htparser: More well-defined shutdown behavior.
[ashd.git] / src / ssl-gnutls.c
1 /*
2     ashd - A Sane HTTP Daemon
3     Copyright (C) 2008  Fredrik Tolf <fredrik@dolda2000.com>
4
5     This program is free software: you can redistribute it and/or modify
6     it under the terms of the GNU General Public License as published by
7     the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8     (at your option) any later version.
9
10     This program is distributed in the hope that it will be useful,
11     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13     GNU General Public License for more details.
14
15     You should have received a copy of the GNU General Public License
16     along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <stdlib.h>
20 #include <unistd.h>
21 #include <string.h>
22 #include <fcntl.h>
23 #include <dirent.h>
24 #include <sys/socket.h>
25 #include <netinet/in.h>
26 #include <arpa/inet.h>
27 #include <errno.h>
28
29 #ifdef HAVE_CONFIG_H
30 #include <config.h>
31 #endif
32 #include <utils.h>
33 #include <mt.h>
34 #include <mtio.h>
35 #include <req.h>
36 #include <log.h>
37
38 #include "htparser.h"
39
40 #ifdef HAVE_GNUTLS
41
42 #include <gnutls/gnutls.h>
43 #include <gnutls/x509.h>
44
45 struct namedcreds {
46     char **names;
47     gnutls_certificate_credentials_t creds;
48 };
49
50 struct ncredbuf {
51     struct namedcreds **b;
52     size_t s, d;
53 };
54
55 struct sslport {
56     int fd;
57     int sport;
58     gnutls_certificate_credentials_t creds;
59     struct namedcreds **ncreds;
60 };
61
62 struct sslconn {
63     int fd;
64     struct sslport *port;
65     struct sockaddr_storage name;
66     gnutls_session_t sess;
67     struct charbuf in;
68 };
69
70 struct savedsess {
71     struct savedsess *next, *prev;
72     gnutls_datum_t key, value;
73 };
74
75 static int numconn = 0, numsess = 0;
76 static struct btree *sessidx = NULL;
77 static struct savedsess *sesslistf = NULL, *sesslistl = NULL;
78
79 static int sesscmp(void *ap, void *bp)
80 {
81     struct savedsess *a = ap, *b = bp;
82     
83     if(a->key.size != b->key.size)
84         return(a->key.size - b->key.size);
85     return(memcmp(a->key.data, b->key.data, a->key.size));
86 }
87
88 static gnutls_datum_t sessdbfetch(void *uudata, gnutls_datum_t key)
89 {
90     struct savedsess *sess, lkey;
91     gnutls_datum_t ret;
92     
93     memset(&ret, 0, sizeof(ret));
94     lkey.key = key;
95     if((sess = btreeget(sessidx, &lkey, sesscmp)) == NULL)
96         return(ret);
97     ret.data = memcpy(gnutls_malloc(ret.size = sess->value.size), sess->value.data, sess->value.size);
98     return(ret);
99 }
100
101 static void freesess(struct savedsess *sess)
102 {
103     bbtreedel(&sessidx, sess, sesscmp);
104     if(sess->next)
105         sess->next->prev = sess->prev;
106     if(sess->prev)
107         sess->prev->next = sess->next;
108     if(sess == sesslistf)
109         sesslistf = sess->next;
110     if(sess == sesslistl)
111         sesslistl = sess->prev;
112     free(sess->key.data);
113     free(sess->value.data);
114     free(sess);
115     numsess--;
116 }
117
118 static int sessdbdel(void *uudata, gnutls_datum_t key)
119 {
120     struct savedsess *sess, lkey;
121     
122     lkey.key = key;
123     if((sess = btreeget(sessidx, &lkey, sesscmp)) == NULL)
124         return(-1);
125     freesess(sess);
126     return(0);
127 }
128
129 static void cleansess(void)
130 {
131     while(numsess > (max(numconn, 1) * 100))
132         freesess(sesslistl);
133 }
134
135 static int sessdbstore(void *uudata, gnutls_datum_t key, gnutls_datum_t value)
136 {
137     static int cc = 0;
