demos/easy_tls/easy-tls.c

   1 /* -*- Mode: C; c-file-style: "bsd" -*- */
   2 /*-
   3  * easy-tls.c -- generic TLS proxy.
   4  * $Id: easy-tls.c,v 1.4 2002/03/05 09:07:16 bodo Exp $
   5  */
   6 /*-
   7  (c) Copyright 1999 Bodo Moeller.  All rights reserved.
   8
   9  This is free software; you can redistributed and/or modify it
  10  unter the terms of either
  11    -  the GNU General Public License as published by the
  12       Free Software Foundation, version 1, or (at your option)
  13       any later version,
  14  or
  15    -  the following license:
  16 */
  17 /*-
  18  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  19  * modification, are permitted provided that each of the following
  20  * conditions is met:
  21  *
  22  * 1. Redistributions qualify as "freeware" or "Open Source Software" under
  23  *    one of the following terms:
  24  *
  25  *    (a) Redistributions are made at no charge beyond the reasonable cost of
  26  *        materials and delivery.
  27  *
  28  *    (b) Redistributions are accompanied by a copy of the Source Code
  29  *        or by an irrevocable offer to provide a copy of the Source Code
  30  *        for up to three years at the cost of materials and delivery.
  31  *        Such redistributions must allow further use, modification, and
  32  *        redistribution of the Source Code under substantially the same
  33  *        terms as this license.
  34  *
  35  * 2. Redistributions of source code must retain the above copyright
  36  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  37  *
  38  * 3. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  39  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  40  *    the documentation and/or other materials provided with the
  41  *    distribution.
  42  *
  43  * 4. All advertising materials mentioning features or use of this
  44  *    software must display the following acknowledgment:
  45  *    "This product includes software developed by Bodo Moeller."
  46  *    (If available, substitute umlauted o for oe.)
  47  *
  48  * 5. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  49  *    acknowledgment:
  50  *    "This product includes software developed by Bodo Moeller."
  51  *
  52  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY BODO MOELLER ``AS IS'' AND ANY
  53  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  54  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  55  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL BODO MOELLER OR
  56  * HIS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  57  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  58  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  59  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  60  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  61  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  62  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
  63  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  64  */
  65 /*-
  66  * Attribution for OpenSSL library:
  67  *
  68  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
  69  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
  70  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  71  * This product includes software developed by the OpenSSL Project
  72  * for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)
  73  */
  74
  75 static char const rcsid[] =
  76     "$Id: easy-tls.c,v 1.4 2002/03/05 09:07:16 bodo Exp $";
  77
  78 #include <assert.h>
  79 #include <errno.h>
  80 #include <fcntl.h>
  81 #include <limits.h>
  82 #include <stdarg.h>
  83 #include <stdio.h>
  84 #include <string.h>
  85 #include <sys/select.h>
  86 #include <sys/socket.h>
  87 #include <sys/stat.h>
  88 #include <sys/time.h>
  89 #include <sys/types.h>
  90 #include <sys/utsname.h>
  91 #include <unistd.h>
  92
  93 #include <openssl/crypto.h>
  94 #include <openssl/dh.h>
  95 #include <openssl/dsa.h>
  96 #include <openssl/err.h>
  97 #include <openssl/evp.h>
  98 #include <openssl/opensslv.h>
  99 #include <openssl/pem.h>
 100 #include <openssl/rand.h>
 101 #ifndef NO_RSA
 102 # include <openssl/rsa.h>
 103 #endif
 104 #include <openssl/ssl.h>
 105 #include <openssl/x509.h>
 106 #include <openssl/x509_vfy.h>
 107
 108 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER < 0x00904000L /* 0.9.4-dev */
 109 # error "This program needs OpenSSL 0.9.4 or later."
 110 #endif
 111
 112 #include "easy-tls.h"           /* include after <openssl/ssl.h> if both are
 113                                  * needed */
 114
 115 #if TLS_INFO_SIZE > PIPE_BUF
 116 # if PIPE_BUF < 512
 117 #  error "PIPE_BUF < 512"       /* non-POSIX */
 118 # endif
 119 # error "TLS_INFO_SIZE > PIPE_BUF"
 120 #endif
 121
 122 /*****************************************************************************/
 123
 124 #ifdef TLS_APP
 125 # include TLS_APP
 126 #endif
 127
 128 /*-
 129  * Applications can define:
 130  *   TLS_APP_PROCESS_INIT -- void ...(int fd, int client_p, void *apparg)
 131  *   TLS_CUMULATE_ERRORS
 132  *   TLS_ERROR_BUFSIZ
 133  *   TLS_APP_ERRFLUSH -- void ...(int child_p, char *, size_t, void *apparg)
 134  */
 135
 136 #ifndef TLS_APP_PROCESS_INIT
 137 # define TLS_APP_PROCESS_INIT(fd, client_p, apparg) ((void) 0)
 138 #endif
 139
 140 #ifndef TLS_ERROR_BUFSIZ
 141 # define TLS_ERROR_BUFSIZ (10*160)
 142 #endif
 143 #if TLS_ERROR_BUFSIZ < 2        /* {'\n',0} */
 144 # error "TLS_ERROR_BUFSIZE is too small."
