Lighttpd1.4.20源码分析之插件系统（2）插件的加载和初始化

前面讲了lighttpd插件系统的接口，下面我们来看看插件是怎么加载 和初始化的。

lighttpd的插件是以动态链接库的形式存在的。在服务器启动的时候，在初始化阶段将所有插件都加载进来。在server.c中的main函数中，加载插件是调用plugins_load函数：

 if (plugins_load(srv))
2 {
3     log_error_write(srv, __FILE__, __LINE__, "s","loading plugins finally failed");
4     plugins_free(srv);
5     server_free(srv);
6     return -1;
7 }

请读者注意一下这个函数调用的位置。这个函数是在服务器的初始化阶段进行调用的，并且该函数就在这调用了一次，其他地方没有再被调用过。虽然插件是以动态链接库的形式存在，但这些库是在服务器启动阶段一次性加载完毕，如果想再增加插件，只能配置好配置文件后重新启动服务器。

下面看一看plugins_load函数的实现：

 1 #ifdef LIGHTTPD_STATIC
 2  int plugins_load(server * srv)
 3 {
 4     plugin *p;
 5  #define PLUGIN_INIT(x)\
 6     p = plugin_init(); \
 7     if (x ## _plugin_init(p)) { \
 8         log_error_write(srv, __FILE__, __LINE__, "ss",#x, "plugin init failed" ); \
 9         plugin_free(p); \
10         return -1;\
11     }\
12     plugins_register(srv, p);
13 #include "plugin-static.h"
14     return 0;
15 }
16  #else
17  //动态链接
18  int plugins_load(server * srv)
19 {
20     plugin *p;
21     int (*init) (plugin * pl);
22     const char *error;
23     size_t i;
24     for (i = 0; i < srv->srvconf.modules->used; i++)
25     {
26         //获得动态链接库的名称。
27          data_string *d = (data_string *) srv->srvconf.modules->data[i];
28         char *modules = d->value->ptr;
29         //库所在目录
30          buffer_copy_string_buffer(srv->tmp_buf, srv->srvconf.modules_dir);
31 
32         buffer_append_string_len(srv->tmp_buf,     CONST_STR_LEN("/"));
33         //拼接库的名称。
34          buffer_append_string(srv->tmp_buf, modules);
35         buffer_append_string_len(srv->tmp_buf, CONST_STR_LEN(".so"));
36         p = plugin_init();
37                 //linux调用函数dlopen加载动态库
38          if (NULL == ( p->lib = dlopen(srv->tmp_buf->ptr, RTLD_NOW | RTLD_GLOBAL)))
39         {
40             log_error_write(srv, __FILE__, __LINE__, "sbs", "dlopen() failed for:", srv->tmp_buf, dlerror());
41             plugin_free(p);
42             return -1;
43         }
44         //调用动态库中的XXX_plugin_init函数。
45         //XXX是库的名称
46          buffer_reset(srv->tmp_buf);
47         buffer_copy_string(srv->tmp_buf, modules);
48         buffer_append_string_len(srv->tmp_buf, CONST_STR_LEN("_plugin_init"));
49  #if 1
50         //调用dlsym函数获得XXX_plugin_init函数的地址。
51          init = (int (*)(plugin *)) (intptr_t) dlsym(p->lib, srv->tmp_buf->ptr);
52  #else
53         //这句没有用
54          *(void **) (&init) = dlsym(p->lib, srv->tmp_buf->ptr);
55  #endif
56         if ((error = dlerror()) != NULL)
57         {
58             log_error_write(srv, __FILE__, __LINE__, "s", error);
59             plugin_free(p);
60             return -1;
61         }
62         //初始化插件
63     //在初始化的过程中，模块将自己所有的对外接口函数的入口地址都存入到p中。
64          if ((*init) (p))
65         {
66             log_error_write(srv, __FILE__, __LINE__, "ss", modules, "plugin init failed");
67             plugin_free(p);
68             return -1;
69         }
70  #if 0
71         log_error_write(srv, __FILE__, __LINE__, "ss", modules,
72                         "plugin loaded");
73  #endif
74         plugins_register(srv, p);
75     }
76     return 0;
77 }
78 #endif //end of #ifdef LIGHTTPD_STATIC

