systematic-debugging
obra/superpowers
Identifique as causas principais dos bugs, falhas nos testes ou comportamentos inesperados antes de propor quaisquer correções.
...Expandir tudoDepuração sistemática
Visão geral
Correções aleatórias desperdiçam tempo e geram novos bugs. Correções rápidas apenas mascaram os problemas subjacentes.
Princípio fundamental: SEMPRE identifique a causa raiz antes de tentar correções. Corrigir apenas os sintomas é um fracasso.
Violar a letra deste processo é violar o espírito da depuração.
A Lei de Ferro
NENHUMA CORREÇÃO SEM A INVESTIGAÇÃO PRÉVIA DA CAUSA RAÍZ
Se você não concluiu a Fase 1, não pode propor correções.
Quando usar
Use para QUALQUER problema técnico:
- Falhas nos testes
- Bugs em produção
- Comportamento inesperado
- Problemas de desempenho
- Falhas na compilação
- Problemas de integração
Use isso ESPECIALMENTE quando:
- Estiver sob pressão de tempo (situações de emergência tornam tentador recorrer a suposições)
- “Apenas uma solução rápida” parece óbvia
- Você já tentou várias soluções
- A solução anterior não funcionou
- Você não compreende totalmente o problema
Não pule esta etapa quando:
- O problema parecer simples (mesmo bugs simples têm causas profundas)
- Você estiver com pressa (a pressa garante que o trabalho terá que ser refeito)
- O gerente quer que seja corrigido AGORA (uma abordagem sistemática é mais rápida do que agir às cegas)
As quatro fases
Você DEVE concluir cada fase antes de passar para a próxima.
Fase 1: Investigação da causa raiz
ANTES de tentar QUALQUER correção:
Leia as mensagens de erro com atenção
- Não ignore erros ou avisos
- Elas geralmente contêm a solução exata
- Leia os rastreamentos de pilha na íntegra
- Anote os números das linhas, os caminhos dos arquivos e os códigos de erro
Reproduza o erro de forma consistente
- Você consegue reproduzir o problema de forma confiável?
- Quais são as etapas exatas?
- Isso acontece todas as vezes?
- Se não for reproduzível → reúna mais dados, não faça suposições
Verifique as alterações recentes
- O que mudou que poderia ter causado isso?
- Git diff, commits recentes
- Novas dependências, alterações na configuração
- Diferenças no ambiente
Reunir evidências em sistemas com múltiplos componentes
QUANDO o sistema possui vários componentes (CI → compilação → assinatura, API → serviço → banco de dados):
ANTES de propor correções, adicione instrumentação de diagnóstico:
Para CADA limite de componente: - Registre quais dados entram no componente - Registre quais dados saem do componente - Verifique a propagação do ambiente/configuração - Verifique o estado em cada camada Execute uma vez para coletar evidências que mostrem ONDE ocorre a falha DEPOIS, analise as evidências para identificar o componente com falha DEPOIS, investigue esse componente específicoExemplo (sistema multicamadas):
# Camada 1: Fluxo de trabalho echo "=== Segredos disponíveis no fluxo de trabalho: ===" echo "IDENTITY: ${IDENTITY:+SET}${IDENTITY:-UNSET}" # Camada 2: Script de compilação echo "=== Variáveis de ambiente no script de compilação: ===" env | grep IDENTITY || echo "IDENTITY não está no ambiente" # Camada 3: Script de assinatura echo "=== Estado do Keychain: ===" security list-keychains security find-identity -v # Camada 4: Assinatura propriamente dita codesign --sign "$IDENTITY" --verbose=4 "$APP"Isso revela: qual camada falha (segredos → fluxo de trabalho ✓, fluxo de trabalho → compilação ✗)
Rastrear o fluxo de dados
QUANDO o erro estiver em uma camada profunda da pilha de chamadas:
Consulte o arquivo
root-cause-tracing.mdneste diretório para conhecer a técnica completa de rastreamento retroativo.Versão resumida:
- De onde vem o valor incorreto?
- O que chamou isso com o valor incorreto?
