24c7e94ef117d31bd8d55e4ead15f67f0368583f
[openssl.git] / ssl / statem / statem.c
1 /*
2  * Copyright 2015-2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
3  *
4  * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
7  * https://www.openssl.org/source/license.html
8  */
9
10 #include "internal/cryptlib.h"
11 #include <openssl/rand.h>
12 #include "../ssl_locl.h"
13 #include "statem_locl.h"
14 #include <assert.h>
15
16 /*
17  * This file implements the SSL/TLS/DTLS state machines.
18  *
19  * There are two primary state machines:
20  *
21  * 1) Message flow state machine
22  * 2) Handshake state machine
23  *
24  * The Message flow state machine controls the reading and sending of messages
25  * including handling of non-blocking IO events, flushing of the underlying
26  * write BIO, handling unexpected messages, etc. It is itself broken into two
27  * separate sub-state machines which control reading and writing respectively.
28  *
29  * The Handshake state machine keeps track of the current SSL/TLS handshake
30  * state. Transitions of the handshake state are the result of events that
31  * occur within the Message flow state machine.
32  *
33  * Overall it looks like this:
34  *
35  * ---------------------------------------------            -------------------
36  * |                                           |            |                 |
37  * | Message flow state machine                |            |                 |
38  * |                                           |            |                 |
39  * | -------------------- -------------------- | Transition | Handshake state |
40  * | | MSG_FLOW_READING | | MSG_FLOW_WRITING | | Event      | machine         |
41  * | | sub-state        | | sub-state        | |----------->|                 |
42  * | | machine for      | | machine for      | |            |                 |
43  * | | reading messages | | writing messages | |            |                 |
44  * | -------------------- -------------------- |            |                 |
45  * |                                           |            |                 |
46  * ---------------------------------------------            -------------------
47  *
48  */
49
50 /* Sub state machine return values */
51 typedef enum {
52     /* Something bad happened or NBIO */
53     SUB_STATE_ERROR,
54     /* Sub state finished go to the next sub state */
55     SUB_STATE_FINISHED,
56     /* Sub state finished and handshake was completed */
57     SUB_STATE_END_HANDSHAKE
58 } SUB_STATE_RETURN;
59
60 static int state_machine(SSL *s, int server);
61 static void init_read_state_machine(SSL *s);
62 static SUB_STATE_RETURN read_state_machine(SSL *s);
63 static void init_write_state_machine(SSL *s);
64 static SUB_STATE_RETURN write_state_machine(SSL *s);
65
66 OSSL_HANDSHAKE_STATE SSL_get_state(const SSL *ssl)
67 {
68     return ssl->statem.hand_state;
69 }
70
71 int SSL_in_init(const SSL *s)
72 {
73     return s->statem.in_init;
74 }
75
76 int SSL_is_init_finished(const SSL *s)
77 {
78     return !(s->statem.in_init) && (s->statem.hand_state == TLS_ST_OK);
79 }
80
81 int SSL_in_before(const SSL *s)
82 {
83     /*
84      * Historically being "in before" meant before anything had happened. In the
85      * current code though we remain in the "before" state for a while after we
86      * have started the handshake process (e.g. as a server waiting for the
87      * first message to arrive). There "in before" is taken to mean "in before"
88      * and not started any handshake process yet.
89      */
90     return (s->statem.hand_state == TLS_ST_BEFORE)
91         && (s->statem.state == MSG_FLOW_UNINITED);
92 }
93
94 /*
95  * Clear the state machine state and reset back to MSG_FLOW_UNINITED
96  */
97 void ossl_statem_clear(SSL *s)
98 {
99     s->statem.state = MSG_FLOW_UNINITED;
100     s->statem.hand_state = TLS_ST_BEFORE;
101     s->statem.in_init = 1;
102     s->statem.no_cert_verify = 0;
103 }
104
105 /*
106  * Set the state machine up ready for a renegotiation handshake
107  */
108 void ossl_statem_set_renegotiate(SSL *s)
109 {
110     s->statem.in_init = 1;
111     s->statem.request_state = TLS_ST_SW_HELLO_REQ;
112 }
113
114 /*
115  * Put the state machine into an error state and send an alert if appropriate.
116  * This is a permanent error for the current connection.
