记一次 .NET某医疗器械清洗系统 卡死分析

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前段时间协助训练营里的一位朋友分析了一个程序卡死的问题,回过头来看这个案例比较经典,这篇稍微整理一下供后来者少踩坑吧。


一:背景

1. 讲故事

前段时间协助训练营里的一位朋友分析了一个程序卡死的问题,回过头来看这个案例比较经典,这篇稍微整理一下供后来者少踩坑吧。

二:WinDbg 分析

1. 为什么会卡死

因为是窗体程序,理所当然就是看主线程此时正在做什么? 可以用 ~0s ; k 看一下便知。

 0:000> k  # ChildEBP RetAddr       00 00aff168 75e3bb0a     win32u!NtUserPeekMessage+0xc 01 00aff168 75e3ba7e     USER32!_PeekMessage+0x2a 02 00aff1a4 6a5d711c     USER32!PeekMessageW+0x16e 03 00aff1f0 6a5841a6     System_Windows_Forms_ni+0x23711c ... 17 00afffbc 00000000     ntdll!_RtlUserThreadStart+0x1b  

从线程栈来看,当前的方法卡在 win32u!NtUserPeekMessage 上, 熟悉 Windows 窗体消息的朋友都知道这是提取 消息队列 的常规逻辑,这个方法的下一步就是通过 Wow64SystemServiceCall 进入到 Windows内核态,可以用 u 命令验证一下。

 0:000> ub win32u!NtUserPeekMessage+0xc 761d1010 b801100000      mov     eax,1001h 761d1015 ba10631d76      mov     edx,offset win32u!Wow64SystemServiceCall (761d6310) 761d101a ffd2            call    edx  

朋友也给我截了图,确实出现了卡死,那接下来的问题就是看下当前线程在 内核态 到底在做什么?

2. 真的卡在内核态吗

幸好朋友可以在卡死的机器上安装 windbg,让朋友在卡死的时候使用 Attch to kernel 的方式观察内核态,截图如下:

记一次 .NET某医疗器械清洗系统 卡死分析

附加成功后,可以用 !process 0 f xxxx.exe 看到主线程的线程栈。

 lkd> !process 0 f xxxx.exe PROCESS ffffab8ebea75080     SessionId: 1  Cid: 0f78    Peb: 009f1000  ParentCid: 1134         ...         THREAD ffffab8ecad14540  Cid 0f78.38f8  Teb: 00000000009f3000 Win32Thread: ffffab8ecd5dabc0 WAIT: (WrUserRequest) UserMode Non-Alertable             ffffab8ecb31bcc0  QueueObject         IRP List:             ffffab8ecad82b20: (0006,0478) Flags: 00060000  Mdl: 00000000         Not impersonating         DeviceMap                 ffffd400aa7eed50         Owning Process            ffffab8ebea75080       Image:         xxxx.exe         Attached Process          N/A            Image:         N/A         Wait Start TickCount      1117311        Ticks: 9265 (0:00:02:24.765)         Context Switch Count      60628          IdealProcessor: 2  NoStackSwap         UserTime                  00:00:10.796         KernelTime                00:00:06.593         Win32 Start Address 0x00000000006e16aa         Stack Init ffffa88b5b18fb90 Current ffffa88b5b18e780         Base ffffa88b5b190000 Limit ffffa88b5b189000 Call 0000000000000000         Priority 10 BasePriority 8 PriorityDecrement 0 IoPriority 2 PagePriority 5         Child-SP          RetAddr               Call Site         ffffa88b`5b18e7c0 fffff806`6627e370     nt!KiSwapContext+0x76         ffffa88b`5b18e900 fffff806`6627d89f     nt!KiSwapThread+0x500         ffffa88b`5b18e9b0 fffff806`6627d143     nt!KiCommitThreadWait+0x14f         ffffa88b`5b18ea50 fffff806`6628679b     nt!KeWaitForSingleObject+0x233         ffffa88b`5b18eb40 ffffa9d4`bdd32b12     nt!KeWaitForMultipleObjects+0x45b         ffffa88b`5b18ec50 ffffa9d4`bdd352d9     win32kfull!xxxRealSleepThread+0x362         ffffa88b`5b18ed70 ffffa9d4`bdd33f8a     win32kfull!xxxInterSendMsgEx+0xdd9         ffffa88b`5b18eee0 ffffa9d4`bdd37870     win32kfull!xxxSendTransformableMessageTimeout+0x3ea         ffffa88b`5b18f030 ffffa9d4`bdf1e088     win32kfull!xxxSendMessage+0x2c         ffffa88b`5b18f090 ffffa9d4`bdf1e0e9     win32kfull!xxxCompositedTraverse+0x40         ffffa88b`5b18f0e0 ffffa9d4`bdf1e0e9     win32kfull!xxxCompositedTraverse+0xa1         ffffa88b`5b18f130 ffffa9d4`bdf1e0e9     win32kfull!xxxCompositedTraverse+0xa1         ffffa88b`5b18f180 ffffa9d4`bdf1e0e9     win32kfull!xxxCompositedTraverse+0xa1         ffffa88b`5b18f1d0 ffffa9d4`bdf1e2a7     win32kfull!xxxCompositedTraverse+0xa1         ffffa88b`5b18f220 ffffa9d4`bde5a013     win32kfull!xxxCompositedPaint+0x37         ffffa88b`5b18f2b0 ffffa9d4`bdd2e438     win32kfull!xxxInternalDoPaint+0x12bce3         ffffa88b`5b18f300 ffffa9d4`bdd2e03a     win32kfull!xxxInternalDoPaint+0x108         ffffa88b`5b18f350 ffffa9d4`bdd30f1c     win32kfull!xxxDoPaint+0x52         ffffa88b`5b18f3b0 ffffa9d4`bdd2ff08     win32kfull!xxxRealInternalGetMessage+0xfac         ffffa88b`5b18f880 ffffa9d4`be1871ce     win32kfull!NtUserPeekMessage+0x158         ffffa88b`5b18f940 fffff806`6640d8f5     win32k!NtUserPeekMessage+0x2a         ffffa88b`5b18f990 00007ffe`1816ff74     nt!KiSystemServiceCopyEnd+0x25 (TrapFrame @ ffffa88b`5b18fa00)         00000000`0077e558 00000000`00000000     0x00007ffe`1816ff74 

