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Nginx配置文件解析相关代码分析

时间:2015-01-10 20:13来源:linux.it.net.cn 作者:IT

Nginx的配置解析相关的部分比较绕,比如为何要有4重指针,比如NGX_MAIN_CONF , loc_conf,NGX_DIRECT_CONF有什么区别呢?这些我前面的blog都有些涉及,这次主要是把配置这块完全拿出来然后来分析下。

首先来看配置解析时的数据结构,这里主要是ngx_conf_t,这个结构保存了解析配置文件所需要的一些域,这个是非常重要的一个数据结构,我们详细来看这个结构:


struct ngx_conf_s {
//当前解析到的命令名
    char                 *name;
//当前命令的所有参数
    ngx_array_t          *args;
//使用的cycle
    ngx_cycle_t          *cycle;
//所使用的内存池
    ngx_pool_t           *pool;
//这个pool将会在配置解析完毕后释放。
    ngx_pool_t           *temp_pool;
//这个表示将要解析的配置文件
    ngx_conf_file_t      *conf_file;
//配置log
    ngx_log_t            *log;
//主要为了提供模块的层次化(后续会详细介绍)
    void                 *ctx;
//模块类型
    ngx_uint_t            module_type;
//命令类型
    ngx_uint_t            cmd_type;
//模块自定义的handler
    ngx_conf_handler_pt   handler;
//自定义handler的conf
    char                 *handler_conf;
};


上面的有些域可能现在还是不太理解,不过没关系,接下来就会一个个的分析到。

我们来看配置解析的入口,入口在ngx_init_cycle中,这里比较简单,就是设置ngx_conf_t 然后传递给ngx_conf_parse解析。


//创建conf_ctx
    cycle->conf_ctx = ngx_pcalloc(pool, ngx_max_module * sizeof(void *));
    if (cycle->conf_ctx == NULL) {
        ngx_destroy_pool(pool);
        return NULL;
    }
.............................................
    for (i = 0; ngx_modules[i]; i++) {
        if (ngx_modules[i]->type != NGX_CORE_MODULE) {
            continue;
        }
        module = ngx_modules[i]->ctx;
        if (module->create_conf) {
            rv = module->create_conf(cycle);
            if (rv == NULL) {
                ngx_destroy_pool(pool);
                return NULL;
            }
//这里看到conf_ctx里面就是放对应模块的main conf.
            cycle->conf_ctx[ngx_modules[i]->index] = rv;
        }
    }
.................................
//初始化conf
    conf.ctx = cycle->conf_ctx;
    conf.cycle = cycle;
    conf.pool = pool;
    conf.log = log;
//注意,一开始命令的类型就是MAIN,并且模块类型是core。
    conf.module_type = NGX_CORE_MODULE;
    conf.cmd_type = NGX_MAIN_CONF;
    if (ngx_conf_param(&conf) != NGX_CONF_OK) {
        environ = senv;
        ngx_destroy_cycle_pools(&conf);
        return NULL;
    }
//开始解析文件
    if (ngx_conf_parse(&conf, &cycle->conf_file) != NGX_CONF_OK) {
        environ = senv;
        ngx_destroy_cycle_pools(&conf);
        return NULL;
    }

然后来看ngx_conf_parse,这个函数第二个是将要解析的文件名,不过这里还有一个要注意的,那就是第二个参数可以为空的,如果为空,则说明将要解析的是block中的内容或者param。


