O que é o GDB

• O GDB (GNU Project Debugger) é uma ferramenta para:
  • observar um programa enquanto este executa
  • ver o estado no momento que a execução falha
• Permite:
  • iniciar a execução de um programa
  • executar linha-a-linha
  • especificar pontos de paragem
  • imprimir valores de variáveis
• Suporta C, C++, Objective-C, Ada e Pascal (entre outras linguagens)

Usar o GDB

• O GDB opera sobre ficheiros executáveis (não diretamente sobre o código-fonte)
• Para usar o GDB com um programa em C devemos compilar com opção -g:

   $ gcc -g -o programa programa.c

• A opção -g indica ao compilador para incluir no executável informação extra para o GDB

Usar o GDB

• Em seguida executamos gdb sobre o ficheiro executável compilado:

   $ gdb programa

• Após algumas mensagens obtemos a indicação de que o GDB está à espera de um comando:

   ...
   (gdb) 

Usar o GDB

• Tal como a shell de Linux, o GDB é um programa interativo:
  • lê um comando do teclado (até Enter)
  • processa o comando e mostra resultados
  • volta a esperar um novo comando
• O comando quit termina a sessão
  • alternativa: Ctrl-D (end-of-file)
  • podemos abreviar comandos
    (e.q., escrever q em vez de quit)

Exemplo

• Vamos usar o GDB sobre um programa de exemplo
• O programa deveria calcular o factorial de um inteiro positivo \[ n! = 1 \times 2 \times 3 \times \cdots \times n \]
• Exemplo: \(4! = 1\times 2 \times 3 \times 4 = 24\)
• No entanto, o programa dá resultados errados

   $ gcc  -o factorial factorial.c
   $ ./factorial
   Introduza um inteiro positivo:4
   Factorial 4 = 0

Programa errado

#include <stdio.h>

int main(void) {
  int n, i, fact;

  printf("Introduza um inteiro positivo:");
  scanf("%d", &n);
  
  for(i = 1; i<=n; i++) 
    fact = fact*i;

  printf("Factorial %d = %d\n", n, fact);
}

Usar o GDB

• Vamos usar o GDB para perceber o erro
• Vídeo no YouTube:
  Introduction to GDB: a tutorial (Harvard CS50)

Usando o GDB

Recompilar o programa com opção debugging:

$ gcc -g -o factorial factorial.c

Executar o GDB com o executável compilado:

$ gdb factorial

Executar o programa

Usamos o comando run para correr o nosso programa dentro do GDB:

(gdb) run
Starting program...
Introduza um inteiro positivo:4
Factorial 4 = 0
[Inferior 1 (process 9885) exited...

Executar o programa (cont.)

• O programa terminou e deu resultado errado
• Neste momento já não podemos observar o estado de variáveis
• Vamos correr novamente, mas desta vez pedir para parar a execução a meio
• Fazemos isso definindo um breakpoint no programa

Definir breakpoints

break fun

parar a execução no início da função fun

break n

parar a execução no início linha número n

Podemos usar list para listar o programa juntamente com números de linhas.

Observar valores de variáveis

print var

print expr

mostrar o valor de uma variável ou expressão

display var

display expr

mostrar o valor de uma variável ou expressão em cada breakpoint

Observar valores de variáveis

Vamos usar:

1. break para colocar um breakpoint no ciclo for;
2. display para mostrar os valores de n, i, e fact.

Conclusão

• Valor inicial de fact é incorreto
  • deveria ser 1 (porque \(0! = 1\))
  • mas poderá ser 0 ou um valor arbitrário (dependendo da implementação)
• Isto ocorre porque não inicializamos a variável
• A correção é simples:

int n, i, fact = 1;  // corrigido

Sumário de comandos

break fun

definir breakpoint no ínicio da função fun

break n

definir breakpoint no ínicio da linha n

delete n

remover o breakpoint número n

run

executar o programa desde o início

Sumário de comandos (cont.)

next

executar a próxima linha

step

executar a próxima linha (mas entra dentro de funções)

continue

continuar a execução até ao próximo breakpont (ou até ao final)

Sumário de comandos (cont.)

print expr

calcular e mostrar o valor duma expressão

display expr

mostrar o valor da expressão sempre que parar

set var nome = expr

modificar o valor de uma variável

quit

terminar a sessão