117  */
118 void ossl_statem_fatal(SSL *s, int al, int func, int reason, const char *file,
119                        int line)
120 {
121     ERR_put_error(ERR_LIB_SSL, func, reason, file, line);
122     /* We shouldn't call SSLfatal() twice. Once is enough */
123     if (s->statem.in_init && s->statem.state == MSG_FLOW_ERROR)
124       return;
125     s->statem.in_init = 1;
126     s->statem.state = MSG_FLOW_ERROR;
127     if (al != SSL_AD_NO_ALERT
128             && s->statem.enc_write_state != ENC_WRITE_STATE_INVALID)
129         ssl3_send_alert(s, SSL3_AL_FATAL, al);
130 }
131
132 /*
133  * This macro should only be called if we are already expecting to be in
134  * a fatal error state. We verify that we are, and set it if not (this would
135  * indicate a bug).
136  */
137 #define check_fatal(s, f) \
138     do { \
139         if (!ossl_assert((s)->statem.in_init \
140                          && (s)->statem.state == MSG_FLOW_ERROR)) \
141             SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, (f), \
142                      SSL_R_MISSING_FATAL); \
143     } while (0)
144
145 /*
146  * Discover whether the current connection is in the error state.
147  *
148  * Valid return values are:
149  *   1: Yes
150  *   0: No
151  */
152 int ossl_statem_in_error(const SSL *s)
153 {
154     if (s->statem.state == MSG_FLOW_ERROR)
155         return 1;
156
157     return 0;
158 }
159
160 void ossl_statem_set_in_init(SSL *s, int init)
161 {
162     s->statem.in_init = init;
163 }
164
165 int ossl_statem_get_in_handshake(SSL *s)
166 {
167     return s->statem.in_handshake;
168 }
169
170 void ossl_statem_set_in_handshake(SSL *s, int inhand)
171 {
172     if (inhand)
173         s->statem.in_handshake++;
174     else
175         s->statem.in_handshake--;
176 }
177
178 /* Are we in a sensible state to skip over unreadable early data? */
179 int ossl_statem_skip_early_data(SSL *s)
180 {
181     if (s->ext.early_data != SSL_EARLY_DATA_REJECTED)
182         return 0;
183
184     if (!s->server
185             || s->statem.hand_state != TLS_ST_EARLY_DATA
186             || s->hello_retry_request == SSL_HRR_COMPLETE)
187         return 0;
188
189     return 1;
190 }
191
192 /*
193  * Called when we are in SSL_read*(), SSL_write*(), or SSL_accept()
194  * /SSL_connect()/SSL_do_handshake(). Used to test whether we are in an early
195  * data state and whether we should attempt to move the handshake on if so.
196  * |sending| is 1 if we are attempting to send data (SSL_write*()), 0 if we are
197  * attempting to read data (SSL_read*()), or -1 if we are in SSL_do_handshake()
198  * or similar.
199  */
200 void ossl_statem_check_finish_init(SSL *s, int sending)
201 {
202     if (sending == -1) {
203         if (s->statem.hand_state == TLS_ST_PENDING_EARLY_DATA_END
204                 || s->statem.hand_state == TLS_ST_EARLY_DATA) {
205             ossl_statem_set_in_init(s, 1);
206             if (s->early_data_state == SSL_EARLY_DATA_WRITE_RETRY) {
207                 /*
208                  * SSL_connect() or SSL_do_handshake() has been called directly.
209                  * We don't allow any more writing of early data.
210                  */
211                 s->early_data_state = SSL_EARLY_DATA_FINISHED_WRITING;
212             }
213         }
214     } else if (!s->server) {
215         if ((sending && (s->statem.hand_state == TLS_ST_PENDING_EARLY_DATA_END
216                       || s->statem.hand_state == TLS_ST_EARLY_DATA)
217                   && s->early_data_state != SSL_EARLY_DATA_WRITING)
218                 || (!sending && s->statem.hand_state == TLS_ST_EARLY_DATA)) {
219             ossl_statem_set_in_init(s, 1);
220             /*
221              * SSL_write() has been called directly. We don't allow any more
222              * writing of early data.
223              */
224             if (sending && s->early_data_state == SSL_EARLY_DATA_WRITE_RETRY)
225                 s->early_data_state = SSL_EARLY_DATA_FINISHED_WRITING;
226         }
227     } else {
228         if (s->early_data_state == SSL_EARLY_DATA_FINISHED_READING
229                 && s->statem.hand_state == TLS_ST_EARLY_DATA)
230             ossl_statem_set_in_init(s, 1);
231     }
232 }
233
234 void ossl_statem_set_hello_verify_done(SSL *s)
235 {
236     s->statem.state = MSG_FLOW_UNINITED;
237     s->statem.in_init = 1;
238     /*
239      * This will get reset (briefly) back to TLS_ST_BEFORE when we enter
240      * state_machine() because |state| is MSG_FLOW_UNINITED, but until then any
241      * calls to SSL_in_before() will return false. Also calls to
242      * SSL_state_string() and SSL_state_string_long() will return something
243      * sensible.