- Continue rastreando até encontrar a origem
- Corrija na origem, não no sintoma
Fase 2: Análise de Padrões
Identifique o padrão antes de corrigir:
Encontre exemplos que funcionam
- Localize código semelhante que esteja funcionando na mesma base de código
- O que funciona e é semelhante ao que está com problema?
Compare com referências
- Se for implementar um padrão, leia a implementação de referência NA ÍNTEGRA
- Não dê uma olhada superficial — leia cada linha
- Entenda o padrão completamente antes de aplicá-lo
Identifique as diferenças
- O que difere entre o que funciona e o que não funciona?
- Liste todas as diferenças, por menores que sejam
- Não presuma que “isso não importa”
Entenda as dependências
- De quais outros componentes isso depende?
- Quais são as configurações, ajustes e ambiente?
- Quais são as suposições feitas?
Fase 3: Hipótese e testes
Método científico:
Formular uma única hipótese
- Afirme claramente: “Acho que X é a causa principal porque Y”
- Anote
- Seja específico, não vago
Teste de forma mínima
- Faça a menor alteração possível para testar a hipótese
- Uma variável por vez
- Não corrija várias coisas de uma vez
Verifique antes de continuar
- Deu certo? Sim → Fase 4
- Não funcionou? Formule uma NOVA hipótese
- NÃO acrescente mais correções
Quando você não sabe
- Diga “Não entendo X”
- Não finja que sabe
- Peça ajuda
- Pesquise mais
Fase 4: Implementação
Corrija a causa raiz, não o sintoma:
Crie um caso de teste com falha
- Reprodução o mais simples possível
- Teste automatizado, se possível
- Script de teste pontual, caso não haja estrutura
- É OBRIGATÓRIO ter isso antes de corrigir
- Use a habilidade
“superpoderes: desenvolvimento orientado a testes”para escrever testes de falha adequados
Implemente uma correção única
- Resolva a causa raiz identificada
- UMA alteração por vez
- Sem melhorias do tipo “já que estou aqui”
- Sem refatoração agrupada
Verifique a correção
- O teste passou agora?
- Nenhum outro teste falhou?
- O problema foi realmente resolvido?
Se a correção não funcionar
- PARE
- Contagem: quantas correções você já tentou?
- Se < 3: Volte à Fase 1 e reanalise com as novas informações
- Se ≥ 3: PARE e questione a arquitetura (etapa 5 abaixo)
- NÃO tente a correção nº 4 sem discutir a arquitetura
Se 3 ou mais soluções falharem: questione a arquitetura
Padrão que indica um problema de arquitetura:
- Cada correção revela um novo estado compartilhado/acoplamento/problema em um local diferente
- As correções exigem uma “refatoração massiva” para serem implementadas
- Cada correção gera novos sintomas em outros lugares
PARE e questione os fundamentos:
- Esse padrão é fundamentalmente válido?
- Estamos “persistindo nisso por pura inércia”?
- Devemos refatorar a arquitetura ou continuar corrigindo os sintomas?
Discuta com seu colega antes de tentar mais correções
Isso NÃO é uma hipótese falha — é uma arquitetura errada.
Sinais de alerta — PARE e siga o processo
Se você se pegar pensando:
- “Solução rápida por enquanto, investigo depois”
- “É só tentar mudar X e ver se funciona”
- “Adicione várias alterações, execute os testes”
- “Pule o teste, vou verificar manualmente”
- “Provavelmente é o X, vou corrigir isso”
- “Não entendo totalmente, mas isso pode funcionar”
- “O padrão diz X, mas vou adaptá-lo de outra forma”
- “Aqui estão os principais problemas: [lista correções sem investigação]”
- Propor soluções antes de rastrear o fluxo de dados
- “Mais uma tentativa de correção” (quando já foram tentadas duas ou mais)
- Cada correção revela um novo problema em um lugar diferente
TUDO isso significa: PARE. Volte à Fase 1.
Se três ou mais correções falharem: questione a arquitetura (consulte a Fase 4.5)
Sinais do seu parceiro humano de que você está fazendo errado
Fique atento a esses redirecionamentos:
- “Isso não está acontecendo?” — Você presumiu sem verificar
- “Isso vai nos mostrar...?” – Você deveria ter coletado mais evidências
- “Pare de adivinhar” – Você está propondo soluções sem entender
- “Pense bem nisso” – Questione os fundamentos, não apenas os sintomas
- “Estamos empacados?” (frustrado) – Sua abordagem não está funcionando
Quando você perceber isso: PARE. Volte para a Fase 1.
