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Tinyhttpd精读解析


       首先,本人刚刚开始开源代码精读,写的不对的地方,大家轻拍,一起进步。本文是对Tinyhttpd的一次精读,大家每天都在用着http服务,很多人也一直活跃在上层,使用IIS、Apache等,大家是否想看看http服务器大概是怎么运作的,通过一个500多行的源码加上完整的注释,和大家逛一逛http服务器。Tinyhttpd真的非常适合阅读尤其是刚入门的,清晰的代码,简单的makefile...其实有很多分析tinyghttpd的,这边抱着人家写的是人家,自己写的才是自己的态度,写的尽量详细,尽量简单,很多都写在代码注释里面,也把学习中的一些坑翻出来和大家一起读读,吸取将近20年前的大神通过500行代码带给我们的财富。不管你是写c的,或者C#,js亦或java,只要用到http的都欢迎读读。
大家看后如果觉得我有写的不对的地方,欢迎指出~~

附上注解代码的github地址:https://github.com/nengm/Tinyhttpd

1.首先是一张图 全解了Tinyhttp是如何运作的,我觉得图说明比我用文字描述的要清晰,语言功底不太给力。

 2. 主要函数简略说明,代码中进行了详细注释。

main          主函数
startup         绑定监听套接字
accept_request     每次收到请求,创建一个线程来处理接受到的请求
serve_file      接读取文件返回给请求的http客户端
execute_cgi     执行cgi文件

3.注意点

注意点1:

index.html必须没有执行权限,否则看不到内容,并且会产生Program received signal SIGPIPE, Broken pipe,因为程序中如果有可执行权限会当cgi脚本处理。所以假如html有执行权限先把它去除了,chmod 600 index.html

color.cgi、date.cgi必须要有执行权限。

注意点2:

color.cgi是用perl写的,相信大家很少接触了。所以可以引用网上一个简单的例子,换成一个shell写的cgi测试

#!/bin/bash
echo "Content-Type: text/html"
echo
echo "<HTML><BODY>"
echo "<CENTER>Today is:</CENTER>"
echo "<CENTER><B>"
date
echo "</B></CENTER>"
echo "</BODY></HTML>"

4.操作

1.执行make,生成成功,./httpd启动成功。

2.如果在当前linux下的firefox下执行。直接在浏览器中输入

3.在windows中测试,

4.测试执行自带的perl写的cgi脚本

 

5.进入index2.html页面,测试shell写的cgi脚本。

 

 

5.代码

  1 /* J. David"s webserver */
  2 /* This is a simple webserver.
  3  * Created November 1999 by J. David Blackstone.
  4  * CSE 4344 (Network concepts), Prof. Zeigler
  5  * University of Texas at Arlington
  6  */
  7 /* This program compiles for Sparc Solaris 2.6.
  8  * To compile for Linux:
  9  *  1) Comment out the #include <pthread.h> line.
 10  *  2) Comment out the line that defines the variable newthread.
 11  *  3) Comment out the two lines that run pthread_create().
 12  *  4) Uncomment the line that runs accept_request().
 13  *  5) Remove -lsocket from the Makefile.
 14  */
 15 #include <stdio.h>
 16 #include <sys/socket.h>
 17 #include <sys/types.h>
 18 #include <netinet/in.h>
 19 #include <arpa/inet.h>
 20 #include <unistd.h>
 21 #include <ctype.h>
 22 #include <strings.h>
 23 #include <string.h>
 24 #include <sys/stat.h>
 25 #include <pthread.h>
 26 #include <sys/wait.h>
 27 #include <stdlib.h>
 28 
 29 //宏定义,是否是空格
 30 #define ISspace(x) isspace((int)(x))
 31 
 32 #define SERVER_STRING "Server: jdbhttpd/0.1.0
"
 33 
 34  //每次收到请求,创建一个线程来处理接受到的请求
 35  //把client_sock转成地址作为参数传入pthread_create
 36 void accept_request(void *arg);
 37 
 38 //错误请求
 39 void bad_request(int);
 40 
 41 //读取文件
 42 void cat(int, FILE *);
 43 
 44 //无法执行
 45 void cannot_execute(int);
 46 
 47 //错误输出
 48 void error_die(const char *);
 49 
 50 //执行cig脚本
 51 void execute_cgi(int, const char *, const char *, const char *);
 52 
 53 //得到一行数据,只要发现c为
,就认为是一行结束,如果读到
,再用MSG_PEEK的方式读入一个字符,如果是
,从socket用读出
 54 //如果是下个字符则不处理,将c置为
,结束。如果读到的数据为0中断,或者小于0,也视为结束,c置为