138     struct savedsess *sess, lkey;
139     
140     if((value.data == NULL) || (value.size == 0)) {
141         sessdbdel(NULL, key);
142         return(0);
143     }
144     lkey.key = key;
145     if((sess = btreeget(sessidx, &lkey, sesscmp)) == NULL) {
146         omalloc(sess);
147         sess->key.data = memcpy(smalloc(sess->key.size = key.size), key.data, key.size);
148         sess->value.data = memcpy(smalloc(sess->value.size = value.size), value.data, value.size);
149         bbtreeput(&sessidx, sess, sesscmp);
150         sess->prev = NULL;
151         sess->next = sesslistf;
152         if(sesslistf)
153             sesslistf->prev = sess;
154         sesslistf = sess;
155         if(sesslistl == NULL)
156             sesslistl = sess;
157         numsess++;
158     } else {
159         free(sess->value.data);
160         sess->value.data = memcpy(smalloc(sess->value.size = value.size), value.data, value.size);
161         if(sess != sesslistf) {
162             if(sess->next)
163                 sess->next->prev = sess->prev;
164             if(sess->prev)
165                 sess->prev->next = sess->next;
166             if(sess == sesslistl)
167                 sesslistl = sess->prev;
168             sess->prev = NULL;
169             sess->next = sesslistf;
170             if(sesslistf)
171                 sesslistf->prev = sess;
172             sesslistf = sess;
173         }
174     }
175     if(cc++ > 100) {
176         cleansess();
177         cc = 0;
178     }
179     return(0);
180 }
181
182 static int tlsblock(int fd, gnutls_session_t sess, time_t to)
183 {
184     if(gnutls_record_get_direction(sess))
185         return(block(fd, EV_WRITE, to));
186     else
187         return(block(fd, EV_READ, to));
188 }
189
190 static ssize_t sslread(void *cookie, char *buf, size_t len)
191 {
192     struct sslconn *ssl = cookie;
193     ssize_t xf;
194     int ret;
195
196     while(ssl->in.d == 0) {
197         sizebuf(ssl->in, ssl->in.d + 1024);
198         ret = gnutls_record_recv(ssl->sess, ssl->in.b + ssl->in.d, ssl->in.s - ssl->in.d);
199         if((ret == GNUTLS_E_INTERRUPTED) || (ret == GNUTLS_E_AGAIN)) {
200             if(tlsblock(ssl->fd, ssl->sess, 60) == 0) {
201                 errno = ETIMEDOUT;
202                 return(-1);
203             }
204         } else if(ret < 0) {
205             errno = EIO;
206             return(-1);
207         } else if(ret == 0) {
208             return(0);
209         } else {
210             ssl->in.d += ret;
211         }
212     }
213     xf = min(ssl->in.d, len);
214     memcpy(buf, ssl->in.b, xf);
215     memmove(ssl->in.b, ssl->in.b + xf, ssl->in.d -= xf);
216     return(xf);
217 }
218
219 static ssize_t sslwrite(void *cookie, const char *buf, size_t len)
220 {
221     struct sslconn *ssl = cookie;
222     int ret;
223     size_t off;
224     
225     off = 0;
226     while(off < len) {
227         ret = gnutls_record_send(ssl->sess, buf + off, len - off);
228         if((ret == GNUTLS_E_INTERRUPTED) || (ret == GNUTLS_E_AGAIN)) {
229             if(tlsblock(ssl->fd, ssl->sess, 60) == 0) {
230                 if(off == 0) {
231                     errno = ETIMEDOUT;
232                     return(-1);
233                 }
234                 return(off);
235             }
236         } else if(ret < 0) {
237             if(off == 0) {
238                 errno = EIO;
239                 return(-1);
240             }
241             return(off);
242         } else {
243             off += ret;
244         }
245     }
246     return(off);
247 }
248
249 static int sslclose(void *cookie)
250 {
251     struct sslconn *ssl = cookie;
252     