244      */
245     s->statem.hand_state = TLS_ST_SR_CLNT_HELLO;
246 }
247
248 int ossl_statem_connect(SSL *s)
249 {
250     return state_machine(s, 0);
251 }
252
253 int ossl_statem_accept(SSL *s)
254 {
255     return state_machine(s, 1);
256 }
257
258 typedef void (*info_cb) (const SSL *, int, int);
259
260 static info_cb get_callback(SSL *s)
261 {
262     if (s->info_callback != NULL)
263         return s->info_callback;
264     else if (s->ctx->info_callback != NULL)
265         return s->ctx->info_callback;
266
267     return NULL;
268 }
269
270 /*
271  * The main message flow state machine. We start in the MSG_FLOW_UNINITED or
272  * MSG_FLOW_FINISHED state and finish in MSG_FLOW_FINISHED. Valid states and
273  * transitions are as follows:
274  *
275  * MSG_FLOW_UNINITED     MSG_FLOW_FINISHED
276  *        |                       |
277  *        +-----------------------+
278  *        v
279  * MSG_FLOW_WRITING <---> MSG_FLOW_READING
280  *        |
281  *        V
282  * MSG_FLOW_FINISHED
283  *        |
284  *        V
285  *    [SUCCESS]
286  *
287  * We may exit at any point due to an error or NBIO event. If an NBIO event
288  * occurs then we restart at the point we left off when we are recalled.
289  * MSG_FLOW_WRITING and MSG_FLOW_READING have sub-state machines associated with them.
290  *
291  * In addition to the above there is also the MSG_FLOW_ERROR state. We can move
292  * into that state at any point in the event that an irrecoverable error occurs.
293  *
294  * Valid return values are:
295  *   1: Success
296  * <=0: NBIO or error
297  */
298 static int state_machine(SSL *s, int server)
299 {
300     BUF_MEM *buf = NULL;
301     void (*cb) (const SSL *ssl, int type, int val) = NULL;
302     OSSL_STATEM *st = &s->statem;
303     int ret = -1;
304     int ssret;
305
306     if (st->state == MSG_FLOW_ERROR) {
307         /* Shouldn't have been called if we're already in the error state */
308         return -1;
309     }
310
311     ERR_clear_error();
312     clear_sys_error();
313
314     cb = get_callback(s);
315
316     st->in_handshake++;
317     if (!SSL_in_init(s) || SSL_in_before(s)) {
318         /*
319          * If we are stateless then we already called SSL_clear() - don't do
320          * it again and clear the STATELESS flag itself.
321          */
322         if ((s->s3->flags & TLS1_FLAGS_STATELESS) == 0 && !SSL_clear(s))
323             return -1;
324     }
325 #ifndef OPENSSL_NO_SCTP
326     if (SSL_IS_DTLS(s) && BIO_dgram_is_sctp(SSL_get_wbio(s))) {
327         /*
328          * Notify SCTP BIO socket to enter handshake mode and prevent stream
329          * identifier other than 0.
330          */
331         BIO_ctrl(SSL_get_wbio(s), BIO_CTRL_DGRAM_SCTP_SET_IN_HANDSHAKE,
332                  st->in_handshake, NULL);
333     }
334 #endif
335
336     /* Initialise state machine */
337     if (st->state == MSG_FLOW_UNINITED
338             || st->state == MSG_FLOW_FINISHED) {
339         if (st->state == MSG_FLOW_UNINITED) {
340             st->hand_state = TLS_ST_BEFORE;
341             st->request_state = TLS_ST_BEFORE;
342         }
343
344         s->server = server;
345         if (cb != NULL) {
346             if (SSL_IS_FIRST_HANDSHAKE(s) || !SSL_IS_TLS13(s))
347                 cb(s, SSL_CB_HANDSHAKE_START, 1);
348         }
349
350         /*
351          * Fatal errors in this block don't send an alert because we have
352          * failed to even initialise properly. Sending an alert is probably
353          * doomed to failure.
