记一次 .NET 某自动化采集软件崩溃分析

2022-11-21 15:03:55

一：背景

1.讲故事

前段时间有位朋友找到我，说他的程序在客户的机器上跑着跑着会出现偶发卡死，然后就崩掉了，但在本地怎么也没复现，dump也抓到了，让我帮忙看下到底怎么回事，其实崩溃类的dump也有简单的，也有非常复杂的，因为大多情况下都是非托管层面出现的各种故障，非常考验对 C, C++, Win32 API 以及汇编的理解，所以能不能解决看运气吧, 不管怎么说，先上 WinDbg。

二：WinDbg分析

1. 查找崩溃点

WinDbg 非常牛的地方在于它拥有一个自动化崩溃分析命令 !analyze -v，它的输出信息非常有参考价值，所以尝试一下看看。


:136> !analyze -v
*******************************************************************************
*                                                                             *
*                        Exception Analysis                                   *
*                                                                             *
*******************************************************************************
CONTEXT:  (.ecxr)
eax=00000000 ebx=00000000 ecx=00000000 edx=00000000 esi=00000003 edi=00000003
eip=777cf04c esp=22dfd678 ebp=22dfd808 iopl=         nv up ei pl nz na pe nc
cs=0023  ss=002b  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=00000206
ntdll!NtWaitForMultipleObjects+0xc:
777cf04c c21400          ret     14h
Resetting default scope

EXCEPTION_RECORD:  (.exr -1)
ExceptionAddress: 0174ba6d
   ExceptionCode: 00000000
  ExceptionFlags: 00000000
NumberParameters: 

PROCESS_NAME:  xxx.exe

STACK_TEXT:  
22dfd808 75b23b10     00000003 22dfdc68 00000001 ntdll!NtWaitForMultipleObjects+0xc
22dfd808 75b23a08     00000003 22dfdc68 00000000 KERNELBASE!WaitForMultipleObjectsEx+0xf0
22dfd824 672ff11a     00000003 22dfdc68 00000000 KERNELBASE!WaitForMultipleObjects+0x18
22dfdca4 672ff3ac     672dd150 672d0000 00000003 Faultrep!WerpReportFaultInternal+0x59e
22dfdcc4 672dd17d     22dfdcec 708d0479 22dfdd60 Faultrep!WerpReportFault+0x9e
22dfdccc 708d0479     22dfdd60 00000000 22dfdd60 Faultrep!ReportFault+0x2d
22dfdcec 708d07e9     ec030e28 1c8f7728 00000003 clr!DoReportFault+0x43
22dfdd44 709f3c7e     00000003 22dfe140 2e954594 clr!WatsonLastChance+0x19a
22dfe090 709f3d90     ec0333f0 22dfe140 2e954594 clr!DoWatsonForUserBreak+0xc2
22dfe120 6fdc690f     00000000 00000000 00000000 clr!DebugDebugger::Break+0xc9
22dfe148 0174ba6d     00000000 00000000 00000000 mscorlib_ni!System.Diagnostics.Debugger.Break+0x57
WARNING: Frame IP not in any known module. Following frames may be wrong.
22dfe194 0174b58b     00000000 00000000 00000000 0x174ba6d
22dfe1e8 0174b525     00000000 00000000 00000000 mscorlib_ni!System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder.Start<<xxxAsync>d__10>+0x43
22dfe1e8 0174b525     00000000 00000000 00000000 mscorlib_ni!System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder.Start<<xxxAsync>d__10>+0x43
22dfe22c 0174b3bd     00000000 00000000 00000000 0x174b525
22dfe27c 0174b33b     00000000 00000000 00000000 0x174b3bd
22dfe2d0 0174b2d5     00000000 00000000 00000000 0x174b33b
...

SYMBOL_NAME:  faultrep!WerpReportFaultInternal+59e

MODULE_NAME: Faultrep

IMAGE_NAME:  Faultrep.dll

STACK_COMMAND:  ~136s; .ecxr ; kb

...

从卦中的调用栈看，有二个非常重要的信息。

Debugger.Break()

这个是 C# 对 int 3 的封装，即 断点中断异常，目的就是将程序的所有线程中断。

Faultrep!ReportFault()

这个是 WER 2.0 ，全称为 Windows Error Reporting Service，用来抓崩溃dump的，前身是 Waston 医生，在 Windows 服务列表中可以看到。

还有一点， Faultrep.dll 是 WER 的一个组件，会在抓取过程中自动加载，我们用 lm 观察进程中的 dll 列表。


:136> lm
start    end        module name
00fe0000 01034000   xxx C (service symbols: CLR Symbols without PDB)        
0c100000 0c123000   WINMMBASE   (deferred)             
662d0000 662ef000   clrcompression   (deferred)                   
672d0000 67327000   Faultrep   (pdb symbols)          c:\mysymbols\FaultRep.pdb\E16126C7FB9849A8B9AC57D8D62CABB01\FaultRep.pdb
...