 55 int get_line(int, char *, int);
 56 
 57 //返回http头
 58 void headers(int, const char *);
 59 
 60 //没有发现文件
 61 void not_found(int);
 62 
 63 //如果不是CGI文件,直接读取文件返回给请求的http客户端
 64 void serve_file(int, const char *);
 65 
 66 //开启tcp连接,绑定端口等操作
 67 int startup(u_short *);
 68 
 69 //如果不是Get或者Post,就报方法没有实现
 70 void unimplemented(int);
 71 
 72 // Http请求,后续主要是处理这个头
 73 //
 74 // GET / HTTP/1.1
 75 // Host: 192.168.0.23:47310
 76 // Connection: keep-alive
 77 // Upgrade-Insecure-Requests: 1
 78 // User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/55.0.2883.87 Safari/537.36
 79 // Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*; q = 0.8
 80 // Accept - Encoding: gzip, deflate, sdch
 81 // Accept - Language : zh - CN, zh; q = 0.8
 82 // Cookie: __guid = 179317988.1576506943281708800.1510107225903.8862; monitor_count = 5
 83 //
 84 
 85 // POST / color1.cgi HTTP / 1.1
 86 // Host: 192.168.0.23 : 47310
 87 // Connection : keep - alive
 88 // Content - Length : 10
 89 // Cache - Control : max - age = 0
 90 // Origin : http ://192.168.0.23:40786
 91 // Upgrade - Insecure - Requests : 1
 92 // User - Agent : Mozilla / 5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit / 537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome / 55.0.2883.87 Safari / 537.36
 93 // Content - Type : application / x - www - form - urlencoded
 94 // Accept : text / html, application / xhtml + xml, application / xml; q = 0.9, image / webp, */*;q=0.8
 95 // Referer: http://192.168.0.23:47310/
 96 // Accept-Encoding: gzip, deflate
 97 // Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8
 98 // Cookie: __guid=179317988.1576506943281708800.1510107225903.8862; monitor_count=281
 99 // Form Data
100 // color=gray
101 
102 /**********************************************************************/
103 /* A request has caused a call to accept() on the server port to
104  * return.  Process the request appropriately.
105  * Parameters: the socket connected to the client */
106 /**********************************************************************/
107 void accept_request(void *arg)
108 {
109   //socket
110  int client = (intptr_t)arg;
111  char buf[1024];
112  int numchars;
113  char method[255];
114  char url[255];
115  char path[512];
116  size_t i, j;
117  struct stat st;
118  int cgi = 0;      /* becomes true if server decides this is a CGI
119                     * program */
120  char *query_string = NULL;
121  //根据上面的Get请求,可以看到这边就是取第一行
122  //这边都是在处理第一条http信息
123  //"GET / HTTP/1.1
"
124  numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
125  i = 0; j = 0;
126 
127  //第一行字符串提取Get
128  while (!ISspace(buf[j]) && (i < sizeof(method) - 1))
129  {
130   method[i] = buf[j];
131   i++; j++;
132  }
133  //结束
134  method[i] = "";
135 
136  //判断是Get还是Post
137  if (strcasecmp(method, "GET") && strcasecmp(method, "POST"))
138  {
139   unimplemented(client);
140   return;
141  }
142 
143  //如果是POST,cgi置为1
144  if (strcasecmp(method, "POST") == 0)
145   cgi = 1;
146 
147  i = 0;
148  //跳过空格
149  while (ISspace(buf[j]) && (j < sizeof(buf)))
150   j++;
151 
152  //得到 "/"   注意:如果你的http的网址为http://192.168.0.23:47310/index.html
153  //               那么你得到的第一条http信息为GET /index.html HTTP/1.1,那么
154  //               解析得到的就是/index.html
155  while (!ISspace(buf[j]) && (i < sizeof(url) - 1) && (j < sizeof(buf)))
156  {
157   url[i] = buf[j];
158   i++; j++;
159  }
160  url[i] = "";
161 
162  //判断Get请求
163  if (strcasecmp(method, "GET") == 0)
164  {
165   query_string = url;
166   while ((*query_string != "?") && (*query_string != ""))
167    query_string++;
168   if (*query_string == "?")
169   {
170    cgi = 1;
171    *query_string = "";
172    query_string++;
173   }
174  }
175 
176  //路径
177  sprintf(path, "htdocs%s", url);
178 
179  //默认地址,解析到的路径如果为/,则自动加上index.html
