在 Ubuntu 22.04 上 交叉编译 Valgrind Massif部署到 Arm 板

LanSe___2026-02-10 8:44

Valgrind/Massif 交叉编译与部署指南

概述

在 Ubuntu 22.04 x86_64 主机上，使用 Rockchip aarch64 交叉编译工具链编译 Valgrind 3.22.0 (含 Massif 堆分析工具)，并部署到 ARM64 开发板的完整步骤。

环境信息

编译主机 (Ubuntu 22.04)

  • 系统: Ubuntu 22.04 x86_64, Kernel 6.8.0
  • 交叉编译器: aarch64-rockchip-linux-gnu-gcc 9.3.0 (Buildroot)
  • 工具链路径: /opt/zlg/m3568-sdk-v1.0.0-ga/gcc-buildroot-9.3.0-2020.03-x86_64_aarch64-rockchip-linux-gnu/

目标 ARM 板 (Rockchip RK3568 M3568)

  • 系统: Linux 4.19.193 aarch64
  • glibc: 2.29
  • 无 gcc/valgrind (最小化嵌入式系统)

步骤一：安装编译依赖

在 Ubuntu 主机上安装 autotools 等构建工具：

bash 复制代码 
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y automake autoconf libtool make wget

步骤二：下载 Valgrind 源码

bash 复制代码 
cd /tmp
wget https://sourceware.org/pub/valgrind/valgrind-3.22.0.tar.bz2
tar xjf valgrind-3.22.0.tar.bz2

步骤三：配置交叉编译环境

关键点 : 交叉编译器需要 libisl.so.15，必须设置 LD_LIBRARY_PATH。

bash 复制代码 
# 设置交叉编译器环境变量
export CROSS_COMPILE=/opt/zlg/m3568-sdk-v1.0.0-ga/gcc-buildroot-9.3.0-2020.03-x86_64_aarch64-rockchip-linux-gnu/bin/aarch64-rockchip-linux-gnu-

# 关键: 设置 LD_LIBRARY_PATH，否则 cc1 会报 libisl.so.15 找不到
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/zlg/m3568-sdk-v1.0.0-ga/gcc-buildroot-9.3.0-2020.03-x86_64_aarch64-rockchip-linux-gnu/lib:$LD_LIBRARY_PATH

验证编译器是否可用：

bash 复制代码 
echo 'int main(){return 0;}' > /tmp/test.c
${CROSS_COMPILE}gcc /tmp/test.c -o /tmp/test
file /tmp/test
# 应输出: ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64

步骤四：配置 Valgrind

bash 复制代码 
cd /tmp/valgrind-3.22.0

./configure \
  --host=aarch64-rockchip-linux-gnu \
  --prefix=/opt/massif \
  CC="${CROSS_COMPILE}gcc" \
  CXX="${CROSS_COMPILE}g++" \
  AR="${CROSS_COMPILE}ar" \
  LD="${CROSS_COMPILE}ld" \
  RANLIB="${CROSS_COMPILE}ranlib" \
  STRIP="${CROSS_COMPILE}strip" \
  --enable-only64bit

configure 成功后应看到：

复制代码 
Primary build target: ARM64_LINUX
Version: 3.22.0

步骤五：编译

bash 复制代码 
make -j$(nproc)

步骤六：安装到临时目录

bash 复制代码 
make install DESTDIR=/tmp/valgrind-install

步骤七：精简安装包 (可选但推荐)

strip 二进制文件并删除开发文件，从 210M 精简到 23M：

bash 复制代码 
STRIP=${CROSS_COMPILE}strip

# Strip ELF 二进制文件
for f in /tmp/valgrind-install/opt/massif/bin/*; do
  file "$f" | grep -q "ELF" && $STRIP "$f"
done

for f in /tmp/valgrind-install/opt/massif/libexec/valgrind/*; do
  file "$f" | grep -q "ELF" && $STRIP "$f"
done

# 删除运行时不需要的文件
rm -rf /tmp/valgrind-install/opt/massif/include
rm -rf /tmp/valgrind-install/opt/massif/lib/pkgconfig
rm -rf /tmp/valgrind-install/opt/massif/share/doc
rm -rf /tmp/valgrind-install/opt/massif/share/man
rm -f  /tmp/valgrind-install/opt/massif/lib/valgrind/*.a

步骤八：部署到 ARM 板

bash 复制代码 
# 在 ARM 板上创建目录
ssh root@<ARM_IP> "mkdir -p /opt/massif"

# 拷贝文件
scp -r /tmp/valgrind-install/opt/massif/* root@<ARM_IP>:/opt/massif/

# 添加到 PATH (写入 /etc/profile 持久化)
ssh root@<ARM_IP> 'echo "export PATH=/opt/massif/bin:\$PATH" >> /etc/profile'

步骤九：验证

bash 复制代码 
ssh root@<ARM_IP> "
export PATH=/opt/massif/bin:\$PATH
valgrind --version
# 应输出: valgrind-3.22.0
"

