lib/asn1_encoder.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Simple encoder primitives for ASN.1 BER/DER/CER
   4  *
   5  * Copyright (C) 2019 James.Bottomley@HansenPartnership.com
   6  */
   7
   8 #include <linux/asn1_encoder.h>
   9 #include <linux/bug.h>
  10 #include <linux/string.h>
  11 #include <linux/module.h>
  12
  13 /**
  14  * asn1_encode_integer() - encode positive integer to ASN.1
  15  * @data:       pointer to the pointer to the data
  16  * @end_data:   end of data pointer, points one beyond last usable byte in @data
  17  * @integer:    integer to be encoded
  18  *
  19  * This is a simplified encoder: it only currently does
  20  * positive integers, but it should be simple enough to add the
  21  * negative case if a use comes along.
  22  */
  23 unsigned char *
  24 asn1_encode_integer(unsigned char *data, const unsigned char *end_data,
  25                     s64 integer)
  26 {
  27         int data_len = end_data - data;
  28         unsigned char *d = &data[2];
  29         bool found = false;
  30         int i;
  31
  32         if (WARN(integer < 0,
  33                  "BUG: integer encode only supports positive integers"))
  34                 return ERR_PTR(-EINVAL);
  35
  36         if (IS_ERR(data))
  37                 return data;
  38
  39         /* need at least 3 bytes for tag, length and integer encoding */
  40         if (data_len < 3)
  41                 return ERR_PTR(-EINVAL);
  42
  43         /* remaining length where at d (the start of the integer encoding) */
  44         data_len -= 2;
  45
  46         data[0] = _tag(UNIV, PRIM, INT);
  47         if (integer == 0) {
  48                 *d++ = 0;
  49                 goto out;
  50         }
  51
  52         for (i = sizeof(integer); i > 0 ; i--) {
  53                 int byte = integer >> (8 * (i - 1));
  54
  55                 if (!found && byte == 0)
  56                         continue;
  57
  58                 /*
  59                  * for a positive number the first byte must have bit
  60                  * 7 clear in two's complement (otherwise it's a
  61                  * negative number) so prepend a leading zero if
  62                  * that's not the case
  63                  */
  64                 if (!found && (byte & 0x80)) {
  65                         /*
  66                          * no check needed here, we already know we
  67                          * have len >= 1
  68                          */
  69                         *d++ = 0;
  70                         data_len--;
  71                 }
  72
  73                 found = true;
  74                 if (data_len == 0)
  75                         return ERR_PTR(-EINVAL);
  76
  77                 *d++ = byte;
  78                 data_len--;
  79         }
  80
  81  out:
  82         data[1] = d - data - 2;
  83
  84         return d;
  85 }
  86 EXPORT_SYMBOL_GPL(asn1_encode_integer);
  87
  88 /* calculate the base 128 digit values setting the top bit of the first octet */
  89 static int asn1_encode_oid_digit(unsigned char **_data, int *data_len, u32 oid)
  90 {
  91         unsigned char *data = *_data;
  92         int start = 7 + 7 + 7 + 7;
  93         int ret = 0;
  94
  95         if (*data_len < 1)
  96                 return -EINVAL;
  97
  98         /* quick case */
  99         if (oid == 0) {
 100                 *data++ = 0x80;
 101                 (*data_len)--;
 102                 goto out;
 103         }
 104
 105         while (oid >> start == 0)
 106                 start -= 7;
 107
 108         while (start > 0 && *data_len > 0) {
 109                 u8 byte;
 110
 111                 byte = oid >> start;
 112                 oid = oid - (byte << start);
 113                 start -= 7;
 114                 byte |= 0x80;
 115                 *data++ = byte;
 116                 (*data_len)--;
 117         }
 118
 119         if (*data_len > 0) {
 120                 *data++ = oid;
 121                 (*data_len)--;
 122         } else {
 123                 ret = -EINVAL;
 124         }
 125
 126  out:
 127         *_data = data;
 128         return ret;
 129 }
 130
 131 /**
 132  * asn1_encode_oid() - encode an oid to ASN.1
 133  * @data:       position to begin encoding at
 134  * @end_data:   end of data pointer, points one beyond last usable byte in @data
 135  * @oid:        array of oids
 136  * @oid_len:    length of oid array
 137  *
 138  * this encodes an OID up to ASN.1 when presented as an array of OID values
 139  */
 140 unsigned char *
 141 asn1_encode_oid(unsigned char *data, const unsigned char *end_data,
 142                 u32 oid[], int oid_len)
 143 {
 144         int data_len = end_data - data;
 145         unsigned char *d = data + 2;
 146         int i, ret;
 147
 148         if (WARN(oid_len < 2, "OID must have at least two elements"))
 149                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 150
 151         if (WARN(oid_len > 32, "OID is too large"))
 152                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 153
 154         if (IS_ERR(data))
 155                 return data;
 156
 157
 158         /* need at least 3 bytes for tag, length and OID encoding */
 159         if (data_len < 3)
 160                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 161
 162         data[0] = _tag(UNIV, PRIM, OID);
 163         *d++ = oid[0] * 40 + oid[1];
 164
 165         data_len -= 3;
 166
 167         ret = 0;
 168
 169         for (i = 2; i < oid_len; i++) {
 170                 ret = asn1_encode_oid_digit(&d, &data_len, oid[i]);
 171                 if (ret < 0)
 172                         return ERR_PTR(ret);
 173         }
 174
 175         data[1] = d - data - 2;
 176
 177         return d;
 178 }
 179 EXPORT_SYMBOL_GPL(asn1_encode_oid);
 180
 181 /**
 182  * asn1_encode_length() - encode a length to follow an ASN.1 tag
 183  * @data: pointer to encode at
 184  * @data_len: pointer to remaining length (adjusted by routine)
 185  * @len: length to encode
 186  *
 187  * This routine can encode lengths up to 65535 using the ASN.1 rules.