354          */
355
356         if (SSL_IS_DTLS(s)) {
357             if ((s->version & 0xff00) != (DTLS1_VERSION & 0xff00) &&
358                 (server || (s->version & 0xff00) != (DTLS1_BAD_VER & 0xff00))) {
359                 SSLfatal(s, SSL_AD_NO_ALERT, SSL_F_STATE_MACHINE,
360                          ERR_R_INTERNAL_ERROR);
361                 goto end;
362             }
363         } else {
364             if ((s->version >> 8) != SSL3_VERSION_MAJOR) {
365                 SSLfatal(s, SSL_AD_NO_ALERT, SSL_F_STATE_MACHINE,
366                          ERR_R_INTERNAL_ERROR);
367                 goto end;
368             }
369         }
370
371         if (!ssl_security(s, SSL_SECOP_VERSION, 0, s->version, NULL)) {
372             SSLfatal(s, SSL_AD_NO_ALERT, SSL_F_STATE_MACHINE,
373                      ERR_R_INTERNAL_ERROR);
374             goto end;
375         }
376
377         if (s->init_buf == NULL) {
378             if ((buf = BUF_MEM_new()) == NULL) {
379                 SSLfatal(s, SSL_AD_NO_ALERT, SSL_F_STATE_MACHINE,
380                          ERR_R_INTERNAL_ERROR);
381                 goto end;
382             }
383             if (!BUF_MEM_grow(buf, SSL3_RT_MAX_PLAIN_LENGTH)) {
384                 SSLfatal(s, SSL_AD_NO_ALERT, SSL_F_STATE_MACHINE,
385                          ERR_R_INTERNAL_ERROR);
386                 goto end;
387             }
388             s->init_buf = buf;
389             buf = NULL;
390         }
391
392         if (!ssl3_setup_buffers(s)) {
393             SSLfatal(s, SSL_AD_NO_ALERT, SSL_F_STATE_MACHINE,
394                      ERR_R_INTERNAL_ERROR);
395             goto end;
396         }
397         s->init_num = 0;
398
399         /*
400          * Should have been reset by tls_process_finished, too.
401          */
402         s->s3->change_cipher_spec = 0;
403
404         /*
405          * Ok, we now need to push on a buffering BIO ...but not with
406          * SCTP
407          */
408 #ifndef OPENSSL_NO_SCTP
409         if (!SSL_IS_DTLS(s) || !BIO_dgram_is_sctp(SSL_get_wbio(s)))
410 #endif
411             if (!ssl_init_wbio_buffer(s)) {
412                 SSLfatal(s, SSL_AD_NO_ALERT, SSL_F_STATE_MACHINE,
413                          ERR_R_INTERNAL_ERROR);
414                 goto end;
415             }
416
417         if ((SSL_in_before(s))
418                 || s->renegotiate) {
419             if (!tls_setup_handshake(s)) {
420                 /* SSLfatal() already called */
421                 goto end;
422             }
423
424             if (SSL_IS_FIRST_HANDSHAKE(s))
425                 st->read_state_first_init = 1;
426         }
427
428         st->state = MSG_FLOW_WRITING;
429         init_write_state_machine(s);
430     }
431
432     while (st->state != MSG_FLOW_FINISHED) {
433         if (st->state == MSG_FLOW_READING) {
434             ssret = read_state_machine(s);
435             if (ssret == SUB_STATE_FINISHED) {
436                 st->state = MSG_FLOW_WRITING;
437                 init_write_state_machine(s);
438             } else {
439                 /* NBIO or error */
440                 goto end;
441             }
442         } else if (st->state == MSG_FLOW_WRITING) {
443             ssret = write_state_machine(s);
444             if (ssret == SUB_STATE_FINISHED) {
445                 st->state = MSG_FLOW_READING;
446                 init_read_state_machine(s);
447             } else if (ssret == SUB_STATE_END_HANDSHAKE) {
448                 st->state = MSG_FLOW_FINISHED;
449             } else {
450                 /* NBIO or error */
451                 goto end;
452             }
453         } else {
454             /* Error */
455             check_fatal(s, SSL_F_STATE_MACHINE);
456             SSLerr(SSL_F_STATE_MACHINE, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
457             goto end;
458         }
459     }
460
461     ret = 1;
462
463  end:
464     st->in_handshake--;
465
466 #ifndef OPENSSL_NO_SCTP
467     if (SSL_IS_DTLS(s) && BIO_dgram_is_sctp(SSL_get_wbio(s))) {
468         /*
469          * Notify SCTP BIO socket to leave handshake mode and allow stream
470          * identifier other than 0.