253     buffree(ssl->in);
254     return(0);
255 }
256
257 static cookie_io_functions_t iofuns = {
258     .read = sslread,
259     .write = sslwrite,
260     .close = sslclose,
261 };
262
263 static int initreq(struct conn *conn, struct hthead *req)
264 {
265     struct sslconn *ssl = conn->pdata;
266     struct sockaddr_storage sa;
267     socklen_t salen;
268     char nmbuf[256];
269     
270     headappheader(req, "X-Ash-Address", formathaddress((struct sockaddr *)&ssl->name, sizeof(sa)));
271     if(ssl->name.ss_family == AF_INET) {
272         headappheader(req, "X-Ash-Address", inet_ntop(AF_INET, &((struct sockaddr_in *)&ssl->name)->sin_addr, nmbuf, sizeof(nmbuf)));
273         headappheader(req, "X-Ash-Port", sprintf3("%i", ntohs(((struct sockaddr_in *)&ssl->name)->sin_port)));
274     } else if(ssl->name.ss_family == AF_INET6) {
275         headappheader(req, "X-Ash-Address", inet_ntop(AF_INET6, &((struct sockaddr_in6 *)&ssl->name)->sin6_addr, nmbuf, sizeof(nmbuf)));
276         headappheader(req, "X-Ash-Port", sprintf3("%i", ntohs(((struct sockaddr_in6 *)&ssl->name)->sin6_port)));
277     }
278     salen = sizeof(sa);
279     if(!getsockname(ssl->fd, (struct sockaddr *)&sa, &salen))
280         headappheader(req, "X-Ash-Server-Address", formathaddress((struct sockaddr *)&sa, sizeof(sa)));
281     headappheader(req, "X-Ash-Server-Port", sprintf3("%i", ssl->port->sport));
282     headappheader(req, "X-Ash-Protocol", "https");
283     return(0);
284 }
285
286 static void servessl(struct muth *muth, va_list args)
287 {
288     vavar(int, fd);
289     vavar(struct sockaddr_storage, name);
290     vavar(struct sslport *, pd);
291     struct conn conn;
292     struct sslconn ssl;
293     gnutls_session_t sess;
294     int ret;
295     FILE *in;
296     
297     int setcreds(gnutls_session_t sess)
298     {
299         int i, o, u;
300         unsigned int ntype;
301         char nambuf[256];
302         size_t namlen;
303         
304         for(i = 0; 1; i++) {
305             namlen = sizeof(nambuf);
306             if(gnutls_server_name_get(sess, nambuf, &namlen, &ntype, i) != 0)
307                 break;
308             if(ntype != GNUTLS_NAME_DNS)
309                 continue;
310             for(o = 0; pd->ncreds[o] != NULL; o++) {
311                 for(u = 0; pd->ncreds[o]->names[u] != NULL; u++) {
312                     if(!strcmp(pd->ncreds[o]->names[u], nambuf)) {
313                         gnutls_credentials_set(sess, GNUTLS_CRD_CERTIFICATE, pd->ncreds[o]->creds);
314                         gnutls_certificate_server_set_request(sess, GNUTLS_CERT_REQUEST);
315                         return(0);
316                     }
317                 }
318             }
319         }
320         gnutls_credentials_set(sess, GNUTLS_CRD_CERTIFICATE, pd->creds);
321         gnutls_certificate_server_set_request(sess, GNUTLS_CERT_REQUEST);
322         return(0);
323     }
324
325     numconn++;
326     fcntl(fd, F_SETFL, fcntl(fd, F_GETFL) | O_NONBLOCK);
327     gnutls_init(&sess, GNUTLS_SERVER);
328     gnutls_set_default_priority(sess);
329     gnutls_db_set_retrieve_function(sess, sessdbfetch);
330     gnutls_db_set_store_function(sess, sessdbstore);
331     gnutls_db_set_remove_function(sess, sessdbdel);
332     gnutls_db_set_ptr(sess, NULL);
333     gnutls_handshake_set_post_client_hello_function(sess, setcreds);
334     gnutls_transport_set_ptr(sess, (gnutls_transport_ptr_t)(intptr_t)fd);
335     while((ret = gnutls_handshake(sess)) != 0) {
336         if((ret != GNUTLS_E_INTERRUPTED) && (ret != GNUTLS_E_AGAIN))
337             goto out;
338         if(tlsblock(fd, sess, 60) <= 0)
