记一次 .NET某上位视觉程序 离奇崩溃分析

一:背景

1. 讲故事

前段时间有位朋友找到我,说他们有一个崩溃的dump让我帮忙看下怎么回事,确实有太多的人在网上找各种故障分析最后联系到了我,还好我一直都是免费分析,不收取任何费用,造福社区。

话不多说,既然有 dump 来了,那就上 windbg 说话吧。

二:WinDbg 分析

1. 为什么会崩溃

说实话windbg非常强大,双击打开dump就能第一时间帮你显示出简略的异常信息,输出如下:


This dump file has an exception of interest stored in it.
The stored exception information can be accessed via .ecxr.
(bf8.5dc4): Access violation - code c0000005 (first/second chance not available)
For analysis of this file, run !analyze -v
clr!WKS::gc_heap::mark_object_simple1+0x220:
00007ffb`380453c4 833a00          cmp     dword ptr [rdx],0 ds:00007ffa`35451300=????????

从卦中又看到了经典的 mark_object_simple1 方法,这个方法是GC用来做对象标记之用的,所以大概率又是托管堆损坏,真是无语了,接下来用 !verifyheap 检查下托管堆。


0:083> !verifyheap
object 00000218e96963d8: bad member 00000218E9696450 at 00000218E9696420
Last good object: 00000218E96963C0.
Could not request method table data for object 00000218E9696450 (MethodTable: 00007FFA35451300).
Last good object: 00000218E96963D8.

一看这卦就很不吉利,真的是有对象的mt是不对的,至此我们把崩溃的直接原因给找到了。

2. 为什么对象损坏了

要找到这个答案就需要深挖 00000218e96963d8 对象,分别使用 !do 命令以及 dp 来观察内存地址。


0:083> !do 00000218e96963d8
Name:        System.Threading.Tasks.Task+DelayPromise
MethodTable: 00007ffb3542b3e8
EEClass:     00007ffb3567c7c0
Size:        120(0x78) bytes
File:        C:\Windows\Microsoft.Net\assembly\GAC_64\mscorlib\v4.0_4.0.0.0__b77a5c561934e089\mscorlib.dll
Fields:
...
00007ffb35451300  40035d5       48 ...m.Threading.Timer  0 instance 00000218e9696450 Timer0:083> dp 00000218e9696450 L6
00000218`e9696450  00007ffa`35451301 00000000`00000000
00000218`e9696460  00000218`e96964c8 00000000`00000000
00000218`e9696470  00007ffb`353e4b51 00000218`e9696368

仔细观察卦中对象 00000218e9696450 所显示的mt,你会发现一个是 00007ffb35451300,一个是 00007ffa35451301,很显然前者是对的,后者是错的,可以分别用 !dumpmt 做个验证。


0:083> !dumpmt 00007ffb35451300
EEClass:         00007ffb356942f0
Module:          00007ffb353b1000
Name:            System.Threading.Timer
mdToken:         0000000002000504
File:            C:\Windows\Microsoft.Net\assembly\GAC_64\mscorlib\v4.0_4.0.0.0__b77a5c561934e089\mscorlib.dll
BaseSize:        0x20
ComponentSize:   0x0
Slots in VTable: 23
Number of IFaces in IFaceMap: 10:083> !dumpmt 00007ffa35451301
00007ffa35451301 is not a MethodTable

细心的朋友会发现虽然两个mt地址不一样,但已经非常相近,看样子又是一例经典的bit位翻转,我去,用 .formats 转成二进制观察一下,截图如下:

从卦中可以清晰的看到当前地址有两个 bit 的翻转,分别是第0位和第32位,接下来就要洞察为什么会有两个bit位的翻转?

3. 真的存在两个bit位翻转吗

接下来我们逐一来聊一下。

  1. bit 0 为什么会翻转

熟悉 coreclr 底层的朋友应该知道,gc 在标记的过程中会给 mt 的第0位设置为1,表示当前对象在深度优先中已经标记过,防止重复标记,当然这个也是有源码作证的,简化后的代码如下:


inline BOOL gc_heap::gc_mark(uint8_t* o, uint8_t* low, uint8_t* high, int condemned_gen)
{if ((o >= low) && (o < high)){BOOL already_marked = marked(o);if (already_marked){return FALSE;}set_marked(o);return TRUE;}
}#define marked(i) header(i)->IsMarked()BOOL IsMarked() const
{return !!(((size_t)RawGetMethodTable()) & GC_MARKED);
}

有了这段源码,这个 bit 为什么为 1 就能轻松的解释了,所以这个翻转是一个正常情况。

  1. bit 32 为什么会翻转

这个是我无法解释的,也正是因为这个 bit32 的翻转导致 gc 认为这个 obj 是一个损坏的对象,到底是什么原因呢?民间众说纷纭,在我的过往分析旅程中我已见过两例,但我不敢确定自己又遇到了辐射类的奇葩情况,所以也第一时间找朋友确认程序周边是否存在辐射环境。

朋友反馈过来附近有 伺服电机 类,说实话工控的东西我是真的不太懂,只能上网搜搜这玩意是否有辐射,截图如下:

到底是不是这玩意导致的,其实我心里也没底,跟朋友的沟通后说是只出现过一次,这就更加玄乎了。

不管怎么说,我只能给出如下两个方案:

  • 上 ECC 纠错内存
  • 远离辐射环境

三:总结

在大工控领域里,这是我见过第三例bit位翻转导致的程序崩溃,太无语了,恶魔到底是不是旁边的 伺服电机 ? 希望领域内的同行们留言讨论下,让我长长见识,感谢!

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