如果线程信息很少的话,可以用 .process 将此进程作为当前上下文,然后加载用户符号,输出如下:

 lkd> .process ffffab8ebea75080 Implicit process is now ffffab8e`bea75080 lkd> .reload Connected to Windows 10 19041 x64 target at (Tue Mar 21 13:21:21.213 2023 (UTC + 8:00)), ptr64 TRUE Loading Kernel Symbols ............................................................... ................................................................ ................................................................ ................. Loading User Symbols PEB is paged out (Peb.Ldr = 00000000`009f1018).  Type ".hh dbgerr001" for details Loading unloaded module list  

从刚才的线程栈上看,很明显有一个 win32kfull!xxxSendMessage+0x2c 方法,熟悉 SendMessage 的朋友都知道这个是用来向某个窗体发消息的,那到底是哪一个窗体呢?

3. 到底给哪个窗体发消息

要想获取发送窗体的句柄,需要提取 win32kfull!xxxSendMessage 方法的第一个参数,在 x64 的调用协定下,它是用 rcx 传递的,需要分析下汇编代码,如果 rcx 没有放到栈里,那就无法提取了。

为了少点麻烦,建议让朋友看下 32bit 的操作系统上是否也有这个问题?结果反馈说也存在,使用 !thread xxx 切到目标线程,使用 kb 提取第一个参数地址上的值,即:00010598,截图如下:

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丢了一个 sdbgext 插件让朋友看下窗体句柄信息,发现是个 64bit 的,其实除了它还可以用 Spy++ 观察窗体句柄,重点就是找到这个神秘窗体 是由哪个进程下的线程创建的,当把句柄号丢进去后还真给找到了,有点黑暗中寻找到了曙光。截图如下:

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从 Spy++ 看当前窗体是由进程号:000016E0下的线程号0000109C 创建的,经过比对,这个线程就是本进程的某个线程号。

分析到这里其实就很明朗了,是因为这个线程 0000109C 创建了一个用户控件,导致内核态 在某种情况下给它发消息,接下来就是寻找到底是什么控件创建的。

4. 罪魁祸首

关于非主线程创建用户控件导致的卡死,我感觉都已经说破嘴皮了,还是有非常多的人犯这个毛病,无语哈,解决办法就是用 bp 去拦截 System.Windows.Forms.Application+MarshalingControl..ctor 方法,具体方案可参考我的文章:【一个超经典 WinForm 卡死问题的再反思】https://www.cnblogs.com/huangxincheng/p/16868486.html

接下来就是朋友的苦苦调试,终于给找到了,截图如下:

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对,就是这么一句 Intptr handle =this.Handle 代码,内核句柄的获取让它在这个线程上生根了。

三:总结

就是这么一句代码,来来回回兜了好几圈,花费了朋友个把星期,终于给解决了,也算是一个好结果吧,这个案例需要实时观察程序的内核态用户态,看 dump 效果不大,造成了这么多时间的浪费。

相信这个案例也让公司老板对他 刮目相看