編譯安裝內核
下載並解壓內核
內核下載官網：https://www.kernel.org/
解壓內核：tar xf linux-2.6.XX.tar.xz
定製內核：make menuconfig
參見makefile menuconfig過程講解
編譯內核和模塊：make
生成內核模塊和vmlinuz，initrd.img，Symtem.map文件
安裝內核和模塊：sudo make moles_install install
復制模塊文件到/lib/moles目錄下、復制config，vmlinuz，initrd.img，Symtem.map文件到/boot目錄、更新grub
其他命令：
make mrprobe：命令的作用是在每次配置並重新編譯內核前需要先執行「make mrproper」命令清理源代碼樹，包括過去曾經配置的內核配置文件「.config」都將被清除。即進行新的編譯工作時將原來老的配置文件給刪除到，以免影響新的內核編譯。
make dep：生成內核功能間的依賴關系，為編譯內核做好准備。
幾個重要的Linux內核文件介紹
config
使用make menuconfig 生成的內核配置文件，決定將內核的各個功能系統編譯進內核還是編譯為模塊還是不編譯。
vmlinuz 和 vmlinux
vmlinuz是可引導的、壓縮的內核，「vm」代表「Virtual Memory」。Linux 支持虛擬內存，不像老的操作系統比如DOS有640KB內存的限制，Linux能夠使用硬碟空間作為虛擬內存，因此得名「vm」。vmlinuz是可執行的Linux內核，vmlinuz的建立有兩種方式：一是編譯內核時通過「make zImage」創建，zImage適用於小內核的情況，它的存在是為了向後的兼容性；二是內核編譯時通過命令make bzImage創建，bzImage是壓縮的內核映像，需要注意，bzImage不是用bzip2壓縮的，bzImage中的bz容易引起誤解，bz表示「big zImage」，bzImage中的b是「big」意思。 zImage（vmlinuz）和bzImage（vmlinuz）都是用gzip壓縮的。它們不僅是一個壓縮文件，而且在這兩個文件的開頭部分內嵌有gzip解壓縮代碼，所以你不能用gunzip 或 gzip –dc解包vmlinuz。 內核文件中包含一個微型的gzip用於解壓縮內核並引導它。兩者的不同之處在於，老的zImage解壓縮內核到低端內存（第一個640K），bzImage解壓縮內核到高端內存（1M以上）。如果內核比較小，那麼可以採用zImage 或bzImage之一，兩種方式引導的系統運行時是相同的。大的內核採用bzImage，不能採用zImage。 vmlinux是未壓縮的內核，vmlinuz是vmlinux的壓縮文件。
initrd.img
initrd是「initial ramdisk」的簡寫。initrd一般被用來臨時的引導硬體到實際內核vmlinuz能夠接管並繼續引導的狀態。比如initrd- 2.4.7-10.img主要是用於載入ext3等文件系統及scsi設備的驅動。如果你使用的是scsi硬碟，而內核vmlinuz中並沒有這個 scsi硬體的驅動，那麼在裝入scsi模塊之前，內核不能載入根文件系統，但scsi模塊存儲在根文件系統的/lib/moles下。為了解決這個問題，可以引導一個能夠讀實際內核的initrd內核並用initrd修正scsi引導問題，initrd-2.4.7-10.img是用gzip壓縮的文件。initrd映象文件是使用mkinitrd創建的，mkinitrd實用程序能夠創建initrd映象文件，這個命令是RedHat專有的，其它Linux發行版或許有相應的命令。這是個很方便的實用程序。具體情況請看幫助：man mkinitrd
System.map是一個特定內核的內核符號表，由「nm vmlinux」產生並且不相關的符號被濾出。
下面幾行來自/usr/src/linux-2.4/Makefile：
nm vmlinux | grep -v '(compiled)|(.o$$)|( [aUw] )|(..ng$$)|(LASH[RL]DI)' | sort > System.map
在進行程序設計時，會命名一些變數名或函數名之類的符號。Linux內核是一個很復雜的代碼塊，有許許多多的全局符號， Linux內核不使用符號名，而是通過變數或函數的地址來識別變數或函數名，比如不是使用size_t BytesRead這樣的符號，而是像c0343f20這樣引用這個變數。 對於使用計算機的人來說，更喜歡使用那些像size_t BytesRead這樣的名字，而不喜歡像c0343f20這樣的名字。內核主要是用c寫的，所以編譯器/連接器允許我們編碼時使用符號名，而內核運行時使用地址。 然而，在有的情況下，我們需要知道符號的地址，或者需要知道地址對應的符號，這由符號表來完成，符號表是所有符號連同它們的地址的列表。