 145 #endif
 146
 147 #ifndef TLS_APP_ERRFLUSH
 148 # define TLS_APP_ERRFLUSH tls_app_errflush
 149 static void
 150 tls_app_errflush(int child_p, char *errbuf, size_t num, void *apparg)
 151 {
 152     fputs(errbuf, stderr);
 153 }
 154 #endif
 155
 156 /*****************************************************************************/
 157
 158 #ifdef DEBUG_TLS
 159 # define DEBUG_MSG(x) fprintf(stderr,"  %s\n",x)
 160 # define DEBUG_MSG2(x,y) fprintf(stderr, "  %s: %d\n",x,y)
 161 static int tls_loop_count = 0;
 162 static int tls_select_count = 0;
 163 #else
 164 # define DEBUG_MSG(x) (void)0
 165 # define DEBUG_MSG2(x,y) (void)0
 166 #endif
 167
 168 static void tls_rand_seed_uniquely(void);
 169 static void tls_proxy(int clear_fd, int tls_fd, int info_fd, SSL_CTX *ctx,
 170                       int client_p);
 171 static int tls_socket_nonblocking(int fd);
 172
 173 static int tls_child_p = 0;
 174 static void *tls_child_apparg;
 175
 176 struct tls_start_proxy_args tls_start_proxy_defaultargs(void)
 177 {
 178     struct tls_start_proxy_args ret;
 179
 180     ret.fd = -1;
 181     ret.client_p = -1;
 182     ret.ctx = NULL;
 183     ret.pid = NULL;
 184     ret.infofd = NULL;
 185
 186     return ret;
 187 }
 188
 189 /*-
 190  * Slice in TLS proxy process at fd.
 191  * Return value:
 192  *   0    ok  (*pid is set to child's PID if pid != NULL),
 193  *   < 0  look at errno
 194  *   > 0  other error
 195  *   (return value encodes place of error)
 196  *
 197  */
 198 int tls_start_proxy(struct tls_start_proxy_args a, void *apparg)
 199 {
 200     int fds[2] = { -1, -1 };
 201     int infofds[2] = { -1, -1 };
 202     int r, getfd, getfl;
 203     int ret;
 204
 205     DEBUG_MSG2("tls_start_proxy fd", a.fd);
 206     DEBUG_MSG2("tls_start_proxy client_p", a.client_p);
 207
 208     if (a.fd == -1 || a.client_p == -1 || a.ctx == NULL)
 209         return 1;
 210
 211     if (a.pid != NULL) {
 212         *a.pid = 0;
 213     }
 214     if (a.infofd != NULL) {
 215         *a.infofd = -1;
 216     }
 217
 218     r = socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, fds);
 219     if (r == -1)
 220         return -1;
 221     if (a.fd >= FD_SETSIZE || fds[0] >= FD_SETSIZE) {
 222         ret = 2;
 223         goto err;
 224     }
 225     if (a.infofd != NULL) {
 226         r = pipe(infofds);
 227         if (r == -1) {
 228             ret = -3;
 229             goto err;
 230         }
 231     }
 232
 233     r = fork();
 234     if (r == -1) {
 235         ret = -4;
 236         goto err;
 237     }
 238     if (r == 0) {
 239         DEBUG_MSG("fork");
 240         tls_child_p = 1;
 241         tls_child_apparg = apparg;
 242         close(fds[1]);
 243         if (infofds[0] != -1)
 244             close(infofds[0]);
 245         TLS_APP_PROCESS_INIT(a.fd, a.client_p, apparg);
 246         DEBUG_MSG("TLS_APP_PROCESS_INIT");
 247         tls_proxy(fds[0], a.fd, infofds[1], a.ctx, a.client_p);
 248         exit(0);
 249     }
 250     if (a.pid != NULL)
 251         *a.pid = r;
 252     if (infofds[1] != -1) {
 253         close(infofds[1]);
 254         infofds[1] = -1;
 255     }
 256     /* install fds[1] in place of fd: */
 257     close(fds[0]);
 258     fds[0] = -1;
 259     getfd = fcntl(a.fd, F_GETFD);
 260     getfl = fcntl(a.fd, F_GETFL);
 261     r = dup2(fds[1], a.fd);
 262     close(fds[1]);
 263     fds[1] = -1;
 264     if (r == -1) {
 265         ret = -5;
 266         goto err;
 267     }
 268     if (getfd != 1)
 269         fcntl(a.fd, F_SETFD, getfd);
 270     if (getfl & O_NONBLOCK)
 271         (void)tls_socket_nonblocking(a.fd);
 272     if (a.infofd != NULL)
 273         *a.infofd = infofds[0];
 274     return 0;
 275
 276  err:
 277     if (fds[0] != -1)
 278         close(fds[0]);
 279     if (fds[1] != -1)
 280         close(fds[1]);
 281     if (infofds[0] != -1)
 282         close(infofds[0]);
 283     if (infofds[1] != -1)
 284         close(infofds[1]);
 285     return ret;
 286 }
 287
 288 /*****************************************************************************/
 289
 290 static char errbuf[TLS_ERROR_BUFSIZ];
 291 static size_t errbuf_i = 0;
 292
 293 static void tls_errflush(void *apparg)
 294 {
 295     if (errbuf_i == 0)
 296         return;
 297
 298     assert(errbuf_i < sizeof errbuf);
 299     assert(errbuf[errbuf_i] == 0);
 300     if (errbuf_i == sizeof errbuf - 1) {
 301         /* make sure we have a newline, even if string has been truncated */
 302         errbuf[errbuf_i - 1] = '\n';
 303     }
 304
 305     /*
 306      * TLS_APP_ERRFLUSH may modify the string as needed, e.g. substitute
 307      * other characters for \n for convenience
 308      */
 309     TLS_APP_ERRFLUSH(tls_child_p, errbuf, errbuf_i, apparg);
 310
 311     errbuf_i = 0;
 312 }
 313
 314 static void tls_errprintf(int flush, void *apparg, const char *fmt, ...)