Racionalizações comuns
| Desculpa | Realidade |
|---|---|
| “O problema é simples, não precisa de processo” | Mesmo questões simples têm causas fundamentais. O processo é rápido para bugs simples. |
| “É uma emergência, não dá tempo para seguir o processo” | A depuração sistemática é MAIS RÁPIDA do que ficar tentando adivinhar e verificando. |
| “Tente isso primeiro, depois investigue” | A primeira correção define o padrão. Faça certo desde o início. |
| “Vou escrever o teste depois de confirmar que a correção funciona” | Correções não testadas não duram. Testar primeiro comprova isso. |
| “Várias correções de uma vez economizam tempo” | Não dá para identificar o que funcionou. Isso gera novos bugs. |
| “A referência é muito longa, vou adaptar o padrão” | A compreensão parcial garante a presença de bugs. Leia na íntegra. |
| “Eu vejo o problema, deixa eu corrigir” | Perceber os sintomas ≠ compreender a causa raiz. |
| “Mais uma tentativa de correção” (após 2 ou mais falhas) | Mais de 3 falhas = problema de arquitetura. Questione o padrão, não tente corrigir novamente. |
Referência rápida
| Fase | Atividades-chave | Critérios de sucesso |
|---|---|---|
| 1. Causa raiz | Identificar erros, reproduzi-los, verificar alterações, reunir evidências | Compreender O QUÊ e O PORQUÊ |
| 2. Padrão | Encontrar exemplos que funcionam, comparar | Identificar diferenças |
| 3. Hipótese | Formule uma teoria, teste de forma mínima | Hipótese confirmada ou nova |
| 4. Implementação | Criar teste, corrigir, verificar | Bug resolvido, testes aprovados |
Quando o processo revela “nenhuma causa raiz”
Se a investigação sistemática revelar que o problema é realmente ambiental, dependente do momento ou externo:
- Você concluiu o processo
- Documente o que você investigou
- Implemente o tratamento adequado (nova tentativa, tempo limite, mensagem de erro)
- Adicione monitoramento/registro para investigações futuras
Mas: 95% dos casos sem “causa raiz” resultam de investigações incompletas.
Técnicas de apoio
Essas técnicas fazem parte da depuração sistemática e estão disponíveis neste diretório:
root-cause-tracing.md— Rastreie os bugs retroativamente pela pilha de chamadas para encontrar o gatilho originaldefense-in-depth.md– Adicione validação em várias camadas após identificar a causa raizcondition-based-waiting.md– Substituir tempos limite arbitrários por sondagem de condições
Habilidades relacionadas:
- superpowers:test-driven-development - Para criar um caso de teste com falha (Fase 4, Etapa 1)
- superpowers:verification-before-completion - Verifique se a correção funcionou antes de declarar sucesso
Impacto no mundo real
A partir de sessões de depuração:
- Abordagem sistemática: 15 a 30 minutos para corrigir
- Abordagem de correções aleatórias: 2 a 3 horas de tentativas frustradas
- Taxa de correção na primeira tentativa: 95% vs 40%
- Novos bugs introduzidos: Quase zero x comum
---
name: systematic-debugging
description: Find root causes of bugs, test failures, or unexpected behavior before proposing any fixes.
---
# Systematic Debugging
## Overview
Random fixes waste time and create new bugs. Quick patches mask underlying issues.
**Core principle:** ALWAYS find root cause before attempting fixes. Symptom fixes are failure.
**Violating the letter of this process is violating the spirit of debugging.**
## The Iron Law
```
NO FIXES WITHOUT ROOT CAUSE INVESTIGATION FIRST
```
If you haven't completed Phase 1, you cannot propose fixes.