Linux 符號表使用到2個文件： /proc/ksyms 、System.map 。/proc/ksyms是一個「proc file」，在內核引導時創建。實際上，它並不真正的是一個文件，它只不過是內核數據的表示，卻給人們是一個磁碟文件的假象，這從它的文件大小是0可以看 出來。然而，System.map是存在於你的文件系統上的實際文件。當你編譯一個新內核時，各個符號名的地址要發生變化，你的老的System.map 具有的是錯誤的符號信息，每次內核編譯時產生一個新的System.map，你應當用新的System.map來取代老的System.map。
雖然內核本身並不真正使用System.map，但其它程序比如klogd， lsof和ps等軟體需要一個正確的System.map。如果你使用錯誤的或沒有System.map，klogd的輸出將是不可靠的，這對於排除程序故障會帶來困難。沒有System.map，你可能會面臨一些令人煩惱的提示信息。 另外少數驅動需要System.map來解析符號，沒有為你當前運行的特定內核創建的System.map它們就不能正常工作。 Linux的內核日誌守護進程klogd為了執行名稱-地址解析，klogd需要使用System.map。System.map應當放在使用它的軟體能夠找到它的地方。執行：man klogd可知，如果沒有將System.map作為一個變數的位置給klogd，那麼它將按照下面的順序，在三個地方查找System.map： /boot/System.map 、/System.map 、/usr/src/linux/System.map
System.map也有版本信息，klogd能夠智能地查找正確的映象（map）文件。
makefile menuconfig過程講解
當我們在執行make menuconfig這個命令時，系統到底幫我們做了哪些工作呢？這裡面一共涉及到了一下幾個文件我們來一一探討
Linux內核根目錄下的scripts文件夾
arch/$ARCH/Kconfig文件、各層目錄下的Kconfig文件
Linux內核根目錄下的makefile文件、各層目錄下的makefile文件
Linux內核根目錄下的的.config文件、arch/$ARCH/configs/下的文件
Linux內核根目錄下的 include/generated/autoconf.h文件
1）scripts文件夾存放的是跟make menuconfig配置界面的圖形繪制相關的文件，我們作為使用者無需關心這個文件夾的內容
2）當我們執行make menuconfig命令出現上述藍色配置界面以前，系統幫我們做了以下工作：
首先系統會讀取arch/$ARCH/目錄下的Kconfig文件生成整個配置界面選項（Kconfig是整個linux配置機制的核心），那麼ARCH環境變數的值等於多少呢？它是由linux內核根目錄下的makefile文件決定的，在makefile下有此環境變數的定義：
SUBARCH := $(shell uname -m | sed -e s/i.86/i386/ -e s/sun4u/sparc64/ \
-e s/arm.*/arm/ -e s/sa110/arm/ \
-e s/s390x/s390/ -e s/parisc64/parisc/ \
-e s/ppc.*/powerpc/ -e s/mips.*/mips/ \
-e s/sh[234].*/sh/ )
..........
export KBUILD_BUILDHOST := $(SUBARCH)
ARCH ?= $(SUBARCH)
CROSS_COMPILE ?=
或者通過 make ARCH=arm menuconfig命令來生成配置界面
比如教務處進行考試，考試科數可能有外語、語文、數學等科，這里我們選擇了arm科可進行考試，系統就會讀取arm/arm/kconfig文件生成配置選項（選擇了arm科的卷子），系統還提供了x86科、milps科等10幾門功課的考試題
3）假設教務處比較「仁慈」，為了怕某些同學做錯試題，還給我們准備了一份參考答案（默認配置選項），存放在arch/$ARCH/configs/目錄下，對於arm科來說就是arch/arm/configs文件夾：
此文件夾中有許多選項，系統會讀取哪個呢？內核默認會讀取linux內核根目錄下.config文件作為內核的默認選項（試題的參考答案），我們一般會根據開發板的類型從中選取一個與我們開發板最接近的系列到Linux內核根目錄下（選擇一個最接近的參考答案）
4).config
假設教務處留了一個心眼，他提供的參考答案並不完全正確（.config文件與我們的板子並不是完全匹配），這時我們可以選擇直接修改.config文件然後執行make menuconfig命令讀取新的選項。但是一般我們不採取這個方案，我們選擇在配置界面中通過空格、esc、回車選擇某些選項選中或者不選中，最後保存退出的時候，Linux內核會把新的選項（正確的參考答案）更新到.config中，此時我們可以把.config重命名為其它文件保存起來（當你執行make distclean時系統會把.config文件刪除），以後我們再配置內核時就不需要再去arch/arm/configs下考取相應的文件了，省去了重新配置的麻煩，直接將保存的.config文件復制為.config即可.
