ae292c4959ed87c7d2486532d38c47b26d317ea5
[openssl.git] / ssl / d1_both.c
1 /* ssl/d1_both.c */
2 /*
3  * DTLS implementation written by Nagendra Modadugu
4  * (nagendra@cs.stanford.edu) for the OpenSSL project 2005.
5  */
6 /* ====================================================================
7  * Copyright (c) 1998-2005 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
8  *
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  *
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  *
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
18  *    the documentation and/or other materials provided with the
19  *    distribution.
20  *
21  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
22  *    software must display the following acknowledgment:
23  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
24  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
25  *
26  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
27  *    endorse or promote products derived from this software without
28  *    prior written permission. For written permission, please contact
29  *    openssl-core@openssl.org.
30  *
31  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
32  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
33  *    permission of the OpenSSL Project.
34  *
35  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
36  *    acknowledgment:
37  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
38  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
39  *
40  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
41  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
42  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
43  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
44  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
45  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
46  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
47  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
49  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
50  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
51  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
52  * ====================================================================
53  *
54  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
55  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
56  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
57  *
58  */
59 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
60  * All rights reserved.
61  *
62  * This package is an SSL implementation written
63  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
64  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
65  *
66  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
67  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
68  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
69  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
70  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
71  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
72  *
73  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
74  * the code are not to be removed.
75  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
76  * as the author of the parts of the library used.
77  * This can be in the form of a textual message at program startup or
78  * in documentation (online or textual) provided with the package.
79  *
80  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
81  * modification, are permitted provided that the following conditions
82  * are met:
83  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
84  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
85  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
86  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
87  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
88  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
89  *    must display the following acknowledgement:
90  *    "This product includes cryptographic software written by
91  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
92  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
93  *    being used are not cryptographic related :-).
94  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
95  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
96  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
97  *
98  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
99  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
100  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
101  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
102  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
103  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
104  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
105  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
106  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
107  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
108  * SUCH DAMAGE.
109  *
110  * The licence and distribution terms for any publically available version or
111  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
112  * copied and put under another distribution licence
113  * [including the GNU Public Licence.]
114  */
115
116 #include <limits.h>
117 #include <string.h>
118 #include <stdio.h>
119 #include "ssl_locl.h"
120 #include <openssl/buffer.h>
121 #include <openssl/rand.h>
122 #include <openssl/objects.h>
123 #include <openssl/evp.h>
124 #include <openssl/x509.h>
125
126 #define RSMBLY_BITMASK_SIZE(msg_len) (((msg_len) + 7) / 8)
127
128 #define RSMBLY_BITMASK_MARK(bitmask, start, end) { \
129                         if ((end) - (start) <= 8) { \
130                                 long ii; \
131                                 for (ii = (start); ii < (end); ii++) bitmask[((ii) >> 3)] |= (1 << ((ii) & 7)); \
132                         } else { \
133                                 long ii; \
134                                 bitmask[((start) >> 3)] |= bitmask_start_values[((start) & 7)]; \
135                                 for (ii = (((start) >> 3) + 1); ii < ((((end) - 1)) >> 3); ii++) bitmask[ii] = 0xff; \
136                                 bitmask[(((end) - 1) >> 3)] |= bitmask_end_values[((end) & 7)]; \
137                         } }
138
139 #define RSMBLY_BITMASK_IS_COMPLETE(bitmask, msg_len, is_complete) { \
140                         long ii; \
141                         OPENSSL_assert((msg_len) > 0); \
142                         is_complete = 1; \
143                         if (bitmask[(((msg_len) - 1) >> 3)] != bitmask_end_values[((msg_len) & 7)]) is_complete = 0; \
144                         if (is_complete) for (ii = (((msg_len) - 1) >> 3) - 1; ii >= 0 ; ii--) \
145                                 if (bitmask[ii] != 0xff) { is_complete = 0; break; } }
146
147 #if 0
148 # define RSMBLY_BITMASK_PRINT(bitmask, msg_len) { \
149                         long ii; \
150                         printf("bitmask: "); for (ii = 0; ii < (msg_len); ii++) \
151                         printf("%d ", (bitmask[ii >> 3] & (1 << (ii & 7))) >> (ii & 7)); \
152                         printf("\n"); }
153 #endif
154
155 static unsigned char bitmask_start_values[] =
156     { 0xff, 0xfe, 0xfc, 0xf8, 0xf0, 0xe0, 0xc0, 0x80 };
157 static unsigned char bitmask_end_values[] =
158     { 0xff, 0x01, 0x03, 0x07, 0x0f, 0x1f, 0x3f, 0x7f };
159
160 /* XDTLS:  figure out the right values */
161 static const unsigned int g_probable_mtu[] = { 1500, 512, 256 };
162
163 static void dtls1_fix_message_header(SSL *s, unsigned long frag_off,
164                                      unsigned long frag_len);
165 static unsigned char *dtls1_write_message_header(SSL *s, unsigned char *p);
166 static void dtls1_set_message_header_int(SSL *s, unsigned char mt,
167                                          unsigned long len,
168                                          unsigned short seq_num,
169                                          unsigned long frag_off,
170                                          unsigned long frag_len);
171 static long dtls1_get_message_fragment(SSL *s, int st1, int stn, long max,
172                                        int *ok);
173
174 static hm_fragment *dtls1_hm_fragment_new(unsigned long frag_len,
175                                           int reassembly)
176 {
177     hm_fragment *frag = NULL;
178     unsigned char *buf = NULL;
179     unsigned char *bitmask = NULL;
180
181     frag = (hm_fragment *)OPENSSL_malloc(sizeof(hm_fragment));
182     if (frag == NULL)
183         return NULL;
184
185     if (frag_len) {
186         buf = (unsigned char *)OPENSSL_malloc(frag_len);
187         if (buf == NULL) {
188             OPENSSL_free(frag);
189             return NULL;
190         }
191     }
192
193     /* zero length fragment gets zero frag->fragment */
194     frag->fragment = buf;
195
196     /* Initialize reassembly bitmask if necessary */
197     if (reassembly) {
198         bitmask =
199             (unsigned char *)OPENSSL_malloc(RSMBLY_BITMASK_SIZE(frag_len));
200         if (bitmask == NULL) {
201             if (buf != NULL)
202                 OPENSSL_free(buf);
203             OPENSSL_free(frag);
204             return NULL;
205         }
206         memset(bitmask, 0, RSMBLY_BITMASK_SIZE(frag_len));
207     }
208
209     frag->reassembly = bitmask;
210
211     return frag;
212 }
213
214 void dtls1_hm_fragment_free(hm_fragment *frag)
215 {
216
217     if (frag->msg_header.is_ccs) {
218         EVP_CIPHER_CTX_free(frag->msg_header.
219                             saved_retransmit_state.enc_write_ctx);
