Prepare Open vSwitch 1.1.2 release.
[sliver-openvswitch.git] / lib / stream-ssl.c
index 2bc9d1a..32f21fc 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2008, 2009, 2010 Nicira Networks.
+ * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011 Nicira Networks.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
@@ -22,6 +22,8 @@
 #include <errno.h>
 #include <inttypes.h>
 #include <string.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/socket.h>
 #include <netinet/tcp.h>
 #include <openssl/err.h>
 #include <openssl/ssl.h>
 #include <sys/fcntl.h>
 #include <sys/stat.h>
 #include <unistd.h>
+#include "coverage.h"
 #include "dynamic-string.h"
 #include "leak-checker.h"
 #include "ofpbuf.h"
 #include "openflow/openflow.h"
 #include "packets.h"
 #include "poll-loop.h"
+#include "shash.h"
 #include "socket-util.h"
 #include "util.h"
 #include "stream-provider.h"
 #include "timeval.h"
 #include "vlog.h"
 
-VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(stream_ssl)
+VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(stream_ssl);
+
+COVERAGE_DEFINE(ssl_session);
+COVERAGE_DEFINE(ssl_session_reused);
 
 /* Active SSL. */
 
@@ -133,6 +140,20 @@ struct ssl_stream
 /* SSL context created by ssl_init(). */
 static SSL_CTX *ctx;
 
+/* Maps from stream target (e.g. "127.0.0.1:1234") to SSL_SESSION *.  The
+ * sessions are those from the last SSL connection to the given target.
+ * OpenSSL caches server-side sessions internally, so this cache is only used
+ * for client connections.
+ *
+ * The stream_ssl module owns a reference to each of the sessions in this
+ * table, so they must be freed with SSL_SESSION_free() when they are no
+ * longer needed. */
+static struct shash client_sessions = SHASH_INITIALIZER(&client_sessions);
+
+/* Maximum number of client sessions to cache.  Ordinarily I'd expect that one
+ * session would be sufficient but this should cover it. */
+#define MAX_CLIENT_SESSION_CACHE 16
+
 struct ssl_config_file {
     bool read;                  /* Whether the file was successfully read. */
     char *file_name;            /* Configured file name, if any. */
@@ -169,6 +190,7 @@ static int do_ssl_init(void);
 static bool ssl_wants_io(int ssl_error);
 static void ssl_close(struct stream *);
 static void ssl_clear_txbuf(struct ssl_stream *);
+static void interpret_queued_ssl_error(const char *function);
 static int interpret_ssl_error(const char *function, int ret, int error,
                                int *want);
 static DH *tmp_dh_callback(SSL *ssl, int is_export OVS_UNUSED, int keylength);
@@ -260,6 +282,13 @@ new_ssl_stream(const char *name, int fd, enum session_type type,
     if (!verify_peer_cert || (bootstrap_ca_cert && type == CLIENT)) {
         SSL_set_verify(ssl, SSL_VERIFY_NONE, NULL);
     }
+    if (type == CLIENT) {
+        /* Grab SSL session information from the cache. */
+        SSL_SESSION *session = shash_find_data(&client_sessions, name);
+        if (session && SSL_set_session(ssl, session) != 1) {
+            interpret_queued_ssl_error("SSL_set_session");
+        }
+    }
 
     /* Create and return the ssl_stream. */
     sslv = xmalloc(sizeof *sslv);
@@ -369,7 +398,7 @@ do_ca_cert_bootstrap(struct stream *stream)
 
     file = fdopen(fd, "w");
     if (!file) {
-        int error = errno;
+        error = errno;
         VLOG_ERR("could not bootstrap CA cert: fdopen failed: %s",
                  strerror(error));
         unlink(ca_cert.file_name);
@@ -386,7 +415,7 @@ do_ca_cert_bootstrap(struct stream *stream)
     }
 
     if (fclose(file)) {
-        int error = errno;
+        error = errno;
         VLOG_ERR("could not bootstrap CA cert: writing %s failed: %s",
                  ca_cert.file_name, strerror(error));
         unlink(ca_cert.file_name);
@@ -407,6 +436,7 @@ do_ca_cert_bootstrap(struct stream *stream)
     if (!cert) {
         out_of_memory();
     }
+    SSL_CTX_set_cert_store(ctx, X509_STORE_new());
     if (SSL_CTX_load_verify_locations(ctx, ca_cert.file_name, NULL) != 1) {
         VLOG_ERR("SSL_CTX_load_verify_locations: %s",
                  ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
@@ -416,6 +446,58 @@ do_ca_cert_bootstrap(struct stream *stream)
     return EPROTO;
 }
 
