Openwrt 初探

最近想研究一下Openwrt，于是开始搭建openwrt环境，虽然现在没有现成的板子，但是

可以先编译起来。

openwrt的特点是基于下载 -> patch -> 编译 的一个工作模式，openwrt整个包一开始下载下来也不是很大，因为里面

基本上没有源码，要在编译的时候下载。

看了别人的帖子，都推荐使用svn从官网下载源码，

svn co svn://svn.openwrt.org/openwrt/trunk/

但是实际测试发现它的速度太慢了，为了得到官方的源码，从github上找到了它：

https://github.com/openwrt-mirror/openwrt

将它下载下来之后，要安装一些必要的包来编译它，我使用的是ubuntu12.04.

sudo apt-get install flex g++ gawk zlib1g-dev libncurses5-dev libssl-dev subversion

先看一下它的目录树：

tree -d -L
.
├── config
├── docs
├── include
│   └── site
├── package
│   ├── base-files
│   ├── boot
│   ├── devel
│   ├── firmware
│   ├── kernel
│   ├── libs
│   ├── network
│   ├── system
│   └── utils
├── scripts
│   ├── config
│   └── flashing
├── target
│   ├── imagebuilder
│   ├── linux
│   ├── sdk
│   └── toolchain
├── toolchain
│   ├── binutils
│   ├── gcc
│   ├── gdb
│   ├── glibc
│   ├── insight
│   ├── kernel-headers
│   ├── musl
│   ├── uClibc
│   └── wrapper
└── tools
    ├── autoconf
    ├── automake
    ├── b43-tools
    ├── bc
    ├── bison
    ├── ccache
    ├── cloog
    ├── cmake
    ├── dosfstools
    ├── e2fsprogs
    ├── elftosb
    ├── findutils
    ├── firmware-utils
    ├── flex
    ├── flock
    ├── genext2fs
    ├── gengetopt
    ├── gmp
    ├── include
    ├── libelf
    ├── libtool
    ├── lzma
    ├── lzma-old
    ├── m4
    ├── missing-macros
    ├── mkimage
    ├── mklibs
    ├── mm-macros
    ├── mpc
    ├── mpfr
    ├── mtd-utils
    ├── mtools
    ├── padjffs2
    ├── patch
    ├── patchelf
    ├── patch-image
    ├── pkg-config
    ├── ppl
    ├── qemu
    ├── quilt
    ├── scons
    ├── sed
    ├── sparse
    ├── squashfs
    ├── squashfs4
    ├── sstrip
    ├── upslug2
    ├── upx
    ├── wrt350nv2-builder
    ├── xz
    └── yaffs2

首先是更新一下feed：

./scripts/feeds update -a
./scripts/feeds install -a

这里的-a表示更新所有的feed，那么这里有哪些feed呢，可以从log里面看出来：

tan@love:~/openwrt-git/openwrt$ scripts/feeds update -a
Updating feed 'packages' from 'https://github.com/openwrt/packages.git' ...
Cloning into './feeds/packages'...
remote: Counting objects: , done.
remote: Compressing objects: % (/), done.
remote: Total  (delta ), reused  (delta ), pack-reused
Receiving objects: % (/), 2.00 MiB |  KiB/s, done.
Resolving deltas: % (/), done.
Create index file './feeds/packages.index'
Collecting package info: done
Collecting target info: done
Updating feed 'luci' from 'https://github.com/openwrt/luci.git' ...
Cloning into './feeds/luci'...
remote: Counting objects: , done.
remote: Compressing objects: % (/), done.
remote: Total  (delta ), reused  (delta ), pack-reused
Receiving objects: % (/), 8.42 MiB |  KiB/s, done.
Resolving deltas: % (/), done.
Create index file './feeds/luci.index'
Collecting package info: done
Collecting target info: done
Updating feed 'routing' from 'https://github.com/openwrt-routing/packages.git' ...
Cloning into './feeds/routing'...
remote: Counting objects: , done.
remote: Compressing objects: % (/), done.
Receiving objects: % (/), 242.46 KiB |  KiB/s, done.
remote: Total  (delta ), reused  (delta ), pack-reused
Resolving deltas: % (/), done.
Create index file './feeds/routing.index'
Collecting package info: done
Collecting target info: done
Updating feed 'telephony' from 'https://github.com/openwrt/telephony.git' ...
Cloning into './feeds/telephony'...
remote: Counting objects: , done.
remote: Compressing objects: % (/), done.
remote: Total  (delta ), reused  (delta ), pack-reused
Receiving objects: % (/), 140.49 KiB |  KiB/s, done.
Resolving deltas: % (/), done.
Create index file './feeds/telephony.index'
Collecting package info: done
Collecting target info: done
Updating feed 'management' from 'https://github.com/openwrt-management/packages.git' ...
Cloning into './feeds/management'...
remote: Counting objects: , done.
remote: Compressing objects: % (/), done.
remote: Total  (delta ), reused  (delta ), pack-reused
Unpacking objects: % (/), done.
Create index file './feeds/management.index'
Collecting package info: done
Collecting target info: done
Updating feed 'targets' from 'https://github.com/openwrt/targets.git' ...
Cloning into './feeds/targets'...
remote: Counting objects: , done.
remote: Compressing objects: % (/), done.
remote: Total  (delta ), reused  (delta ), pack-reused
Receiving objects: % (/), 130.80 KiB |  KiB/s, done.
Resolving deltas: % (/), done.
Create index file './feeds/targets.index'
Collecting package info: done
Collecting target info: done

