一：背景
1. 讲故事
为什么要提 宇宙射线, 太阳耀斑 导致的程序崩溃呢？主要是昨天在知乎上看了这篇文章：莫非我遇到了传说中的bug？ ，由于 rip 中的0x41变成了0x61出现了bit位翻转导致程序崩溃，截图如下：
下面的评论大多是说由于 宇宙射线，这个太玄乎了，说实话看到这个 传说bug 的提法，我还是挺兴奋的，毕竟在我的分析旅程中，我也是真的遇到过，这篇就拿出来给大家分享吧，当时百思不得其解，真的是无语死了。
这位朋友找到我的时候，说程序会出现偶发性崩溃，自己在网上也发了很多帖子来寻找答案，最后都不了了之，问题确实太玄乎了，这一篇我们就开始这个奇妙之旅吧。
二：Windbg 分析
1. 为什么会崩溃
找崩溃点比较简单，使用windbg 自带的 !analyze -v 命令去挖那个 EXCEPTION_POINTERS 结构体即可。
0:083> !analyze -v
CONTEXT: (.ecxr)
rax=0000024f82c77341 rbx=000000f275dfe7f0 rcx=00007ffb05e55658
rdx=7ffb083d8c582d89 rsi=0000000000000000 rdi=000000f275dfe300
rip=00007ffb64be082f rsp=000000f275dfeaa0 rbp=000000007ffb05ee
r8=0000024ff9bc0810 r9=deb6f5c6f59b3377 r10=1441a86c71655650
r11=ebbed78e94800000 r12=00007ffb05e55640 r13=0000000000000020
r14=0000024b26a3d9e0 r15=0000024f82c77340
iopl=0 ov up ei ng nz na po cy
cs=0033 ss=002b ds=002b es=002b fs=0053 gs=002b efl=00010a85
clr!WKS::gc_heap::background_mark_simple1+0x516:
00007ffb`64be082f 4c8b02 mov r8,qword ptr [rdx] ds:7ffb083d`8c582d89=????????????????
Resetting default scope
EXCEPTION_RECORD: (.exr -1)
ExceptionAddress: 00007ffb64be082f (clr!WKS::gc_heap::background_mark_simple1+0x0000000000000516)
ExceptionCode: c0000005 (Access violation)
ExceptionFlags: 00000001
NumberParameters: 2
Parameter[0]: 0000000000000000
Parameter[1]: ffffffffffffffff
Attempt to read from address ffffffffffffffff
STACK_TEXT:
000000f2`75dfeaa0 00007ffb`64be03a0 : clr!WKS::gc_heap::background_mark_simple1+0x516
000000f2`75dfeb00 00007ffb`64be074e : clr!WKS::gc_heap::background_mark_simple+0x6d
000000f2`75dfeb30 00007ffb`64a45fc7 : clr!WKS::gc_heap::background_promote+0x98
...
从卦中数据看，当前触发了后台GC，并且处于标记阶段，在标记托管堆上的对象时发现了有坏对象，无奈只能触发 CLR执行引擎异常，这也说明当前的托管堆是处于损坏状态，可以用 !verifyheap 命令验证一下。
0:083> !verifyheap
object 0000024f82c76b18: bad member 0000024F82C77F40 at 0000024F82C76B70
Last good object: 0000024F82C76AA0.
object 0000024f82c76ca8: bad member 0000024F82C77340 at 0000024F82C76CB0
Last good object: 0000024F82C76C58.
object 0000024f82c76fa8: bad member 0000024F82C77050 at 0000024F82C76FD0
Last good object: 0000024F82C76F88.
Could not request method table data for object 0000024F82C77050 (MethodTable: 00007FFB3C032138).
Last good object: 0000024F82C76FA8.
果然卦中的数据也验证了这一点，托管堆上有三个坏对象，接下来抽一个用 !do 命令来验证下。
0:083> !do 0000024f82c76b18
Name: System.Windows.Forms.TreeNode
MethodTable: 00007ffb3c431af8
EEClass: 00007ffb3c488500
Size: 168(0xa8) bytes
File: C:\xxxx\System.Windows.Forms.dll
Fields:
MT Field Offset Type VT Attr Value Name
...
00007ffb3c431ed8 400263f 58 ....Forms.TreeNode[] 0 instance 0000024f82c77f40 children
...