+static void
+ssl_delete_session(struct shash_node *node)
+{
+    SSL_SESSION *session = node->data;
+    SSL_SESSION_free(session);
+    shash_delete(&client_sessions, node);
+}
+
+/* Find and free any previously cached session for 'stream''s target. */
+static void
+ssl_flush_session(struct stream *stream)
+{
+    struct shash_node *node;
+
+    node = shash_find(&client_sessions, stream_get_name(stream));
+    if (node) {
+        ssl_delete_session(node);
+    }
+}
+
+/* Add 'stream''s session to the cache for its target, so that it will be
+ * reused for future SSL connections to the same target. */
+static void
+ssl_cache_session(struct stream *stream)
+{
+    struct ssl_stream *sslv = ssl_stream_cast(stream);
+    SSL_SESSION *session;
+
+    /* Get session from stream. */
+    session = SSL_get1_session(sslv->ssl);
+    if (session) {
+        SSL_SESSION *old_session;
+
+        old_session = shash_replace(&client_sessions, stream_get_name(stream),
+                                    session);
+        if (old_session) {
+            /* Free the session that we replaced.  (We might actually have
+             * session == old_session, but either way we have to free it to
+             * avoid leaking a reference.) */
+            SSL_SESSION_free(old_session);
+        } else if (shash_count(&client_sessions) > MAX_CLIENT_SESSION_CACHE) {
+            for (;;) {
+                struct shash_node *node = shash_random_node(&client_sessions);
+                if (node->data != session) {
+                    ssl_delete_session(node);
+                    break;
+                }
+            }
+        }
+    }
+}
+
 static int
 ssl_connect(struct stream *stream)
 {
@@ -447,6 +529,18 @@ ssl_connect(struct stream *stream)
                 return EAGAIN;
             } else {
                 int unused;
+
+                if (sslv->type == CLIENT) {
+                    /* Delete any cached session for this stream's target.
+                     * Otherwise a single error causes recurring errors that
+                     * don't resolve until the SSL client or server is
+                     * restarted.  (It can take dozens of reused connections to
+                     * see this behavior, so this is difficult to test.)  If we
+                     * delete the session on the first error, though, the error
+                     * only occurs once and then resolves itself. */
+                    ssl_flush_session(stream);
+                }
+
                 interpret_ssl_error((sslv->type == CLIENT ? "SSL_connect"
                                      : "SSL_accept"), retval, error, &unused);
                 shutdown(sslv->fd, SHUT_RDWR);
@@ -471,6 +565,11 @@ ssl_connect(struct stream *stream)
             VLOG_ERR("rejecting SSL connection during bootstrap race window");
             return EPROTO;
         } else {
+            /* Statistics. */
+            COVERAGE_INC(ssl_session);
+            if (SSL_session_reused(sslv->ssl)) {
+                COVERAGE_INC(ssl_session_reused);
+            }
             return 0;
         }
     }
@@ -491,6 +590,8 @@ ssl_close(struct stream *stream)
      * background. */
     SSL_shutdown(sslv->ssl);
 
+    ssl_cache_session(stream);
+
     /* SSL_shutdown() might have signaled an error, in which case we need to
      * flush it out of the OpenSSL error queue or the next OpenSSL operation
      * will falsely signal an error. */
@@ -501,6 +602,18 @@ ssl_close(struct stream *stream)
     free(sslv);
 }
 
+static void
+interpret_queued_ssl_error(const char *function)
+{
+    int queued_error = ERR_get_error();
+    if (queued_error != 0) {
+        VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: %s",
+                     function, ERR_error_string(queued_error, NULL));
+    } else {
+        VLOG_ERR_RL(&rl, "%s: SSL_ERROR_SSL without queued error", function);
+    }
+}
+
 static int
 interpret_ssl_error(const char *function, int ret, int error,
                     int *want)
@@ -557,17 +670,9 @@ interpret_ssl_error(const char *function, int ret, int error,
         }
     }
 