## When to Use
Use for ANY technical issue:
- Test failures
- Bugs in production
- Unexpected behavior
- Performance problems
- Build failures
- Integration issues
**Use this ESPECIALLY when:**
- Under time pressure (emergencies make guessing tempting)
- "Just one quick fix" seems obvious
- You've already tried multiple fixes
- Previous fix didn't work
- You don't fully understand the issue
**Don't skip when:**
- Issue seems simple (simple bugs have root causes too)
- You're in a hurry (rushing guarantees rework)
- Manager wants it fixed NOW (systematic is faster than thrashing)
## The Four Phases
You MUST complete each phase before proceeding to the next.
### Phase 1: Root Cause Investigation
**BEFORE attempting ANY fix:**
1. **Read Error Messages Carefully**
- Don't skip past errors or warnings
- They often contain the exact solution
- Read stack traces completely
- Note line numbers, file paths, error codes
2. **Reproduce Consistently**
- Can you trigger it reliably?
- What are the exact steps?
- Does it happen every time?
- If not reproducible → gather more data, don't guess
3. **Check Recent Changes**
- What changed that could cause this?
- Git diff, recent commits
- New dependencies, config changes
- Environmental differences
4. **Gather Evidence in Multi-Component Systems**
**WHEN system has multiple components (CI → build → signing, API → service → database):**
**BEFORE proposing fixes, add diagnostic instrumentation:**
```
For EACH component boundary:
- Log what data enters component
- Log what data exits component
- Verify environment/config propagation
- Check state at each layer
Run once to gather evidence showing WHERE it breaks
THEN analyze evidence to identify failing component
THEN investigate that specific component
```
**Example (multi-layer system):**
```bash
# Layer 1: Workflow
echo "=== Secrets available in workflow: ==="
echo "IDENTITY: ${IDENTITY:+SET}${IDENTITY:-UNSET}"
# Layer 2: Build script
echo "=== Env vars in build script: ==="
env | grep IDENTITY || echo "IDENTITY not in environment"
# Layer 3: Signing script
echo "=== Keychain state: ==="
security list-keychains
security find-identity -v
# Layer 4: Actual signing
codesign --sign "$IDENTITY" --verbose=4 "$APP"
```
**This reveals:** Which layer fails (secrets → workflow ✓, workflow → build ✗)
5. **Trace Data Flow**
**WHEN error is deep in call stack:**
See `root-cause-tracing.md` in this directory for the complete backward tracing technique.
**Quick version:**
- Where does bad value originate?
- What called this with bad value?
- Keep tracing up until you find the source
- Fix at source, not at symptom
### Phase 2: Pattern Analysis
**Find the pattern before fixing:**
1. **Find Working Examples**
- Locate similar working code in same codebase
- What works that's similar to what's broken?
2. **Compare Against References**
- If implementing pattern, read reference implementation COMPLETELY
- Don't skim - read every line
- Understand the pattern fully before applying
3. **Identify Differences**
- What's different between working and broken?
- List every difference, however small
- Don't assume "that can't matter"
4. **Understand Dependencies**
- What other components does this need?
- What settings, config, environment?
- What assumptions does it make?
### Phase 3: Hypothesis and Testing
**Scientific method:**
1. **Form Single Hypothesis**
- State clearly: "I think X is the root cause because Y"
- Write it down
- Be specific, not vague
2. **Test Minimally**
- Make the SMALLEST possible change to test hypothesis
- One variable at a time
- Don't fix multiple things at once
3. **Verify Before Continuing**
- Did it work? Yes → Phase 4
- Didn't work? Form NEW hypothesis
- DON'T add more fixes on top
4. **When You Don't Know**
- Say "I don't understand X"
- Don't pretend to know
- Ask for help
- Research more
### Phase 4: Implementation
**Fix the root cause, not the symptom:**
1. **Create Failing Test Case**
- Simplest possible reproduction
- Automated test if possible
- One-off test script if no framework
- MUST have before fixing
- Use the `superpowers:test-driven-development` skill for writing proper failing tests
2. **Implement Single Fix**
- Address the root cause identified
- ONE change at a time
- No "while I'm here" improvements
- No bundled refactoring
3. **Verify Fix**
- Test passes now?
- No other tests broken?
- Issue actually resolved?
4. **If Fix Doesn't Work**
- STOP
- Count: How many fixes have you tried?