220         EVP_MD_CTX_destroy(frag->msg_header.
221                            saved_retransmit_state.write_hash);
222     }
223     if (frag->fragment)
224         OPENSSL_free(frag->fragment);
225     if (frag->reassembly)
226         OPENSSL_free(frag->reassembly);
227     OPENSSL_free(frag);
228 }
229
230 static int dtls1_query_mtu(SSL *s)
231 {
232     if (s->d1->link_mtu) {
233         s->d1->mtu =
234             s->d1->link_mtu - BIO_dgram_get_mtu_overhead(SSL_get_wbio(s));
235         s->d1->link_mtu = 0;
236     }
237
238     /* AHA!  Figure out the MTU, and stick to the right size */
239     if (s->d1->mtu < dtls1_min_mtu(s)) {
240         if (!(SSL_get_options(s) & SSL_OP_NO_QUERY_MTU)) {
241             s->d1->mtu =
242                 BIO_ctrl(SSL_get_wbio(s), BIO_CTRL_DGRAM_QUERY_MTU, 0, NULL);
243
244             /*
245              * I've seen the kernel return bogus numbers when it doesn't know
246              * (initial write), so just make sure we have a reasonable number
247              */
248             if (s->d1->mtu < dtls1_min_mtu(s)) {
249                 /* Set to min mtu */
250                 s->d1->mtu = dtls1_min_mtu(s);
251                 BIO_ctrl(SSL_get_wbio(s), BIO_CTRL_DGRAM_SET_MTU,
252                          s->d1->mtu, NULL);
253             }
254         } else
255             return 0;
256     }
257     return 1;
258 }
259
260 /*
261  * send s->init_buf in records of type 'type' (SSL3_RT_HANDSHAKE or
262  * SSL3_RT_CHANGE_CIPHER_SPEC)
263  */
264 int dtls1_do_write(SSL *s, int type)
265 {
266     int ret;
267     unsigned int curr_mtu;
268     int retry = 1;
269     unsigned int len, frag_off, mac_size, blocksize, used_len;
270
271     if (!dtls1_query_mtu(s))
272         return -1;
273
274     OPENSSL_assert(s->d1->mtu >= dtls1_min_mtu(s)); /* should have something
275                                                      * reasonable now */
276
277     if (s->init_off == 0 && type == SSL3_RT_HANDSHAKE)
278         OPENSSL_assert(s->init_num ==
279                        (int)s->d1->w_msg_hdr.msg_len +
280                        DTLS1_HM_HEADER_LENGTH);
281
282     if (s->write_hash)
283         mac_size = EVP_MD_CTX_size(s->write_hash);
284     else
285         mac_size = 0;
286
287     if (s->enc_write_ctx &&
288         (EVP_CIPHER_mode(s->enc_write_ctx->cipher) & EVP_CIPH_CBC_MODE))
289         blocksize = 2 * EVP_CIPHER_block_size(s->enc_write_ctx->cipher);
290     else
291         blocksize = 0;
292
293     frag_off = 0;
294     s->rwstate = SSL_NOTHING;
295
296     /* s->init_num shouldn't ever be < 0...but just in case */
297     while (s->init_num > 0) {
298         if (type == SSL3_RT_HANDSHAKE && s->init_off != 0) {
299             /* We must be writing a fragment other than the first one */
300
301             if (frag_off > 0) {
302                 /* This is the first attempt at writing out this fragment */
303
304                 if (s->init_off <= DTLS1_HM_HEADER_LENGTH) {
305                     /*
306                      * Each fragment that was already sent must at least have
307                      * contained the message header plus one other byte.
308                      * Therefore |init_off| must have progressed by at least
309                      * |DTLS1_HM_HEADER_LENGTH + 1| bytes. If not something went
310                      * wrong.
311                      */
312                     return -1;
313                 }
314
315                 /*
316                  * Adjust |init_off| and |init_num| to allow room for a new
317                  * message header for this fragment.
318                  */
319                 s->init_off -= DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
320                 s->init_num += DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
321             } else {
322                 /*
323                  * We must have been called again after a retry so use the
324                  * fragment offset from our last attempt. We do not need
325                  * to adjust |init_off| and |init_num| as above, because
326                  * that should already have been done before the retry.
327                  */
328                 frag_off = s->d1->w_msg_hdr.frag_off;
329             }
330         }
331
332         used_len = BIO_wpending(SSL_get_wbio(s)) + DTLS1_RT_HEADER_LENGTH
333             + mac_size + blocksize;
334         if (s->d1->mtu > used_len)
335             curr_mtu = s->d1->mtu - used_len;
336         else
337             curr_mtu = 0;
338
339         if (curr_mtu <= DTLS1_HM_HEADER_LENGTH) {
340             /*
341              * grr.. we could get an error if MTU picked was wrong
342              */
343             ret = BIO_flush(SSL_get_wbio(s));
344             if (ret <= 0) {
345                 s->rwstate = SSL_WRITING;
346                 return ret;
347             }
348             used_len = DTLS1_RT_HEADER_LENGTH + mac_size + blocksize;
349             if (s->d1->mtu > used_len + DTLS1_HM_HEADER_LENGTH) {
350                 curr_mtu = s->d1->mtu - used_len;
351             } else {
352                 /* Shouldn't happen */
353                 return -1;
354             }
355         }
356
357         /*
358          * We just checked that s->init_num > 0 so this cast should be safe
359          */
360         if (((unsigned int)s->init_num) > curr_mtu)
361             len = curr_mtu;
362         else
363             len = s->init_num;
364
365         /* Shouldn't ever happen */
366         if (len > INT_MAX)
367             len = INT_MAX;
368
369         /*
370          * XDTLS: this function is too long.  split out the CCS part
371          */
372         if (type == SSL3_RT_HANDSHAKE) {
373             if (len < DTLS1_HM_HEADER_LENGTH) {
374                 /*
375                  * len is so small that we really can't do anything sensible
376                  * so fail
377                  */
378                 return -1;
379             }
380             dtls1_fix_message_header(s, frag_off,
381                                      len - DTLS1_HM_HEADER_LENGTH);
382
383             dtls1_write_message_header(s,
384                                        (unsigned char *)&s->init_buf->
385                                        data[s->init_off]);
386         }
387
388         ret = dtls1_write_bytes(s, type, &s->init_buf->data[s->init_off],
389                                 len);
390         if (ret < 0) {
391             /*
392              * might need to update MTU here, but we don't know which
393              * previous packet caused the failure -- so can't really
394              * retransmit anything.  continue as if everything is fine and
395              * wait for an alert to handle the retransmit
396              */
397             if (retry && BIO_ctrl(SSL_get_wbio(s),
398                                   BIO_CTRL_DGRAM_MTU_EXCEEDED, 0, NULL) > 0) {
399                 if (!(SSL_get_options(s) & SSL_OP_NO_QUERY_MTU)) {
400                     if (!dtls1_query_mtu(s))
401                         return -1;
402                     /* Have one more go */
403                     retry = 0;
404                 } else
405                     return -1;
406             } else {
407                 return (-1);
408             }
409         } else {
410
411             /*
412              * bad if this assert fails, only part of the handshake message
413              * got sent.  but why would this happen?
414              */
415             OPENSSL_assert(len == (unsigned int)ret);
416
417             if (type == SSL3_RT_HANDSHAKE && !s->d1->retransmitting) {
418                 /*
419                  * should not be done for 'Hello Request's, but in that case
420                  * we'll ignore the result anyway
421                  */
422                 unsigned char *p =
423                     (unsigned char *)&s->init_buf->data[s->init_off];
424                 const struct hm_header_st *msg_hdr = &s->d1->w_msg_hdr;
425                 int xlen;
426
427                 if (frag_off == 0 && s->version != DTLS1_BAD_VER) {
428                     /*
429                      * reconstruct message header is if it is being sent in
430                      * single fragment
431                      */
432                     *p++ = msg_hdr->type;
433                     l2n3(msg_hdr->msg_len, p);
434                     s2n(msg_hdr->seq, p);
435                     l2n3(0, p);
436                     l2n3(msg_hdr->msg_len, p);
437                     p -= DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
438                     xlen = ret;
439                 } else {
440                     p += DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
441                     xlen = ret - DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
442                 }
443
444                 ssl3_finish_mac(s, p, xlen);
445             }
446
447             if (ret == s->init_num) {
448                 if (s->msg_callback)
449                     s->msg_callback(1, s->version, type, s->init_buf->data,
450                                     (size_t)(s->init_off + s->init_num), s,
451                                     s->msg_callback_arg);
452
453                 s->init_off = 0; /* done writing this message */
454                 s->init_num = 0;
455
456                 return (1);
457             }
458             s->init_off += ret;
459             s->init_num -= ret;
460             ret -= DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
461             frag_off += ret;
462
463             /*
464              * We save the fragment offset for the next fragment so we have it
465              * available in case of an IO retry. We don't know the length of the
466              * next fragment yet so just set that to 0 for now. It will be
467              * updated again later.
468              */
469             dtls1_fix_message_header(s, frag_off, 0);
470         }
471     }
472     return (0);
473 }
474
475 /*
476  * Obtain handshake message of message type 'mt' (any if mt == -1), maximum
477  * acceptable body length 'max'. Read an entire handshake message.  Handshake
478  * messages arrive in fragments.