上面的函数中删除了处理在windows下加载动态链接库的部分。有兴趣的读者可以自行查看源代码。下面全部讨论在linux下的实现。

这个函数作者编写了两个版本，从宏LIGHTTPD_STATIC可以看出，作者貌似是想提供一个加载静态链接库的版本。但是，该版本的函数并没有什么实质性的实现（在最新的版本中(1.4.26)，该函数依然没有实现）。我们主要来看看后面的动态链接库的版本。

加载的过程如下：

（1）从配置文件中读取到动态链接库所在的文件夹和动态库的名称。

（2）创建一个plugin结构体的实例。

（3）调用dlopen函数加载动态库。在plugin结构体中保存返回的句柄。

（4）通过dlsym函数获得XXXXXX_plugin_init函数的地址。其中XXXXXX是配置文件中定义的这个插件的内容。

（5）调用XXXXXX_plugin_init函数。

（6）调用plugins_register函数注册插件。

XXXXXX_plugin_init函数在插件中定义，对这个插件进行初始化。其中，最重要的部分就是对plugin结构体中那一系列的函数指针进行赋值。如，mod_cgi模块中：

 1 int mod_cgi_plugin_init(plugin * p)
 2 {
 3     p->version = LIGHTTPD_VERSION_ID;
 4     p->name = buffer_init_string("cgi");
 5     p->connection_reset = cgi_connection_close_callback;
 6     p->handle_subrequest_start = cgi_is_handled;
 7     p->handle_subrequest = mod_cgi_handle_subrequest;
 8 #if 0
 9     p->handle_fdevent = cgi_handle_fdevent;
10 #endif
11     p->handle_trigger = cgi_trigger;
12     p->init = mod_cgi_init;
13     p->cleanup = mod_cgi_free;
14     p->set_defaults = mod_fastcgi_set_defaults;
15     p->data = NULL;
16     return 0;
17 }

plugins_register函数是将plugin结构体的指针存放在server结构体的plugins数组中。

插件加载完毕之后，main函数有处理了一些初始化的工作，然后，调用plugins_call_init函数对所有插件进行初始化：

 if (HANDLER_GO_ON != plugins_call_init(srv)) 
2 {
3     log_error_write(srv, __FILE__, __LINE__, "s",
4             "Initialization of plugins failed. Going down.");
5     plugins_free(srv);
6     network_close(srv);
7     server_free(srv);
8     return -1;
9 }