180  if (path[strlen(path) - 1] == "/")
181   strcat(path, "index.html");
182 
183  //获得文件信息
184  if (stat(path, &st) == -1) {
185   //把所有http信息读出然后丢弃
186   while ((numchars > 0) && strcmp("
", buf))  /* read & discard headers */
187    numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
188 
189   //没有找到
190   not_found(client);
191  }
192  else
193  {
194   if ((st.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR)
195    strcat(path, "/index.html");
196   //如果你的文件默认是有执行权限的,自动解析成cgi程序,如果有执行权限但是不能执行,会接受到报错信号
197   if ((st.st_mode & S_IXUSR) ||
198       (st.st_mode & S_IXGRP) ||
199       (st.st_mode & S_IXOTH)    )
200    cgi = 1;
201   if (!cgi)
202    //接读取文件返回给请求的http客户端
203    serve_file(client, path);
204   else
205    //执行cgi文件
206    execute_cgi(client, path, method, query_string);
207  }
208  //执行完毕关闭socket
209  close(client);
210 }
211 
212 /**********************************************************************/
213 /* Inform the client that a request it has made has a problem.
214  * Parameters: client socket */
215 /**********************************************************************/
216 void bad_request(int client)
217 {
218  char buf[1024];
219 
220  sprintf(buf, "HTTP/1.0 400 BAD REQUEST
");
221  send(client, buf, sizeof(buf), 0);
222  sprintf(buf, "Content-type: text/html
");
223  send(client, buf, sizeof(buf), 0);
224  sprintf(buf, "
");
225  send(client, buf, sizeof(buf), 0);
226  sprintf(buf, "<P>Your browser sent a bad request, ");
227  send(client, buf, sizeof(buf), 0);
228  sprintf(buf, "such as a POST without a Content-Length.
");
229  send(client, buf, sizeof(buf), 0);
230 }
231 
232 /**********************************************************************/
233 /* Put the entire contents of a file out on a socket.  This function
234  * is named after the UNIX "cat" command, because it might have been
235  * easier just to do something like pipe, fork, and exec("cat").
236  * Parameters: the client socket descriptor
237  *             FILE pointer for the file to cat */
238 /**********************************************************************/
239 
240 //得到文件内容,发送
241 void cat(int client, FILE *resource)
242 {
243  char buf[1024];
244 
245  fgets(buf, sizeof(buf), resource);
246  //循环读
247  while (!feof(resource))
248  {
249   send(client, buf, strlen(buf), 0);
250   fgets(buf, sizeof(buf), resource);
251  }
252 }
253 
254 /**********************************************************************/
255 /* Inform the client that a CGI script could not be executed.
256  * Parameter: the client socket descriptor. */
257 /**********************************************************************/
258 void cannot_execute(int client)
259 {
260  char buf[1024];
261 
262  sprintf(buf, "HTTP/1.0 500 Internal Server Error
");
263  send(client, buf, strlen(buf), 0);
264  sprintf(buf, "Content-type: text/html
");
265  send(client, buf, strlen(buf), 0);
266  sprintf(buf, "
");
267  send(client, buf, strlen(buf), 0);
268  sprintf(buf, "<P>Error prohibited CGI execution.
");
269  send(client, buf, strlen(buf), 0);
270 }
271 
272 /**********************************************************************/
273 /* Print out an error message with perror() (for system errors; based
274  * on value of errno, which indicates system call errors) and exit the
275  * program indicating an error. */
276 /**********************************************************************/
277 void error_die(const char *sc)
278 {
279  perror(sc);
280  exit(1);
281 }
282 
283 /**********************************************************************/
284 /* Execute a CGI script.  Will need to set environment variables as
285  * appropriate.
286  * Parameters: client socket descriptor
287  *             path to the CGI script */