479  */
480 long dtls1_get_message(SSL *s, int st1, int stn, int mt, long max, int *ok)
481 {
482     int i, al;
483     struct hm_header_st *msg_hdr;
484     unsigned char *p;
485     unsigned long msg_len;
486
487     /*
488      * s3->tmp is used to store messages that are unexpected, caused by the
489      * absence of an optional handshake message
490      */
491     if (s->s3->tmp.reuse_message) {
492         s->s3->tmp.reuse_message = 0;
493         if ((mt >= 0) && (s->s3->tmp.message_type != mt)) {
494             al = SSL_AD_UNEXPECTED_MESSAGE;
495             SSLerr(SSL_F_DTLS1_GET_MESSAGE, SSL_R_UNEXPECTED_MESSAGE);
496             goto f_err;
497         }
498         *ok = 1;
499         s->init_msg = s->init_buf->data + DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
500         s->init_num = (int)s->s3->tmp.message_size;
501         return s->init_num;
502     }
503
504     msg_hdr = &s->d1->r_msg_hdr;
505     memset(msg_hdr, 0x00, sizeof(struct hm_header_st));
506
507  again:
508     i = dtls1_get_message_fragment(s, st1, stn, max, ok);
509     if (i == DTLS1_HM_BAD_FRAGMENT || i == DTLS1_HM_FRAGMENT_RETRY) {
510         /* bad fragment received */
511         goto again;
512     } else if (i <= 0 && !*ok) {
513         return i;
514     }
515
516     if (mt >= 0 && s->s3->tmp.message_type != mt) {
517         al = SSL_AD_UNEXPECTED_MESSAGE;
518         SSLerr(SSL_F_DTLS1_GET_MESSAGE, SSL_R_UNEXPECTED_MESSAGE);
519         goto f_err;
520     }
521
522     p = (unsigned char *)s->init_buf->data;
523     msg_len = msg_hdr->msg_len;
524
525     /* reconstruct message header */
526     *(p++) = msg_hdr->type;
527     l2n3(msg_len, p);
528     s2n(msg_hdr->seq, p);
529     l2n3(0, p);
530     l2n3(msg_len, p);
531     if (s->version != DTLS1_BAD_VER) {
532         p -= DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
533         msg_len += DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
534     }
535
536     ssl3_finish_mac(s, p, msg_len);
537     if (s->msg_callback)
538         s->msg_callback(0, s->version, SSL3_RT_HANDSHAKE,
539                         p, msg_len, s, s->msg_callback_arg);
540
541     memset(msg_hdr, 0x00, sizeof(struct hm_header_st));
542
543     /* Don't change sequence numbers while listening */
544     if (!s->d1->listen)
545         s->d1->handshake_read_seq++;
546
547     s->init_msg = s->init_buf->data + DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
548     return s->init_num;
549
550  f_err:
551     ssl3_send_alert(s, SSL3_AL_FATAL, al);
552     *ok = 0;
553     return -1;
554 }
555
556 static int dtls1_preprocess_fragment(SSL *s, struct hm_header_st *msg_hdr,
557                                      int max)
558 {
559     size_t frag_off, frag_len, msg_len;
560
561     msg_len = msg_hdr->msg_len;
562     frag_off = msg_hdr->frag_off;
563     frag_len = msg_hdr->frag_len;
564
565     /* sanity checking */
566     if ((frag_off + frag_len) > msg_len) {
567         SSLerr(SSL_F_DTLS1_PREPROCESS_FRAGMENT, SSL_R_EXCESSIVE_MESSAGE_SIZE);
568         return SSL_AD_ILLEGAL_PARAMETER;
569     }
570
571     if ((frag_off + frag_len) > (unsigned long)max) {
572         SSLerr(SSL_F_DTLS1_PREPROCESS_FRAGMENT, SSL_R_EXCESSIVE_MESSAGE_SIZE);
573         return SSL_AD_ILLEGAL_PARAMETER;
574     }
575
576     if (s->d1->r_msg_hdr.frag_off == 0) { /* first fragment */
577         /*
578          * msg_len is limited to 2^24, but is effectively checked against max
579          * above
580          */
581         if (!BUF_MEM_grow_clean
582             (s->init_buf, msg_len + DTLS1_HM_HEADER_LENGTH)) {
583             SSLerr(SSL_F_DTLS1_PREPROCESS_FRAGMENT, ERR_R_BUF_LIB);
584             return SSL_AD_INTERNAL_ERROR;
585         }
586
587         s->s3->tmp.message_size = msg_len;
588         s->d1->r_msg_hdr.msg_len = msg_len;
589         s->s3->tmp.message_type = msg_hdr->type;
590         s->d1->r_msg_hdr.type = msg_hdr->type;
591         s->d1->r_msg_hdr.seq = msg_hdr->seq;
592     } else if (msg_len != s->d1->r_msg_hdr.msg_len) {
593         /*
594          * They must be playing with us! BTW, failure to enforce upper limit
595          * would open possibility for buffer overrun.
596          */
597         SSLerr(SSL_F_DTLS1_PREPROCESS_FRAGMENT, SSL_R_EXCESSIVE_MESSAGE_SIZE);
598         return SSL_AD_ILLEGAL_PARAMETER;
599     }
600
601     return 0;                   /* no error */
602 }
603
604 static int dtls1_retrieve_buffered_fragment(SSL *s, long max, int *ok)
605 {
606     /*-
607      * (0) check whether the desired fragment is available
608      * if so:
609      * (1) copy over the fragment to s->init_buf->data[]
610      * (2) update s->init_num
611      */
612     pitem *item;
613     hm_fragment *frag;
614     int al;
615
616     *ok = 0;
617     do {
618         item = pqueue_peek(s->d1->buffered_messages);
619         if (item == NULL)
620             return 0;
621
622         frag = (hm_fragment *)item->data;
623
624         if (frag->msg_header.seq < s->d1->handshake_read_seq) {
625             /* This is a stale message that has been buffered so clear it */
626             pqueue_pop(s->d1->buffered_messages);
627             dtls1_hm_fragment_free(frag);
628             pitem_free(item);
629             item = NULL;
630             frag = NULL;
631         }
632     } while (item == NULL);
633
634
635     /* Don't return if reassembly still in progress */
636     if (frag->reassembly != NULL)
637         return 0;
638
639     if (s->d1->handshake_read_seq == frag->msg_header.seq) {
640         unsigned long frag_len = frag->msg_header.frag_len;
641         pqueue_pop(s->d1->buffered_messages);
642
643         al = dtls1_preprocess_fragment(s, &frag->msg_header, max);
644
645         if (al == 0) {          /* no alert */
646             unsigned char *p =
647                 (unsigned char *)s->init_buf->data + DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
648             memcpy(&p[frag->msg_header.frag_off], frag->fragment,
649                    frag->msg_header.frag_len);
650         }
651
652         dtls1_hm_fragment_free(frag);
653         pitem_free(item);
654
655         if (al == 0) {
656             *ok = 1;
657             return frag_len;
658         }
659
660         ssl3_send_alert(s, SSL3_AL_FATAL, al);
661         s->init_num = 0;
662         *ok = 0;
663         return -1;
664     } else
665         return 0;
666 }
667
668 /*
669  * dtls1_max_handshake_message_len returns the maximum number of bytes
670  * permitted in a DTLS handshake message for |s|. The minimum is 16KB, but
671  * may be greater if the maximum certificate list size requires it.
