meta-flow: Add OF1.2-like MFF_VLAN_VID and MFF_VLAN_PCP.
[openvswitch] / lib / uuid.c
1 /* Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011 Nicira, Inc.
2  *
3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
4  * you may not use this file except in compliance with the License.
5  * You may obtain a copy of the License at:
6  *
7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
8  *
9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
12  * See the License for the specific language governing permissions and
13  * limitations under the License.
14  */
15
16 #include <config.h>
17
18 #include "uuid.h"
19
20 #include <ctype.h>
21 #include <errno.h>
22 #include <fcntl.h>
23 #include <sys/time.h>
24 #include <sys/types.h>
25 #include <unistd.h>
26
27 #include "aes128.h"
28 #include "entropy.h"
29 #include "sha1.h"
30 #include "timeval.h"
31 #include "util.h"
32
33 static struct aes128 key;
34 static uint64_t counter[2];
35 BUILD_ASSERT_DECL(sizeof counter == 16);
36
37 static void do_init(void);
38
39 /*
40  * Initialize the UUID module.  Aborts the program with an error message if
41  * initialization fails (which should never happen on a properly configured
42  * machine.)
43  *
44  * Currently initialization is only needed by uuid_generate().  uuid_generate()
45  * will automatically call uuid_init() itself, so it's only necessary to call
46  * this function explicitly if you want to abort the program earlier than the
47  * first UUID generation in case of failure.
48  */
49 void
50 uuid_init(void)
51 {
52     static bool inited;
53     if (!inited) {
54         do_init();
55         inited = true;
56     }
57 }
58
59 /* Generates a new random UUID in 'uuid'.
60  *
61  * We go to some trouble to ensure as best we can that the generated UUID has
62  * these properties:
63  *
64  *      - Uniqueness.  The random number generator is seeded using both the
65  *        system clock and the system random number generator, plus a few
66  *        other identifiers, which is about as good as we can get in any kind
67  *        of simple way.
68  *
69  *      - Unpredictability.  In some situations it could be bad for an
70  *        adversary to be able to guess the next UUID to be generated with some
71  *        probability of success.  This property may or may not be important
72  *        for our purposes, but it is better if we can get it.
73  *
74  * To ensure both of these, we start by taking our seed data and passing it
75  * through SHA-1.  We use the result as an AES-128 key.  We also generate a
76  * random 16-byte value[*] which we then use as the counter for CTR mode.  To
77  * generate a UUID in a manner compliant with the above goals, we merely
78  * increment the counter and encrypt it.
79  *
80  * [*] It is not actually important that the initial value of the counter be
81  *     random.  AES-128 in counter mode is secure either way.
82  */
83 void
84 uuid_generate(struct uuid *uuid)
85 {
86     uuid_init();
87
88     /* Increment the counter. */
89     if (++counter[1] == 0) {
90         counter[0]++;
91     }
92
93     /* AES output is exactly 16 bytes, so we encrypt directly into 'uuid'. */
94     aes128_encrypt(&key, counter, uuid);
95
96     /* Set bits to indicate a random UUID.  See RFC 4122 section 4.4. */
97     uuid->parts[2] &= ~0xc0000000;
98     uuid->parts[2] |=  0x80000000;
99     uuid->parts[1] &= ~0x0000f000;
100     uuid->parts[1] |=  0x00004000;
101 }
102
103 /* Sets 'uuid' to all-zero-bits. */
104 void
105 uuid_zero(struct uuid *uuid)
106 {
107     uuid->parts[0] = uuid->parts[1] = uuid->parts[2] = uuid->parts[3] = 0;
108 }
109
110 /* Returns true if 'uuid' is all zero, otherwise false. */
111 bool
112 uuid_is_zero(const struct uuid *uuid)
113 {
114     return (!uuid->parts[0] && !uuid->parts[1]