char *
ngx_conf_parse(ngx_conf_t *cf, ngx_str_t *filename)
{
    char             *rv;
    ngx_fd_t          fd;
    ngx_int_t         rc;
    ngx_buf_t         buf;
    ngx_conf_file_t  *prev, conf_file;
    enum {
        parse_file = 0,
        parse_block,
        parse_param
    } type;
#if (NGX_SUPPRESS_WARN)
    fd = NGX_INVALID_FILE;
    prev = NULL;
#endif
    if (filename) {
        /* open configuration file */
................................................
    } else if (cf->conf_file->file.fd != NGX_INVALID_FILE) {
//到这里说明接下来解析的是block中的内容
        type = parse_block;
    } else {
//参数
        type = parse_param;
    }
    for ( ;; ) {
        rc = ngx_conf_read_token(cf);
        /*
         * ngx_conf_read_token() may return
         *
         *    NGX_ERROR             there is error
         *    NGX_OK                the token terminated by ";" was found
         *    NGX_CONF_BLOCK_START  the token terminated by "{" was found
         *    NGX_CONF_BLOCK_DONE   the "}" was found
         *    NGX_CONF_FILE_DONE    the configuration file is done
         */
.....................................................
        /* rc == NGX_OK || rc == NGX_CONF_BLOCK_START */
//如果有handler,则调用handle
        if (cf->handler) {
            /*
             * the custom handler, i.e., that is used in the http's
             * "types { ... }" directive
             */
            rv = (*cf->handler)(cf, NULL, cf->handler_conf);
            if (rv == NGX_CONF_OK) {
                continue;
            }
            if (rv == NGX_CONF_ERROR) {
                goto failed;
            }
            ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0, rv);
            goto failed;
        }
//没有handler则调用默认解析函数
        rc = ngx_conf_handler(cf, rc);
        if (rc == NGX_ERROR) {
            goto failed;
        }
    }
failed:
    rc = NGX_ERROR;
done:
....................................
    return NGX_CONF_OK;
}

在看ngx_conf_handler之前我们先来看Nginx的配置文件的结构,以及为什么要有cf->handler。

一般的一个Nginx配置文件是这样子的:


worker_processes 1;


error_log logs/error.log;


pid logs/nginx.pid;


events {

worker_connections 1024;

}


http {

include mime.types;

default_type application/octet-stream;


sendfile on;


keepalive_timeout 65;


#gzip on;


server {

listen 80;

server_name localhost;


access_log logs/host.access.log main;


location / {

root html;

index index.html index.htm;

}


error_page 500 502 503 504 /50x.html;

location = /50x.html {

root html;

}

}


}



可以看到Nginx的配置文件是分块的,然后event, http都是一个大的core 模块,然后core模块中包含了很多2级模块(epoll/kqeue/proxy..).也就是1级模块中必须包含一个上下文用来保存2级模块的配置。而在HTTP模块中又有一些特殊,那就是HTTP模块中每个指令都可能会有3个作用域,那就是main/server/loc,所以在HTTP的上下文中,必须同时保存这3个上下文。

然后我们来看Nginx中的命令都有那些类型:


#define NGX_DIRECT_CONF      0x00010000
#define NGX_MAIN_CONF        0x01000000
#define NGX_ANY_CONF         0x0F000000
#define NGX_EVENT_CONF        0x02000000
#define NGX_HTTP_MAIN_CONF        0x02000000
#define NGX_HTTP_SRV_CONF         0x04000000
#define NGX_HTTP_LOC_CONF         0x08000000
#define NGX_HTTP_UPS_CONF         0x10000000
#define NGX_HTTP_SIF_CONF         0x20000000
#define NGX_HTTP_LIF_CONF         0x40000000
#define NGX_HTTP_LMT_CONF         0x80000000
#define NGX_MAIL_MAIN_CONF      0x02000000
#define NGX_MAIL_SRV_CONF       0x04000000

Nginx中的参数类型有这么多种其中最有必要区分的就是第一种和第二种,一般来说DIRECT_CONF和MAIN_CONF是同时使用的,也就是有第一个就有第二个。DIRECT_CONF顾名思义,就是说直接存取CONF,也就是说进入命令解析函数的同时,CONF已经创建好了,只需要直接使用就行了(也就是会有create_conf回调)。而Main_conf就是说最顶层的conf,比如HTTP/EVENT/PID等等,可以看到都属属于CORE 模块。而NGX_HTTP_XXX就是所有HTTP模块的子模块.