5）經過以上兩步，我們可以正確的讀取、配置我們需要的界面了，那麼他們如何跟makefile文件建立編譯關系呢？當你保存make menuconfig選項時，系統會除了會自動更新.config外，還會將所有的選項以宏的形式保存在Linux內核根目錄下的 include/generated/autoconf.h文件下
內核中的源代碼就都會包含以上.h文件，跟宏的定義情況進行條件編譯。
當我們需要對一個文件整體選擇如是否編譯時，還需要修改對應的makefile文件，例如：
我們選擇是否要編譯s3c2410_ts.c這個文件時，makefile會根據CONFIG_TOUCHSCREEN_S3C2410來決定是編譯此文件，此宏是在Kconfig文件中定義，當我們配置完成後，會出現在.config及autconf中，至此，我們就完成了整個linux內核的編譯過程。
最後我們會發現，整個linux內核配置過程中，留給用戶的介面其實只有各層Kconfig、makefile文件以及對應的源文件。
比如我們如果想要給內核增加一個功能，並且通過make menuconfig控制其聲稱過程
首先需要做的工作是：修改對應目錄下的Kconfig文件，按照Kconfig語法增加對應的選項；
其次執行make menuconfig選擇編譯進內核或者不編譯進內核，或者編譯為模塊，.config文件和autoconf.h文件會自動生成；
最後修改對應目錄下的makefile文件完成編譯選項的添加；
最後的最後執行make命令進行編譯。
Kconfig和Makefile
Linux內核源碼樹的每個目錄下都有兩個文檔Kconfig和Makefile。分布到各目錄的Kconfig構成了一個分布式的內核配置資料庫，每個Kconfig分別描述了所屬目錄源文檔相關的內核配置菜單。在執行內核配置make menuconfig時，從Kconfig中讀出菜單，用戶選擇後保存到.config的內核配置文檔中。在內核編譯時，主Makefile調用這 個.config，就知道了用戶的選擇。這個內容說明了，Kconfig就是對應著內核的每級配置菜單。
假如要想添加新的驅動到內核的源碼中，要修改Kconfig,這樣就能夠選擇這個驅動，假如想使這個驅動被編譯，則要修改Makefile。添加新 的驅動時需要修改的文檔有兩種（如果添加的只是文件，則只需修改當前層Kconfig和Makefile文件；如果添加的是目錄，則需修改當前層和目錄下 的共一對Kconfig和Makefile）Kconfig和Makefile。要想知道怎麼修改這兩種文檔，就要知道兩種文檔的語法結構，Kconfig的語法參見參考文獻《【linux-2.6.31】kbuild》。
Makefile 文件包含 5 部分:
Makefile 頂層的 Makefile
.config 內核配置文件
arch/$(ARCH)/Makefile 體系結構 Makefile
scripts/Makefile.* 適用於所有 kbuild Makefile 的通用規則等
kbuild Makefiles 大約有 500 個這樣的文件
頂層 Makefile 讀取內核配置操作產生的.config 文件，頂層 Makefile 構建兩個主要的目標:vmlinux(內核映像)和 moles(所有模塊文件)。它通過遞歸訪問內核源碼樹下的子目錄來構建這些目標。訪問哪些子目錄取決於內核配置。頂層 Makefile 包含一個體系結構 Makefile,由 arch/$(ARCH)/Makefile 指定。體系結構 Makefile 文件為頂層 Makefile 提供了特定體系結構的信息。每個子目錄各有一個 kbuild文件和Makefile 文件來執行從上層傳遞下來的命令。kbuild和Makefile文件利用.config 文件中的信息來構造由 kbuild 構建內建或者模塊對象使用的各種文件列表。scripts/Makefile.*包含所有的定義/規則,等等。這些信息用於使用 kbuild和 Makefile 文件來構建內核。Makefile的語法參見參考文獻《【linux-2.6.31】kbuild》。
參考文獻
【linux-2.6.31】內核編譯指南.pdf
【linux-2.6.31】kbuild.pdf
Linker script in Linux.pdf
linux內核的配置機制及其編譯過程
Linux內核編譯過程詳解
Linux Kconfig及Makefile學習
❷ Ubuntu下Valgrind編譯及使用