339             goto out;
340     }
341     memset(&conn, 0, sizeof(conn));
342     memset(&ssl, 0, sizeof(ssl));
343     conn.pdata = &ssl;
344     conn.initreq = initreq;
345     ssl.fd = fd;
346     ssl.port = pd;
347     ssl.name = name;
348     ssl.sess = sess;
349     bufinit(ssl.in);
350     in = fopencookie(&ssl, "r+", iofuns);
351     serve(in, &conn);
352     
353 out:
354     gnutls_deinit(sess);
355     close(fd);
356     numconn--;
357 }
358
359 static void listenloop(struct muth *muth, va_list args)
360 {
361     vavar(struct sslport *, pd);
362     int ns;
363     struct sockaddr_storage name;
364     socklen_t namelen;
365     
366     while(1) {
367         namelen = sizeof(name);
368         if(block(pd->fd, EV_READ, 0) == 0)
369             goto out;
370         ns = accept(pd->fd, (struct sockaddr *)&name, &namelen);
371         if(ns < 0) {
372             flog(LOG_ERR, "accept: %s", strerror(errno));
373             goto out;
374         }
375         mustart(servessl, ns, name, pd);
376     }
377     
378 out:
379     close(pd->fd);
380     free(pd);
381 }
382
383 static gnutls_dh_params_t dhparams(void)
384 {
385     static int inited = 0;
386     static gnutls_dh_params_t pars;
387     int ret;
388     
389     if(!inited) {
390         if(((ret = gnutls_dh_params_init(&pars)) != 0) ||
391            ((ret = gnutls_dh_params_generate2(pars, 2048)) != 0)) {
392             flog(LOG_ERR, "GnuTLS could not generate Diffie-Hellman parameters: %s", gnutls_strerror(ret));
393             exit(1);
394         }
395         inited = 1;
396     }
397     return(pars);
398 }
399
400 static void init(void)
401 {
402     static int inited = 0;
403     int ret;
404     
405     if(inited)
406         return;
407     inited = 1;
408     if((ret = gnutls_global_init()) != 0) {
409         flog(LOG_ERR, "could not initialize GnuTLS: %s", gnutls_strerror(ret));
410         exit(1);
411     }
412 }
413
414 static struct namedcreds *readncreds(char *file)
415 {
416     int i, fd, ret;
417     struct namedcreds *nc;
418     gnutls_x509_crt_t crt;
419     gnutls_x509_privkey_t key;
420     char cn[1024];
421     size_t cnl;
422     gnutls_datum_t d;
423     struct charbuf keybuf;
424     struct charvbuf names;
425     unsigned int type;
426     
427     bufinit(keybuf);
428     bufinit(names);
429     if((fd = open(file, O_RDONLY)) < 0) {
430         flog(LOG_ERR, "ssl: %s: %s", file, strerror(errno));
431         exit(1);
432     }
433     while(1) {
434         sizebuf(keybuf, keybuf.d + 1024);
435         ret = read(fd, keybuf.b + keybuf.d, keybuf.s - keybuf.d);
436         if(ret < 0) {
437             flog(LOG_ERR, "ssl: reading from %s: %s", file, strerror(errno));
438             exit(1);
439         } else if(ret == 0) {
440             break;
441         }
442         keybuf.d += ret;
443     }
444     close(fd);
445     d.data = (unsigned char *)keybuf.b;
446     d.size = keybuf.d;
447     gnutls_x509_crt_init(&crt);
448     if((ret = gnutls_x509_crt_import(crt, &d, GNUTLS_X509_FMT_PEM)) != 0) {
449         flog(LOG_ERR, "ssl: could not load certificate from %s: %s", file, gnutls_strerror(ret));
450         exit(1);
451     }
452     cnl = sizeof(cn) - 1;
453     if((ret = gnutls_x509_crt_get_dn_by_oid(crt, GNUTLS_OID_X520_COMMON_NAME, 0, 0, cn, &cnl)) != 0) {
454         flog(LOG_ERR, "ssl: could not read common name from %s: %s", file, gnutls_strerror(ret));
455         exit(1);
456     }
457     cn[cnl] = 0;
458     bufadd(names, sstrdup(cn));
459     for(i = 0; 1; i++) {
460         cnl = sizeof(cn) - 1;
461         if(gnutls_x509_crt_get_subject_alt_name2(crt, i, cn, &cnl, &type, NULL) < 0)