使用方法

基本 Massif 堆分析

bash 复制代码 
# 运行 massif 分析程序的堆内存使用
valgrind --tool=massif --massif-out-file=/tmp/massif.out ./your_program

# 查看分析结果
ms_print /tmp/massif.out

常用 Massif 参数

bash 复制代码 
# 设置快照间隔 (默认基于指令数)
valgrind --tool=massif --time-unit=ms ./your_program

# 跟踪栈内存 (默认只跟踪堆)
valgrind --tool=massif --stacks=yes ./your_program

# 设置分析粒度
valgrind --tool=massif --detailed-freq=1 ./your_program

# 设置堆分析深度
valgrind --tool=massif --depth=10 ./your_program

# 监控特定分配函数
valgrind --tool=massif --alloc-fn=my_alloc ./your_program

其他可用工具

由于安装的是完整 Valgrind，以下工具也可使用：

  • memcheck : 内存错误检测 (valgrind --tool=memcheck ./program)
  • cachegrind : 缓存分析 (valgrind --tool=cachegrind ./program)
  • callgrind : 调用图分析 (valgrind --tool=callgrind ./program)
  • helgrind : 线程错误检测 (valgrind --tool=helgrind ./program)
  • drd : 线程错误检测 (valgrind --tool=drd ./program)
  • dhat : 动态堆分析 (valgrind --tool=dhat ./program)

移植到其他 ARM 板

前提条件

目标板需满足：

  • 架构: aarch64 (ARM 64-bit)
  • glibc: >= 2.29
  • 内核: >= 4.19

快速移植步骤

bash 复制代码 
# 1. 在当前 ARM 板上打包
ssh root@<SOURCE_ARM_IP> "cd /opt && tar czf /tmp/massif-aarch64.tar.gz massif/"

# 2. 拷贝到本机
scp root@<SOURCE_ARM_IP>:/tmp/massif-aarch64.tar.gz /tmp/

# 3. 拷贝到目标板
scp /tmp/massif-aarch64.tar.gz root@<TARGET_ARM_IP>:/tmp/

# 4. 在目标板上解压
ssh root@<TARGET_ARM_IP> "cd /opt && tar xzf /tmp/massif-aarch64.tar.gz"

# 5. 添加到 PATH
ssh root@<TARGET_ARM_IP> 'echo "export PATH=/opt/massif/bin:\$PATH" >> /etc/profile'

# 6. 验证
ssh root@<TARGET_ARM_IP> "export PATH=/opt/massif/bin:\$PATH && valgrind --version"

安装目录结构

复制代码 
/opt/massif/                        (总大小约 23M)
├── bin/                            (可执行文件)
│   ├── valgrind                    (主程序入口)
│   ├── ms_print                    (massif 结果格式化输出, Perl脚本)
│   ├── vgdb                        (valgrind GDB 连接器)
│   ├── callgrind_annotate          (callgrind 结果分析)
│   ├── callgrind_control           (callgrind 控制)
│   ├── cg_annotate                 (cachegrind 结果分析)
│   ├── cg_diff                     (cachegrind 结果对比)
│   ├── cg_merge                    (cachegrind 结果合并)
│   ├── valgrind-di-server          (调试信息服务)
│   └── valgrind-listener           (远程监听)
├── lib/
│   └── valgrind/                   (suppression 文件等)
│       ├── default.supp
│       └── *.supp
├── libexec/
│   └── valgrind/                   (工具核心文件)
│       ├── massif-arm64-linux      (massif 工具核心, 静态链接)
│       ├── vgpreload_massif-arm64-linux.so
│       ├── memcheck-arm64-linux
│       ├── vgpreload_memcheck-arm64-linux.so
│       ├── cachegrind-arm64-linux
│       ├── callgrind-arm64-linux
│       ├── helgrind-arm64-linux
│       ├── drd-arm64-linux
│       ├── dhat-arm64-linux
│       ├── lackey-arm64-linux
│       ├── none-arm64-linux
│       ├── vgpreload_core-arm64-linux.so
│       └── *.xml                   (GDB 描述文件)
└── share/
    └── valgrind/                   (支持文件)

依赖说明

  • valgrind 主程序: 动态链接，仅依赖 libc.so.6 (ARM 板系统自带)
  • massif-arm64-linux 等工具核心: 静态链接，无外部依赖
  • ms_print: Perl 脚本，需要 ARM 板上有 Perl 解释器（大部分嵌入式系统都有）
  • 无需额外安装任何依赖库

故障排除

1. configure 报错 "C compiler cannot create executables"

原因: 缺少 libisl.so.15

解决: 设置 LD_LIBRARY_PATH 指向交叉编译工具链的 lib 目录

2. ARM 板上运行报 "Permission denied"

bash 复制代码 
chmod +x /opt/massif/bin/*
chmod +x /opt/massif/libexec/valgrind/*

3. ms_print 报错 "perl not found"

bash 复制代码 
# 检查 perl 路径
which perl
# 如果路径不是 /usr/bin/perl，修改 ms_print 第一行

4. valgrind 运行报 FATAL 错误

检查内核版本是否 >= 4.19，glibc 版本是否 >= 2.29

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