Valgrind是一個開源的軟體，適用於Linux系統（包括x86、amd64和ppc32架構）中的程序內存調試與代碼剖析。通過Valgrind的運行環境，用戶可以監控程序的內存使用情況，例如C語言的malloc和free，或C++中的new和delete。藉助Valgrind工具包，用戶能夠自動檢測多種內存管理和線程錯誤，節省大量時間在錯誤查找上，使程序更加穩定。
Valgrind的主要功能包括：Memcheck、Callgrind、Cachegrind、Helgrind和Massif。以下分別介紹這些工具的作用：
Memcheck
Memcheck工具主要檢查以下程序錯誤：
1. 使用未初始化的內存
2. 使用已釋放的內存
3. 使用超過malloc分配的內存空間
4. 對堆棧的非法訪問
5. 申請的空間是否有釋放
6. malloc/free/new/delete申請和釋放內存的匹配
7. src和dst的重疊
Callgrind
Callgrind能夠收集程序運行時的數據，函數調用關系等信息，並可選擇性地進行緩存模擬。運行結束後，它將分析數據寫入文件。callgrind_annotate可以將這些文件內容轉換為可讀格式。
Cachegrind
Cachegrind模擬CPU中的I1、D1和L2緩存，能夠精確指出程序中cache的丟失和命中情況。它還能提供cache丟失次數、內存引用次數，以及每行代碼、每個函數、每個模塊和整個程序產生的指令數。這有助於優化程序。
Helgrind
Helgrind主要用於檢查多線程程序中的競爭問題。它通過查找多個線程訪問而沒有正確加鎖的內存區域，發現線程間同步丟失的地方，從而定位難以發現的錯誤。Helgrind實現了名為「Eraser」的競爭檢測演算法，並進行了改進，減少錯誤報告次數。
Massif
Massif是一個堆棧分析器，可測量程序在堆棧中使用了多少內存，並告訴我們堆塊、堆管理塊和棧的大小。Massif幫助我們減少內存使用，在具有虛擬內存的現代系統中，它還能加快程序運行速度，減少程序停留在交換區中的幾率。
以下主要講解valgrind源碼編譯安裝：
1. 下載地址: Current Releases
2. 解壓: tar xvf valgrind-3.20.0.tar.bz2
3. 執行autogen.sh：cd valgrind-3.20.0 && ./ autogen.sh
4. 配置: ./configure --prefix=/usr/local/valgrind
5. 編譯: make -j8
6. 安裝: sudo make install
Valgrind使用：
1. 對「ls」程序進行檢查，返回結果中的「definitely lost: 0 bytes in 0 blocks.」表示沒有內存泄漏。
2. 內存泄漏程序測試
3. 測試多線程競爭的情況
4. 使用valgrind的helgrind工具也可以檢查出死鎖問題
❸ linux編譯內核步驟
一、准備工作
a) 首先，你要有一台PC（這不廢話么^_^），裝好了Linux。
b) 安裝好GCC(這個指的是host gcc，用於編譯生成運行於pc機程序的)、make、ncurses等工具。
c) 下載一份純凈的Linux內核源碼包，並解壓好。
注意，如果你是為當前PC機編譯內核，最好使用相應的Linux發行版的源碼包。
不過這應該也不是必須的，因為我在我的Fedora 13上(其自帶的內核版本是2.6.33.3)，就下載了一個標準的內核linux-2.6.32.65.tar.xz，並且順利的編譯安裝成功了，上電重啟都OK的。不過，我使用的.config配置文件，是Fedora 13自帶內核的配置文件，即/lib/moles/`uname -r`/build/.config
d) 如果你是移植Linux到嵌入式系統，則還要再下載安裝交叉編譯工具鏈。
例如，你的目標單板CPU可能是arm或mips等cpu，則安裝相應的交叉編譯工具鏈。安裝後，需要將工具鏈路徑添加到PATH環境變數中。例如，你安裝的是arm工具鏈，那麼你在shell中執行類似如下的命令，假如有類似的輸出，就說明安裝好了。
[root@localhost linux-2.6.33.i686]# arm-linux-gcc --version
arm-linux-gcc (Buildroot 2010.11) 4.3.5
Copyright (C) 2008 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for ing conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
註：arm的工具鏈，可以從這里下載:回復「ARM」即可查看。
二、設置編譯目標