115             && !uuid->parts[2] && !uuid->parts[3]);
116 }
117
118 /* Compares 'a' and 'b'.  Returns a negative value if 'a < b', zero if 'a ==
119  * b', or positive if 'a > b'.  The ordering is lexicographical order of the
120  * conventional way of writing out UUIDs as strings. */
121 int
122 uuid_compare_3way(const struct uuid *a, const struct uuid *b)
123 {
124     if (a->parts[0] != b->parts[0]) {
125         return a->parts[0] > b->parts[0] ? 1 : -1;
126     } else if (a->parts[1] != b->parts[1]) {
127         return a->parts[1] > b->parts[1] ? 1 : -1;
128     } else if (a->parts[2] != b->parts[2]) {
129         return a->parts[2] > b->parts[2] ? 1 : -1;
130     } else if (a->parts[3] != b->parts[3]) {
131         return a->parts[3] > b->parts[3] ? 1 : -1;
132     } else {
133         return 0;
134     }
135 }
136
137 /* Attempts to convert string 's' into a UUID in 'uuid'.  Returns true if
138  * successful, which will be the case only if 's' has the exact format
139  * specified by RFC 4122.  Returns false on failure.  On failure, 'uuid' will
140  * be set to all-zero-bits. */
141 bool
142 uuid_from_string(struct uuid *uuid, const char *s)
143 {
144     if (!uuid_from_string_prefix(uuid, s)) {
145         return false;
146     } else if (s[UUID_LEN] != '\0') {
147         uuid_zero(uuid);
148         return false;
149     } else {
150         return true;
151     }
152 }
153
154 /* Same as uuid_from_string() but s[UUID_LEN] is not required to be a null byte
155  * to succeed; that is, 's' need only begin with UUID syntax, not consist
156  * entirely of it. */
157 bool
158 uuid_from_string_prefix(struct uuid *uuid, const char *s)
159 {
160     /* 0         1         2         3      */
161     /* 012345678901234567890123456789012345 */
162     /* ------------------------------------ */
163     /* 00000000-1111-1111-2222-222233333333 */
164
165     bool ok;
166
167     uuid->parts[0] = hexits_value(s, 8, &ok);
168     if (!ok || s[8] != '-') {
169         goto error;
170     }
171
172     uuid->parts[1] = hexits_value(s + 9, 4, &ok) << 16;
173     if (!ok || s[13] != '-') {
174         goto error;
175     }
176
177     uuid->parts[1] += hexits_value(s + 14, 4, &ok);
178     if (!ok || s[18] != '-') {
179         goto error;
180     }
181
182     uuid->parts[2] = hexits_value(s + 19, 4, &ok) << 16;
183     if (!ok || s[23] != '-') {
184         goto error;
185     }
186
187     uuid->parts[2] += hexits_value(s + 24, 4, &ok);
188     if (!ok) {
189         goto error;
190     }
191
192     uuid->parts[3] = hexits_value(s + 28, 8, &ok);
193     if (!ok) {
194         goto error;
195     }
196     return true;
197
198 error:
199     uuid_zero(uuid);
200     return false;
201 }
202 \f
203 static void
204 do_init(void)
205 {
206     uint8_t sha1[SHA1_DIGEST_SIZE];
207     struct sha1_ctx sha1_ctx;
208     uint8_t random_seed[16];
209     struct timeval now;
210     pid_t pid, ppid;
211     uid_t uid;
212     gid_t gid;
213
214     /* Get seed data. */
215     get_entropy_or_die(random_seed, sizeof random_seed);
216     xgettimeofday(&now);
217     pid = getpid();
218     ppid = getppid();
219     uid = getuid();
220     gid = getgid();
221
222     /* Convert seed into key. */
223     sha1_init(&sha1_ctx);
224     sha1_update(&sha1_ctx, random_seed, sizeof random_seed);
225     sha1_update(&sha1_ctx, &pid, sizeof pid);
226     sha1_update(&sha1_ctx, &ppid, sizeof ppid);
227     sha1_update(&sha1_ctx, &uid, sizeof uid);
228     sha1_update(&sha1_ctx, &gid, sizeof gid);
229     sha1_final(&sha1_ctx, sha1);
230
231     /* Generate key. */
232     BUILD_ASSERT(sizeof sha1 >= 16);
233     aes128_schedule(&key, sha1);
234
235     /* Generate initial counter. */
236     get_entropy_or_die(counter, sizeof counter);
237 }