462             break;
463         cn[cnl] = 0;
464         if(type == GNUTLS_SAN_DNSNAME)
465             bufadd(names, sstrdup(cn));
466     }
467     gnutls_x509_privkey_init(&key);
468     if((ret = gnutls_x509_privkey_import(key, &d, GNUTLS_X509_FMT_PEM)) != 0) {
469         flog(LOG_ERR, "ssl: could not load key from %s: %s", file, gnutls_strerror(ret));
470         exit(1);
471     }
472     buffree(keybuf);
473     bufadd(names, NULL);
474     omalloc(nc);
475     nc->names = names.b;
476     gnutls_certificate_allocate_credentials(&nc->creds);
477     if((ret = gnutls_certificate_set_x509_key(nc->creds, &crt, 1, key)) != 0) {
478         flog(LOG_ERR, "ssl: could not use certificate from %s: %s", file, gnutls_strerror(ret));
479         exit(1);
480     }
481     gnutls_certificate_set_dh_params(nc->creds, dhparams());
482     return(nc);
483 }
484
485 static void readncdir(struct ncredbuf *buf, char *dir)
486 {
487     DIR *d;
488     struct dirent *e;
489     size_t es;
490     
491     if((d = opendir(dir)) == NULL) {
492         flog(LOG_ERR, "ssl: could not read certificate directory %s: %s", dir, strerror(errno));
493         exit(1);
494     }
495     while((e = readdir(d)) != NULL) {
496         if(e->d_name[0] == '.')
497             continue;
498         if((es = strlen(e->d_name)) <= 4)
499             continue;
500         if(strcmp(e->d_name + es - 4, ".crt"))
501             continue;
502         bufadd(*buf, readncreds(sprintf3("%s/%s", dir, e->d_name)));
503     }
504     closedir(d);
505 }
506
507 void handlegnussl(int argc, char **argp, char **argv)
508 {
509     int i, ret, port, fd;
510     gnutls_certificate_credentials_t creds;
511     struct ncredbuf ncreds;
512     struct sslport *pd;
513     char *crtfile, *keyfile;
514     
515     init();
516     port = 443;
517     bufinit(ncreds);
518     gnutls_certificate_allocate_credentials(&creds);
519     keyfile = crtfile = NULL;
520     for(i = 0; i < argc; i++) {
521         if(!strcmp(argp[i], "help")) {
522             printf("ssl handler parameters:\n");
523             printf("\tcert=CERT-FILE  [mandatory]\n");
524             printf("\t\tThe name of the file to read the certificate from.\n");
525             printf("\tkey=KEY-FILE    [same as CERT-FILE]\n");
526             printf("\t\tThe name of the file to read the private key from.\n");
527             printf("\ttrust=CA-FILE   [no default]\n");
528             printf("\t\tThe name of a file to read trusted certificates from.\n");
529             printf("\t\tMay be given multiple times.\n");
530             printf("\tcrl=CRL-FILE    [no default]\n");
531             printf("\t\tThe name of a file to read revocation lists from.\n");
532             printf("\t\tMay be given multiple times.\n");
533             printf("\tncert=CERT-FILE [no default]\n");
534             printf("\t\tThe name of a file to read a named certificate from,\n");
535             printf("\t\tfor use with SNI-enabled clients.\n");
536             printf("\t\tMay be given multiple times.\n");
537             printf("\tncertdir=DIR    [no default]\n");
538             printf("\t\tRead all *.crt files in the given directory as if they\n");
539             printf("\t\twere given with `ncert' options.\n");
540             printf("\t\tMay be given multiple times.\n");
541             printf("\tport=PORT       [443]\n");
542             printf("\t\tThe TCP port to listen on.\n");
543             printf("\n");
544             printf("\tAll X.509 data files must be PEM-encoded.\n");
545             printf("\tIf any certificates were given with `ncert' options, they will be\n");