 315 {
 316     va_list args;
 317     int r;
 318
 319     if (errbuf_i < sizeof errbuf - 1) {
 320         size_t n;
 321
 322         va_start(args, fmt);
 323         n = (sizeof errbuf) - errbuf_i;
 324         r = vsnprintf(errbuf + errbuf_i, n, fmt, args);
 325         if (r >= n)
 326             r = n - 1;
 327         if (r >= 0) {
 328             errbuf_i += r;
 329         } else {
 330             errbuf_i = sizeof errbuf - 1;
 331             errbuf[errbuf_i] = '\0';
 332         }
 333         assert(errbuf_i < sizeof errbuf);
 334         assert(errbuf[errbuf_i] == 0);
 335     }
 336 #ifndef TLS_CUMULATE_ERRORS
 337     tls_errflush(apparg);
 338 #else
 339     if (flush)
 340         tls_errflush(apparg);
 341 #endif
 342 }
 343
 344 /*
 345  * app_prefix.. are for additional information provided by caller. If OpenSSL
 346  * error queue is empty, print default_text ("???" if NULL).
 347  */
 348 static char *tls_openssl_errors(const char *app_prefix_1,
 349                                 const char *app_prefix_2,
 350                                 const char *default_text, void *apparg)
 351 {
 352     static char reasons[255];
 353     size_t reasons_i;
 354     unsigned long err;
 355     const char *file;
 356     int line;
 357     const char *data;
 358     int flags;
 359     char *errstring;
 360     int printed_something = 0;
 361
 362     reasons_i = 0;
 363
 364     assert(app_prefix_1 != NULL);
 365     assert(app_prefix_2 != NULL);
 366
 367     if (default_text == NULL)
 368         default_text = "?" "?" "?";
 369
 370     while ((err = ERR_get_error_line_data(&file, &line, &data, &flags)) != 0) {
 371         if (reasons_i < sizeof reasons) {
 372             size_t n;
 373             int r;
 374
 375             n = (sizeof reasons) - reasons_i;
 376             r = snprintf(reasons + reasons_i, n, "%s%s",
 377                          (reasons_i > 0 ? ", " : ""),
 378                          ERR_reason_error_string(err));
 379             if (r >= n)
 380                 r = n - 1;
 381             if (r >= 0) {
 382                 reasons_i += r;
 383             } else {
 384                 reasons_i = sizeof reasons;
 385             }
 386             assert(reasons_i <= sizeof reasons);
 387         }
 388
 389         errstring = ERR_error_string(err, NULL);
 390         assert(errstring != NULL);
 391         tls_errprintf(0, apparg, "OpenSSL error%s%s: %s:%s:%d:%s\n",
 392                       app_prefix_1, app_prefix_2, errstring, file, line,
 393                       (flags & ERR_TXT_STRING) ? data : "");
 394         printed_something = 1;
 395     }
 396
 397     if (!printed_something) {
 398         assert(reasons_i == 0);
 399         snprintf(reasons, sizeof reasons, "%s", default_text);
 400         tls_errprintf(0, apparg, "OpenSSL error%s%s: %s\n", app_prefix_1,
 401                       app_prefix_2, default_text);
 402     }
 403 #ifdef TLS_CUMULATE_ERRORS
 404     tls_errflush(apparg);
 405 #endif
 406     assert(errbuf_i == 0);
 407
 408     return reasons;
 409 }
 410
 411 /*****************************************************************************/
 412
 413 static int tls_init_done = 0;
 414
 415 static int tls_init(void *apparg)
 416 {
 417     if (tls_init_done)
 418         return 0;
 419
 420     SSL_load_error_strings();
 421     if (!SSL_library_init() /* aka SSLeay_add_ssl_algorithms() */ ) {
 422         tls_errprintf(1, apparg, "SSL_library_init failed.\n");
 423         return -1;
 424     }
 425     tls_init_done = 1;
 426     tls_rand_seed();
 427     return 0;
 428 }
 429
 430 /*****************************************************************************/
 431
 432 static void tls_rand_seed_uniquely(void)
 433 {
 434     struct {
 435         pid_t pid;
 436         time_t time;
 437         void *stack;
 438     } data;
 439
 440     data.pid = getpid();
 441     data.time = time(NULL);
 442     data.stack = (void *)&data;
 443
 444     RAND_seed((const void *)&data, sizeof data);
 445 }
 446
 447 void tls_rand_seed(void)
 448 {
 449     struct {
 450         struct utsname uname;
 451         int uname_1;
 452         int uname_2;
 453         uid_t uid;
 454         uid_t euid;
 455         gid_t gid;
 456         gid_t egid;
 457     } data;
 458
 459     data.uname_1 = uname(&data.uname);
 460     data.uname_2 = errno;       /* Let's hope that uname fails randomly :-) */
 461
 462     data.uid = getuid();
 463     data.euid = geteuid();
 464     data.gid = getgid();
 465     data.egid = getegid();
 466
 467     RAND_seed((const void *)&data, sizeof data);
 468     tls_rand_seed_uniquely();
 469 }
 470
 471 static int tls_rand_seeded_p = 0;
 472
 473 #define my_MIN_SEED_BYTES 256   /* struct stat can be larger than 128 */
 474 int tls_rand_seed_from_file(const char *filename, size_t n, void *apparg)
 475 {
 476     /*
 477      * Seed OpenSSL's random number generator from file. Try to read n bytes
 478      * if n > 0, whole file if n == 0.
 479      */
 480
 481     int r;
 482
 483     if (tls_init(apparg) == -1)
 484         return -1;
 485     tls_rand_seed();
 486
 487     r = RAND_load_file(filename,
 488                        (n > 0 && n < LONG_MAX) ? (long)n : LONG_MAX);
 489     /*
 490      * r is the number of bytes filled into the random number generator,
 491      * which are taken from "stat(filename, ...)" in addition to the file
 492      * contents.