可以从上面的网址看出来更新的feed。

更新feed后目录树的变化：

.
├── config
├── docs
├── feeds
│   ├── luci
│   ├── luci.tmp
│   ├── management
│   ├── management.tmp
│   ├── packages
│   ├── packages.tmp
│   ├── routing
│   ├── routing.tmp
│   ├── targets
│   ├── targets.tmp
│   ├── telephony
│   └── telephony.tmp
├── include
│   └── site
├── package
│   ├── base-files
│   ├── boot
│   ├── devel
│   ├── feeds
│   ├── firmware
│   ├── kernel
│   ├── libs
│   ├── network
│   ├── system
│   └── utils
├── scripts
│   ├── config
│   └── flashing
├── staging_dir
│   └── host
├── target
│   ├── imagebuilder
│   ├── linux
│   ├── sdk
│   └── toolchain
├── tmp
│   └── info
├── toolchain
│   ├── binutils
│   ├── gcc
│   ├── gdb
│   ├── glibc
│   ├── insight
│   ├── kernel-headers
│   ├── musl
│   ├── uClibc
│   └── wrapper
└── tools
    ├── autoconf
    ├── automake
    ├── b43-tools
    ├── bc
    ├── bison
    ├── ccache
    ├── cloog
    ├── cmake
    ├── dosfstools
    ├── e2fsprogs
    ├── elftosb
    ├── findutils
    ├── firmware-utils
    ├── flex
    ├── flock
    ├── genext2fs
    ├── gengetopt
    ├── gmp
    ├── include
    ├── libelf
    ├── libtool
    ├── lzma
    ├── lzma-old
    ├── m4
    ├── missing-macros
    ├── mkimage
    ├── mklibs
    ├── mm-macros
    ├── mpc
    ├── mpfr
    ├── mtd-utils
    ├── mtools
    ├── padjffs2
    ├── patch
    ├── patchelf
    ├── patch-image
    ├── pkg-config
    ├── ppl
    ├── qemu
    ├── quilt
    ├── scons
    ├── sed
    ├── sparse
    ├── squashfs
    ├── squashfs4
    ├── sstrip
    ├── upslug2
    ├── upx
    ├── wrt350nv2-builder
    ├── xz
    └── yaffs2

然后使用：

make menuconfig
make

编译的过程会持续好几个小时，因为编译的时候还需要在线下载工具包，如果网络慢的话就会

更慢了。

关于make的作用，README是这样说的：

Simply running "make" will build your firmware.
It will download all sources, build the cross-compile toolchain,
the kernel and all choosen applications.

中文手册是这样说的：

OpenWrt选择了另一种方式来生成固件：下载，打补丁，编译，一切从零开始，即使交叉编译链也是如此。

一开始下载openwrt源码的时候，也就大约300MB，但是里面基本上没有代码，大部分

都是配置文件。

openwrt的英文文档如下：

https://downloads.openwrt.org/kamikaze/docs/openwrt.html

在编译过程中，使用make -j V=99 可以加快编译速度，并且显示所有信息，

在编译的时候，我的swap被占满，并且报错，可能是因为屏幕上刷的太快导致的：

virtual memory exhaustedvirtual memory exhausted

不打开V=99的情况下，我的编译log如下：

tan@ubuntu:~/openwrt$ make -j4
 make[] world
 make[] target/compile
 make[] package/cleanup
 make[] -C target/linux compile
 make[] package/compile
 make[] -C package/system/opkg host-compile
 make[] -C package/libs/toolchain compile
 make[] -C package/kernel/gpio-button-hotplug compile
 make[] -C package/libs/ncurses host-compile
 make[] -C package/libs/libnl-tiny compile
 make[] -C package/utils/lua compile
 make[] -C package/libs/libjson-c compile
 make[] -C package/libs/lzo compile
 make[] -C package/libs/zlib compile
 make[] -C package/libs/ncurses compile
 make[] -C package/boot/uboot-ar71xx compile
 make[] -C package/firmware/linux-firmware compile
 make[] -C package/libs/ocf-crypto-headers compile
 make[] -C package/network/utils/iw compile
 make[] -C package/network/services/dropbear compile
 make[] -C package/libs/libpcap compile
 make[] -C package/network/utils/linux-atm compile
 make[] -C package/network/utils/resolveip compile
 make[] -C package/utils/busybox compile
 make[] -C package/libs/libubox compile
 make[] -C package/utils/util-linux compile
 make[] -C package/kernel/linux compile
 make[] -C package/libs/openssl compile
 make[] -C package/system/ubus compile
 make[] -C package/system/uci compile
 make[] -C package/utils/jsonfilter compile
 make[] -C package/system/mtd compile
 make[] -C package/system/opkg compile
 make[] -C package/network/config/netifd compile
 make[] -C package/system/ubox compile
 make[] -C package/utils/ubi-utils compile
 make[] -C package/network/services/hostapd compile
 make[] -C package/network/config/swconfig compile
 make[] -C package/network/services/odhcpd compile
 make[] -C package/network/utils/iwinfo compile
 make[] -C package/system/procd compile
 make[] -C package/system/fstools compile
 make[] -C package/base-files compile
 make[] -C package/boot/uboot-envtools compile
 make[] -C package/kernel/mac80211 compile
 make[] -C package/network/utils/iptables compile
 make[] -C package/network/services/dnsmasq compile
 make[] -C package/network/ipv6/odhcp6c compile
 make[] -C package/network/services/ppp compile
 make[] -C package/network/config/firewall compile
 make[] package/install
 make[] package/preconfig
 make[] target/install
 make[] -C target/linux install
 make[] package/index