- If < 3: Return to Phase 1, re-analyze with new information
- **If ≥ 3: STOP and question the architecture (step 5 below)**
- DON'T attempt Fix #4 without architectural discussion
5. **If 3+ Fixes Failed: Question Architecture**
**Pattern indicating architectural problem:**
- Each fix reveals new shared state/coupling/problem in different place
- Fixes require "massive refactoring" to implement
- Each fix creates new symptoms elsewhere
**STOP and question fundamentals:**
- Is this pattern fundamentally sound?
- Are we "sticking with it through sheer inertia"?
- Should we refactor architecture vs. continue fixing symptoms?
**Discuss with your human partner before attempting more fixes**
This is NOT a failed hypothesis - this is a wrong architecture.
## Red Flags - STOP and Follow Process
If you catch yourself thinking:
- "Quick fix for now, investigate later"
- "Just try changing X and see if it works"
- "Add multiple changes, run tests"
- "Skip the test, I'll manually verify"
- "It's probably X, let me fix that"
- "I don't fully understand but this might work"
- "Pattern says X but I'll adapt it differently"
- "Here are the main problems: [lists fixes without investigation]"
- Proposing solutions before tracing data flow
- **"One more fix attempt" (when already tried 2+)**
- **Each fix reveals new problem in different place**
**ALL of these mean: STOP. Return to Phase 1.**
**If 3+ fixes failed:** Question the architecture (see Phase 4.5)
## your human partner's Signals You're Doing It Wrong
**Watch for these redirections:**
- "Is that not happening?" - You assumed without verifying
- "Will it show us...?" - You should have added evidence gathering
- "Stop guessing" - You're proposing fixes without understanding
- "Ultra-think this" - Question fundamentals, not just symptoms
- "We're stuck?" (frustrated) - Your approach isn't working
**When you see these:** STOP. Return to Phase 1.
## Common Rationalizations
| Excuse | Reality |
|--------|---------|
| "Issue is simple, don't need process" | Simple issues have root causes too. Process is fast for simple bugs. |
| "Emergency, no time for process" | Systematic debugging is FASTER than guess-and-check thrashing. |
| "Just try this first, then investigate" | First fix sets the pattern. Do it right from the start. |
| "I'll write test after confirming fix works" | Untested fixes don't stick. Test first proves it. |
| "Multiple fixes at once saves time" | Can't isolate what worked. Causes new bugs. |
| "Reference too long, I'll adapt the pattern" | Partial understanding guarantees bugs. Read it completely. |
| "I see the problem, let me fix it" | Seeing symptoms ≠ understanding root cause. |
| "One more fix attempt" (after 2+ failures) | 3+ failures = architectural problem. Question pattern, don't fix again. |
## Quick Reference
| Phase | Key Activities | Success Criteria |
|-------|---------------|------------------|
| **1. Root Cause** | Read errors, reproduce, check changes, gather evidence | Understand WHAT and WHY |
| **2. Pattern** | Find working examples, compare | Identify differences |
| **3. Hypothesis** | Form theory, test minimally | Confirmed or new hypothesis |
| **4. Implementation** | Create test, fix, verify | Bug resolved, tests pass |
## When Process Reveals "No Root Cause"
If systematic investigation reveals issue is truly environmental, timing-dependent, or external:
1. You've completed the process
2. Document what you investigated
3. Implement appropriate handling (retry, timeout, error message)
4. Add monitoring/logging for future investigation
**But:** 95% of "no root cause" cases are incomplete investigation.
## Supporting Techniques
These techniques are part of systematic debugging and available in this directory:
- **`root-cause-tracing.md`** - Trace bugs backward through call stack to find original trigger
- **`defense-in-depth.md`** - Add validation at multiple layers after finding root cause
- **`condition-based-waiting.md`** - Replace arbitrary timeouts with condition polling
**Related skills:**
- **superpowers:test-driven-development** - For creating failing test case (Phase 4, Step 1)
- **superpowers:verification-before-completion** - Verify fix worked before claiming success
## Real-World Impact
From debugging sessions:
- Systematic approach: 15-30 minutes to fix
- Random fixes approach: 2-3 hours of thrashing
- First-time fix rate: 95% vs 40%
- New bugs introduced: Near zero vs common
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