 188  * It will accept a negative length and place a zero length tag
 189  * instead (to keep the ASN.1 valid).  This convention allows other
 190  * encoder primitives to accept negative lengths as singalling the
 191  * sequence will be re-encoded when the length is known.
 192  */
 193 static int asn1_encode_length(unsigned char **data, int *data_len, int len)
 194 {
 195         if (*data_len < 1)
 196                 return -EINVAL;
 197
 198         if (len < 0) {
 199                 *((*data)++) = 0;
 200                 (*data_len)--;
 201                 return 0;
 202         }
 203
 204         if (len <= 0x7f) {
 205                 *((*data)++) = len;
 206                 (*data_len)--;
 207                 return 0;
 208         }
 209
 210         if (*data_len < 2)
 211                 return -EINVAL;
 212
 213         if (len <= 0xff) {
 214                 *((*data)++) = 0x81;
 215                 *((*data)++) = len & 0xff;
 216                 *data_len -= 2;
 217                 return 0;
 218         }
 219
 220         if (*data_len < 3)
 221                 return -EINVAL;
 222
 223         if (len <= 0xffff) {
 224                 *((*data)++) = 0x82;
 225                 *((*data)++) = (len >> 8) & 0xff;
 226                 *((*data)++) = len & 0xff;
 227                 *data_len -= 3;
 228                 return 0;
 229         }
 230
 231         if (WARN(len > 0xffffff, "ASN.1 length can't be > 0xffffff"))
 232                 return -EINVAL;
 233
 234         if (*data_len < 4)
 235                 return -EINVAL;
 236         *((*data)++) = 0x83;
 237         *((*data)++) = (len >> 16) & 0xff;
 238         *((*data)++) = (len >> 8) & 0xff;
 239         *((*data)++) = len & 0xff;
 240         *data_len -= 4;
 241
 242         return 0;
 243 }
 244
 245 /**
 246  * asn1_encode_tag() - add a tag for optional or explicit value
 247  * @data:       pointer to place tag at
 248  * @end_data:   end of data pointer, points one beyond last usable byte in @data
 249  * @tag:        tag to be placed
 250  * @string:     the data to be tagged
 251  * @len:        the length of the data to be tagged
 252  *
 253  * Note this currently only handles short form tags < 31.
 254  *
 255  * Standard usage is to pass in a @tag, @string and @length and the
 256  * @string will be ASN.1 encoded with @tag and placed into @data.  If
 257  * the encoding would put data past @end_data then an error is
 258  * returned, otherwise a pointer to a position one beyond the encoding
 259  * is returned.
 260  *
 261  * To encode in place pass a NULL @string and -1 for @len and the
 262  * maximum allowable beginning and end of the data; all this will do
 263  * is add the current maximum length and update the data pointer to
 264  * the place where the tag contents should be placed is returned.  The
 265  * data should be copied in by the calling routine which should then
 266  * repeat the prior statement but now with the known length.  In order
 267  * to avoid having to keep both before and after pointers, the repeat
 268  * expects to be called with @data pointing to where the first encode
 269  * returned it and still NULL for @string but the real length in @len.