 493      */
 494     assert(1 < my_MIN_SEED_BYTES);
 495     /*
 496      * We need to detect at least those cases when the file does not exist at
 497      * all.  With current versions of OpenSSL, this should do it:
 498      */
 499     if (n == 0)
 500         n = my_MIN_SEED_BYTES;
 501     if (r < n) {
 502         tls_errprintf(1, apparg,
 503                       "rand_seed_from_file: could not read %d bytes from %s.\n",
 504                       n, filename);
 505         return -1;
 506     } else {
 507         tls_rand_seeded_p = 1;
 508         return 0;
 509     }
 510 }
 511
 512 void tls_rand_seed_from_memory(const void *buf, size_t n)
 513 {
 514     size_t i = 0;
 515
 516     while (i < n) {
 517         size_t rest = n - i;
 518         int chunk = rest < INT_MAX ? (int)rest : INT_MAX;
 519         RAND_seed((const char *)buf + i, chunk);
 520         i += chunk;
 521     }
 522     tls_rand_seeded_p = 1;
 523 }
 524
 525 /*****************************************************************************/
 526
 527 struct tls_x509_name_string {
 528     char str[100];
 529 };
 530
 531 static void
 532 tls_get_x509_subject_name_oneline(X509 *cert,
 533                                   struct tls_x509_name_string *namestring)
 534 {
 535     X509_NAME *name;
 536
 537     if (cert == NULL) {
 538         namestring->str[0] = '\0';
 539         return;
 540     }
 541
 542     name = X509_get_subject_name(cert); /* does not increment any reference
 543                                          * counter */
 544
 545     assert(sizeof namestring->str >= 4); /* "?" or "...", plus 0 */
 546
 547     if (name == NULL) {
 548         namestring->str[0] = '?';
 549         namestring->str[1] = 0;
 550     } else {
 551         size_t len;
 552
 553         X509_NAME_oneline(name, namestring->str, sizeof namestring->str);
 554         len = strlen(namestring->str);
 555         assert(namestring->str[len] == 0);
 556         assert(len < sizeof namestring->str);
 557
 558         if (len + 1 == sizeof namestring->str) {
 559             /*
 560              * (Probably something was cut off.) Does not really work --
 561              * X509_NAME_oneline truncates after name components, we cannot
 562              * tell from the result whether anything is missing.
 563              */
 564
 565             assert(namestring->str[len] == 0);
 566             namestring->str[--len] = '.';
 567             namestring->str[--len] = '.';
 568             namestring->str[--len] = '.';
 569         }
 570     }
 571 }
 572
 573 /*****************************************************************************/
 574
 575 /* to hinder OpenSSL from asking for passphrases */
 576 static int no_passphrase_callback(char *buf, int num, int w, void *arg)
 577 {
 578     return -1;
 579 }
 580
 581 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x00907000L
 582 static int verify_dont_fail_cb(X509_STORE_CTX *c, void *unused_arg)
 583 #else
 584 static int verify_dont_fail_cb(X509_STORE_CTX *c)
 585 #endif
 586 {
 587     int i;
 588
 589     i = X509_verify_cert(c);    /* sets c->error */
 590 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x00905000L /* don't allow unverified
 591                                            * certificates -- they could
 592                                            * survive session reuse, but
 593                                            * OpenSSL < 0.9.5-dev does not
 594                                            * preserve their verify_result */
 595     if (i == 0)
 596         return 1;
 597     else
 598 #endif
 599         return i;
 600 }
 601
 602 static DH *tls_dhe1024 = NULL;  /* generating these takes a while, so do it
 603                                  * just once */
 604
 605 void tls_set_dhe1024(int i, void *apparg)
 606 {
 607     DSA *dsaparams;
 608     DH *dhparams;
 609     const char *seed[] = { ";-)  :-(  :-)  :-(  ",
 610         ";-)  :-(  :-)  :-(  ",
 611         "Random String no. 12",
 612         ";-)  :-(  :-)  :-(  ",
 613         "hackers have even mo", /* from jargon file */
 614     };
 615     unsigned char seedbuf[20];
 616
 617     tls_init(apparg);
 618     if (i >= 0) {
 619         i %= sizeof seed / sizeof seed[0];
 620         assert(strlen(seed[i]) == 20);
 621         memcpy(seedbuf, seed[i], 20);
 622         dsaparams =
 623             DSA_generate_parameters(1024, seedbuf, 20, NULL, NULL, 0, NULL);
 624     } else {
 625         /* random parameters (may take a while) */
 626         dsaparams =
 627             DSA_generate_parameters(1024, NULL, 0, NULL, NULL, 0, NULL);
 628     }
 629
 630     if (dsaparams == NULL) {
 631         tls_openssl_errors("", "", NULL, apparg);
 632         return;
 633     }
 634     dhparams = DSA_dup_DH(dsaparams);
 635     DSA_free(dsaparams);
 636     if (dhparams == NULL) {
 637         tls_openssl_errors("", "", NULL, apparg);
 638         return;
 639     }
 640     DH_free(tls_dhe1024);
 641     tls_dhe1024 = dhparams;
 642 }
 643
 644 struct tls_create_ctx_args tls_create_ctx_defaultargs(void)
 645 {
 646     struct tls_create_ctx_args ret;
 647
 648     ret.client_p = 0;
 649     ret.certificate_file = NULL;
 650     ret.key_file = NULL;
 651     ret.ca_file = NULL;
 652     ret.verify_depth = -1;
 653     ret.fail_unless_verified = 0;
 654     ret.export_p = 0;
 655
 656     return ret;
 657 }
 658
 659 SSL_CTX *tls_create_ctx(struct tls_create_ctx_args a, void *apparg)
 660 {
 661     int r;
 662     static long context_num = 0;
 663     SSL_CTX *ret;
 664     const char *err_pref_1 = "", *err_pref_2 = "";
