记一次 .NET某工控WPF程序被人恶搞的卡死分析

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小编点评

**WaitSuspendEventsHelper 函数的代码解析：** WaitSuspendEventsHelper 函数是一个异步方法，它用于处理线程状态中的 `TS_DebugSuspendPending` 状态。该状态表示线程被调试器锁定，无法执行任何操作。 **代码分析：** 1. **判断当前状态**： - `if (m_State & TS_DebugSuspendPending)` 检查 `m_State` 中是否包含 `TS_DebugSuspendPending` 状态。 2. **进入循环**： - 如果 `TS_DebugSuspendPending` 状态中存在，则进入循环。 3. **获取旧状态**： - `oldState = m_State;` 获取 `m_State` 的旧值。 4. **尝试锁定旧状态**： - `if (InterlockedCompareExchange((LONG*)&m_State, newState, oldState) == (LONG)oldState)` 检查是否成功锁定旧状态。 - 如果锁定成功，则表示线程已经成功从调试器中获取并处理了事件。 5. **设置结果**： - 如果锁定失败，则设置 `result` 为 `WAIT_OBJECT_0`，表示线程没有完成等待操作。 6. **退出循环**： - 如果线程成功从调试器中获取并处理了事件，则退出循环。 7. **返回值**： - 返回 `result` 的值，表示线程的状态。 **调试器信息：** - `Debugger.IsAttached`：用于检查线程是否与调试器连接。 - `Debugger.IsDebuggerPresent()`：用于检查是否有调试器连接。 - `g_CORDebuggerControlFlags`：用于设置托管调试器的控制标志。 **其他信息：** - `WaitSuspendEventsHelper` 方法是线程的异步方法，因此需要使用 `InterlockedCompareExchange` 等方法来锁定旧状态。 - 如果调试器未连接，`IsDebuggerPresent()` 将返回 `false`，`WaitSuspendEventsHelper` 将返回 `WAIT_OBJECT_0`。 - 如果线程已从调试器中获取并处理了事件，`WaitSuspendEventsHelper` 将立即返回 `WAIT_OBJECT_0`。

正文

一：背景

1. 讲故事

这一期程序故障除了做原理分析，还顺带吐槽一下，熟悉我的朋友都知道我分析dump是免费的，但免费不代表可以滥用我的宝贵时间，我不知道有些人故意恶搞卡死是想干嘛，不得而知，希望后面类似的事情越来越少吧！废话不多说，我们来看看是如何被恶搞的。

二：WinDbg 分析

1. 程序是如何卡死的

既然是窗体程序自然就是看主线程，我们使用 k 命令即可。


0:000> k 
 # Child-SP          RetAddr               Call Site
00 00000036`e1f7da18 00007ffe`70bf30ce     ntdll!NtWaitForSingleObject+0x14
01 00000036`e1f7da20 00007ffd`eff74910     KERNELBASE!WaitForSingleObjectEx+0x8e
...
05 (Inline Function) --------`--------     coreclr!CLREventBase::Wait+0x12 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\synch.cpp @ 412] 
06 00000036`e1f7db20 00007ffd`f00c9afa     coreclr!Thread::WaitSuspendEventsHelper+0xc8 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\threadsuspend.cpp @ 4626] 
07 (Inline Function) --------`--------     coreclr!Thread::WaitSuspendEvents+0x8 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\threadsuspend.cpp @ 4663] 
08 00000036`e1f7dbe0 00007ffd`f0009c80     coreclr!Thread::RareEnablePreemptiveGC+0x7d99a [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\threadsuspend.cpp @ 2414] 
09 (Inline Function) --------`--------     coreclr!Thread::EnablePreemptiveGC+0x16 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\threads.h @ 2044] 
0a 00000036`e1f7dc20 00007ffd`f0075d10     coreclr!Thread::RareDisablePreemptiveGC+0xc8 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\threadsuspend.cpp @ 2156] 
0b 00000036`e1f7dca0 00007ffd`f0096a5f     coreclr!JIT_ReversePInvokeEnterRare2+0x18 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\jithelpers.cpp @ 5462] 
0c 00000036`e1f7dcd0 00007ffd`907afe09     coreclr!JIT_ReversePInvokeEnterTrackTransitions+0xaf [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\jithelpers.cpp @ 5509] 
0d 00000036`e1f7dd00 00007ffe`72e0e858     0x00007ffd`907afe09
0e 00000036`e1f7dd80 00007ffe`72e0e3dc     user32!UserCallWinProcCheckWow+0x2f8
0f 00000036`e1f7df10 00007ffe`72e20c93     user32!DispatchClientMessage+0x9c
10 00000036`e1f7df70 00007ffe`730f0e64     user32!_fnDWORD+0x33
11 00000036`e1f7dfd0 00007ffe`70b31104     ntdll!KiUserCallbackDispatcherContinue
12 00000036`e1f7e058 00007ffe`72e21c0e     win32u!NtUserGetMessage+0x14
13 00000036`e1f7e060 00007ffe`711e28f2     user32!GetMessageW+0x2e
...
1d 00000036`e1f7e460 00007ffd`f009ba53     xxx!xxx.App.Main+0x5e
...
2a 00000036`e1f7f140 00007ffe`4cd4e1e6     hostfxr!execute_app+0x2fa [D:\a\_work\1\s\src\native\corehost\fxr\fx_muxer.cpp @ 145] 
...
34 00000036`e1f7f890 00000000`00000000     ntdll!RtlUserThreadStart+0x21