672  */
673 static unsigned long dtls1_max_handshake_message_len(const SSL *s)
674 {
675     unsigned long max_len =
676         DTLS1_HM_HEADER_LENGTH + SSL3_RT_MAX_ENCRYPTED_LENGTH;
677     if (max_len < (unsigned long)s->max_cert_list)
678         return s->max_cert_list;
679     return max_len;
680 }
681
682 static int
683 dtls1_reassemble_fragment(SSL *s, const struct hm_header_st *msg_hdr, int *ok)
684 {
685     hm_fragment *frag = NULL;
686     pitem *item = NULL;
687     int i = -1, is_complete;
688     unsigned char seq64be[8];
689     unsigned long frag_len = msg_hdr->frag_len;
690
691     if ((msg_hdr->frag_off + frag_len) > msg_hdr->msg_len ||
692         msg_hdr->msg_len > dtls1_max_handshake_message_len(s))
693         goto err;
694
695     if (frag_len == 0)
696         return DTLS1_HM_FRAGMENT_RETRY;
697
698     /* Try to find item in queue */
699     memset(seq64be, 0, sizeof(seq64be));
700     seq64be[6] = (unsigned char)(msg_hdr->seq >> 8);
701     seq64be[7] = (unsigned char)msg_hdr->seq;
702     item = pqueue_find(s->d1->buffered_messages, seq64be);
703
704     if (item == NULL) {
705         frag = dtls1_hm_fragment_new(msg_hdr->msg_len, 1);
706         if (frag == NULL)
707             goto err;
708         memcpy(&(frag->msg_header), msg_hdr, sizeof(*msg_hdr));
709         frag->msg_header.frag_len = frag->msg_header.msg_len;
710         frag->msg_header.frag_off = 0;
711     } else {
712         frag = (hm_fragment *)item->data;
713         if (frag->msg_header.msg_len != msg_hdr->msg_len) {
714             item = NULL;
715             frag = NULL;
716             goto err;
717         }
718     }
719
720     /*
721      * If message is already reassembled, this must be a retransmit and can
722      * be dropped. In this case item != NULL and so frag does not need to be
723      * freed.
724      */
725     if (frag->reassembly == NULL) {
726         unsigned char devnull[256];
727
728         while (frag_len) {
729             i = s->method->ssl_read_bytes(s, SSL3_RT_HANDSHAKE,
730                                           devnull,
731                                           frag_len >
732                                           sizeof(devnull) ? sizeof(devnull) :
733                                           frag_len, 0);
734             if (i <= 0)
735                 goto err;
736             frag_len -= i;
737         }
738         return DTLS1_HM_FRAGMENT_RETRY;
739     }
740
741     /* read the body of the fragment (header has already been read */
742     i = s->method->ssl_read_bytes(s, SSL3_RT_HANDSHAKE,
743                                   frag->fragment + msg_hdr->frag_off,
744                                   frag_len, 0);
745     if ((unsigned long)i != frag_len)
746         i = -1;
747     if (i <= 0)
748         goto err;
749
750     RSMBLY_BITMASK_MARK(frag->reassembly, (long)msg_hdr->frag_off,
751                         (long)(msg_hdr->frag_off + frag_len));
752
753     RSMBLY_BITMASK_IS_COMPLETE(frag->reassembly, (long)msg_hdr->msg_len,
754                                is_complete);
755
756     if (is_complete) {
757         OPENSSL_free(frag->reassembly);
758         frag->reassembly = NULL;
759     }
760
761     if (item == NULL) {
762         item = pitem_new(seq64be, frag);
763         if (item == NULL) {
764             i = -1;
765             goto err;
766         }
767
768         item = pqueue_insert(s->d1->buffered_messages, item);
769         /*
770          * pqueue_insert fails iff a duplicate item is inserted. However,
771          * |item| cannot be a duplicate. If it were, |pqueue_find|, above,
772          * would have returned it and control would never have reached this
773          * branch.
774          */
775         OPENSSL_assert(item != NULL);
776     }
777
778     return DTLS1_HM_FRAGMENT_RETRY;
779
780  err:
781     if (frag != NULL && item == NULL)
782         dtls1_hm_fragment_free(frag);
783     *ok = 0;
784     return i;
785 }
786
787 static int
788 dtls1_process_out_of_seq_message(SSL *s, const struct hm_header_st *msg_hdr,
789                                  int *ok)
790 {
791     int i = -1;
792     hm_fragment *frag = NULL;
793     pitem *item = NULL;
794     unsigned char seq64be[8];
795     unsigned long frag_len = msg_hdr->frag_len;
796
797     if ((msg_hdr->frag_off + frag_len) > msg_hdr->msg_len)
798         goto err;
799
800     /* Try to find item in queue, to prevent duplicate entries */
801     memset(seq64be, 0, sizeof(seq64be));
802     seq64be[6] = (unsigned char)(msg_hdr->seq >> 8);
803     seq64be[7] = (unsigned char)msg_hdr->seq;
804     item = pqueue_find(s->d1->buffered_messages, seq64be);
805
806     /*
807      * If we already have an entry and this one is a fragment, don't discard
808      * it and rather try to reassemble it.
809      */
810     if (item != NULL && frag_len != msg_hdr->msg_len)
811         item = NULL;
812
813     /*
814      * Discard the message if sequence number was already there, is too far
815      * in the future, already in the queue or if we received a FINISHED
816      * before the SERVER_HELLO, which then must be a stale retransmit.
817      */
818     if (msg_hdr->seq <= s->d1->handshake_read_seq ||
819         msg_hdr->seq > s->d1->handshake_read_seq + 10 || item != NULL ||
820         (s->d1->handshake_read_seq == 0 && msg_hdr->type == SSL3_MT_FINISHED))
821     {
822         unsigned char devnull[256];
823
824         while (frag_len) {
825             i = s->method->ssl_read_bytes(s, SSL3_RT_HANDSHAKE,
826                                           devnull,
827                                           frag_len >
828                                           sizeof(devnull) ? sizeof(devnull) :
829                                           frag_len, 0);
830             if (i <= 0)
831                 goto err;
832             frag_len -= i;
833         }
834     } else {
835         if (frag_len != msg_hdr->msg_len)
836             return dtls1_reassemble_fragment(s, msg_hdr, ok);
837
838         if (frag_len > dtls1_max_handshake_message_len(s))
839             goto err;
840
841         frag = dtls1_hm_fragment_new(frag_len, 0);
842         if (frag == NULL)
843             goto err;
844
845         memcpy(&(frag->msg_header), msg_hdr, sizeof(*msg_hdr));
846
847         if (frag_len) {
848             /*
849              * read the body of the fragment (header has already been read
850              */
851             i = s->method->ssl_read_bytes(s, SSL3_RT_HANDSHAKE,
852                                           frag->fragment, frag_len, 0);
853             if ((unsigned long)i != frag_len)
854                 i = -1;
855             if (i <= 0)
856                 goto err;
857         }
858
859         item = pitem_new(seq64be, frag);
860         if (item == NULL)
861             goto err;
862
863         item = pqueue_insert(s->d1->buffered_messages, item);
864         /*
865          * pqueue_insert fails iff a duplicate item is inserted. However,
866          * |item| cannot be a duplicate. If it were, |pqueue_find|, above,
867          * would have returned it. Then, either |frag_len| !=
868          * |msg_hdr->msg_len| in which case |item| is set to NULL and it will
869          * have been processed with |dtls1_reassemble_fragment|, above, or
870          * the record will have been discarded.
871          */
872         OPENSSL_assert(item != NULL);
873     }
874
875     return DTLS1_HM_FRAGMENT_RETRY;
876
877  err:
878     if (frag != NULL && item == NULL)
879         dtls1_hm_fragment_free(frag);
880     *ok = 0;
881     return i;
882 }
883
884 static long
885 dtls1_get_message_fragment(SSL *s, int st1, int stn, long max, int *ok)
886 {
887     unsigned char wire[DTLS1_HM_HEADER_LENGTH];
888     unsigned long len, frag_off, frag_len;
889     int i, al;
890     struct hm_header_st msg_hdr;
891
892  redo:
893     /* see if we have the required fragment already */
894     if ((frag_len = dtls1_retrieve_buffered_fragment(s, max, ok)) || *ok) {
895         if (*ok)
896             s->init_num = frag_len;
897         return frag_len;
898     }
899
900     /* read handshake message header */
901     i = s->method->ssl_read_bytes(s, SSL3_RT_HANDSHAKE, wire,
902                                   DTLS1_HM_HEADER_LENGTH, 0);
903     if (i <= 0) {               /* nbio, or an error */
904         s->rwstate = SSL_READING;
905         *ok = 0;
906         return i;
907     }
908     /* Handshake fails if message header is incomplete */
909     if (i != DTLS1_HM_HEADER_LENGTH) {
910         al = SSL_AD_UNEXPECTED_MESSAGE;
911         SSLerr(SSL_F_DTLS1_GET_MESSAGE_FRAGMENT, SSL_R_UNEXPECTED_MESSAGE);
912         goto f_err;
913     }
914
915     /* parse the message fragment header */
916     dtls1_get_message_header(wire, &msg_hdr);
917
918     len = msg_hdr.msg_len;
919     frag_off = msg_hdr.frag_off;
920     frag_len = msg_hdr.frag_len;
921
922     /*
923      * We must have at least frag_len bytes left in the record to be read.