288 /**********************************************************************/
289 void execute_cgi(int client, const char *path,
290                  const char *method, const char *query_string)
291 {
292 //缓冲区
293  char buf[1024];
294 
295  //2根管道
296  int cgi_output[2];
297  int cgi_input[2];
298 
299  //进程pid和状态
300  pid_t pid;
301  int status;
302 
303  int i;
304  char c;
305  
306  //读取的字符数
307  int numchars = 1;
308 
309  //http的content_length
310  int content_length = -1;
311 
312  //默认字符
313  buf[0] = "A"; buf[1] = "";
314 
315  //忽略大小写比较字符串
316  if (strcasecmp(method, "GET") == 0)
317  //读取数据,把整个header都读掉,以为Get写死了直接读取index.html,没有必要分析余下的http信息了
318   while ((numchars > 0) && strcmp("
", buf))  /* read & discard headers */
319    numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
320  else    /* POST */
321  {
322   numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
323   while ((numchars > 0) && strcmp("
", buf))
324   {
325    //如果是POST请求,就需要得到Content-Length,Content-Length:这个字符串一共长为15位,所以
326    //取出头部一句后,将第16位设置结束符,进行比较
327    //第16位置为结束
328    buf[15] = "";
329    if (strcasecmp(buf, "Content-Length:") == 0)
330    //内存从第17位开始就是长度,将17位开始的所有字符串转成整数就是content_length
331     content_length = atoi(&(buf[16]));
332    numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
333   }
334   if (content_length == -1) {
335    bad_request(client);
336    return;
337   }
338  }
339 
340  sprintf(buf, "HTTP/1.0 200 OK
");
341  send(client, buf, strlen(buf), 0);
342  //建立output管道
343  if (pipe(cgi_output) < 0) {
344   cannot_execute(client);
345   return;
346  }
347 
348  //建立input管道
349  if (pipe(cgi_input) < 0) {
350   cannot_execute(client);
351   return;
352  }
353  //       fork后管道都复制了一份,都是一样的
354  //       子进程关闭2个无用的端口,避免浪费             
355  //       ×<------------------------->1    output
356  //       0<-------------------------->×   input 
357 
358  //       父进程关闭2个无用的端口,避免浪费             
359  //       0<-------------------------->×   output
360  //       ×<------------------------->1    input
361  //       此时父子进程已经可以通信
362 
363 
364  //fork进程,子进程用于执行CGI
365  //父进程用于收数据以及发送子进程处理的回复数据
366  if ( (pid = fork()) < 0 ) {
367   cannot_execute(client);
368   return;
369  }
370  if (pid == 0)  /* child: CGI script */
371  {
372   char meth_env[255];
373   char query_env[255];
374   char length_env[255];
375 
376   //子进程输出重定向到output管道的1端
377   dup2(cgi_output[1], 1);
378   //子进程输入重定向到input管道的0端
379   dup2(cgi_input[0], 0);
380 
381   //关闭无用管道口
382   close(cgi_output[0]);
383   close(cgi_input[1]);
384 
385   //CGI环境变量
386   sprintf(meth_env, "REQUEST_METHOD=%s", method);
387   putenv(meth_env);
388   if (strcasecmp(method, "GET") == 0) {
389    sprintf(query_env, "QUERY_STRING=%s", query_string);
390    putenv(query_env);
391   }
392   else {   /* POST */
393    sprintf(length_env, "CONTENT_LENGTH=%d", content_length);
394    putenv(length_env);
395   }
396   //替换执行path
397   execl(path, path, NULL);
398   //int m = execl(path, path, NULL);
399   //如果path有问题,例如将html网页改成可执行的,但是执行后m为-1
400   //退出子进程,管道被破坏,但是父进程还在往里面写东西,触发Program received signal SIGPIPE, Broken pipe.
401   exit(0);
402  } else {    /* parent */
403 
404   //关闭无用管道口
405   close(cgi_output[1]);
406   close(cgi_input[0]);
407   if (strcasecmp(method, "POST") == 0)
408    for (i = 0; i < content_length; i++) {
409     //得到post请求数据,写到input管道中,供子进程使用
410     recv(client, &c, 1, 0);
411     write(cgi_input[1], &c, 1);
412    }
413   //从output管道读到子进程处理后的信息,然后send出去
414   while (read(cgi_output[0], &c, 1) > 0)
415    send(client, &c, 1, 0);
416 
417   //完成操作后关闭管道
418   close(cgi_output[0]);
419   close(cgi_input[1]);
420 
421   //等待子进程返回
422   waitpid(pid, &status, 0);
423 
424  }
425 }
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编辑:宗道扁


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