471          */
472         BIO_ctrl(SSL_get_wbio(s), BIO_CTRL_DGRAM_SCTP_SET_IN_HANDSHAKE,
473                  st->in_handshake, NULL);
474     }
475 #endif
476
477     BUF_MEM_free(buf);
478     if (cb != NULL) {
479         if (server)
480             cb(s, SSL_CB_ACCEPT_EXIT, ret);
481         else
482             cb(s, SSL_CB_CONNECT_EXIT, ret);
483     }
484     return ret;
485 }
486
487 /*
488  * Initialise the MSG_FLOW_READING sub-state machine
489  */
490 static void init_read_state_machine(SSL *s)
491 {
492     OSSL_STATEM *st = &s->statem;
493
494     st->read_state = READ_STATE_HEADER;
495 }
496
497 static int grow_init_buf(SSL *s, size_t size) {
498
499     size_t msg_offset = (char *)s->init_msg - s->init_buf->data;
500
501     if (!BUF_MEM_grow_clean(s->init_buf, (int)size))
502         return 0;
503
504     if (size < msg_offset)
505         return 0;
506
507     s->init_msg = s->init_buf->data + msg_offset;
508
509     return 1;
510 }
511
512 /*
513  * This function implements the sub-state machine when the message flow is in
514  * MSG_FLOW_READING. The valid sub-states and transitions are:
515  *
516  * READ_STATE_HEADER <--+<-------------+
517  *        |             |              |
518  *        v             |              |
519  * READ_STATE_BODY -----+-->READ_STATE_POST_PROCESS
520  *        |                            |
521  *        +----------------------------+
522  *        v
523  * [SUB_STATE_FINISHED]
524  *
525  * READ_STATE_HEADER has the responsibility for reading in the message header
526  * and transitioning the state of the handshake state machine.
527  *
528  * READ_STATE_BODY reads in the rest of the message and then subsequently
529  * processes it.
530  *
531  * READ_STATE_POST_PROCESS is an optional step that may occur if some post
532  * processing activity performed on the message may block.
533  *
534  * Any of the above states could result in an NBIO event occurring in which case
535  * control returns to the calling application. When this function is recalled we
536  * will resume in the same state where we left off.
537  */
538 static SUB_STATE_RETURN read_state_machine(SSL *s)
539 {
540     OSSL_STATEM *st = &s->statem;
541     int ret, mt;
542     size_t len = 0;
543     int (*transition) (SSL *s, int mt);
544     PACKET pkt;
545     MSG_PROCESS_RETURN(*process_message) (SSL *s, PACKET *pkt);
546     WORK_STATE(*post_process_message) (SSL *s, WORK_STATE wst);
547     size_t (*max_message_size) (SSL *s);
548     void (*cb) (const SSL *ssl, int type, int val) = NULL;
549
550     cb = get_callback(s);
551
552     if (s->server) {
553         transition = ossl_statem_server_read_transition;
554         process_message = ossl_statem_server_process_message;
555         max_message_size = ossl_statem_server_max_message_size;
556         post_process_message = ossl_statem_server_post_process_message;
557     } else {
558         transition = ossl_statem_client_read_transition;
559         process_message = ossl_statem_client_process_message;
560         max_message_size = ossl_statem_client_max_message_size;
561         post_process_message = ossl_statem_client_post_process_message;
562     }
563
564     if (st->read_state_first_init) {
565         s->first_packet = 1;
566         st->read_state_first_init = 0;
567     }
568
569     while (1) {
570         switch (st->read_state) {
571         case READ_STATE_HEADER:
572             /* Get the state the peer wants to move to */
573             if (SSL_IS_DTLS(s)) {
574                 /*
575                  * In DTLS we get the whole message in one go - header and body
576                  */
577                 ret = dtls_get_message(s, &mt, &len);
578             } else {
579                 ret = tls_get_message_header(s, &mt);
580             }
581
582             if (ret == 0) {
583                 /* Could be non-blocking IO */
584                 return SUB_STATE_ERROR;
585             }
586
587             if (cb != NULL) {
588                 /* Notify callback of an impending state change */
589                 if (s->server)
590                     cb(s, SSL_CB_ACCEPT_LOOP, 1);
591                 else
592                     cb(s, SSL_CB_CONNECT_LOOP, 1);
593             }
594             /*
595              * Validate that we are allowed to move to the new state and move
596              * to that state if so
597              */
598             if (!transition(s, mt))
599                 return SUB_STATE_ERROR;
600
601             if (s->s3->tmp.message_size > max_message_size(s)) {
602                 SSLfatal(s, SSL_AD_ILLEGAL_PARAMETER, SSL_F_READ_STATE_MACHINE,
603                          SSL_R_EXCESSIVE_MESSAGE_SIZE);
604                 return SUB_STATE_ERROR;
605             }
606
607             /* dtls_get_message already did this */
608             if (!SSL_IS_DTLS(s)