 665
 666     if (tls_init(apparg) == -1)
 667         return NULL;
 668
 669     ret =
 670         SSL_CTX_new((a.client_p ? SSLv23_client_method :
 671                      SSLv23_server_method) ());
 672
 673     if (ret == NULL)
 674         goto err;
 675
 676     SSL_CTX_set_default_passwd_cb(ret, no_passphrase_callback);
 677     SSL_CTX_set_mode(ret, SSL_MODE_ENABLE_PARTIAL_WRITE);
 678
 679     if ((a.certificate_file != NULL) || (a.key_file != NULL)) {
 680         if (a.key_file == NULL) {
 681             tls_errprintf(1, apparg, "Need a key file.\n");
 682             goto err_return;
 683         }
 684         if (a.certificate_file == NULL) {
 685             tls_errprintf(1, apparg, "Need a certificate chain file.\n");
 686             goto err_return;
 687         }
 688
 689         if (!SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ret, a.key_file, SSL_FILETYPE_PEM))
 690             goto err;
 691         if (!tls_rand_seeded_p) {
 692             /*
 693              * particularly paranoid people may not like this -- so provide
 694              * your own random seeding before calling this
 695              */
 696             if (tls_rand_seed_from_file(a.key_file, 0, apparg) == -1)
 697                 goto err_return;
 698         }
 699         if (!SSL_CTX_use_certificate_chain_file(ret, a.certificate_file))
 700             goto err;
 701         if (!SSL_CTX_check_private_key(ret)) {
 702             tls_errprintf(1, apparg,
 703                           "Private key \"%s\" does not match certificate \"%s\".\n",
 704                           a.key_file, a.certificate_file);
 705             goto err_peek;
 706         }
 707     }
 708
 709     if ((a.ca_file != NULL) || (a.verify_depth > 0)) {
 710         context_num++;
 711         r = SSL_CTX_set_session_id_context(ret, (const void *)&context_num,
 712                                            (unsigned int)sizeof context_num);
 713         if (!r)
 714             goto err;
 715
 716         SSL_CTX_set_verify(ret,
 717                            SSL_VERIFY_PEER | (a.fail_unless_verified ?
 718                                               SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT
 719                                               : 0), 0);
 720         if (!a.fail_unless_verified)
 721             SSL_CTX_set_cert_verify_callback(ret, verify_dont_fail_cb, NULL);
 722
 723         if (a.verify_depth > 0)
 724             SSL_CTX_set_verify_depth(ret, a.verify_depth);
 725
 726         if (a.ca_file != NULL) {
 727             /* does not report failure if file does not exist ... */
 728             /* NULL argument means no CA-directory */
 729             r = SSL_CTX_load_verify_locations(ret, a.ca_file, NULL);
 730             if (!r) {
 731                 err_pref_1 = " while processing certificate file ";
 732                 err_pref_2 = a.ca_file;
 733                 goto err;
 734             }
 735
 736             if (!a.client_p) {
 737                 /*
 738                  * SSL_load_client_CA_file is a misnomer, it just creates a
 739                  * list of CNs.
 740                  */
 741                 SSL_CTX_set_client_CA_list(ret,
 742                                            SSL_load_client_CA_file
 743                                            (a.ca_file));
 744                 /*
 745                  * SSL_CTX_set_client_CA_list does not have a return value;
 746                  * it does not really need one, but make sure (we really test
 747                  * if SSL_load_client_CA_file worked)
 748                  */
 749                 if (SSL_CTX_get_client_CA_list(ret) == NULL) {
 750                     tls_errprintf(1, apparg,
 751                                   "Could not set client CA list from \"%s\".\n",
 752                                   a.ca_file);
 753                     goto err_peek;
 754                 }
 755             }
 756         }
 757     }
 758
 759     if (!a.client_p) {
 760         if (tls_dhe1024 == NULL) {
 761             int i;
 762
 763             RAND_bytes((unsigned char *)&i, sizeof i);
 764             /*
 765              * make sure that i is non-negative -- pick one of the provided
 766              * seeds
 767              */
 768             if (i < 0)
 769                 i = -i;
 770             if (i < 0)
 771                 i = 0;
 772             tls_set_dhe1024(i, apparg);
 773             if (tls_dhe1024 == NULL)
 774                 goto err_return;
 775         }
 776
 777         if (!SSL_CTX_set_tmp_dh(ret, tls_dhe1024))
 778             goto err;
 779
 780         /* avoid small subgroup attacks: */
 781         SSL_CTX_set_options(ret, SSL_OP_SINGLE_DH_USE);
 782     }
 783 #ifndef NO_RSA
 784     if (!a.client_p && a.export_p) {
 785         RSA *tmpkey;
 786
 787         tmpkey = RSA_generate_key(512, RSA_F4, 0, NULL);
 788         if (tmpkey == NULL)
 789             goto err;
 790         if (!SSL_CTX_set_tmp_rsa(ret, tmpkey)) {
 791             RSA_free(tmpkey);
 792             goto err;
 793         }
 794         RSA_free(tmpkey);       /* SSL_CTX_set_tmp_rsa uses a duplicate. */
 795     }
 796 #endif
 797
 798     return ret;
 799
 800  err_peek:
 801     if (!ERR_peek_error())
 802         goto err_return;
 803  err:
 804     tls_openssl_errors(err_pref_1, err_pref_2, NULL, apparg);
 805  err_return:
 806     if (ret != NULL)
 807         SSL_CTX_free(ret);
 808     return NULL;
 809 }
 810
 811 /*****************************************************************************/
 812