924      * Fragments must not span records.
925      */
926     if (frag_len > s->s3->rrec.length) {
927         al = SSL3_AD_ILLEGAL_PARAMETER;
928         SSLerr(SSL_F_DTLS1_GET_MESSAGE_FRAGMENT, SSL_R_BAD_LENGTH);
929         goto f_err;
930     }
931
932     /*
933      * if this is a future (or stale) message it gets buffered
934      * (or dropped)--no further processing at this time
935      * While listening, we accept seq 1 (ClientHello with cookie)
936      * although we're still expecting seq 0 (ClientHello)
937      */
938     if (msg_hdr.seq != s->d1->handshake_read_seq
939         && !(s->d1->listen && msg_hdr.seq == 1))
940         return dtls1_process_out_of_seq_message(s, &msg_hdr, ok);
941
942     if (frag_len && frag_len < len)
943         return dtls1_reassemble_fragment(s, &msg_hdr, ok);
944
945     if (!s->server && s->d1->r_msg_hdr.frag_off == 0 &&
946         wire[0] == SSL3_MT_HELLO_REQUEST) {
947         /*
948          * The server may always send 'Hello Request' messages -- we are
949          * doing a handshake anyway now, so ignore them if their format is
950          * correct. Does not count for 'Finished' MAC.
951          */
952         if (wire[1] == 0 && wire[2] == 0 && wire[3] == 0) {
953             if (s->msg_callback)
954                 s->msg_callback(0, s->version, SSL3_RT_HANDSHAKE,
955                                 wire, DTLS1_HM_HEADER_LENGTH, s,
956                                 s->msg_callback_arg);
957
958             s->init_num = 0;
959             goto redo;
960         } else {                /* Incorrectly formated Hello request */
961
962             al = SSL_AD_UNEXPECTED_MESSAGE;
963             SSLerr(SSL_F_DTLS1_GET_MESSAGE_FRAGMENT,
964                    SSL_R_UNEXPECTED_MESSAGE);
965             goto f_err;
966         }
967     }
968
969     if ((al = dtls1_preprocess_fragment(s, &msg_hdr, max)))
970         goto f_err;
971
972     if (frag_len > 0) {
973         unsigned char *p =
974             (unsigned char *)s->init_buf->data + DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
975
976         i = s->method->ssl_read_bytes(s, SSL3_RT_HANDSHAKE,
977                                       &p[frag_off], frag_len, 0);
978
979         /*
980          * This shouldn't ever fail due to NBIO because we already checked
981          * that we have enough data in the record
982          */
983         if (i <= 0) {
984             s->rwstate = SSL_READING;
985             *ok = 0;
986             return i;
987         }
988     } else
989         i = 0;
990
991     /*
992      * XDTLS: an incorrectly formatted fragment should cause the handshake
993      * to fail
994      */
995     if (i != (int)frag_len) {
996         al = SSL3_AD_ILLEGAL_PARAMETER;
997         SSLerr(SSL_F_DTLS1_GET_MESSAGE_FRAGMENT, SSL3_AD_ILLEGAL_PARAMETER);
998         goto f_err;
999     }
1000
1001     *ok = 1;
1002     s->state = stn;
1003
1004     /*
1005      * Note that s->init_num is *not* used as current offset in
1006      * s->init_buf->data, but as a counter summing up fragments' lengths: as
1007      * soon as they sum up to handshake packet length, we assume we have got
1008      * all the fragments.
1009      */
1010     s->init_num = frag_len;
1011     return frag_len;
1012
1013  f_err:
1014     ssl3_send_alert(s, SSL3_AL_FATAL, al);
1015     s->init_num = 0;
1016
1017     *ok = 0;
1018     return (-1);
1019 }
1020
1021 int dtls1_send_finished(SSL *s, int a, int b, const char *sender, int slen)
1022 {
1023     unsigned char *p, *d;
1024     int i;
1025     unsigned long l;
1026
1027     if (s->state == a) {
1028         d = (unsigned char *)s->init_buf->data;
1029         p = &(d[DTLS1_HM_HEADER_LENGTH]);
1030
1031         i = s->method->ssl3_enc->final_finish_mac(s,
1032                                                   sender, slen,
1033                                                   s->s3->tmp.finish_md);
1034         s->s3->tmp.finish_md_len = i;
1035         memcpy(p, s->s3->tmp.finish_md, i);
1036         p += i;
1037         l = i;
1038
1039         /*
1040          * Copy the finished so we can use it for renegotiation checks
1041          */
1042         if (s->type == SSL_ST_CONNECT) {
1043             OPENSSL_assert(i <= EVP_MAX_MD_SIZE);
1044             memcpy(s->s3->previous_client_finished, s->s3->tmp.finish_md, i);
1045             s->s3->previous_client_finished_len = i;
1046         } else {
1047             OPENSSL_assert(i <= EVP_MAX_MD_SIZE);
1048             memcpy(s->s3->previous_server_finished, s->s3->tmp.finish_md, i);
1049             s->s3->previous_server_finished_len = i;
1050         }
1051
1052 #ifdef OPENSSL_SYS_WIN16
1053         /*
1054          * MSVC 1.5 does not clear the top bytes of the word unless I do
1055          * this.