609                     && s->s3->tmp.message_size > 0
610                     && !grow_init_buf(s, s->s3->tmp.message_size
611                                          + SSL3_HM_HEADER_LENGTH)) {
612                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_READ_STATE_MACHINE,
613                          ERR_R_BUF_LIB);
614                 return SUB_STATE_ERROR;
615             }
616
617             st->read_state = READ_STATE_BODY;
618             /* Fall through */
619
620         case READ_STATE_BODY:
621             if (!SSL_IS_DTLS(s)) {
622                 /* We already got this above for DTLS */
623                 ret = tls_get_message_body(s, &len);
624                 if (ret == 0) {
625                     /* Could be non-blocking IO */
626                     return SUB_STATE_ERROR;
627                 }
628             }
629
630             s->first_packet = 0;
631             if (!PACKET_buf_init(&pkt, s->init_msg, len)) {
632                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_READ_STATE_MACHINE,
633                          ERR_R_INTERNAL_ERROR);
634                 return SUB_STATE_ERROR;
635             }
636             ret = process_message(s, &pkt);
637
638             /* Discard the packet data */
639             s->init_num = 0;
640
641             switch (ret) {
642             case MSG_PROCESS_ERROR:
643                 check_fatal(s, SSL_F_READ_STATE_MACHINE);
644                 return SUB_STATE_ERROR;
645
646             case MSG_PROCESS_FINISHED_READING:
647                 if (SSL_IS_DTLS(s)) {
648                     dtls1_stop_timer(s);
649                 }
650                 return SUB_STATE_FINISHED;
651
652             case MSG_PROCESS_CONTINUE_PROCESSING:
653                 st->read_state = READ_STATE_POST_PROCESS;
654                 st->read_state_work = WORK_MORE_A;
655                 break;
656
657             default:
658                 st->read_state = READ_STATE_HEADER;
659                 break;
660             }
661             break;
662
663         case READ_STATE_POST_PROCESS:
664             st->read_state_work = post_process_message(s, st->read_state_work);
665             switch (st->read_state_work) {
666             case WORK_ERROR:
667                 check_fatal(s, SSL_F_READ_STATE_MACHINE);
668                 /* Fall through */
669             case WORK_MORE_A:
670             case WORK_MORE_B:
671             case WORK_MORE_C:
672                 return SUB_STATE_ERROR;
673
674             case WORK_FINISHED_CONTINUE:
675                 st->read_state = READ_STATE_HEADER;
676                 break;
677
678             case WORK_FINISHED_STOP:
679                 if (SSL_IS_DTLS(s)) {
680                     dtls1_stop_timer(s);
681                 }
682                 return SUB_STATE_FINISHED;
683             }
684             break;
685
686         default:
687             /* Shouldn't happen */
688             SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_READ_STATE_MACHINE,
689                      ERR_R_INTERNAL_ERROR);
690             return SUB_STATE_ERROR;
691         }
692     }
693 }
694
695 /*
696  * Send a previously constructed message to the peer.
697  */
698 static int statem_do_write(SSL *s)
699 {
700     OSSL_STATEM *st = &s->statem;
701
702     if (st->hand_state == TLS_ST_CW_CHANGE
703         || st->hand_state == TLS_ST_SW_CHANGE) {
704         if (SSL_IS_DTLS(s))
705             return dtls1_do_write(s, SSL3_RT_CHANGE_CIPHER_SPEC);
706         else
707             return ssl3_do_write(s, SSL3_RT_CHANGE_CIPHER_SPEC);
708     } else {
709         return ssl_do_write(s);
710     }
711 }
712
713 /*
714  * Initialise the MSG_FLOW_WRITING sub-state machine
715  */
716 static void init_write_state_machine(SSL *s)
717 {
718     OSSL_STATEM *st = &s->statem;
719
720     st->write_state = WRITE_STATE_TRANSITION;
721 }
722
723 /*
724  * This function implements the sub-state machine when the message flow is in
725  * MSG_FLOW_WRITING. The valid sub-states and transitions are:
726  *
727  * +-> WRITE_STATE_TRANSITION ------> [SUB_STATE_FINISHED]
728  * |             |
729  * |             v
730  * |      WRITE_STATE_PRE_WORK -----> [SUB_STATE_END_HANDSHAKE]
731  * |             |
732  * |             v
733  * |       WRITE_STATE_SEND
734  * |             |
735  * |             v
736  * |     WRITE_STATE_POST_WORK
737  * |             |
738  * +-------------+
739  *
740  * WRITE_STATE_TRANSITION transitions the state of the handshake state machine
741
742  * WRITE_STATE_PRE_WORK performs any work necessary to prepare the later
743  * sending of the message. This could result in an NBIO event occurring in
744  * which case control returns to the calling application. When this function
745  * is recalled we will resume in the same state where we left off.