0:083> !do 0000024f82c77f40
<Note: this object has an invalid CLASS field>
Invalid object
从错误信息以及刚才卦中的数据表明 TreeNode.children 内存布局被破坏了，这种情况大多是因为 MethodTable 不对了导致CLR识别不出这块内存的对象，可以用 dp 验证下。
0:083> dp 0000024f82c77f40 L4
0000024f`82c77f40 00007ffb`3c411ed8 00000000`00400008
0000024f`82c77f50 0000024f`82c56fa8 0000024f`82c57378
0:083> !dumpmt 00007ffb`3c411ed8
00007ffb3c411ed8 is not a MethodTable
从卦中的 00007ffb3c411ed8 is not a MethodTable 可以看到这个地址是错误的，那正确地址是什么呢？如果有心细的朋友会看到 !do 的时候已经显示了正确的方法表，即 00007ffb3c431ed8。
接下来仔细观察 00007ffb3c411ed8 和 00007ffb3c431ed8 这两个地址，会发现一个是 3c41 一个是 3c43，真的是无语了，截图如下：
一般来说，这种单bit位的翻转也不像是用 PInvoke 的方式让 C++ 破坏了 C# 的托管堆，也不像是什么 hook 注入导致的，反正很神奇，为了拿更多证据可以在抽一个 坏对象 观察下。
0:083> !do 0000024f82c76fa8
Name: System.Windows.Forms.TreeNode
MethodTable: 00007ffb3c431af8
EEClass: 00007ffb3c488500
Size: 168(0xa8) bytes
Fields:
MT Field Offset Type VT Attr Value Name
...
00007ffb3c432138 4002636 28 ...eNodeImageIndexer 0 instance 0000024f82c77050 imageIndexer
...
0:083> !do 00007ffb`3c032138
<Note: this object has an invalid CLASS field>
Invalid object
0:083> dp 0000024f82c77050 L1
0000024f`82c77050 00007ffb`3c032138
从卦中数据看：方法表 00007ffb3c032138 和 00007ffb3c432138 也是差了一个bit位，即 3c03 和 3c43 的差别。
2. 为什么会翻转
有些朋友可能说，你这数据是不是网络数据，比如有什么 纠错码，海明码 之类的，其实 mt 的数据是嵌入到 image 中的，这块数据一般在初始化的时候由 clr 构建好，后期不会有人去改写的，可以用 !address 看下。
0:083> !address 00007ffb3c432138
Usage: Image
Base Address: 00007ffb`3c431000
End Address: 00007ffb`3c434000
Region Size: 00000000`00003000 ( 12.000 kB)
State: 00001000 MEM_COMMIT
Protect: 00000004 PAGE_READWRITE
Type: 01000000 MEM_IMAGE
Allocation Base: 00007ffb`3c400000
Allocation Protect: 00000080 PAGE_EXECUTE_WRITECOPY
Image Path: C:\Windows\assembly\NativeImages_v4.0.30319_64\System.Windows.Forms\1534a59650e0fd08da0ed8931d9f6d5f\System.Windows.Forms.ni.dll
Module Name: System_Windows_Forms_ni
Loaded Image Name:
Mapped Image Name:
More info: lmv m System_Windows_Forms_ni
More info: !lmi System_Windows_Forms_ni
More info: ln 0x7ffb3c432138
More info: !dh 0x7ffb3c400000
Content source: 1 (target), length: 1ec8
后来计划让朋友开启 MDA 托管调试助手去验证，结果朋友给我反馈说开启后，程序运行特别慢，这个很好理解，如果你的程序 PInvoke 过多，确实容易引发过高的 GC，所以能不能适应到各位的程序，还需要实际测试。
遗憾的这条路朋友没有走通，所以寻找答案就遥遥无期了，最后也就不了了之，因为那时候我认为所有的用户态异常都是软件造成的。。。
三：总结
直到昨天看了这篇 莫非我遇到了传说中的bug？ 我现在有想法了，在下面可能的七种选项中：
- 宇宙射线
- 太阳耀斑
- 地磁暴
- 电离辐射
- 硬件故障
- 杀毒软件
- 内存超频
我觉得 内存超频 引发的程序不稳定概率是最大的，不知道大家可有不同的看法？