Nginx調査結果

HTTPヘッダの受信を完了し、いよいよHTTPの処理を行っていくはずです。

   1541 static void
   1542 ngx_http_process_request(ngx_http_request_t *r)
   1543 {
   1544     ngx_connection_t  *c;
   1545
   1546     c = r->connection;
   1547
   1548     if (r->plain_http) {
   1549         ngx_log_error(NGX_LOG_INFO, c->log, 0,
   1550                       "client sent plain HTTP request to HTTPS port");
   1551         ngx_http_finalize_request(r, NGX_HTTP_TO_HTTPS);
   1552         return;
   1553     }
   1554
   1555 #if (NGX_HTTP_SSL)
   1556
   1557     if (c->ssl) {
   1558         long                      rc;
   1559         X509                     *cert;
   1560         ngx_http_ssl_srv_conf_t  *sscf;
   1561
   1562         sscf = ngx_http_get_module_srv_conf(r, ngx_http_ssl_module);
   1563
   1564         if (sscf->verify) {
   1565             rc = SSL_get_verify_result(c->ssl->connection);
   1566
   1567             if (rc != X509_V_OK) {
   1568                 ngx_log_error(NGX_LOG_INFO, c->log, 0,
   1569                               "client SSL certificate verify error: (%l:%s)",
   1570                               rc, X509_verify_cert_error_string(rc));
   1571
   1572                 ngx_ssl_remove_cached_session(sscf->ssl.ctx,
   1573                                        (SSL_get0_session(c->ssl->connection)));
   1574
   1575                 ngx_http_finalize_request(r, NGX_HTTPS_CERT_ERROR);
   1576                 return;
   1577             }
   1578
   1579             if (sscf->verify == 1) {
   1580                 cert = SSL_get_peer_certificate(c->ssl->connection);
   1581
   1582                 if (cert == NULL) {
   1583                     ngx_log_error(NGX_LOG_INFO, c->log, 0,
   1584                                   "client sent no required SSL certificate");
   1585
   1586                     ngx_ssl_remove_cached_session(sscf->ssl.ctx,
   1587                                        (SSL_get0_session(c->ssl->connection)));
   1588
   1589                     ngx_http_finalize_request(r, NGX_HTTPS_NO_CERT);
   1590                     return;
   1591                 }
   1592
   1593                 X509_free(cert);
   1594             }
   1595         }
   1596     }
   1597
   1598 #endif
   1599
   1600     if (c->read->timer_set) {
   1601         ngx_del_timer(c->read);
   1602     }
   1603
   1604 #if (NGX_STAT_STUB)
   1605     (void) ngx_atomic_fetch_add(ngx_stat_reading, -1);
   1606     r->stat_reading = 0;
   1607     (void) ngx_atomic_fetch_add(ngx_stat_writing, 1);
   1608     r->stat_writing = 1;
   1609 #endif
   1610
   1611     c->read->handler = ngx_http_request_handler;
   1612     c->write->handler = ngx_http_request_handler;
   1613     r->read_event_handler = ngx_http_block_reading;
   1614
   1615     ngx_http_handler(r);
   1616
   1617     ngx_http_run_posted_requests(c);
   1618 }

r->plain_http = 1はngx_http_ssl_handshake()で入る可能性があります。
設定上でSSLを使っているのに、アクセスがSSLでなかった場合にr->plain_http = 1が入ります。
ngx_http_ssl_handshake()ではフラグセットのみで、ここでエラー応答としていますね。

SSLの部分は読み飛ばし〜。

とすると、処理は「ngx_http_handler()」と「ngx_http_run_posted_requests()」と続いていきますね。
次はngx_http_handler()を見ます。