746  *
747  * WRITE_STATE_SEND sends the message and performs any work to be done after
748  * sending.
749  *
750  * WRITE_STATE_POST_WORK performs any work necessary after the sending of the
751  * message has been completed. As for WRITE_STATE_PRE_WORK this could also
752  * result in an NBIO event.
753  */
754 static SUB_STATE_RETURN write_state_machine(SSL *s)
755 {
756     OSSL_STATEM *st = &s->statem;
757     int ret;
758     WRITE_TRAN(*transition) (SSL *s);
759     WORK_STATE(*pre_work) (SSL *s, WORK_STATE wst);
760     WORK_STATE(*post_work) (SSL *s, WORK_STATE wst);
761     int (*get_construct_message_f) (SSL *s, WPACKET *pkt,
762                                     int (**confunc) (SSL *s, WPACKET *pkt),
763                                     int *mt);
764     void (*cb) (const SSL *ssl, int type, int val) = NULL;
765     int (*confunc) (SSL *s, WPACKET *pkt);
766     int mt;
767     WPACKET pkt;
768
769     cb = get_callback(s);
770
771     if (s->server) {
772         transition = ossl_statem_server_write_transition;
773         pre_work = ossl_statem_server_pre_work;
774         post_work = ossl_statem_server_post_work;
775         get_construct_message_f = ossl_statem_server_construct_message;
776     } else {
777         transition = ossl_statem_client_write_transition;
778         pre_work = ossl_statem_client_pre_work;
779         post_work = ossl_statem_client_post_work;
780         get_construct_message_f = ossl_statem_client_construct_message;
781     }
782
783     while (1) {
784         switch (st->write_state) {
785         case WRITE_STATE_TRANSITION:
786             if (cb != NULL) {
787                 /* Notify callback of an impending state change */
788                 if (s->server)
789                     cb(s, SSL_CB_ACCEPT_LOOP, 1);
790                 else
791                     cb(s, SSL_CB_CONNECT_LOOP, 1);
792             }
793             switch (transition(s)) {
794             case WRITE_TRAN_CONTINUE:
795                 st->write_state = WRITE_STATE_PRE_WORK;
796                 st->write_state_work = WORK_MORE_A;
797                 break;
798
799             case WRITE_TRAN_FINISHED:
800                 return SUB_STATE_FINISHED;
801                 break;
802
803             case WRITE_TRAN_ERROR:
804                 check_fatal(s, SSL_F_WRITE_STATE_MACHINE);
805                 return SUB_STATE_ERROR;
806             }
807             break;
808
809         case WRITE_STATE_PRE_WORK:
810             switch (st->write_state_work = pre_work(s, st->write_state_work)) {
811             case WORK_ERROR:
812                 check_fatal(s, SSL_F_WRITE_STATE_MACHINE);
813                 /* Fall through */
814             case WORK_MORE_A:
815             case WORK_MORE_B:
816             case WORK_MORE_C:
817                 return SUB_STATE_ERROR;
818
819             case WORK_FINISHED_CONTINUE:
820                 st->write_state = WRITE_STATE_SEND;
821                 break;
822
823             case WORK_FINISHED_STOP:
824                 return SUB_STATE_END_HANDSHAKE;
825             }
826             if (!get_construct_message_f(s, &pkt, &confunc, &mt)) {
827                 /* SSLfatal() already called */
828                 return SUB_STATE_ERROR;
829             }
830             if (mt == SSL3_MT_DUMMY) {
831                 /* Skip construction and sending. This isn't a "real" state */
832                 st->write_state = WRITE_STATE_POST_WORK;
833                 st->write_state_work = WORK_MORE_A;
834                 break;
835             }
836             if (!WPACKET_init(&pkt, s->init_buf)
837                     || !ssl_set_handshake_header(s, &pkt, mt)) {
838                 WPACKET_cleanup(&pkt);
839                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_WRITE_STATE_MACHINE,
840                          ERR_R_INTERNAL_ERROR);
841                 return SUB_STATE_ERROR;
842             }
843             if (confunc != NULL && !confunc(s, &pkt)) {
844                 WPACKET_cleanup(&pkt);
845                 check_fatal(s, SSL_F_WRITE_STATE_MACHINE);