-    case SSL_ERROR_SSL: {
-        int queued_error = ERR_get_error();
-        if (queued_error != 0) {
-            VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: %s",
-                         function, ERR_error_string(queued_error, NULL));
-        } else {
-            VLOG_ERR_RL(&rl, "%s: SSL_ERROR_SSL without queued error",
-                        function);
-        }
+    case SSL_ERROR_SSL:
+        interpret_queued_ssl_error(function);
         break;
-    }
 
     default:
         VLOG_ERR_RL(&rl, "%s: bad SSL error code %d", function, error);
@@ -817,7 +922,7 @@ pssl_accept(struct pstream *pstream, struct stream **new_streamp)
 
     new_fd = accept(pssl->fd, &sin, &sin_len);
     if (new_fd < 0) {
-        int error = errno;
+        error = errno;
         if (error != EAGAIN) {
             VLOG_DBG_RL(&rl, "accept: %s", strerror(error));
         }
@@ -884,7 +989,9 @@ do_ssl_init(void)
     SSL_library_init();
     SSL_load_error_strings();
 
-    method = TLSv1_method();
+    /* New OpenSSL changed TLSv1_method() to return a "const" pointer, so the
+     * cast is needed to avoid a warning with those newer versions. */
+    method = (SSL_METHOD *) TLSv1_method();
     if (method == NULL) {
         VLOG_ERR("TLSv1_method: %s", ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
         return ENOPROTOOPT;
@@ -902,6 +1009,17 @@ do_ssl_init(void)
     SSL_CTX_set_verify(ctx, SSL_VERIFY_PEER | SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT,
                        NULL);
 
+    /* We have to set a session context ID string in 'ctx' because OpenSSL
+     * otherwise refuses to use a cached session on the server side when
+     * SSL_VERIFY_PEER is set.  And it not only refuses to use the cached
+     * session, it actually generates an error and kills the connection.
+     * According to a comment in ssl_get_prev_session() in OpenSSL's
+     * ssl/ssl_sess.c, this is intentional behavior.
+     *
+     * Any context string is OK, as long as one is set. */
+    SSL_CTX_set_session_id_context(ctx, (const unsigned char *) PACKAGE,
+                                   strlen(PACKAGE));
+
     return 0;
 }
 
@@ -941,7 +1059,7 @@ tmp_dh_callback(SSL *ssl OVS_UNUSED, int is_export OVS_UNUSED, int keylength)
 
 /* Returns true if SSL is at least partially configured. */
 bool
-stream_ssl_is_configured(void) 
+stream_ssl_is_configured(void)
 {
     return private_key.file_name || certificate.file_name || ca_cert.file_name;
 }
@@ -1158,7 +1276,7 @@ log_ca_cert(const char *file_name, X509 *cert)
     subject = X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(cert), NULL, 0);
     VLOG_INFO("Trusting CA cert from %s (%s) (fingerprint %s)", file_name,
               subject ? subject : "<out of memory>", ds_cstr(&fp));
-    free(subject);
+    OPENSSL_free(subject);
     ds_destroy(&fp);
 }
 
@@ -1182,7 +1300,7 @@ stream_ssl_set_ca_cert_file__(const char *file_name, bool bootstrap)
         for (i = 0; i < n_certs; i++) {
             /* SSL_CTX_add_client_CA makes a copy of the relevant data. */
             if (SSL_CTX_add_client_CA(ctx, certs[i]) != 1) {
-                VLOG_ERR("failed to add client certificate %d from %s: %s",
+                VLOG_ERR("failed to add client certificate %zu from %s: %s",
                          i, file_name,
                          ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
             } else {
@@ -1194,6 +1312,7 @@ stream_ssl_set_ca_cert_file__(const char *file_name, bool bootstrap)
 
         /* Set up CAs for OpenSSL to trust in verifying the peer's
          * certificate. */
+        SSL_CTX_set_cert_store(ctx, X509_STORE_new());
         if (SSL_CTX_load_verify_locations(ctx, file_name, NULL) != 1) {
             VLOG_ERR("SSL_CTX_load_verify_locations: %s",
                      ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));