Debugging com GDB

Quando seu programa crasha ou produz resultados errados, você tem duas opções:

1. Espalhar printf por todo o código e tentar adivinhar onde está o problema
2. Usar um debugger e ver exatamente o que está acontecendo

A segunda opção é mais rápida e precisa. GDB (GNU Debugger) é o debugger padrão para C/C++ em sistemas Unix.

Compilando para Debug

Para que o GDB mostre nomes de variáveis, funções e linhas de código (em vez de apenas endereços de memória), você precisa compilar com a flag -g:

gcc -g -Wall programa.c -o programa

Dica: Evite otimizações ao debugar. -O2 ou -O3 reordenam código e eliminam variáveis, tornando o debugging confuso. Use -O0 (sem otimização) durante desenvolvimento.

gcc -g -O0 -Wall programa.c -o programa

Iniciando o GDB

gdb ./programa

Você entra no prompt (gdb). O programa ainda não está rodando — você está no controle.

Comandos Essenciais

Breakpoints: Onde Parar

break main           # Para no início de main()
break 42             # Para na linha 42 do arquivo atual
break arquivo.c:42   # Para na linha 42 de arquivo.c
break funcao         # Para no início de funcao()

Breakpoints condicionais:

break 42 if i > 100  # Para apenas se i > 100

Gerenciar breakpoints:

info break           # Lista todos os breakpoints
delete 1             # Remove breakpoint número 1
disable 2            # Desativa temporariamente
enable 2             # Reativa

Executando o Programa

run                  # Inicia execução
run arg1 arg2        # Com argumentos de linha de comando

O programa roda até encontrar um breakpoint, crash, ou terminar.

Navegando pelo Código

Inspecionando Variáveis

print x              # Valor de x
print *ptr           # Valor apontado por ptr
print arr[0]         # Primeiro elemento de array
print arr[0]@5       # Primeiros 5 elementos
print (float)i       # Cast
print/x valor        # Em hexadecimal
print/t valor        # Em binário
print/c valor        # Como caractere

Para ver automaticamente a cada passo:

display x            # Mostra x sempre que parar
undisplay 1          # Remove display número 1

Inspecionando Memória

x/10x &var           # 10 palavras em hex a partir de &var
x/s ptr              # Como string
x/20b ptr            # 20 bytes
x/4i $pc             # 4 instruções a partir do PC

Backtrace: Quando o Programa Crasha

Quando ocorre um segmentation fault ou você quer ver como chegou onde está:

backtrace            # Mostra a pilha de chamadas
bt full              # Com variáveis locais de cada frame

Exemplo de output:

#0  0x0000555555555169 in divide (a=10, b=0) at math.c:5
#1  0x00005555555551a4 in main () at main.c:12

Isso diz: a função main (linha 12) chamou divide (linha 5), que é onde estou.

Para navegar entre frames:

up                   # Sobe um nível na pilha
down                 # Desce um nível
frame 1              # Vai para frame específico

Modificando em Tempo de Execução

set var x = 42       # Muda valor de x
call funcao(5)       # Chama função manualmente
return 0             # Força retorno da função atual

Fluxo Típico de Debugging

1. Compile com -g:

   gcc -g -O0 programa.c -o programa

2. Inicie o GDB:

   gdb ./programa

3. Defina breakpoints no ponto suspeito:

   break 45

4. Execute:

   run

5. Inspecione quando parar:

   print i
   print buffer[0]@10

6. Avance passo a passo:

   next
   step

7. Se crashar, veja o backtrace:

   bt

8. Saia:

   quit

Analisando Core Dumps

Quando um programa crasha, o sistema pode gerar um core dump — uma cópia da memória no momento do crash.

# Habilita core dumps
ulimit -c unlimited

# Roda programa que crasha
./programa_bugado

# Analisa
gdb ./programa_bugado core
bt

O backtrace mostra exatamente onde estava quando crashou.

GDB com Interface Texto

Para ver o código-fonte enquanto debuga:

gdb -tui ./programa

Ou dentro do GDB:

layout src           # Mostra código-fonte
layout asm           # Mostra assembly
layout split         # Ambos

Dicas Práticas

1. Loops infinitos: Use Ctrl+C para interromper, depois bt para ver onde está preso.

2. Comparar antes/depois: Use display para acompanhar variáveis críticas a cada passo.

3. Condições complexas: break 50 if strcmp(nome, "teste") == 0

4. Watchpoints: Para quando uma variável muda:

   watch x            # Para quando x mudar

5. Scripts GDB: Crie .gdbinit com comandos que sempre quer executar.

GDB tem centenas de comandos. Use help comando para documentação, e apropos palavra para buscar comandos relacionados.

Referências:

• Stallman, R. M. et al. Debugging with GDB. Free Software Foundation
• GDB Manual: https://sourceware.org/gdb/current/onlinedocs/gdb/