846                 return SUB_STATE_ERROR;
847             }
848             if (!ssl_close_construct_packet(s, &pkt, mt)
849                     || !WPACKET_finish(&pkt)) {
850                 WPACKET_cleanup(&pkt);
851                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_WRITE_STATE_MACHINE,
852                          ERR_R_INTERNAL_ERROR);
853                 return SUB_STATE_ERROR;
854             }
855
856             /* Fall through */
857
858         case WRITE_STATE_SEND:
859             if (SSL_IS_DTLS(s) && st->use_timer) {
860                 dtls1_start_timer(s);
861             }
862             ret = statem_do_write(s);
863             if (ret <= 0) {
864                 return SUB_STATE_ERROR;
865             }
866             st->write_state = WRITE_STATE_POST_WORK;
867             st->write_state_work = WORK_MORE_A;
868             /* Fall through */
869
870         case WRITE_STATE_POST_WORK:
871             switch (st->write_state_work = post_work(s, st->write_state_work)) {
872             case WORK_ERROR:
873                 check_fatal(s, SSL_F_WRITE_STATE_MACHINE);
874                 /* Fall through */
875             case WORK_MORE_A:
876             case WORK_MORE_B:
877             case WORK_MORE_C:
878                 return SUB_STATE_ERROR;
879
880             case WORK_FINISHED_CONTINUE:
881                 st->write_state = WRITE_STATE_TRANSITION;
882                 break;
883
884             case WORK_FINISHED_STOP:
885                 return SUB_STATE_END_HANDSHAKE;
886             }
887             break;
888
889         default:
890             SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_WRITE_STATE_MACHINE,
891                      ERR_R_INTERNAL_ERROR);
892             return SUB_STATE_ERROR;
893         }
894     }
895 }
896
897 /*
898  * Flush the write BIO
899  */
900 int statem_flush(SSL *s)
901 {
902     s->rwstate = SSL_WRITING;
903     if (BIO_flush(s->wbio) <= 0) {
904         return 0;
905     }
906     s->rwstate = SSL_NOTHING;
907
908     return 1;
909 }
910
911 /*
912  * Called by the record layer to determine whether application data is
913  * allowed to be received in the current handshake state or not.
914  *
915  * Return values are:
916  *   1: Yes (application data allowed)
917  *   0: No (application data not allowed)
918  */
919 int ossl_statem_app_data_allowed(SSL *s)
920 {
921     OSSL_STATEM *st = &s->statem;
922
923     if (st->state == MSG_FLOW_UNINITED)
924         return 0;
925
926     if (!s->s3->in_read_app_data || (s->s3->total_renegotiations == 0))
927         return 0;
928
929     if (s->server) {
930         /*
931          * If we're a server and we haven't got as far as writing our
932          * ServerHello yet then we allow app data
933          */
934         if (st->hand_state == TLS_ST_BEFORE
935             || st->hand_state == TLS_ST_SR_CLNT_HELLO)
936             return 1;
937     } else {
938         /*
939          * If we're a client and we haven't read the ServerHello yet then we
940          * allow app data
941          */
942         if (st->hand_state == TLS_ST_CW_CLNT_HELLO)
943             return 1;
944     }
945
946     return 0;
947 }
948
949 /*
950  * This function returns 1 if TLS exporter is ready to export keying
951  * material, or 0 if otherwise.
952  */
953 int ossl_statem_export_allowed(SSL *s)
954 {
955     return s->s3->previous_server_finished_len != 0
956            && s->statem.hand_state != TLS_ST_SW_FINISHED;
957 }
958
959 /*
960  * Return 1 if early TLS exporter is ready to export keying material,
961  * or 0 if otherwise.
962  */
963 int ossl_statem_export_early_allowed(SSL *s)
964 {
965     /*
966      * The early exporter secret is only present on the server if we
967      * have accepted early_data. It is present on the client as long
968      * as we have sent early_data.
969      */
970     return s->ext.early_data == SSL_EARLY_DATA_ACCEPTED
971            || (!s->server && s->ext.early_data != SSL_EARLY_DATA_NOT_SENT);
972 }