在配置或編譯內核之前，首先要確定目標CPU架構，以及編譯時採用什麼工具鏈。這是最最基礎的信息，首先要確定的。
如果你是為當前使用的PC機編譯內核，則無須設置。
否則的話，就要明確設置。
這里以arm為例，來說明。
有兩種設置方法()：
a) 修改Makefile
打開內核源碼根目錄下的Makefile，修改如下兩個Makefile變數並保存。
ARCH := arm
CROSS_COMPILE := arm-linux-
注意，這里cross_compile的設置，是假定所用的交叉工具鏈的gcc程序名稱為arm-linux-gcc。如果實際使用的gcc名稱是some-thing-else-gcc，則這里照葫蘆畫瓢填some-thing-else-即可。總之，要省去名稱中最後的gcc那3個字母。
b) 每次執行make命令時，都通過命令行參數傳入這些信息。
這其實是通過make工具的命令行參數指定變數的值。
例如
配置內核時時，使用
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- menuconfig
編譯內核時使用
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
注意，實際上，對於編譯PC機內核的情況，雖然用戶沒有明確設置，但並不是這兩項沒有配置。因為如果用戶沒有設置這兩項，內核源碼頂層Makefile(位於源碼根目錄下)會通過如下方式生成這兩個變數的值。
SUBARCH := $(shell uname -m | sed -e s/i.86/i386/ -e s/sun4u/sparc64/ \
-e s/arm.*/arm/ -e s/sa110/arm/ \
-e s/s390x/s390/ -e s/parisc64/parisc/ \
-e s/ppc.*/powerpc/ -e s/mips.*/mips/ \
-e s/sh[234].*/sh/ )
ARCH?= $(SUBARCH)
CROSS_COMPILE ?=
經過上面的代碼，ARCH變成了PC編譯機的arch，即SUBARCH。因此，如果PC機上uname -m輸出的是ix86，則ARCH的值就成了i386。
而CROSS_COMPILE的值，如果沒配置，則為空字元串。這樣一來所使用的工具鏈程序的名稱，就不再有類似arm-linux-這樣的前綴，就相當於使用了PC機上的gcc。
最後再多說兩句，ARCH的值還需要再進一步做泛化。因為內核源碼的arch目錄下，不存在i386這個目錄，也沒有sparc64這樣的目錄。
因此頂層makefile中又構造了一個SRCARCH變數，通過如下代碼，生成他的值。這樣一來，SRCARCH變數，才最終匹配到內核源碼arch目錄中的某一個架構名。
SRCARCH := $(ARCH)
ifeq ($(ARCH),i386)
SRCARCH := x86
endif
ifeq ($(ARCH),x86_64)
SRCARCH := x86
endif
ifeq ($(ARCH),sparc64)
SRCARCH := sparc
endif
ifeq ($(ARCH),sh64)
SRCARCH := sh
endif
三、配置內核
內核的功能那麼多，我們需要哪些部分，每個部分編譯成什麼形式（編進內核還是編成模塊），每個部分的工作參數如何，這些都是可以配置的。因此，在開始編譯之前，我們需要構建出一份配置清單，放到內核源碼根目錄下，命名為.config文件，然後根據此.config文件，編譯出我們需要的內核。
但是，內核的配置項太多了，一個一個配，太麻煩了。而且，不同的CPU架構，所能配置的配置項集合，是不一樣的。例如，某種CPU的某個功能特性要不要支持的配置項，就是與CPU架構有關的配置項。所以，內核提供了一種簡單的配置方法。
以arm為例，具體做法如下。
a) 根據我們的目標CPU架構，從內核源碼arch/arm/configs目錄下，找一個與目標系統最接近的配置文件(例如s3c2410_defconfig)，拷貝到內核源碼根目錄下，命名為.config。
注意，如果你是為當前PC機編譯內核，最好拷貝如下文件到內核源碼根目錄下，做為初始配置文件。這個文件，是PC機當前運行的內核編譯時使用的配置文件。
/lib/moles/`uname -r`/build/.config
這里順便多說兩句，PC機內核的配置文件，選擇的功能真是多。不編不知道，一編才知道。Linux發行方這樣做的目的，可能是想讓所發行的Linux能夠滿足用戶的各種需求吧。
b) 執行make menuconfig對此配置做一些需要的修改，退出時選擇保存，就將新的配置更新到.config文件中了。
注