plugins_call_init函数在plugin.c文件中：

 1 handler_t plugins_call_init(server * srv)
 2 {
 3     size_t i;
 4     plugin **ps;
 5     ps = srv->plugins.ptr;
 6     /*
 7      * fill slots 
 8      */
 9     srv->plugin_slots = calloc(PLUGIN_FUNC_SIZEOF, sizeof(ps));
10     for (i = 0; i < srv->plugins.used; i++)
11     {
12         size_t j;
13         /*
14          * check which calls are supported 
15          */
16         plugin *p = ps[i];
17     /**
18      * 对所有的plugin进行登记造册。这个宏在后文中着重讲解。
19      */
20 #define PLUGIN_TO_SLOT(x, y) \
21     if (p->y) { \
22         plugin **slot = ((plugin ***)(srv->plugin_slots))[x]; \
23         if (!slot) { \
24             slot = calloc(srv->plugins.used, sizeof(*slot));\
25             ((plugin ***)(srv->plugin_slots))[x] = slot; \
26         } \
27         for (j = 0; j < srv->plugins.used; j++) { \
28             if (slot[j]) continue;\
29             slot[j] = p;\
30             break;\
31         }\
32     }
33         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_HANDLE_URI_CLEAN, handle_uri_clean);
34         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_HANDLE_URI_RAW, handle_uri_raw);
35         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_HANDLE_REQUEST_DONE, handle_request_done);
36         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_HANDLE_CONNECTION_CLOSE,  handle_connection_close);
37         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_HANDLE_TRIGGER, handle_trigger);
38         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_HANDLE_SIGHUP, handle_sighup);
39         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_HANDLE_SUBREQUEST, handle_subrequest);
40         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_HANDLE_SUBREQUEST_START, handle_subrequest_start);
41         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_HANDLE_JOBLIST, handle_joblist);
42         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_HANDLE_DOCROOT, handle_docroot);
43         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_HANDLE_PHYSICAL, handle_physical);
44         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_CONNECTION_RESET, connection_reset);
45         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_CLEANUP, cleanup);
46         PLUGIN_TO_SLOT(PLUGIN_FUNC_SET_DEFAULTS, set_defaults);
47 #undef PLUGIN_TO_SLOT
48         //对插件进行初始化，调用其初始化函数
49         if (p->init)
50         {
51             if (NULL == (p->data = p->init()))
52             {
53                 log_error_write(srv, __FILE__, __LINE__, "sb", "plugin-init failed for module", p->name);
54                 return HANDLER_ERROR;
55             }
56             /*
57              * used for con->mode,DIRECT==0,plugins above that 
58              */
59             ((plugin_data *) (p->data))->id = i + 1;
60             //这里检测插件的版本是否和当前服务器的版本相同。
61             //这里保证如果以后插件的接口发生了改变，不会造成服务器崩溃。
62             if (p->version != LIGHTTPD_VERSION_ID)
63             {
64                 log_error_write(srv, __FILE__, __LINE__, "sb","plugin-version doesn't match lighttpd-version for", p->name);
65                 return HANDLER_ERROR;
66             }
67         } 
68         else
69         {
70             p->data = NULL;
71         }
72     }
73     return HANDLER_GO_ON;
74 }

整个函数中，这个宏是重点：

 1 #define PLUGIN_TO_SLOT(x, y) \
 2     if (p->y) { \
 3         plugin **slot = ((plugin ***)(srv->plugin_slots))[x]; \
 4         if (!slot) { \
 5             slot = calloc(srv->plugins.used, sizeof(*slot));\
 6             ((plugin ***)(srv->plugin_slots))[x] = slot; \
 7         } \
 8         for (j = 0; j < srv->plugins.used; j++) { \
 9             if (slot[j]) continue;\
10             slot[j] = p;\
11             break;\
12         }\
13     }

在结构体server中，plugin_slots是一个void指针。在这个宏中可以看到，plugin_slots被转换成了plugin结构体的三级指针。朝前看：

srv->plugin_slots = calloc(PLUGIN_FUNC_SIZEOF, sizeof(ps));

plugin_slots是一个存放ps类型数据的数组，数组的长度为PLUGIN_FUNC_SIZEOF。PLUGIN_FUNC_SIZEOF在后面说明。ps的类型是plugin结构体的二级指针。在上面的宏中，我们看到，plugin_slots是一个数组，随后的if分支中可以看到，plugin_slots的元素也是数组。因此，plugin_slots是一个二维数组，数组中的元素是plugin结构体的指针，并且，plugin_slots是动态创建的。

下面在来看PLUGIN_FUNC_SIZEOF，它定义在下面的枚举结构中：

 1 typedef enum 
 2 {
 3     PLUGIN_FUNC_UNSET,
 4     PLUGIN_FUNC_HANDLE_URI_CLEAN,
 5     PLUGIN_FUNC_HANDLE_URI_RAW,
 6     PLUGIN_FUNC_HANDLE_REQUEST_DONE,
 7     PLUGIN_FUNC_HANDLE_CONNECTION_CLOSE,
 8     PLUGIN_FUNC_HANDLE_TRIGGER,
 9     PLUGIN_FUNC_HANDLE_SIGHUP,
10     PLUGIN_FUNC_HANDLE_SUBREQUEST,
11     PLUGIN_FUNC_HANDLE_SUBREQUEST_START,
12     PLUGIN_FUNC_HANDLE_JOBLIST,
13     PLUGIN_FUNC_HANDLE_DOCROOT,
14     PLUGIN_FUNC_HANDLE_PHYSICAL,
15     PLUGIN_FUNC_CONNECTION_RESET,
16     PLUGIN_FUNC_INIT,
17     PLUGIN_FUNC_CLEANUP,
18     PLUGIN_FUNC_SET_DEFAULTS,
19 
20     PLUGIN_FUNC_SIZEOF
21 } plugin_t;