1056          */
1057         l &= 0xffff;
1058 #endif
1059
1060         d = dtls1_set_message_header(s, d, SSL3_MT_FINISHED, l, 0, l);
1061         s->init_num = (int)l + DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
1062         s->init_off = 0;
1063
1064         /* buffer the message to handle re-xmits */
1065         dtls1_buffer_message(s, 0);
1066
1067         s->state = b;
1068     }
1069
1070     /* SSL3_ST_SEND_xxxxxx_HELLO_B */
1071     return (dtls1_do_write(s, SSL3_RT_HANDSHAKE));
1072 }
1073
1074 /*-
1075  * for these 2 messages, we need to
1076  * ssl->enc_read_ctx                    re-init
1077  * ssl->s3->read_sequence               zero
1078  * ssl->s3->read_mac_secret             re-init
1079  * ssl->session->read_sym_enc           assign
1080  * ssl->session->read_compression       assign
1081  * ssl->session->read_hash              assign
1082  */
1083 int dtls1_send_change_cipher_spec(SSL *s, int a, int b)
1084 {
1085     unsigned char *p;
1086
1087     if (s->state == a) {
1088         p = (unsigned char *)s->init_buf->data;
1089         *p++ = SSL3_MT_CCS;
1090         s->d1->handshake_write_seq = s->d1->next_handshake_write_seq;
1091         s->init_num = DTLS1_CCS_HEADER_LENGTH;
1092
1093         if (s->version == DTLS1_BAD_VER) {
1094             s->d1->next_handshake_write_seq++;
1095             s2n(s->d1->handshake_write_seq, p);
1096             s->init_num += 2;
1097         }
1098
1099         s->init_off = 0;
1100
1101         dtls1_set_message_header_int(s, SSL3_MT_CCS, 0,
1102                                      s->d1->handshake_write_seq, 0, 0);
1103
1104         /* buffer the message to handle re-xmits */
1105         dtls1_buffer_message(s, 1);
1106
1107         s->state = b;
1108     }
1109
1110     /* SSL3_ST_CW_CHANGE_B */
1111     return (dtls1_do_write(s, SSL3_RT_CHANGE_CIPHER_SPEC));
1112 }
1113
1114 static int dtls1_add_cert_to_buf(BUF_MEM *buf, unsigned long *l, X509 *x)
1115 {
1116     int n;
1117     unsigned char *p;
1118
1119     n = i2d_X509(x, NULL);
1120     if (!BUF_MEM_grow_clean(buf, (int)(n + (*l) + 3))) {
1121         SSLerr(SSL_F_DTLS1_ADD_CERT_TO_BUF, ERR_R_BUF_LIB);
1122         return 0;
1123     }
1124     p = (unsigned char *)&(buf->data[*l]);
1125     l2n3(n, p);
1126     i2d_X509(x, &p);
1127     *l += n + 3;
1128
1129     return 1;
1130 }
1131
1132 unsigned long dtls1_output_cert_chain(SSL *s, X509 *x)
1133 {
1134     unsigned char *p;
1135     int i;
1136     unsigned long l = 3 + DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
1137     BUF_MEM *buf;
1138
1139     /* TLSv1 sends a chain with nothing in it, instead of an alert */
1140     buf = s->init_buf;
1141     if (!BUF_MEM_grow_clean(buf, 10)) {
1142         SSLerr(SSL_F_DTLS1_OUTPUT_CERT_CHAIN, ERR_R_BUF_LIB);
1143         return (0);
1144     }
1145     if (x != NULL) {
1146         X509_STORE_CTX xs_ctx;
1147
1148         if (!X509_STORE_CTX_init(&xs_ctx, s->ctx->cert_store, x, NULL)) {
1149             SSLerr(SSL_F_DTLS1_OUTPUT_CERT_CHAIN, ERR_R_X509_LIB);
1150             return (0);
1151         }
1152
1153         X509_verify_cert(&xs_ctx);
1154         /* Don't leave errors in the queue */
1155         ERR_clear_error();
1156         for (i = 0; i < sk_X509_num(xs_ctx.chain); i++) {
1157             x = sk_X509_value(xs_ctx.chain, i);
1158
1159             if (!dtls1_add_cert_to_buf(buf, &l, x)) {
1160                 X509_STORE_CTX_cleanup(&xs_ctx);
1161                 return 0;
1162             }
1163         }
1164         X509_STORE_CTX_cleanup(&xs_ctx);
1165     }
1166     /* Thawte special :-) */
1167     for (i = 0; i < sk_X509_num(s->ctx->extra_certs); i++) {
1168         x = sk_X509_value(s->ctx->extra_certs, i);
1169         if (!dtls1_add_cert_to_buf(buf, &l, x))
1170             return 0;
1171     }
1172
1173     l -= (3 + DTLS1_HM_HEADER_LENGTH);
1174
1175     p = (unsigned char *)&(buf->data[DTLS1_HM_HEADER_LENGTH]);
1176     l2n3(l, p);
1177     l += 3;
1178     p = (unsigned char *)&(buf->data[0]);
1179     p = dtls1_set_message_header(s, p, SSL3_MT_CERTIFICATE, l, 0, l);
1180
1181     l += DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
1182     return (l);
1183 }
1184
1185 int dtls1_read_failed(SSL *s, int code)
1186 {
1187     if (code > 0) {
1188         fprintf(stderr, "invalid state reached %s:%d", __FILE__, __LINE__);
1189         return 1;
1190     }
1191
1192     if (!dtls1_is_timer_expired(s)) {
1193         /*
1194          * not a timeout, none of our business, let higher layers handle
1195          * this.  in fact it's probably an error
1196          */
1197         return code;
1198     }
1199 #ifndef OPENSSL_NO_HEARTBEATS
1200     /* done, no need to send a retransmit */
1201     if (!SSL_in_init(s) && !s->tlsext_hb_pending)
1202 #else
1203     /* done, no need to send a retransmit */
1204     if (!SSL_in_init(s))
1205 #endif
1206     {
1207         BIO_set_flags(SSL_get_rbio(s), BIO_FLAGS_READ);
1208         return code;
1209     }
1210 #if 0                           /* for now, each alert contains only one
1211                                  * record number */
1212     item = pqueue_peek(state->rcvd_records);
1213     if (item) {
1214         /* send an alert immediately for all the missing records */
1215     } else
1216 #endif
1217
1218 #if 0                           /* no more alert sending, just retransmit the
1219                                  * last set of messages */
1220     if (state->timeout.read_timeouts >= DTLS1_TMO_READ_COUNT)
1221         ssl3_send_alert(s, SSL3_AL_WARNING,
1222                         DTLS1_AD_MISSING_HANDSHAKE_MESSAGE);
1223 #endif
1224
1225     return dtls1_handle_timeout(s);
1226 }
1227
1228 int dtls1_get_queue_priority(unsigned short seq, int is_ccs)
1229 {
1230     /*
1231      * The index of the retransmission queue actually is the message sequence
1232      * number, since the queue only contains messages of a single handshake.
1233      * However, the ChangeCipherSpec has no message sequence number and so
1234      * using only the sequence will result in the CCS and Finished having the
1235      * same index. To prevent this, the sequence number is multiplied by 2.
1236      * In case of a CCS 1 is subtracted. This does not only differ CSS and
1237      * Finished, it also maintains the order of the index (important for
1238      * priority queues) and fits in the unsigned short variable.
1239      */
1240     return seq * 2 - is_ccs;
1241 }
1242
1243 int dtls1_retransmit_buffered_messages(SSL *s)
1244 {
1245     pqueue sent = s->d1->sent_messages;
1246     piterator iter;
1247     pitem *item;
1248     hm_fragment *frag;
1249     int found = 0;
1250
1251     iter = pqueue_iterator(sent);
1252
1253     for (item = pqueue_next(&iter); item != NULL; item = pqueue_next(&iter)) {
1254         frag = (hm_fragment *)item->data;
1255         if (dtls1_retransmit_message(s, (unsigned short)
1256                                      dtls1_get_queue_priority
1257                                      (frag->msg_header.seq,
1258                                       frag->msg_header.is_ccs), 0,
1259                                      &found) <= 0 && found) {
1260             fprintf(stderr, "dtls1_retransmit_message() failed\n");
1261             return -1;
1262         }
1263     }
1264
1265     return 1;
1266 }
1267
1268 int dtls1_buffer_message(SSL *s, int is_ccs)
1269 {
1270     pitem *item;
1271     hm_fragment *frag;
1272     unsigned char seq64be[8];
1273
1274     /*
1275      * this function is called immediately after a message has been