理解了Nginx配置的基本结构,我们来看ngx_conf_handler,这个函数以前介绍过,这次这里就只关注最核心的部分,下面这部分是遍历命令表,然后找到了对应的命令,然后进行处理:


//如果设置了type
            if (!(cmd->type & NGX_CONF_ANY)) {
//首先判断参数个数是否合法
                if (cmd->type & NGX_CONF_FLAG) {
                    if (cf->args->nelts != 2) {
                        goto invalid;
                    }
                } else if (cmd->type & NGX_CONF_1MORE) {
                    if (cf->args->nelts < 2) {
                        goto invalid;
                    }
.................................................
            }
            /* set up the directive's configuration context */
            conf = NULL;
//最核心的地方,
            if (cmd->type & NGX_DIRECT_CONF) {
我们还记得最开始ctx是包含了所有core模块的conf(create_conf回调),因此这里取出对应的模块conf.
                conf = ((void **) cf->ctx)[ngx_modules[i]->index];
            } else if (cmd->type & NGX_MAIN_CONF) {
//如果不是DIRECT_CONF并且是MAIN,则说明我们需要在配置中创建自己模块的上下文(也就是需要进入二级模块)
                conf = &(((void **) cf->ctx)[ngx_modules[i]->index]);
            } else if (cf->ctx) {
//否则进入二级模块处理(后续会详细介绍)。
                confp = *(void **) ((char *) cf->ctx + cmd->conf);
                if (confp) {
                    conf = confp[ngx_modules[i]->ctx_index];
                }
            }
//调用命令的回调函数。
            rv = cmd->set(cf, cmd, conf);
            if (rv == NGX_CONF_OK) {
                return NGX_OK;
            }
            if (rv == NGX_CONF_ERROR) {
                return NGX_ERROR;
            }
            ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0,
                               "\"%s\" directive %s", name->data, rv);
            return NGX_ERROR;
        }

上面代码中二级模块解析那部分先放一下,首先来看Nginx中带二级模块的一级模块如何解析命令的,来看HTTP模块(event模块基本一样)的解析代码。


//可以看到没有direct_conf,因为http包含有二级模块。
static ngx_command_t  ngx_http_commands[] = {
    { ngx_string("http"),
      NGX_MAIN_CONF|NGX_CONF_BLOCK|NGX_CONF_NOARGS,
      ngx_http_block,
      0,
      0,
      NULL },
      ngx_null_command
};
static char *
ngx_http_block(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf)
{
    char                        *rv;
    ngx_uint_t                   mi, m, s;
    ngx_conf_t                   pcf;
    ngx_http_module_t           *module;
    ngx_http_conf_ctx_t         *ctx;
    ngx_http_core_loc_conf_t    *clcf;
    ngx_http_core_srv_conf_t   **cscfp;
    ngx_http_core_main_conf_t   *cmcf;
    /* the main http context */
    ctx = ngx_pcalloc(cf->pool, sizeof(ngx_http_conf_ctx_t));
    if (ctx == NULL) {
        return NGX_CONF_ERROR;
    }
//最核心的地方,可以看到修改了传递进来的conf
    *(ngx_http_conf_ctx_t **) conf = ctx;
    /* count the number of the http modules and set up their indices */
    ngx_http_max_module = 0;
    for (m = 0; ngx_modules[m]; m++) {
        if (ngx_modules[m]->type != NGX_HTTP_MODULE) {
            continue;
        }
//然后保存了对应模块的索引.
        ngx_modules[m]->ctx_index = ngx_http_max_module++;
    }
    /* the http main_conf context, it is the same in the all http contexts */
//创建HTTP对应的conf,因为每个级别(main/ser/loc)都会包含模块的conf.
    ctx->main_conf = ngx_pcalloc(cf->pool,
                                 sizeof(void *) * ngx_http_max_module);
    if (ctx->main_conf == NULL) {
        return NGX_CONF_ERROR;
    }
    /*
     * the http null srv_conf context, it is used to merge
     * the server{}s' srv_conf's
     */
    ctx->srv_conf = ngx_pcalloc(cf->pool, sizeof(void *) * ngx_http_max_module);
    if (ctx->srv_conf == NULL) {
        return NGX_CONF_ERROR;
    }
    /*
     * the http null loc_conf context, it is used to merge
     * the server{}s' loc_conf's
     */
    ctx->loc_conf = ngx_pcalloc(cf->pool, sizeof(void *) * ngx_http_max_module);
    if (ctx->loc_conf == NULL) {
        return NGX_CONF_ERROR;
    }
    /*
     * create the main_conf's, the null srv_conf's, and the null loc_conf's
     * of the all http modules
     */
....................................
//保存当前使用的cf,因为我们只是在解析HTTP时需要改变当前的cf,
    pcf = *cf;
//保存当前模块的上下文
    cf->ctx = ctx;
..........................................
    /* parse inside the http{} block */
//设置模块类型和命令类型
    cf->module_type = NGX_HTTP_MODULE;
    cf->cmd_type = NGX_HTTP_MAIN_CONF;
//开始解析,这里注意传递进去的文件名是空
    rv = ngx_conf_parse(cf, NULL);
    if (rv != NGX_CONF_OK) {
        goto failed;
    }
    /*
     * init http{} main_conf's, merge the server{}s' srv_conf's
     * and its location{}s' loc_conf's
     */
.........................................
    /*
     * http{}'s cf->ctx was needed while the configuration merging
     * and in postconfiguration process
     */
//回复cf
    *cf = pcf;
......................................
    return NGX_CONF_OK;
failed:
    *cf = pcf;
    return rv;
}

