构建 OpenWrt

OpenWrt 是一款路由器操作系统。如果你想要给自己的路由器安装 OpenWrt 的话，一般来说使用别人已经构建好的 OpenWrt 固件就够用了。当然如果你闲得没事干，那么也可以自己构建固件。

Prerequisites

• CPU：必须为 amd64 架构
• 操作系统：Ubuntu 22.04
• 非 root 环境
• 15 GB 空闲空间

Build

1. 安装依赖：

   sudo apt update -y
   sudo apt full-upgrade -y
   sudo apt install -y ack antlr3 asciidoc autoconf automake autopoint binutils bison build-essential \
     bzip2 ccache clang cmake cpio curl device-tree-compiler ecj fastjar flex gawk gettext gcc-multilib \
     g++-multilib git gnutls-dev gperf haveged help2man intltool lib32gcc-s1 libc6-dev-i386 libelf-dev \
     libglib2.0-dev libgmp3-dev libltdl-dev libmpc-dev libmpfr-dev libncurses5-dev libncursesw5 \
     libncursesw5-dev libpython3-dev libreadline-dev libssl-dev libtool lld llvm lrzsz mkisofs msmtp \
     nano ninja-build p7zip p7zip-full patch pkgconf python2.7 python3 python3-pip python3-ply \
     python3-docutils python3-pyelftools qemu-utils re2c rsync scons squashfs-tools subversion swig \
     texinfo uglifyjs upx-ucl unzip vim wget xmlto xxd zlib1g-dev zstd
   

2. 克隆源代码库。OpenWrt 项目有多个子分支。ImmportalWrt 是根据国人需求改进的 OpenWrt 分支，ImmportalWrt-MT798X 是 hanwckf 大佬在 ImmportalWrt 的基础上为 MediaTek MT798X 系列芯片做的适配。

   %%{init: { 'gitGraph': {'mainBranchName': 'OpenWrt', 'showCommitLabel': false }} }%%
   gitGraph
   commit
   commit

   branch ImmortalWrt
   commit
   commit tag: "v21.02"

   branch ImmortalWrt-MT798X
   commit
   commit
   commit

   checkout OpenWrt
   commit
   checkout ImmortalWrt
   commit

   克隆你需要的库：

   # OpenWrt
   git clone -b <branch> --single-branch --filter=blob:none https://github.com/openwrt/openwrt.git
   cd openwrt
   
   # ImmortalWrt
   git clone -b <branch> --single-branch --filter=blob:none https://github.com/immortalwrt/immortalwrt
   cd immortalwrt
   
   # ImmortalWrt-798X
   git clone --filter=blob:none https://github.com/hanwckf/immortalwrt-mt798x
   cd immortalwrt-mt798x
   

   branch:

   • OpenWrt Branches
   • ImmortalWrt Branches

3. 更新 feeds。feeds 配置了我们想要安装的插件。

   1. 编辑 feeds 配置文件 feeds.conf（可省略）

   2. 更新并安装 feeds：

   # 获取 feeds.conf / feeds.conf.default 中定义的所有最新软件包定义
   ./scripts/feeds update -a  # 请确认命令是否执行成功
   
   # 将所有获取的软件包的符号链接安装到 package/feeds/ 中
   ./scripts/feeds install -a
   

4. 配置构建选项：

   make menuconfig  # 为工具链、目标系统和固件包选择首选配置
   

   方向键选中条目，回车键应用下方的操作，左右键切换操作。

   1. 首先要配置构建系统的目标平台。通过 Target System、Subtarget、Target Profile 三个选项一起配置。

      • Target System：构建系统的目标架构，通常指定你要为其构建固件的硬件平台类型。例如，常见的目标系统包括 Atheros AR7xxx/AR9xxx、Broadcom BCM27xx、MediaTek Ralink MIPS 等等。

      1. Subtarget：有些目标系统会有不同的子目标，它们代表了更具体的硬件配置或者变种。例如，对于某些 SoC，不同的子目标可能代表不同的芯片型号或者不同的硬件功能。

      2. Target Profile：目标配置文件进一步细化到了具体的设备级别。它通常包括了特定设备的硬件特性和配置，例如内存大小、闪存布局、网卡配置等。

      以我的 Redmi AX6000 为例，对构建系统配置如下：

      • Target System: MediaTek Ralink ARM
      • Subtarget: MT7986
      • Target Profile: Xiaomi Redmi Router AX6000

   2. 接下来要配置目标固件镜像格式（Target Image）。这里介绍一下常用的选项：

      Root filesystem images

      将构建的 OpenWrt 系统的根目录 / 打入映像文件。这里我们可以选择磁盘映像内的文件系统：

      • ext4：一种常用的 Linux 文件系统，支持读写操作。如果你的固件要刷入 PC 机或虚拟机，那么可以使用这种文件系统。

      • squashfs：一种只读的压缩文件系统，常用于嵌入式设备以减少存储空间占用。

        • Build GRUB EFI images：构建适用于 EFI（UEFI 前身）硬件的 x86 平台的 GRUB 引导镜像。现在的嵌入式设备都是 EFI 了。