从卦中的调用栈可以看到，主线程通过 GetMessageW 从消息队列中拿到了数据，在处理时被 coreclr 押解到 WaitSuspendEventsHelper 处等待一个event事件，接下来看下这个方法的源码到底是怎么写的？简化后如下：


BOOL Thread::WaitSuspendEventsHelper(void)
{
    if (m_State & TS_DebugSuspendPending)
    {

        ThreadState oldState = m_State;

        while (oldState & TS_DebugSuspendPending)
        {

            ThreadState newState = (ThreadState)(oldState | TS_SyncSuspended);

            if (InterlockedCompareExchange((LONG*)&m_State, newState, oldState) == (LONG)oldState)
            {
                result = m_DebugSuspendEvent.Wait(INFINITE, FALSE);
                break;
            }

            oldState = m_State;
        }
    }
    return result != WAIT_OBJECT_0;
}

从上面的代码可以明显的看到当前Thread 处于 TS_DebugSuspendPending 状态，从名字上看貌似和调试有关，接下来查下这个枚举的注解。


enum ThreadState
{
    TS_DebugSuspendPending = 0x00000008,    // Is the debugger suspending threads?
}

从注解看是因为调试器阻塞了这个线程，我去，哪里来的调试器呢？这引起了我的巨大兴趣。。。

2. 哪里来的调试器

我刚开始是抱有巨大的善意，我以为他的程序被人恶意注入导致卡死，但分析下来我还是太单纯了，继续往下看吧，既然有调试器，一般来说PEB.BeingDebugged=Yes状态，命令的输出结果也得到了证实。


0:000> !peb
PEB at 00000036e1c11000
    ...
    BeingDebugged:            Yes
    ...
                    Base TimeStamp                     Module
            7ff7f5230000 65310000 Oct 19 18:08:00 2023 G:\xxx\C#\Projects\NugetApplications\Applications\xxx\bin\Debug\net6.0-windows\xxx.exe
            ...

我以为到这里就可以告诉朋友答案，你的程序可能被人恶意注入了，但眼尖的我发现了一点异常，他的 xxx.exe 启动目录怎么会有 \bin\Debug\net6.0-windows\ 呢？很明显这是用 VS 直接跑起来的呀。。。。

3. 真的是 VS 跑起来的吗

首先大家要知道 Visual Studio 是托管调试器，托管调试器在调试程序的时候会在 coreclr 层面设置一个全局变量 g_CORDebuggerControlFlags=0x0200，这也是 Debugger.IsAttached 的底层判断依据，不相信的朋友可以看下这个方法的底层实现：


FCIMPL0(FC_BOOL_RET, DebugDebugger::IsDebuggerAttached)
{
    CORDebuggerAttached();
}

inline bool CORDebuggerAttached()
{
    return (g_CORDebuggerControlFlags & DBCF_ATTACHED);
}

enum DebuggerControlFlag
{
    DBCF_ATTACHED                   = 0x0200,
};

有了这些基础知识之后，接下来就可以用 x 命令去验证下。

看到上面的答案基本就可以实锤了，有些朋友可能还是不大相信，我们可以这样看，VisualStudio 是 WPF 写的，如果用 VS 来调试，那么线程栈里面应该会有很多类似的 VisualStudio 字符串。

从卦中看，你说正常发布的程序怎么可能会有 9 个 Microsoft.VisualStudio.DesignTools 字符串呢？

4. 这个dump是如何生成的

这个问题我相信可能有一些朋友会比较疑惑，其实没什么疑惑的，Visual Studio 有生成Dump的功能，操作步骤为： Debug -> Save Dump As... , 接下来通过一个小例子观察一下。


    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine($"托管调试器：{Debugger.IsAttached}");
            Console.WriteLine($"非托管调试器：{IsDebuggerPresent()}");

            Console.ReadLine();
        }

        [DllImport("kernel32.dll")]
        static extern bool IsDebuggerPresent();
    }

调试起来后，截图如下：

最后打开生成好的 Dump 文件，使用 kc 观察主线程的输出：


0:000> kc
 # Call Site
00 ntdll!NtWaitForSingleObject
01 KERNELBASE!WaitForSingleObjectEx
02 coreclr!CLREventWaitHelper2
03 coreclr!CLREventWaitHelper
04 coreclr!CLREventBase::WaitEx
05 coreclr!CLREventBase::Wait
06 coreclr!Thread::WaitSuspendEventsHelper
07 coreclr!Thread::WaitSuspendEvents
08 coreclr!Thread::RareEnablePreemptiveGC
09 coreclr!Thread::EnablePreemptiveGC
0a coreclr!Thread::RareDisablePreemptiveGC
0b coreclr!Thread::DisablePreemptiveGC
...
19 ConsoleApp4!ConsoleApp4.Program.Main
...
30 ntdll!RtlUserThreadStart

从卦中看，正是停留在 WaitSuspendEventsHelper 函数里，一摸一样，彻底被360°无死角的证实。。。。

三：总结

这是一次人为的故意恶搞，大概率就是想看下我到底是骡子是马。。。我分析的结果对他和他所在的公司来说没有任何价值，只能白白的浪费我的时间，真是分析多了，什么样的人都能遇到，谨以此文告知后来者，免费但请不要滥用！
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