这里有个非常关键的地方,那就是在每个级别都会保存对应的ctx(main/ser/loc),怎么说呢,就是在解析HTTP main中创建了3个ctx(main/srv/loc),而在HTTP srv block中将会创建2个ctx(main/srv/loc),或许会问重复了怎么办?重复了,那就需要merge了。比如一个命令(srv_offset)在HTTP main中有一个,那么Nginx将会把它放入到HTTP main的ctx的srv ctx中,然后server block也有一个,那么Nginx会继续把它放到Server ctx的 srv_conf中,最后merge他们。

因此我们来看server这个命令的解析:


    { ngx_string("server"),
      NGX_HTTP_MAIN_CONF|NGX_CONF_BLOCK|NGX_CONF_MULTI|NGX_CONF_NOARGS,
      ngx_http_core_server,
      0,
      0,
      NULL },
static char *
ngx_http_core_server(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *dummy)
{
    char                        *rv;
    void                        *mconf;
    ngx_uint_t                   i;
    ngx_conf_t                   pcf;
    ngx_http_module_t           *module;
    struct sockaddr_in          *sin;
    ngx_http_conf_ctx_t         *ctx, *http_ctx;
    ngx_http_listen_opt_t        lsopt;
    ngx_http_core_srv_conf_t    *cscf, **cscfp;
    ngx_http_core_main_conf_t   *cmcf;
    ctx = ngx_pcalloc(cf->pool, sizeof(ngx_http_conf_ctx_t));
    if (ctx == NULL) {
        return NGX_CONF_ERROR;
    }
    http_ctx = cf->ctx;
//main conf不变
    ctx->main_conf = http_ctx->main_conf;
    /* the server{}'s srv_conf */
//创建新的srv和loc conf.
    ctx->srv_conf = ngx_pcalloc(cf->pool, sizeof(void *) * ngx_http_max_module);
    if (ctx->srv_conf == NULL) {
        return NGX_CONF_ERROR;
    }
    /* the server{}'s loc_conf */
    ctx->loc_conf = ngx_pcalloc(cf->pool, sizeof(void *) * ngx_http_max_module);
    if (ctx->loc_conf == NULL) {
        return NGX_CONF_ERROR;
    }
............................
    /* the server configuration context */
    cscf = ctx->srv_conf[ngx_http_core_module.ctx_index];
    cscf->ctx = ctx;
    cmcf = ctx->main_conf[ngx_http_core_module.ctx_index];
//保存所有的servers,可以看到是保存在main中的。这样子最后在HTTP main中就可以取到这个srv conf.
    cscfp = ngx_array_push(&cmcf->servers);
    if (cscfp == NULL) {
        return NGX_CONF_ERROR;
    }
    *cscfp = cscf;
    /* parse inside server{} */
//解析,可以看到设置type为srv_conf.
    pcf = *cf;
    cf->ctx = ctx;
    cf->cmd_type = NGX_HTTP_SRV_CONF;
    rv = ngx_conf_parse(cf, NULL);
//恢复cf.
    *cf = pcf;
  ........................
    }
    return rv;
}