从枚举结构的名字可以看出，这个枚举类型定义了插件的功能的类型，对应着plugin结构体中那些函数指针。而最后一个量，PLUGIN_FUNC_SIZEOF，根据枚举类型的特点，正好是上面所定义的类型的数量。这是一个很常用的技巧，这样可以保证在增加类型的时候，保证程序中可以得到正确的类型数量，而不要去改动那些需要类型数量的代码。

接着回到上面的宏，这个宏有两个参数，有后面的使用可以看出，第一个参数x是枚举类型plugin_t，第二个参数x对应的在plugin结构体中函数指针的名称。因此，上面的宏的作用就是：根据参数x所指定的插件功能类型，判断插件p中是否含有功能x，也就是指针p->y是否非NULL。如果包含功能x，则将指针p添加到数组plugin_slots的第x行中。内层的if语句是为了判断plugin_slots的第x行是否存在，不存在则创建之。for循环是为了将p添加到plugin_slots的第x行的末尾。

例如，插件*p1, *p2, *p3,在执行完后面那些宏调用之后，会形成一个如下的表：

从表中可以看出，插件p1包含所有的功能，也就是实现了plugin结构体中函数指针对应的所有函数。插件p2不包含功能HANDLE_SUBREQUEST，HANDLE_SUBREQUEST_START和HANDLE_REQUEST_DONE功能，插件p3中不包含

HANDLE_TRIGGER，HANDLE_SIGHUP和CONNECTION_RESET功能。当然，这仅仅是举个例子。

上面的例子中的表就是plugins_slots。这个宏和后面的宏调用可以看成是给所有的插件“登记造册”。通过plugins_slots数组，可以快速的确定某个功能都有那些插件实现了，这方便后面的插件的调用。

完成这些宏调用后，初始化函数测试插件是否定义了init函数。如果定义了则调用之。这里的init函数和前面加载函数中的XXX_plugin_init函数不一样。XXX_plugin_init初始化函数是初始化plugin结构体，核心工作是对plugin结构体中的函数指针进行赋值。而init函数则是初始化这个插件对应的plugin_data结构体，分配数据空间，初始化成员变量并返回其指针。

如：mod_cgi.c的init函数定义为，

 INIT_FUNC(mod_cgi_init)
2 {
3     plugin_data *p;
4     p = calloc(1, sizeof(*p));
5     assert(p);
6     p->tmp_buf = buffer_init();
7     p->parse_response = buffer_init();
8     return p;
9 }

返回的指针存放在plugin结构体中的data成员中。然后对data中的id进行赋值。接着，检查插件的版本是否和当前服务器的版本相同。

如果插件没有定义init函数，则data赋值NULL。

至此，插件的加载和初始化工作全部完成了。下面总结一下整个加载和初始化的过程：

（1）根据配置文件从相应的目录中加载插件的动态连接库。

（2）获得插件动态库中XXX_plugin_init函数的入口地址并调用之。此函数对plugin结构体进行赋值。

（3）在server结构体中注册插件。

（4）调用plugins_call_init初始化插件。

（5）通过上面那个宏及后面一系列的宏调用，将插件登记造册，记录在server结构体的plugins_slots成员中。plugins_slot是一个二维数组，数组成员是plugin结构体指针。

（6）最后调用插件的init函数初始化各自的plugin_data结构体。

下一篇中，将介绍一下plugin.c中的宏PLUGIN_TO_SLOT。