTX *OPENSSL_CTX_new(void)
160 {
161     OPENSSL_CTX *ctx = OPENSSL_zalloc(sizeof(*ctx));
162
163     if (ctx != NULL && !context_init(ctx)) {
164         OPENSSL_CTX_free(ctx);
165         ctx = NULL;
166     }
167     return ctx;
168 }
169
170 #ifndef FIPS_MODULE
171 int OPENSSL_CTX_load_config(OPENSSL_CTX *ctx, const char *config_file)
172 {
173     return CONF_modules_load_file_with_libctx(ctx, config_file, NULL, 0) > 0;
174 }
175 #endif
176
177 void OPENSSL_CTX_free(OPENSSL_CTX *ctx)
178 {
179     if (openssl_ctx_is_default(ctx))
180         return;
181
182     context_deinit(ctx);
183     OPENSSL_free(ctx);
184 }
185
186 OPENSSL_CTX *OPENSSL_CTX_set0_default(OPENSSL_CTX *libctx)
187 {
188 #ifndef FIPS_MODULE
189     OPENSSL_CTX *current_defctx;
190
191     if ((current_defctx = get_default_context()) != NULL
192         && set_default_context(libctx))
193         return current_defctx;
194 #endif
195
196     return NULL;
197 }
198
199 OPENSSL_CTX *openssl_ctx_get_concrete(OPENSSL_CTX *ctx)
200 {
201 #ifndef FIPS_MODULE
202     if (ctx == NULL)
203         return get_default_context();
204 #endif
205     return ctx;
206 }
207
208 int openssl_ctx_is_default(OPENSSL_CTX *ctx)
209 {
210 #ifndef FIPS_MODULE
211     if (ctx == NULL || ctx == get_default_context())
212         return 1;
213 #endif
214     return 0;
215 }
216
217 static void openssl_ctx_generic_new(void *parent_ign, void *ptr_ign,
218                                     CRYPTO_EX_DATA *ad, int index,
219                                     long argl_ign, void *argp)
220 {
221     const OPENSSL_CTX_METHOD *meth = argp;
222     void *ptr = meth->new_func(crypto_ex_data_get_openssl_ctx(ad));
223
224     if (ptr != NULL)
225         CRYPTO_set_ex_data(ad, index, ptr);
226 }
227 static void openssl_ctx_generic_free(void *parent_ign, void *ptr,
228                                      CRYPTO_EX_DATA *ad, int index,
229                                      long argl_ign, void *argp)
230 {
231     const OPENSSL_CTX_METHOD *meth = argp;
232
233     meth->free_func(ptr);
234 }
235
236 /* Non-static so we can use it in context_internal_test */
237 static int openssl_ctx_init_index(OPENSSL_CTX *ctx, int static_index,
238                                   const OPENSSL_CTX_METHOD *meth)
239 {
240     int idx;
241
242     ctx = openssl_ctx_get_concrete(ctx);
243     if (ctx == NULL)
244         return 0;
245
246     idx = crypto_get_ex_new_index_ex(ctx, CRYPTO_EX_INDEX_OPENSSL_CTX, 0,
247                                      (void *)meth,
248                                      openssl_ctx_generic_new,
249                                      NULL, openssl_ctx_generic_free);
250     if (idx < 0)
251         return 0;
252
253     ctx->dyn_indexes[static_index] = idx;
254     return 1;
255 }
256
257 void *openssl_ctx_get_data(OPENSSL_CTX *ctx, int index,
258                            const OPENSSL_CTX_METHOD *meth)
259 {
260     void *data = NULL;
261     int dynidx;
262
263     ctx = openssl_ctx_get_concrete(ctx);
264     if (ctx == NULL)
265         return NULL;
266
267     CRYPTO_THREAD_read_lock(ctx->lock);
268     dynidx = ctx->dyn_indexes[index];
269     CRYPTO_THREAD_unlock(ctx->lock);
270
271     if (dynidx != -1) {
272         CRYPTO_THREAD_read_lock(ctx->index_locks[index]);
273         data = CRYPTO_get_ex_data(&ctx->data, dynidx);
274         CRYPTO_THREAD_unlock(ctx->index_locks[index]);
275         return data;
276     }
277
278     CRYPTO_THREAD_write_lock(ctx->index_locks[index]);
279     CRYPTO_THREAD_write_lock(ctx->lock);
280
281     dynidx = ctx->dyn_indexes[index];
282     if (dynidx != -1) {
283         CRYPTO_THREAD_unlock(ctx->lock);
284         data = CRYPTO_get_ex_data(&ctx->data, dynidx);
285         CRYPTO_THREAD_unlock(ctx->index_locks[index]);
286         return data;
287     }
288
289     if (!openssl_ctx_init_index(ctx, index, meth)) {
290         CRYPTO_THREAD_unlock(ctx->lock);
291         CRYPTO_THREAD_unlock(ctx->index_locks[index]);
292         return NULL;
293     }
294
295     CRYPTO_THREAD_unlock(ctx->lock);
296
297     /* The alloc call ensures there's a value there */
298     if (CRYPTO_alloc_ex_data(CRYPTO_EX_INDEX_OPENSSL_CTX, NULL,
299                              &ctx->data, ctx->dyn_indexes[index]))
300         data = CRYPTO_get_ex_data(&ctx->data, ctx->dyn_indexes[index]);
301
302     CRYPTO_THREAD_unlock(ctx->index_locks[index]);
303
304     return data;
305 }
306
307 OSSL_EX_DATA_GLOBAL *openssl_ctx_get_ex_data_global(OPENSSL_CTX *ctx)
308 {
309     ctx = openssl_ctx_get_concrete(ctx);
310     if (ctx == NULL)
311         return NULL;
312     return &ctx->global;
313 }
314
315 int openssl_ctx_run_once(OPENSSL_CTX *ctx, unsigned int idx,
316                          openssl_ctx_run_once_fn run_once_fn)
317 {
318     int done = 0, ret = 0;
319
320     ctx = openssl_ctx_get_concrete(ctx);
321     if (ctx == NULL)
322         return 0;
323
324     CRYPTO_THREAD_read_lock(ctx->oncelock);
325     done = ctx->run_once_done[idx];
326     if (done)
327         ret = ctx->run_once_ret[idx];
328     CRYPTO_THREAD_unlock(ctx->oncelock);
329
330     if (done)
331         return ret;
332
333     CRYPTO_THREAD_write_lock(ctx->oncelock);
334     if (ctx->run_once_done[idx]) {
335         ret = ctx->run_once_ret[idx];
336         CRYPTO_THREAD_unlock(ctx->oncelock);
337         return ret;
338     }
339
340     ret = run_once_fn(ctx);
341     ctx->run_once_done[idx] = 1;
342     ctx->run_once_ret[idx] = ret;
343     CRYPTO_THREAD_unlock(ctx->oncelock);
344
345     return ret;
346 }
347
348 int openssl_ctx_onfree(OPENSSL_CTX *ctx, openssl_ctx_onfree_fn onfreefn)
349 {
350     struct openssl_ctx_onfree_list_st *newonfree
351         = OPENSSL_malloc(sizeof(*newonfree));
352
353     if (newonfree == NULL)
354         return 0;
355
356     newonfree->fn = onfreefn;
357     newonfree->next = ctx->onfreelist;
358     ctx->onfreelist = newonfree;
359
360     return 1;
361 }