了解了这些,我们来看最上面的那段代码:


struct ngx_command_s {
    ngx_str_t             name;
    ngx_uint_t            type;
    char               *(*set)(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf);
//conf就是对应的上下文偏移.比如NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET
    ngx_uint_t            conf;
    ngx_uint_t            offset;
    void                 *post;
};
............................
            else if (cf->ctx) {
//取得对应的1级模块的二级上下文(HTTP的 srv_offset)
                confp = *(void **) ((char *) cf->ctx + cmd->conf);
                if (confp) {
//然后取出对应的模块conf.
                    conf = confp[ngx_modules[i]->ctx_index];
                }
            }

然后来看一些简单的命令是如何使用和配置的。在看之前先来看几个核心的结构:


typedef struct {
    void        **main_conf;
    void        **srv_conf;
    void        **loc_conf;
} ngx_http_conf_ctx_t;
//下面这些就是放到ngx_command_t的conf域,可以看到就是对应conf的偏移.
#define NGX_HTTP_MAIN_CONF_OFFSET  offsetof(ngx_http_conf_ctx_t, main_conf)
#define NGX_HTTP_SRV_CONF_OFFSET   offsetof(ngx_http_conf_ctx_t, srv_conf)
#define NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET   offsetof(ngx_http_conf_ctx_t, loc_conf)
//下面就是如何来取模块的配置
#define ngx_http_get_module_main_conf(r, module)                             \
    (r)->main_conf[module.ctx_index]
#define ngx_http_get_module_srv_conf(r, module)  (r)->srv_conf[module.ctx_index]
#define ngx_http_get_module_loc_conf(r, module)  (r)->loc_conf[module.ctx_index]
#define ngx_http_conf_get_module_main_conf(cf, module)                        \
    ((ngx_http_conf_ctx_t *) cf->ctx)->main_conf[module.ctx_index]
#define ngx_http_conf_get_module_srv_conf(cf, module)                         \
    ((ngx_http_conf_ctx_t *) cf->ctx)->srv_conf[module.ctx_index]
#define ngx_http_conf_get_module_loc_conf(cf, module)                         \
    ((ngx_http_conf_ctx_t *) cf->ctx)->loc_conf[module.ctx_index]
#define ngx_http_cycle_get_module_main_conf(cycle, module)                    \
    (cycle->conf_ctx[ngx_http_module.index] ?                                 \
        ((ngx_http_conf_ctx_t *) cycle->conf_ctx[ngx_http_module.index])      \
            ->main_conf[module.ctx_index]:                                    \
        NULL)
#define ngx_get_conf(conf_ctx, module)  conf_ctx[module.index]

来看几个典型的配置命令。

首先是env,它是一个 DIRECT_CONF命令.


//可以看到有create_conf函数
static ngx_core_module_t  ngx_core_module_ctx = {
    ngx_string("core"),
    ngx_core_module_create_conf,
    ngx_core_module_init_conf
};
................................
    { ngx_string("env"),
      NGX_MAIN_CONF|NGX_DIRECT_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
      ngx_set_env,
      0,
      0,
      NULL },
static char *
ngx_set_env(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf)
{
//直接读取到然后使用
    ngx_core_conf_t  *ccf = conf;
.............................
    return NGX_CONF_OK;
}

然后是http的root命令:


    { ngx_string("root"),
      NGX_HTTP_MAIN_CONF|NGX_HTTP_SRV_CONF|NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_HTTP_LIF_CONF
                        |NGX_CONF_TAKE1,
      ngx_http_core_root,
      NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET,
      0,
      NULL },
static char *
ngx_http_core_root(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf)
{
//也是直接使用(通过传递进入的偏移NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET)
    ngx_http_core_loc_conf_t *clcf = conf;
.......................................
    return NGX_CONF_OK;
}

最后来看一下为什么要有四级指针,这个其实是和模块级别相关的,如果只有一级模块,那么只需要2级指针就够了,可是现在还有2级模块,那么每个1级模块的2级指针里面必须得扩展指针以保存本级别模块的上下文,那么自然就是4级指针了,详细可以看看event模块,它里面比较清晰。

(责任编辑:IT)
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