546             printf("\tused if a client explicitly names one of them with a\n");
547             printf("\tserver-name indication. If a client indicates no server name,\n");
548             printf("\tor if a server-name indication does not match any given\n");
549             printf("\tcertificate, the certificate given with the `cert' option will\n");
550             printf("\tbe used instead.\n");
551             exit(0);
552         } else if(!strcmp(argp[i], "cert")) {
553             crtfile = argv[i];
554         } else if(!strcmp(argp[i], "key")) {
555             keyfile = argv[i];
556         } else if(!strcmp(argp[i], "trust")) {
557             if((ret = gnutls_certificate_set_x509_trust_file(creds, argv[i], GNUTLS_X509_FMT_PEM)) != 0) {
558                 flog(LOG_ERR, "ssl: could not load trust file `%s': %s", argv[i], gnutls_strerror(ret));
559                 exit(1);
560             }
561             for(i = 0; i < ncreds.d; i++) {
562                 if((ret = gnutls_certificate_set_x509_trust_file(ncreds.b[i]->creds, argv[i], GNUTLS_X509_FMT_PEM)) != 0) {
563                     flog(LOG_ERR, "ssl: could not load trust file `%s': %s", argv[i], gnutls_strerror(ret));
564                     exit(1);
565                 }
566             }
567         } else if(!strcmp(argp[i], "crl")) {
568             if((ret = gnutls_certificate_set_x509_crl_file(creds, argv[i], GNUTLS_X509_FMT_PEM)) != 0) {
569                 flog(LOG_ERR, "ssl: could not load CRL file `%s': %s", argv[i], gnutls_strerror(ret));
570                 exit(1);
571             }
572             for(i = 0; i < ncreds.d; i++) {
573                 if((ret = gnutls_certificate_set_x509_crl_file(ncreds.b[i]->creds, argv[i], GNUTLS_X509_FMT_PEM)) != 0) {
574                     flog(LOG_ERR, "ssl: could not load CRL file `%s': %s", argv[i], gnutls_strerror(ret));
575                     exit(1);
576                 }
577             }
578         } else if(!strcmp(argp[i], "port")) {
579             port = atoi(argv[i]);
580         } else if(!strcmp(argp[i], "ncert")) {
581             bufadd(ncreds, readncreds(argv[i]));
582         } else if(!strcmp(argp[i], "ncertdir")) {
583             readncdir(&ncreds, argv[i]);
584         } else {
585             flog(LOG_ERR, "unknown parameter `%s' to ssl handler", argp[i]);
586             exit(1);
587         }
588     }
589     if(crtfile == NULL) {
590         flog(LOG_ERR, "ssl: needs certificate file at the very least");
591         exit(1);
592     }
593     if((fd = listensock6(port)) < 0) {
594         flog(LOG_ERR, "could not listen on IPv6 port (port %i): %s", port, strerror(errno));
595         exit(1);
596     }
597     if(keyfile == NULL)
598         keyfile = crtfile;
599     if((ret = gnutls_certificate_set_x509_key_file(creds, crtfile, keyfile, GNUTLS_X509_FMT_PEM)) != 0) {
600         flog(LOG_ERR, "ssl: could not load certificate or key: %s", gnutls_strerror(ret));
601         exit(1);
602     }
603     gnutls_certificate_set_dh_params(creds, dhparams());
604     bufadd(ncreds, NULL);
605     omalloc(pd);
606     pd->fd = fd;
607     pd->sport = port;
608     pd->creds = creds;
609     pd->ncreds = ncreds.b;
610     bufadd(listeners, mustart(listenloop, pd));
611     if((fd = listensock4(port)) < 0) {
612         if(errno != EADDRINUSE) {
613             flog(LOG_ERR, "could not listen on IPv4 port (port %i): %s", port, strerror(errno));
614             exit(1);
615         }
616     } else {
617         omalloc(pd);
618         pd->fd = fd;
619         pd->sport = port;
620         pd->creds = creds;
621         bufadd(listeners, mustart(listenloop, pd));
622     }
623 }
624
625 #endif