记一次 .NET某环境监测系统崩溃分析-数字星空

一：背景

1. 讲故事

前些天有位朋友找到我，说他们的程序崩溃了，也自己分析了下初步结果，让我帮忙再确认下，既然让我确认，那就开始dump分析之旅吧。

二：WinDbg 分析

1. 为什么会崩溃

windbg 有一个强大之处就是带有一个自动化的分析命令 !analyze -v 可以帮助我们快速的分析，输出如下：


0:000> !analyze -v
*******************************************************************************
*                                                                             *
*                        Exception Analysis                                   *
*                                                                             *
*******************************************************************************

CONTEXT:  (.ecxr)
rax=00007ff95c5a9877 rbx=00007ff959d6d8e0 rcx=0000000000000000
rdx=0000000000000000 rsi=000000e394b98de0 rdi=000000e394b99530
rip=00007ff959c7b699 rsp=000000e394b99510 rbp=000000e394b99d00
 r8=0000000000000000  r9=0000000000000007 r10=0000000000000000
r11=0000000000000000 r12=0000022da11451d0 r13=0000000000000000
r14=000000e394b9a9e0 r15=0000000000040ae4
iopl=0         nv up ei pl nz na pe nc
cs=0033  ss=002b  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=00000200
KERNELBASE!RaiseException+0x69:
00007ff9`59c7b699 0f1f440000      nop     dword ptr [rax+rax]
Resetting default scope

EXCEPTION_RECORD:  (.exr -1)
ExceptionAddress: 00007ff959c7b699 (KERNELBASE!RaiseException+0x0000000000000069)
   ExceptionCode: c000041d
  ExceptionFlags: 00000001
NumberParameters: 0

PROCESS_NAME:  xxx.Desktop.dll

ERROR_CODE: (NTSTATUS) 0xc000041d - <Unable to get error code text>

EXCEPTION_CODE_STR:  c000041d
...

从卦中可以看到当前的崩溃码是 c000041d，即 An unhandled exception was encountered during a user callback,这个异常码是个统称异常，言外之意就是内部还藏有真实的异常码，那真实的异常码是多少呢？

2. 真实的异常码在哪里

要想知道这个答案，可以切到异常上下文找到 RaiseException 的父函数在图观察，输出如下：


0:000> k 5
 # Child-SP          RetAddr               Call Site
00 000000e3`94b99510 00007ff8`eb52cb19     KERNELBASE!RaiseException+0x69
01 000000e3`94b995f0 00007ff8`eb52cb4b     coreclr!NakedThrowHelper2+0x9
02 000000e3`94b99620 00007ff8`eb52cb55     coreclr!NakedThrowHelper_RspAligned+0x1e
03 000000e3`94b99b48 00007ff8`8da3caa3     coreclr!NakedThrowHelper_FixRsp+0x5
04 000000e3`94b99b50 00007ff8`8d5a5e23     Avalonia_Base!Avalonia.Rendering.Composition.Compositor.RequestCompositionUpdate+0x83

0:000> ub 00007ff8`eb52cb19
...
00007ff8`eb52cb14 e857910b00      call    coreclr!LinkFrameAndThrow (00007ff8`eb5e5c70)

0:000> uf coreclr!LinkFrameAndThrow
Flow analysis was incomplete, some code may be missing
coreclr!LinkFrameAndThrow [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\excep.cpp @ 6934]:
 6934 00007ff8`eb5e5c70 4053            push    rbx
 6934 00007ff8`eb5e5c72 4883ec20        sub     rsp,20h
 6937 00007ff8`eb5e5c76 488d05bb771f00  lea     rax,[coreclr!FaultingExceptionFrame::`vftable' (00007ff8`eb7dd438)]
 ...
 6949 00007ff8`eb5e5cea 448b05c7682800  mov     r8d,dword ptr [coreclr!g_SavedExceptionInfo+0x18 (00007ff8`eb86c5b8)]
 6949 00007ff8`eb5e5cf1 8b15ad682800    mov     edx,dword ptr [coreclr!g_SavedExceptionInfo+0x4 (00007ff8`eb86c5a4)]
 6949 00007ff8`eb5e5cf7 8b0da3682800    mov     ecx,dword ptr [coreclr!g_SavedExceptionInfo (00007ff8`eb86c5a0)]
 6950 00007ff8`eb5e5cfd 4883c420        add     rsp,20h
 6950 00007ff8`eb5e5d01 5b              pop     rbx
 6949 00007ff8`eb5e5d02 48ff2537581b00  jmp     qword ptr [coreclr!_imp_RaiseException (00007ff8`eb79b540)]  Branch
 ...