汇总以上信息，大概就能推测出代码中用了 Debugger.Break() 函数，因为无catch处理，Windows 启动了 WER 2.0，程序代码在 ntdll!NtWaitForMultipleObjects 处等待第三方组件处理完毕，因为各种原因出现了问题导致无法返回后崩溃。

通过卦中的信息我们大概知道了前因后果，但代码中为什么会出现 Debugger.Break() 呢？这就需要我们继续深挖。

2. 为什么会有 Debugger.Break()

刚才的输出中有这么一段话: STACK_COMMAND: ~136s; .ecxr ; kb ，它可以让我们找到异常前的调用栈，为了能看到托管栈，这里将 kb 改成 !clrstack 。


:136>  ~136s; .ecxr ; !clrstack

OS Thread Id: 0x13ec (136)
Child SP       IP Call Site
22dfe0ac 777cf04c [HelperMethodFrame: 22dfe0ac] System.Diagnostics.Debugger.BreakInternal()
22dfe128 6fdc690f System.Diagnostics.Debugger.Break() [f:\dd\ndp\clr\src\BCL\system\diagnostics\debugger.cs @ 65]
22dfe150 0174ba6d xxx.xxx+d__10.MoveNext()
22dfe19c 0174b58b System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder.Start[[xxx.xxx+d__10, xxx.Abstractions]](d__10 ByRef) [f:\dd\ndp\clr\src\BCL\system\runtime\compilerservices\AsyncMethodBuilder.cs @ 316]
22dfe1f0 0174b525 xxx.xxxAsync(System.String, System.String)
22dfe238 0174b3bd xxx.xxxProducer+d__7.MoveNext()
22dfe284 0174b33b System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder.Start[[xxx.xxx+d__7, xxx.Abstractions]](d__7 ByRef)
22dfe2d8 0174b2d5 xxx.xxx.xxx(System.String, System.String)

从卦中看，貌似是在一个异步方法中手工调用了 Deubgger.Break() 方法，接下来我们观察下源码，由于比较隐私，这里就简化一下。


internal async Task xxxAsync(string x1, string x2)
{
    if (string.IsNullOrEmpty(x1))
    {
        Debugger.Break();
        return;
    }
    if (string.IsNullOrEmpty(x2))
    {
        Debugger.Break();
        return;
    }
    ...
}

这代码果然有意思，在防御性编程中居然用 Debugger.Break() 来处理，比较少见。

找到了问题源头，解决方法就简单了，大概有两种做法。

去掉 Debugger.Break() 语句
关闭 WER 2.0 服务

3. 对 Debugger.Break() 的题外话

在 clr 源码中有对 Debugger.Break() 非常详细的注释。


// This does a user break, triggered by System.Diagnostics.Debugger.Break, or the IL opcode for break.
//
// Notes:
//    If a managed debugger is attached, this should send the managed UserBreak event.
//    Else if a native debugger is attached, this should send a native break event (kernel32!DebugBreak)
//    Else, this should invoke Watson.
//
// Historical trivia:
// - In whidbey, this would still invoke Watson if a native-only debugger is attached.
// - In arrowhead, the managed debugging pipeline switched to be built on the native pipeline.
FCIMPL0(void, DebugDebugger::Break)
{
    ...
}
FCIMPLEND

注释文本： Else, this should invoke Watson 中的 Watson 其实就是本篇聊到的 WER，观察反汇编其实就是对 int 3 的封装。


:136> uf kernelBase!DebugBreak
KERNELBASE!DebugBreak:
75ba5e40 8bff            mov     edi,edi
75ba5e42 cc              int     3
75ba5e43 c3              ret

在很多反调试机制中，经常会用 int 3 来检测当前程序是否被附加了调试器，参考如下 C++ 代码。


#include <iostream>

int isAttach = ;

int main()
{
	__try
	{
		__asm {
			int 3
		}

		isAttach = 1;
	}
    __except(1)
	{
		isAttach = ;
	}

	if (isAttach) {
		printf("不好，发现有调试器 ...");
	}
	else {
		printf("哈哈，一切正常！");
	}

	getchar();
}