          • Build LiveCD image (ISO)：构建一个可引导的 ISO 镜像文件，如果你要往 PC 机刷固件的话可以用这种格式
          • Build VMware image files (VMDK)：构建适用于 VMware 虚拟机的 VMDK 镜像文件
          • GZip Images：将生成的固件映像文件进行 GZip 压缩

   3. 上面的配置都与你的目标平台有关。从现在开始你可以定制自己的 OpenWrt 了。这里我们主要编辑的是 LuCI 的 Collections、Applications 和 Themes 配置。

      • * 表示将模块包含进固件（按 Y）
      • M 表示模块将单独编译，不会包含进固件（按 M）
      • （空白）表示不编译该模块（按 N）

      首先将 LuCI -> Collections -> LuCI 选中，这将启用 LuCI Web 配置界面。接下来在 LuCI -> Applications 中选中你喜欢的插件。然后在 LuCI -> Themes 中选择你喜欢的主题。最后在 LuCI -> Modules -> Translations 选择语言。

   4. 配置完成后退出并保存。配置文件将被保存到项目根目录下的 .config 文件中。

   更多关于插件的解释可以参见：OpenWrt 编译 LuCI -> Applications 添加插件应用说明-L大【2022.11.28】| 恩山无线论坛

5. 构建固件

   make -j $(($(nproc)+1)) download world  # 下载依赖，然后使用多线程构建
   

   编译过程需要 2 个小时左右。

   该命令会：

   1. 编译工具链
   2. 然后用这个工具链交叉编译源文件
   3. 创建 opkg 软件包
   4. 创建镜像

Artifacts

• 构建产物位于 bin/targets/{platform}/{subtarget}/ 目录中。
• 构建时生成的工具链位于 staging_dir/toolchain-{arch}_gcc-{gcc-version}_musl

一个完整的 OpenWrt 固件由两部分组成：rootfs（根文件系统）和 kernel（内核）。这两部分共同组成了设备启动和运行所需的基本软件环境。

• 内核：openwrt-{arch}-kernel.bin
• 根文件系统：openwrt-{arch}-squashfs-rootfs.bin

在实际使用中，OpenWrt 通常会将这两部分结合起来生成一个完整的固件映像文件，例如：

• openwrt-{arch}-squashfs-sysupgrade.bin：用于系统升级的固件映像。
• openwrt-{arch}-squashfs-factory.bin：用于初次刷入设备的固件映像。
• openwrt-{arch}-combined.bin：一些平台会生成结合了内核和根文件系统的单一镜像文件。

此外，在构建过程中 OpenWrt 还会生成一些元数据文件：

• config.buildinfo 记录了构建过程中使用的所有配置选项
• feeds.buildinfo 记录了构建过程中使用的所有软件包源
• openwrt-{arch}.manifest 记录了构建过程中所选的所有软件包及其版本信息
• packages 文件夹包含了根据你的配置编译和打包的所有软件包
• sha256sums 包含了所有生成文件的 SHA-256 校验和
• version.buildinfo 记录了当前构建所使用的 OpenWrt 版本信息，包括主版本号、分支名称、Git 提交哈希等。
• profiles.json 包含了构建目标（profiles）的详细信息。这对于了解支持的设备、生成的固件以及配置特性非常有用。

Clean

在开始新的构建前，你可能想要清理上次构建的产物。

• 清理构建产物：

  make clean  # 删除 /bin 和 /build_dir 中的内容
  

• 完全清理：

  make dirclean  # 删除 /bin、/build_dir、/staging_dir（工具和交叉编译工具链）、/tmp（有关软件包的数据）和 /logs 中的内容
  

Appandix

一些名词：

• Stock firmware：原厂固件

• Stock layout：原厂分区（容量较小）

• Uboot layout：U-Boot 大分区（容量较大）

参见：OpenWrt 文件名格式，安装固件前了解 | 喵二

预编译固件：

• OpenWrt Firmware Selector

• ImmortalWrt Firmware Selector

• iStoreOS

• U-Boot：OpenWrt 官方开发了一个 U-Boot，而恩山论坛的大佬们也开发了自己的 U-Boot。OpenWrt 官方的 U-Boot 叫 OpenWrt U-Boot，而恩山大佬们开发的 U-Boot 叫 Custom U-Boot。

• flash.layout

• Breed：另一种 U-Boot

Web 配置界面：

• LuCI：

  

• iStore：

  

参见：

• OpenWrt | GitHub
• ImmortalWrt | GitHub
• 固件构建快速入门 | OpenWrt Docs
• Build system usage | OpenWrt Docs
• OpenWrt 固件自编译教程：从入门到酸爽！| 喵斯基部落

Troubleshooting

Ubuntu 24.04 无法安装 Python2.7

参见：Ubuntu 24.04 安装 Python 2.7