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Ubuntu 下 nginx-1.24.0 源码分析 - ngx_atoi 函数

article 2025/2/23 18:09:09

`ngx_atoi`

声明在 src/core/ngx_string.h

ngx_int_t ngx_atoi(u_char *line, size_t n);

定义在 src/core/ngx_string.c

ngx_int_t
ngx_atoi(u_char *line, size_t n)
{
    ngx_int_t  value, cutoff, cutlim;

    if (n == 0) {
        return NGX_ERROR;
    }

    cutoff = NGX_MAX_INT_T_VALUE / 10;
    cutlim = NGX_MAX_INT_T_VALUE % 10;

    for (value = 0; n--; line++) {
        if (*line < '0' || *line > '9') {
            return NGX_ERROR;
        }

        if (value >= cutoff && (value > cutoff || *line - '0' > cutlim)) {
            return NGX_ERROR;
        }

        value = value * 10 + (*line - '0');
    }

    return value;
}

函数签名
ngx_int_t
ngx_atoi(u_char *line, size_t n)
u_char *line：待转换的字符串指针
size_t n：字符串有效长度（避免依赖'\0'终止符）

返回值 ：

如果成功，返回转换后的整数值。
如果失败（例如字符串包含非数字字符或超出整数范围），返回 NGX_ERROR。

功能

该函数的作用是将一个长度为 n 的字符串转换为一个整数，并确保转换过程中不会发生溢出。

1. 参数检查
if (n == 0) {
    return NGX_ERROR;
}
检查输入字符串的长度是否为 0。

如果长度为 0，则无法进行任何转换，直接返回错误。

这是最基本的边界条件检查，防止后续逻辑因无效输入而崩溃。

2. 定义变量并计算溢出阈值
ngx_int_t value, cutoff, cutlim;
cutoff = NGX_MAX_INT_T_VALUE / 10;
cutlim = NGX_MAX_INT_T_VALUE % 10;
变量说明 ：

value：用于存储当前累积的整数值。

cutoff：整数最大值除以 10 的结果。

cutlim：整数最大值对 10 取余的结果。

NGX_MAX_INT_T_VALUE：当前平台的整型最大值

定义在 src/core/ngx_config.h
#define NGX_MAX_INT_T_VALUE  9223372036854775807
在每次累加之前，通过比较当前值与 cutoff 和 cutlim 来判断是否会溢出。

这种方法避免了直接进行溢出操作导致未定义行为。

遍历字符串并逐字符处理
for (value = 0; n--; line++) {
    if (*line < '0' || *line > '9') {
        return NGX_ERROR;
    }
作用：逐字符遍历输入字符串，并检查每个字符是否为合法的数字字符。

逻辑：

*line < '0' || *line > '9'：判断当前字符是否不在 '0' 到 '9' 范围内。

如果发现非法字符，立即返回错误。

意图：

确保输入字符串只包含数字字符。

提前终止无效输入的处理，提高效率。

检测整数溢出
    if (value >= cutoff && (value > cutoff || *line - '0' > cutlim)) {
        return NGX_ERROR;
    }
作用：在累加之前，检测当前值是否会超出整数范围。

逻辑：

value >= cutoff：当前值已经接近整数最大值。

(value > cutoff || *line - '0' > cutlim)：

如果当前值大于 cutoff，则一定会溢出。

如果当前值等于 cutoff，但当前字符对应的数字大于 cutlim，也会溢出。

意图：

通过提前检测溢出，避免在累加时触发未定义行为。

这是 Nginx 设计中非常重要的健壮性保障。

累加当前字符的数值
    value = value * 10 + (*line - '0');
作用：将当前字符的数值累加到 value 中。
逻辑：
*line - '0'：将字符 '0' 到 '9' 转换为对应的整数值 0 到 9。
value * 10：将当前值左移一位（相当于乘以 10）。
最终结果是将当前字符的数值追加到已有整数的末尾。

意图：
实现字符串到整数的逐步转换。