 813 static int tls_socket_nonblocking(int fd)
 814 {
 815     int v, r;
 816
 817     v = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
 818     if (v == -1) {
 819         if (errno == EINVAL)
 820             return 0;           /* already shut down -- ignore */
 821         return -1;
 822     }
 823     r = fcntl(fd, F_SETFL, v | O_NONBLOCK);
 824     if (r == -1) {
 825         if (errno == EINVAL)
 826             return 0;           /* already shut down -- ignore */
 827         return -1;
 828     }
 829     return 0;
 830 }
 831
 832 static int max(int a, int b)
 833 {
 834     return a > b ? a : b;
 835 }
 836
 837 /* timeout, -1 means no timeout */
 838 static void
 839 tls_sockets_select(int read_select_1, int read_select_2, int write_select_1,
 840                    int write_select_2, int seconds)
 841 {
 842     int maxfd, n;
 843     fd_set reads, writes;
 844     struct timeval timeout;
 845     struct timeval *timeout_p;
 846
 847     assert(read_select_1 >= -1 && read_select_2 >= -1 && write_select_1 >= -1
 848            && write_select_2 >= -1);
 849     assert(read_select_1 < FD_SETSIZE && read_select_2 < FD_SETSIZE - 1
 850            && write_select_1 < FD_SETSIZE - 1
 851            && write_select_2 < FD_SETSIZE - 1);
 852
 853     maxfd =
 854         max(max(read_select_1, read_select_2),
 855             max(write_select_1, write_select_2));
 856     assert(maxfd >= 0);
 857
 858     FD_ZERO(&reads);
 859     FD_ZERO(&writes);
 860
 861     for (n = 0; n < 4; ++n) {
 862         int i = n % 2;
 863         int w = n >= 2;
 864         /* loop over all (i, w) in {0,1}x{0,1} */
 865         int fd;
 866
 867         if (i == 0 && w == 0)
 868             fd = read_select_1;
 869         else if (i == 1 && w == 0)
 870             fd = read_select_2;
 871         else if (i == 0 && w == 1)
 872             fd = write_select_1;
 873         else {
 874             assert(i == 1 && w == 1);
 875             fd = write_select_2;
 876         }
 877
 878         if (fd >= 0) {
 879             if (w == 0)
 880                 FD_SET(fd, &reads);
 881             else                /* w == 1 */
 882                 FD_SET(fd, &writes);
 883         }
 884     }
 885
 886     if (seconds >= 0) {
 887         timeout.tv_sec = seconds;
 888         timeout.tv_usec = 0;
 889         timeout_p = &timeout;
 890     } else
 891         timeout_p = NULL;
 892
 893     DEBUG_MSG2("select no.", ++tls_select_count);
 894     select(maxfd + 1, &reads, &writes, (fd_set *) NULL, timeout_p);
 895     DEBUG_MSG("cont.");
 896 }
 897
 898 /*****************************************************************************/
 899
 900 #define TUNNELBUFSIZE (16*1024)
 901 struct tunnelbuf {
 902     char buf[TUNNELBUFSIZE];
 903     size_t len;
 904     size_t offset;
 905 };
 906
 907 static int tls_connect_attempt(SSL *, int *write_select, int *read_select,
 908                                int *closed, int *progress,
 909                                const char **err_pref);
 910
 911 static int tls_accept_attempt(SSL *, int *write_select, int *read_select,
 912                               int *closed, int *progress,
 913                               const char **err_pref);
 914
 915 static int tls_write_attempt(SSL *, struct tunnelbuf *, int *write_select,
 916                              int *read_select, int *closed, int *progress,
 917                              const char **err_pref);
 918
 919 static int tls_read_attempt(SSL *, struct tunnelbuf *, int *write_select,
 920                             int *read_select, int *closed, int *progress,
 921                             const char **err_pref);
 922
 923 static int write_attempt(int fd, struct tunnelbuf *, int *select, int *closed,
 924                          int *progress);
 925
 926 static int read_attempt(int fd, struct tunnelbuf *, int *select, int *closed,
 927                         int *progress);
 928
 929 static void write_info(SSL *ssl, int *info_fd)
 930 {
 931     if (*info_fd != -1) {
 932         long v;
 933         int v_ok;
 934         struct tls_x509_name_string peer;
 935         char infobuf[TLS_INFO_SIZE];
 936         int r;
 937
 938         DEBUG_MSG("write_info");
 939         v = SSL_get_verify_result(ssl);
 940         v_ok = (v == X509_V_OK) ? 'A' : 'E'; /* Auth./Error */
 941         {
 942             X509 *peercert;
 943
 944             peercert = SSL_get_peer_certificate(ssl);
 945             tls_get_x509_subject_name_oneline(peercert, &peer);
 946             if (peercert != NULL)
 947                 X509_free(peercert);
 948         }
 949         if (peer.str[0] == '\0')
 950             v_ok = '0';         /* no cert at all */
 951         else if (strchr(peer.str, '\n')) {
 952             /* should not happen, but make sure */
 953             *strchr(peer.str, '\n') = '\0';
 954         }
 955         r = snprintf(infobuf, sizeof infobuf, "%c:%s\n%s\n", v_ok,
 956                      X509_verify_cert_error_string(v), peer.str);
 957         DEBUG_MSG2("snprintf", r);
 958         if (r == -1 || r >= sizeof infobuf)
 959             r = sizeof infobuf - 1;
 960         write(*info_fd, infobuf, r);
 961         close(*info_fd);
 962         *info_fd = -1;
 963     }
 964 }
 965
 966 /* tls_proxy expects that all fds are closed after return */
 967 static void
 968 tls_proxy(int clear_fd, int tls_fd, int info_fd, SSL_CTX *ctx, int client_p)
 969 {
 970     struct tunnelbuf clear_to_tls, tls_to_clear;
 971     SSL *ssl;
 972     BIO *rbio, *wbio;
 973     int closed, in_handshake;
 974     const char *err_pref_1 = "", *err_pref_2 = "";