1276      * serialized
1277      */
1278     OPENSSL_assert(s->init_off == 0);
1279
1280     frag = dtls1_hm_fragment_new(s->init_num, 0);
1281     if (!frag)
1282         return 0;
1283
1284     memcpy(frag->fragment, s->init_buf->data, s->init_num);
1285
1286     if (is_ccs) {
1287         OPENSSL_assert(s->d1->w_msg_hdr.msg_len +
1288                        ((s->version ==
1289                          DTLS1_VERSION) ? DTLS1_CCS_HEADER_LENGTH : 3) ==
1290                        (unsigned int)s->init_num);
1291     } else {
1292         OPENSSL_assert(s->d1->w_msg_hdr.msg_len +
1293                        DTLS1_HM_HEADER_LENGTH == (unsigned int)s->init_num);
1294     }
1295
1296     frag->msg_header.msg_len = s->d1->w_msg_hdr.msg_len;
1297     frag->msg_header.seq = s->d1->w_msg_hdr.seq;
1298     frag->msg_header.type = s->d1->w_msg_hdr.type;
1299     frag->msg_header.frag_off = 0;
1300     frag->msg_header.frag_len = s->d1->w_msg_hdr.msg_len;
1301     frag->msg_header.is_ccs = is_ccs;
1302
1303     /* save current state */
1304     frag->msg_header.saved_retransmit_state.enc_write_ctx = s->enc_write_ctx;
1305     frag->msg_header.saved_retransmit_state.write_hash = s->write_hash;
1306     frag->msg_header.saved_retransmit_state.compress = s->compress;
1307     frag->msg_header.saved_retransmit_state.session = s->session;
1308     frag->msg_header.saved_retransmit_state.epoch = s->d1->w_epoch;
1309
1310     memset(seq64be, 0, sizeof(seq64be));
1311     seq64be[6] =
1312         (unsigned
1313          char)(dtls1_get_queue_priority(frag->msg_header.seq,
1314                                         frag->msg_header.is_ccs) >> 8);
1315     seq64be[7] =
1316         (unsigned
1317          char)(dtls1_get_queue_priority(frag->msg_header.seq,
1318                                         frag->msg_header.is_ccs));
1319
1320     item = pitem_new(seq64be, frag);
1321     if (item == NULL) {
1322         dtls1_hm_fragment_free(frag);
1323         return 0;
1324     }
1325 #if 0
1326     fprintf(stderr, "buffered messge: \ttype = %xx\n", msg_buf->type);
1327     fprintf(stderr, "\t\t\t\t\tlen = %d\n", msg_buf->len);
1328     fprintf(stderr, "\t\t\t\t\tseq_num = %d\n", msg_buf->seq_num);
1329 #endif
1330
1331     pqueue_insert(s->d1->sent_messages, item);
1332     return 1;
1333 }
1334
1335 int
1336 dtls1_retransmit_message(SSL *s, unsigned short seq, unsigned long frag_off,
1337                          int *found)
1338 {
1339     int ret;
1340     /* XDTLS: for now assuming that read/writes are blocking */
1341     pitem *item;
1342     hm_fragment *frag;
1343     unsigned long header_length;
1344     unsigned char seq64be[8];
1345     struct dtls1_retransmit_state saved_state;
1346     unsigned char save_write_sequence[8];
1347
1348     /*-
1349       OPENSSL_assert(s->init_num == 0);
1350       OPENSSL_assert(s->init_off == 0);
1351      */
1352
1353     /* XDTLS:  the requested message ought to be found, otherwise error */
1354     memset(seq64be, 0, sizeof(seq64be));
1355     seq64be[6] = (unsigned char)(seq >> 8);
1356     seq64be[7] = (unsigned char)seq;
1357
1358     item = pqueue_find(s->d1->sent_messages, seq64be);
1359     if (item == NULL) {
1360         fprintf(stderr, "retransmit:  message %d non-existant\n", seq);
1361         *found = 0;
1362         return 0;
1363     }
1364
1365     *found = 1;
1366     frag = (hm_fragment *)item->data;
1367
1368     if (frag->msg_header.is_ccs)
1369         header_length = DTLS1_CCS_HEADER_LENGTH;
1370     else
1371         header_length = DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
1372
1373     memcpy(s->init_buf->data, frag->fragment,
1374            frag->msg_header.msg_len + header_length);
1375     s->init_num = frag->msg_header.msg_len + header_length;
1376
1377     dtls1_set_message_header_int(s, frag->msg_header.type,
1378                                  frag->msg_header.msg_len,
1379                                  frag->msg_header.seq, 0,
1380                                  frag->msg_header.frag_len);
1381
1382     /* save current state */
1383     saved_state.enc_write_ctx = s->enc_write_ctx;
1384     saved_state.write_hash = s->write_hash;
1385     saved_state.compress = s->compress;
1386     saved_state.session = s->session;
1387     saved_state.epoch = s->d1->w_epoch;
1388     saved_state.epoch = s->d1->w_epoch;
1389
1390     s->d1->retransmitting = 1;
1391
1392     /* restore state in which the message was originally sent */
1393     s->enc_write_ctx = frag->msg_header.saved_retransmit_state.enc_write_ctx;
1394     s->write_hash = frag->msg_header.saved_retransmit_state.write_hash;
1395     s->compress = frag->msg_header.saved_retransmit_state.compress;
1396     s->session = frag->msg_header.saved_retransmit_state.session;
1397     s->d1->w_epoch = frag->msg_header.saved_retransmit_state.epoch;
1398
1399     if (frag->msg_header.saved_retransmit_state.epoch ==
1400         saved_state.epoch - 1) {
1401         memcpy(save_write_sequence, s->s3->write_sequence,
1402                sizeof(s->s3->write_sequence));
1403         memcpy(s->s3->write_sequence, s->d1->last_write_sequence,
1404                sizeof(s->s3->write_sequence));
1405     }
1406
1407     ret = dtls1_do_write(s, frag->msg_header.is_ccs ?
1408                          SSL3_RT_CHANGE_CIPHER_SPEC : SSL3_RT_HANDSHAKE);
1409
1410     /* restore current state */
1411     s->enc_write_ctx = saved_state.enc_write_ctx;
1412     s->write_hash = saved_state.write_hash;
1413     s->compress = saved_state.compress;
1414     s->session = saved_state.session;
1415     s->d1->w_epoch = saved_state.epoch;
1416
1417     if (frag->msg_header.saved_retransmit_state.epoch ==
1418         saved_state.epoch - 1) {
1419         memcpy(s->d1->last_write_sequence, s->s3->write_sequence,
1420                sizeof(s->s3->write_sequence));
1421         memcpy(s->s3->write_sequence, save_write_sequence,
1422                sizeof(s->s3->write_sequence));
1423     }
1424
1425     s->d1->retransmitting = 0;
1426
1427     (void)BIO_flush(SSL_get_wbio(s));
1428     return ret;
1429 }
1430
1431 unsigned char *dtls1_set_message_header(SSL *s, unsigned char *p,
1432                                         unsigned char mt, unsigned long len,
1433                                         unsigned long frag_off,
1434                                         unsigned long frag_len)
1435 {
1436     /* Don't change sequence numbers while listening */
1437     if (frag_off == 0 && !s->d1->listen) {
1438         s->d1->handshake_write_seq = s->d1->next_handshake_write_seq;
1439         s->d1->next_handshake_write_seq++;
1440     }
1441
1442     dtls1_set_message_header_int(s, mt, len, s->d1->handshake_write_seq,
1443                                  frag_off, frag_len);
1444
1445     return p += DTLS1_HM_HEADER_LENGTH;
1446 }
1447
1448 /* don't actually do the writing, wait till the MTU has been retrieved */
1449 static void
1450 dtls1_set_message_header_int(SSL *s, unsigned char mt,
1451                              unsigned long len, unsigned short seq_num,
1452                              unsigned long frag_off, unsigned long frag_len)
1453 {
1454     struct hm_header_st *msg_hdr = &s->d1->w_msg_hdr;
1455
1456     msg_hdr->type = mt;
1457     msg_hdr->msg_len = len;
1458     msg_hdr->seq = seq_num;
1459     msg_hdr->frag_off = frag_off;
1460     msg_hdr->frag_len = frag_len;
1461 }
1462
1463 static void
1464 dtls1_fix_message_header(SSL *s, unsigned long frag_off,
1465                          unsigned long frag_len)
1466 {
1467     struct hm_header_st *msg_hdr = &s->d1->w_msg_hdr;