从卦中可以看到 RaiseException 的参数来自于异常信息全局变量 g_SavedExceptionInfo，这个变量中存放着当前崩溃的真实上下文以及寄存器信息，在 CLR 中的数据结构如下：


struct SavedExceptionInfo
{
    EXCEPTION_RECORD m_ExceptionRecord;
    CONTEXT m_ExceptionContext;
    CrstStatic m_Crst;
}

有了这些之后接下来就可以用 dt 来挖了，输出如下：


0:000> dt coreclr!g_SavedExceptionInfo 00007ff8eb86c5a0
   +0x000 m_ExceptionRecord : _EXCEPTION_RECORD
   +0x0a0 m_ExceptionContext : _CONTEXT
   +0x570 m_Crst           : CrstStatic

0:000> dx -r1 (*((coreclr!_EXCEPTION_RECORD *)0x7ff8eb86c5a0))
(*((coreclr!_EXCEPTION_RECORD *)0x7ff8eb86c5a0))                 [Type: _EXCEPTION_RECORD]
    [+0x000] ExceptionCode    : 0xc0000005 [Type: unsigned long]
    [+0x004] ExceptionFlags   : 0x0 [Type: unsigned long]
    [+0x008] ExceptionRecord  : 0x0 [Type: _EXCEPTION_RECORD *]
    [+0x010] ExceptionAddress : 0x7ff88da3caa3 [Type: void *]
    [+0x018] NumberParameters : 0x2 [Type: unsigned long]
    [+0x020] ExceptionInformation [Type: unsigned __int64 [15]]

从卦中信息来看当前崩溃的真正原因是 0xc0000005，即 访问违例，同时还记录了崩溃的那个点 RIP=0x7ff88da3caa3。

3. 什么逻辑导致的崩溃

这个比较简单，用 !U 和 uf 都可以试下，输出如下：


0:000> !U 0x7ff88da3caa3
Normal JIT generated code
Avalonia.Rendering.Composition.Compositor.RequestCompositionUpdate(System.Action)
ilAddr is 0000022DC65AE2D4 pImport is 00000238EE6FECA0
Begin 00007FF88DA3CA20, size 96
...
00007ff8`8da3ca9b 488bce          mov     rcx,rsi
00007ff8`8da3ca9e e8cdeaa5fe      call    00007ff8`8c49b570 (Avalonia.Rendering.Composition.Compositor.RequestCompositionBatchCommitAsync(), mdToken: 00000000060009D9)
>>> 00007ff8`8da3caa3 488b4008        mov     rax,qword ptr [rax+8]
00007ff8`8da3caa7 8b4008          mov     eax,dword ptr [rax+8]
...

0:000> dt coreclr!g_SavedExceptionInfo 00007ff8eb86c5a0
   +0x000 m_ExceptionRecord : _EXCEPTION_RECORD
   +0x0a0 m_ExceptionContext : _CONTEXT
   +0x570 m_Crst           : CrstStatic

0:000> dx -r1 (*((coreclr!_CONTEXT *)0x7ff8eb86c640))
...
    [+0x078] Rax              : 0x0 [Type: unsigned __int64]
...

从卦中的汇编代码看，崩溃的原因是Avalonia 框架的 RequestCompositionBatchCommitAsync 返回 null 导致的，即 rax=0,这个 Avalonia 不就是那个跨平台的WPF吗，有点意思了，接下来到源码中确认下到底是什么变量。

从代码逻辑上看 _nextCommit 是一个类变量而不是方法局部变量，在并发较高的情况下如果有其他方法将_nextCommit=null的话确实存在这种情况，为了验证想法在类中搜索，真的有方法会设置 null，截图如下：

到这里基本就搞清楚了，这是 Avalonia 的一个bug，最后我们看下 Avalonia 的版本，发现这个版本是非常新的，输出如下：


0:000> lmvm Avalonia_Base
    ...
    Timestamp:        A0BE2821 (This is a reproducible build file hash, not a timestamp)
    CheckSum:         001CDA05
    ImageSize:        001D4000
    File version:     11.1.0.0
    Product version:  11.1.0.0
    File flags:       0 (Mask 3F)
    File OS:          4 Unknown Win32
    File type:        2.0 Dll
    File date:        00000000.00000000
    Translations:     0000.04b0
    Information from resource tables:
        CompanyName:      Avalonia Team
        ProductName:      Avalonia
        InternalName:     Avalonia.Base.dll
        OriginalFilename: Avalonia.Base.dll
        ProductVersion:   11.1.0+2a8ea17985fd739234fa0d93c3437948535d35c4
        FileVersion:      11.1.0.0
        FileDescription:  Avalonia.Base
        LegalCopyright:   Copyright 2013-2024 © The AvaloniaUI Project