 975     const char *err_def = NULL;
 976
 977     assert(clear_fd != -1);
 978     assert(tls_fd != -1);
 979     assert(clear_fd < FD_SETSIZE);
 980     assert(tls_fd < FD_SETSIZE);
 981     /* info_fd may be -1 */
 982     assert(ctx != NULL);
 983
 984     tls_rand_seed_uniquely();
 985
 986     tls_socket_nonblocking(clear_fd);
 987     DEBUG_MSG2("clear_fd", clear_fd);
 988     tls_socket_nonblocking(tls_fd);
 989     DEBUG_MSG2("tls_fd", tls_fd);
 990
 991     ssl = SSL_new(ctx);
 992     if (ssl == NULL)
 993         goto err;
 994     DEBUG_MSG("SSL_new");
 995     if (!SSL_set_fd(ssl, tls_fd))
 996         goto err;
 997     rbio = SSL_get_rbio(ssl);
 998     wbio = SSL_get_wbio(ssl);   /* should be the same, but who cares */
 999     assert(rbio != NULL);
1000     assert(wbio != NULL);
1001     if (client_p)
1002         SSL_set_connect_state(ssl);
1003     else
1004         SSL_set_accept_state(ssl);
1005
1006     closed = 0;
1007     in_handshake = 1;
1008     tls_to_clear.len = 0;
1009     tls_to_clear.offset = 0;
1010     clear_to_tls.len = 0;
1011     clear_to_tls.offset = 0;
1012
1013     err_def = "I/O error";
1014
1015     /*
1016      * loop finishes as soon as we detect that one side closed; when all
1017      * (program and OS) buffers have enough space, the data from the last
1018      * successful read in each direction is transferred before close
1019      */
1020     do {
1021         int clear_read_select = 0, clear_write_select = 0,
1022             tls_read_select = 0, tls_write_select = 0, progress = 0;
1023         int r;
1024         unsigned long num_read = BIO_number_read(rbio),
1025             num_written = BIO_number_written(wbio);
1026
1027         DEBUG_MSG2("loop iteration", ++tls_loop_count);
1028
1029         if (in_handshake) {
1030             DEBUG_MSG("in_handshake");
1031             if (client_p)
1032                 r = tls_connect_attempt(ssl, &tls_write_select,
1033                                         &tls_read_select, &closed, &progress,
1034                                         &err_pref_1);
1035             else
1036                 r = tls_accept_attempt(ssl, &tls_write_select,
1037                                        &tls_read_select, &closed, &progress,
1038                                        &err_pref_1);
1039             if (r != 0) {
1040                 write_info(ssl, &info_fd);
1041                 goto err;
1042             }
1043             if (closed)
1044                 goto err_return;
1045             if (!SSL_in_init(ssl)) {
1046                 in_handshake = 0;
1047                 write_info(ssl, &info_fd);
1048             }
1049         }
1050
1051         if (clear_to_tls.len != 0 && !in_handshake) {
1052             assert(!closed);
1053
1054             r = tls_write_attempt(ssl, &clear_to_tls, &tls_write_select,
1055                                   &tls_read_select, &closed, &progress,
1056                                   &err_pref_1);
1057             if (r != 0)
1058                 goto err;
1059             if (closed) {
1060                 assert(progress);
1061                 tls_to_clear.offset = 0;
1062                 tls_to_clear.len = 0;
1063             }
1064         }
1065
1066         if (tls_to_clear.len != 0) {
1067             assert(!closed);
1068
1069             r = write_attempt(clear_fd, &tls_to_clear, &clear_write_select,
1070                               &closed, &progress);
1071             if (r != 0)
1072                 goto err_return;
1073             if (closed) {
1074                 assert(progress);
1075                 clear_to_tls.offset = 0;
1076                 clear_to_tls.len = 0;
1077             }
1078         }
1079
1080         if (!closed) {
1081             if (clear_to_tls.offset + clear_to_tls.len <
1082                 sizeof clear_to_tls.buf) {
1083                 r = read_attempt(clear_fd, &clear_to_tls, &clear_read_select,
1084                                  &closed, &progress);
1085                 if (r != 0)
1086                     goto err_return;
1087                 if (closed) {
1088                     r = SSL_shutdown(ssl);
1089                     DEBUG_MSG2("SSL_shutdown", r);
1090                 }
1091             }
1092         }
1093
1094         if (!closed && !in_handshake) {
1095             if (tls_to_clear.offset + tls_to_clear.len <
1096                 sizeof tls_to_clear.buf) {
1097                 r = tls_read_attempt(ssl, &tls_to_clear, &tls_write_select,
1098                                      &tls_read_select, &closed, &progress,
1099                                      &err_pref_1);
1100                 if (r != 0)
1101                     goto err;
1102                 if (closed) {
1103                     r = SSL_shutdown(ssl);
1104                     DEBUG_MSG2("SSL_shutdown", r);
1105                 }
1106             }
1107         }
1108
1109         if (!progress) {
1110             DEBUG_MSG("!progress?");
1111             if (num_read != BIO_number_read(rbio)
1112                 || num_written != BIO_number_written(wbio))
1113                 progress = 1;
1114
1115             if (!progress) {
1116                 DEBUG_MSG("!progress");
1117                 assert(clear_read_select || tls_read_select
1118                        || clear_write_select || tls_write_select);
1119                 tls_sockets_select(clear_read_select ? clear_fd : -1,
1120                                    tls_read_select ? tls_fd : -1,
1121                                    clear_write_select ? clear_fd : -1,