1468
1469     msg_hdr->frag_off = frag_off;
1470     msg_hdr->frag_len = frag_len;
1471 }
1472
1473 static unsigned char *dtls1_write_message_header(SSL *s, unsigned char *p)
1474 {
1475     struct hm_header_st *msg_hdr = &s->d1->w_msg_hdr;
1476
1477     *p++ = msg_hdr->type;
1478     l2n3(msg_hdr->msg_len, p);
1479
1480     s2n(msg_hdr->seq, p);
1481     l2n3(msg_hdr->frag_off, p);
1482     l2n3(msg_hdr->frag_len, p);
1483
1484     return p;
1485 }
1486
1487 unsigned int dtls1_link_min_mtu(void)
1488 {
1489     return (g_probable_mtu[(sizeof(g_probable_mtu) /
1490                             sizeof(g_probable_mtu[0])) - 1]);
1491 }
1492
1493 unsigned int dtls1_min_mtu(SSL *s)
1494 {
1495     return dtls1_link_min_mtu() - BIO_dgram_get_mtu_overhead(SSL_get_wbio(s));
1496 }
1497
1498 void
1499 dtls1_get_message_header(unsigned char *data, struct hm_header_st *msg_hdr)
1500 {
1501     memset(msg_hdr, 0x00, sizeof(struct hm_header_st));
1502     msg_hdr->type = *(data++);
1503     n2l3(data, msg_hdr->msg_len);
1504
1505     n2s(data, msg_hdr->seq);
1506     n2l3(data, msg_hdr->frag_off);
1507     n2l3(data, msg_hdr->frag_len);
1508 }
1509
1510 void dtls1_get_ccs_header(unsigned char *data, struct ccs_header_st *ccs_hdr)
1511 {
1512     memset(ccs_hdr, 0x00, sizeof(struct ccs_header_st));
1513
1514     ccs_hdr->type = *(data++);
1515 }
1516
1517 int dtls1_shutdown(SSL *s)
1518 {
1519     int ret;
1520 #ifndef OPENSSL_NO_SCTP
1521     BIO *wbio;
1522
1523     wbio = SSL_get_wbio(s);
1524     if (wbio != NULL && BIO_dgram_is_sctp(wbio) &&
1525         !(s->shutdown & SSL_SENT_SHUTDOWN)) {
1526         ret = BIO_dgram_sctp_wait_for_dry(wbio);
1527         if (ret < 0)
1528             return -1;
1529
1530         if (ret == 0)
1531             BIO_ctrl(SSL_get_wbio(s), BIO_CTRL_DGRAM_SCTP_SAVE_SHUTDOWN, 1,
1532                      NULL);
1533     }
1534 #endif
1535     ret = ssl3_shutdown(s);
1536 #ifndef OPENSSL_NO_SCTP
1537     BIO_ctrl(SSL_get_wbio(s), BIO_CTRL_DGRAM_SCTP_SAVE_SHUTDOWN, 0, NULL);
1538 #endif
1539     return ret;
1540 }
1541
1542 #ifndef OPENSSL_NO_HEARTBEATS
1543 int dtls1_process_heartbeat(SSL *s)
1544 {
1545     unsigned char *p = &s->s3->rrec.data[0], *pl;
1546     unsigned short hbtype;
1547     unsigned int payload;
1548     unsigned int padding = 16;  /* Use minimum padding */
1549
1550     if (s->msg_callback)
1551         s->msg_callback(0, s->version, TLS1_RT_HEARTBEAT,
1552                         &s->s3->rrec.data[0], s->s3->rrec.length,
1553                         s, s->msg_callback_arg);
1554
1555     /* Read type and payload length first */
1556     if (1 + 2 + 16 > s->s3->rrec.length)
1557         return 0;               /* silently discard */
1558     if (s->s3->rrec.length > SSL3_RT_MAX_PLAIN_LENGTH)
1559         return 0;               /* silently discard per RFC 6520 sec. 4 */
1560
1561     hbtype = *p++;
1562     n2s(p, payload);
1563     if (1 + 2 + payload + 16 > s->s3->rrec.length)
1564         return 0;               /* silently discard per RFC 6520 sec. 4 */
1565     pl = p;
1566
1567     if (hbtype == TLS1_HB_REQUEST) {
1568         unsigned char *buffer, *bp;
1569         unsigned int write_length = 1 /* heartbeat type */  +
1570             2 /* heartbeat length */  +
1571             payload + padding;
1572         int r;
1573
1574         if (write_length > SSL3_RT_MAX_PLAIN_LENGTH)
1575             return 0;
1576
1577         /*
1578          * Allocate memory for the response, size is 1 byte message type,
1579          * plus 2 bytes payload length, plus payload, plus padding
1580          */
1581         buffer = OPENSSL_malloc(write_length);
1582         if (buffer == NULL)
1583             return -1;
1584         bp = buffer;
1585
1586         /* Enter response type, length and copy payload */
1587         *bp++ = TLS1_HB_RESPONSE;
1588         s2n(payload, bp);
1589         memcpy(bp, pl, payload);
1590         bp += payload;
1591         /* Random padding */
1592         if (RAND_bytes(bp, padding) <= 0) {
1593             OPENSSL_free(buffer);
1594             return -1;
1595         }
1596
1597         r = dtls1_write_bytes(s, TLS1_RT_HEARTBEAT, buffer, write_length);
1598
1599         if (r >= 0 && s->msg_callback)
1600             s->msg_callback(1, s->version, TLS1_RT_HEARTBEAT,
1601                             buffer, write_length, s, s->msg_callback_arg);
1602
1603         OPENSSL_free(buffer);
1604
1605         if (r < 0)
1606             return r;
1607     } else if (hbtype == TLS1_HB_RESPONSE) {
1608         unsigned int seq;
1609
1610         /*
1611          * We only send sequence numbers (2 bytes unsigned int), and 16
1612          * random bytes, so we just try to read the sequence number
1613          */
1614         n2s(pl, seq);
1615
1616         if (payload == 18 && seq == s->tlsext_hb_seq) {
1617             dtls1_stop_timer(s);
1618             s->tlsext_hb_seq++;
1619             s->tlsext_hb_pending = 0;
1620         }
1621     }
1622
1623     return 0;
1624 }
1625
1626 int dtls1_heartbeat(SSL *s)
1627 {
1628     unsigned char *buf, *p;
1629     int ret = -1;
1630     unsigned int payload = 18;  /* Sequence number + random bytes */
1631     unsigned int padding = 16;  /* Use minimum padding */
1632
1633     /* Only send if peer supports and accepts HB requests... */
1634     if (!(s->tlsext_heartbeat & SSL_TLSEXT_HB_ENABLED) ||
1635         s->tlsext_heartbeat & SSL_TLSEXT_HB_DONT_SEND_REQUESTS) {
1636         SSLerr(SSL_F_DTLS1_HEARTBEAT, SSL_R_TLS_HEARTBEAT_PEER_DOESNT_ACCEPT);
1637         return -1;
1638     }
1639
1640     /* ...and there is none in flight yet... */
1641     if (s->tlsext_hb_pending) {
1642         SSLerr(SSL_F_DTLS1_HEARTBEAT, SSL_R_TLS_HEARTBEAT_PENDING);
1643         return -1;
1644     }
1645
1646     /* ...and no handshake in progress. */
1647     if (SSL_in_init(s) || s->in_handshake) {
1648         SSLerr(SSL_F_DTLS1_HEARTBEAT, SSL_R_UNEXPECTED_MESSAGE);
1649         return -1;
1650     }
1651
1652     /*
1653      * Check if padding is too long, payload and padding must not exceed 2^14
1654      * - 3 = 16381 bytes in total.
1655      */
1656     OPENSSL_assert(payload + padding <= 16381);
1657
1658     /*-
1659      * Create HeartBeat message, we just use a sequence number
1660      * as payload to distuingish different messages and add
1661      * some random stuff.
1662      *  - Message Type, 1 byte
1663      *  - Payload Length, 2 bytes (unsigned int)
1664      *  - Payload, the sequence number (2 bytes uint)
1665      *  - Payload, random bytes (16 bytes uint)
1666      *  - Padding
1667      */
1668     buf = OPENSSL_malloc(1 + 2 + payload + padding);
1669     p = buf;
1670     /* Message Type */
1671     *p++ = TLS1_HB_REQUEST;
1672     /* Payload length (18 bytes here) */
1673     s2n(payload, p);
1674     /* Sequence number */
1675     s2n(s->tlsext_hb_seq, p);
1676     /* 16 random bytes */
1677     if (RAND_bytes(p, 16) <= 0)
1678         goto err;
1679     p += 16;
1680     /* Random padding */
1681     if (RAND_bytes(p, padding) <= 0)
1682         goto err;
1683
1684     ret = dtls1_write_bytes(s, TLS1_RT_HEARTBEAT, buf, 3 + payload + padding);
1685     if (ret >= 0) {
1686         if (s->msg_callback)
1687             s->msg_callback(1, s->version, TLS1_RT_HEARTBEAT,
1688                             buf, 3 + payload + padding,
1689                             s, s->msg_callback_arg);
1690
1691         dtls1_start_timer(s);
1692         s->tlsext_hb_pending = 1;
1693     }
1694
1695 err:
1696     OPENSSL_free(buf);
1697
1698     return ret;
1699 }
1700 #endif