 270  */
 271 unsigned char *
 272 asn1_encode_tag(unsigned char *data, const unsigned char *end_data,
 273                 u32 tag, const unsigned char *string, int len)
 274 {
 275         int data_len = end_data - data;
 276         int ret;
 277
 278         if (WARN(tag > 30, "ASN.1 tag can't be > 30"))
 279                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 280
 281         if (!string && WARN(len > 127,
 282                             "BUG: recode tag is too big (>127)"))
 283                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 284
 285         if (IS_ERR(data))
 286                 return data;
 287
 288         if (!string && len > 0) {
 289                 /*
 290                  * we're recoding, so move back to the start of the
 291                  * tag and install a dummy length because the real
 292                  * data_len should be NULL
 293                  */
 294                 data -= 2;
 295                 data_len = 2;
 296         }
 297
 298         if (data_len < 2)
 299                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 300
 301         *(data++) = _tagn(CONT, CONS, tag);
 302         data_len--;
 303         ret = asn1_encode_length(&data, &data_len, len);
 304         if (ret < 0)
 305                 return ERR_PTR(ret);
 306
 307         if (!string)
 308                 return data;
 309
 310         if (data_len < len)
 311                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 312
 313         memcpy(data, string, len);
 314         data += len;
 315
 316         return data;
 317 }
 318 EXPORT_SYMBOL_GPL(asn1_encode_tag);
 319
 320 /**
 321  * asn1_encode_octet_string() - encode an ASN.1 OCTET STRING
 322  * @data:       pointer to encode at
 323  * @end_data:   end of data pointer, points one beyond last usable byte in @data
 324  * @string:     string to be encoded
 325  * @len:        length of string
 326  *
 327  * Note ASN.1 octet strings may contain zeros, so the length is obligatory.
 328  */
 329 unsigned char *
 330 asn1_encode_octet_string(unsigned char *data,
 331                          const unsigned char *end_data,
 332                          const unsigned char *string, u32 len)
 333 {
 334         int data_len = end_data - data;
 335         int ret;
 336
 337         if (IS_ERR(data))
 338                 return data;
 339
 340         /* need minimum of 2 bytes for tag and length of zero length string */
 341         if (data_len < 2)
 342                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 343
 344         *(data++) = _tag(UNIV, PRIM, OTS);
 345         data_len--;
 346
 347         ret = asn1_encode_length(&data, &data_len, len);
 348         if (ret)
 349                 return ERR_PTR(ret);
 350
 351         if (data_len < len)
 352                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 353
 354         memcpy(data, string, len);
 355         data += len;
 356
 357         return data;
 358 }
 359 EXPORT_SYMBOL_GPL(asn1_encode_octet_string);
 360
 361 /**
 362  * asn1_encode_sequence() - wrap a byte stream in an ASN.1 SEQUENCE
 363  * @data:       pointer to encode at
 364  * @end_data:   end of data pointer, points one beyond last usable byte in @data
 365  * @seq:        data to be encoded as a sequence
 366  * @len:        length of the data to be encoded as a sequence
 367  *
 368  * Fill in a sequence.  To encode in place, pass NULL for @seq and -1
 369  * for @len; then call again once the length is known (still with NULL
 370  * for @seq). In order to avoid having to keep both before and after
 371  * pointers, the repeat expects to be called with @data pointing to
 372  * where the first encode placed it.
 373  */
 374 unsigned char *
 375 asn1_encode_sequence(unsigned char *data, const unsigned char *end_data,
 376                      const unsigned char *seq, int len)
 377 {
 378         int data_len = end_data - data;
 379         int ret;
 380
 381         if (!seq && WARN(len > 127,
 382                          "BUG: recode sequence is too big (>127)"))
 383                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 384
 385         if (IS_ERR(data))
 386                 return data;
 387
 388         if (!seq && len >= 0) {
 389                 /*
 390                  * we're recoding, so move back to the start of the
 391                  * sequence and install a dummy length because the
 392                  * real length should be NULL
 393                  */
 394                 data -= 2;
 395                 data_len = 2;
 396         }
 397
 398         if (data_len < 2)
 399                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 400
 401         *(data++) = _tag(UNIV, CONS, SEQ);
 402         data_len--;
 403
 404         ret = asn1_encode_length(&data, &data_len, len);
 405         if (ret)
 406                 return ERR_PTR(ret);
 407
 408         if (!seq)
 409                 return data;
 410
 411         if (data_len < len)
 412                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 413
 414         memcpy(data, seq, len);
 415         data += len;
 416
 417         return data;
 418 }
 419 EXPORT_SYMBOL_GPL(asn1_encode_sequence);
 420
 421 /**
 422  * asn1_encode_boolean() - encode a boolean value to ASN.1
 423  * @data:       pointer to encode at
 424  * @end_data:   end of data pointer, points one beyond last usable byte in @data
 425  * @val:        the boolean true/false value
 426  */
 427 unsigned char *
 428 asn1_encode_boolean(unsigned char *data, const unsigned char *end_data,
 429                     bool val)
 430 {
 431         int data_len = end_data - data;
 432
 433         if (IS_ERR(data))
 434                 return data;
 435
 436         /* booleans are 3 bytes: tag, length == 1 and value == 0 or 1 */
 437         if (data_len < 3)
 438                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 439
 440         *(data++) = _tag(UNIV, PRIM, BOOL);
 441         data_len--;
 442
 443         asn1_encode_length(&data, &data_len, 1);
 444
 445         if (val)
 446                 *(data++) = 1;
 447         else
 448                 *(data++) = 0;
 449
 450         return data;
 451 }
 452 EXPORT_SYMBOL_GPL(asn1_encode_boolean);
 453
 454 MODULE_LICENSE("GPL");