1122                                    tls_write_select ? tls_fd : -1, -1);
1123             }
1124         }
1125     } while (!closed);
1126     return;
1127
1128  err:
1129     tls_openssl_errors(err_pref_1, err_pref_2, err_def, tls_child_apparg);
1130  err_return:
1131     return;
1132 }
1133
1134 static int
1135 tls_get_error(SSL *ssl, int r, int *write_select, int *read_select,
1136               int *closed, int *progress)
1137 {
1138     int err = SSL_get_error(ssl, r);
1139
1140     if (err == SSL_ERROR_NONE) {
1141         assert(r > 0);
1142         *progress = 1;
1143         return 0;
1144     }
1145
1146     assert(r <= 0);
1147
1148     switch (err) {
1149     case SSL_ERROR_ZERO_RETURN:
1150         assert(r == 0);
1151         *closed = 1;
1152         *progress = 1;
1153         return 0;
1154
1155     case SSL_ERROR_WANT_WRITE:
1156         *write_select = 1;
1157         return 0;
1158
1159     case SSL_ERROR_WANT_READ:
1160         *read_select = 1;
1161         return 0;
1162     }
1163
1164     return -1;
1165 }
1166
1167 static int
1168 tls_connect_attempt(SSL *ssl, int *write_select, int *read_select,
1169                     int *closed, int *progress, const char **err_pref)
1170 {
1171     int n, r;
1172
1173     DEBUG_MSG("tls_connect_attempt");
1174     n = SSL_connect(ssl);
1175     DEBUG_MSG2("SSL_connect", n);
1176     r = tls_get_error(ssl, n, write_select, read_select, closed, progress);
1177     if (r == -1)
1178         *err_pref = " during SSL_connect";
1179     return r;
1180 }
1181
1182 static int
1183 tls_accept_attempt(SSL *ssl, int *write_select, int *read_select, int *closed,
1184                    int *progress, const char **err_pref)
1185 {
1186     int n, r;
1187
1188     DEBUG_MSG("tls_accept_attempt");
1189     n = SSL_accept(ssl);
1190     DEBUG_MSG2("SSL_accept", n);
1191     r = tls_get_error(ssl, n, write_select, read_select, closed, progress);
1192     if (r == -1)
1193         *err_pref = " during SSL_accept";
1194     return r;
1195 }
1196
1197 static int
1198 tls_write_attempt(SSL *ssl, struct tunnelbuf *buf, int *write_select,
1199                   int *read_select, int *closed, int *progress,
1200                   const char **err_pref)
1201 {
1202     int n, r;
1203
1204     DEBUG_MSG("tls_write_attempt");
1205     n = SSL_write(ssl, buf->buf + buf->offset, buf->len);
1206     DEBUG_MSG2("SSL_write", n);
1207     r = tls_get_error(ssl, n, write_select, read_select, closed, progress);
1208     if (n > 0) {
1209         buf->len -= n;
1210         assert(buf->len >= 0);
1211         if (buf->len == 0)
1212             buf->offset = 0;
1213         else
1214             buf->offset += n;
1215     }
1216     if (r == -1)
1217         *err_pref = " during SSL_write";
1218     return r;
1219 }
1220
1221 static int
1222 tls_read_attempt(SSL *ssl, struct tunnelbuf *buf, int *write_select,
1223                  int *read_select, int *closed, int *progress,
1224                  const char **err_pref)
1225 {
1226     int n, r;
1227     size_t total;
1228
1229     DEBUG_MSG("tls_read_attempt");
1230     total = buf->offset + buf->len;
1231     assert(total < sizeof buf->buf);
1232     n = SSL_read(ssl, buf->buf + total, (sizeof buf->buf) - total);
1233     DEBUG_MSG2("SSL_read", n);
1234     r = tls_get_error(ssl, n, write_select, read_select, closed, progress);
1235     if (n > 0) {
1236         buf->len += n;
1237         assert(buf->offset + buf->len <= sizeof buf->buf);
1238     }
1239     if (r == -1)
1240         *err_pref = " during SSL_read";
1241     return r;
1242 }
1243
1244 static int get_error(int r, int *select, int *closed, int *progress)
1245 {
1246     if (r >= 0) {
1247         *progress = 1;
1248         if (r == 0)
1249             *closed = 1;
1250         return 0;
1251     } else {
1252         assert(r == -1);
1253         if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK) {
1254             *select = 1;
1255             return 0;
1256         } else if (errno == EPIPE) {
1257             *progress = 1;
1258             *closed = 1;
1259             return 0;
1260         } else
1261             return -1;
1262     }
1263 }
1264
1265 static int write_attempt(int fd, struct tunnelbuf *buf, int *select,
1266                          int *closed, int *progress)
1267 {
1268     int n, r;
1269
1270     DEBUG_MSG("write_attempt");
1271     n = write(fd, buf->buf + buf->offset, buf->len);
1272     DEBUG_MSG2("write", n);
1273     r = get_error(n, select, closed, progress);
1274     if (n > 0) {
1275         buf->len -= n;
1276         assert(buf->len >= 0);
1277         if (buf->len == 0)
1278             buf->offset = 0;
1279         else
1280             buf->offset += n;
1281     }
1282     if (r == -1)
1283         tls_errprintf(1, tls_child_apparg, "write error: %s\n",
1284                       strerror(errno));
1285     return r;
1286 }
1287
1288 static int
1289 read_attempt(int fd, struct tunnelbuf *buf, int *select, int *closed,
1290              int *progress)
1291 {
1292     int n, r;
1293     size_t total;
1294
1295     DEBUG_MSG("read_attempt");
1296     total = buf->offset + buf->len;
1297     assert(total < sizeof buf->buf);
1298     n = read(fd, buf->buf + total, (sizeof buf->buf) - total);
1299     DEBUG_MSG2("read", n);
1300     r = get_error(n, select, closed, progress);
1301     if (n > 0) {
1302         buf->len += n;
1303         assert(buf->offset + buf->len <= sizeof buf->buf);
1304     }
1305     if (r == -1)
1306         tls_errprintf(1, tls_child_apparg, "read error: %s\n",
1307                       strerror(errno));
1308     return r;
1309 }