最终会生成下面的文件（在bin文件夹内）：

由于我使用默认的配置，生成的文件太多，这里只给一个部分的截图

初次下载源代码，为了理解openwrt的架构和编译过程，下面做一下简要的分析：

openwrt是基于linux kernel的，并且使用uclibc作为c库。

注意到编译过程中生成了三个文件夹，那么他们分别是干什么的呢？

dl

build_dir

staging_dir

dl是在编译的时候下载文件的目录，这些文件都是编译所需要的，下面是它们的的一部分：

├── ath10k-firmware-da0f85d924226ee30c46e037120621c9e192b39e.tar.bz2
├── autoconf-2.69.tar.xz
├── automake-1.15.tar.xz
├── bc-1.06..tar.bz2
├── binutils-linaro-2.24.-2014.09.tar.xz
├── bison-3.0..tar.xz
├── broadcom-wl-4.150.10.5.tar.bz2
├── broadcom-wl-5.100..tar.bz2
├── busybox-1.23..tar.bz2
├── cmake-2.8.12.2.tar.gz
├── compat-wireless---.tar.bz2
├── dnsmasq-2.72.tar.gz
├── dropbear-2014.65.tar.bz2
├── e2fsprogs-1.42..tar.gz
├── findutils-4.4..tar.gz
├── firewall----165029cb8c0f1545628f44143aec965e64cef021.tar.gz
├── flex-2.5..tar.bz2
├── fstools----a5fa5b6144253726dcd7e769197eed787a723f5f.tar.gz
├── gcc-linaro-4.8-2014.04.tar.xz
├── gdb-linaro-7.6-2013.05.tar.bz2
├── genext2fs-1.4..tar.gz
├── gengetopt-2.22..tar.gz
├── gmp-5.1..tar.xz
├── hostapd---.tar.bz2
├── iptables-1.4..tar.bz2
├── ipw2100-fw-1.3.tgz
├── ipw2200-fw-3.1.tgz
├── iw-3.17.tar.xz
├── json-c-0.12.tar.gz
├── jsonfilter----cdc760c58077f44fc40adbbe41e1556a67c1b9a9.tar.gz
├── libelf-0.8..tar.gz
├── libiwinfo----40f2844fadc05f4a4de7699dbc12fee295b7057b.tar.gz
├── libpcap-1.5..tar.gz
├── libtool-2.4.tar.gz
├── libubox----b8d9b382e39823850331edc2a92379173daf1be3.tar.gz
├── linux-3.18..tar.xz
├── linux-atm-2.5..tar.gz
├── linux-firmware----f404336ba808cbd57547196e13367079a23b822c.tar.bz2
├── lua-5.1..tar.gz

注意到，这些都是从网上下载的，要注意保留，以后编译的时候就不用上网下载了。

而build_dir的作用就是存放上述这些压缩包的解压路径，也就是说，dl的包会解压到build_dir里面，

并且编译这些包。

其中，这里有三个目录：

tan@ubuntu:~/openwrt$ tree build_dir/ -d -L
build_dir/
├── host
├── target-mips_34kc_uClibc-0.9.33.2
└── toolchain-mips_34kc_gcc-4.8-linaro_uClibc-0.9.33.2

host目录是为了编译一些tools用于协助生成openwrt image

target目录是为目标主机编译用的，可以在目录上看到CPU的架构和所用的c库

toolchain是用来编译交叉编译器的

在staging_dir下面可以看到类似的三个目录：

tan@ubuntu:~/openwrt$ tree staging_dir/ -d -L
staging_dir/
├── host
├── target-mips_34kc_uClibc-0.9.33.2
└── toolchain-mips_34kc_gcc-4.8-linaro_uClibc-0.9.33.2

host目录下存放了一些编译主机上的一些工具（tools）

target 目录主要存放编译出来的firmware，是给目标机器用的

toolchain目录包含了交叉编译器，你可以在里面写一个简单的c文件，并且使用交叉编译器编译它，

生成的程序可以在目标机器上运行。

虽然不完全如此，可以将staging_dir的每个文件夹对应理解成build_dir的产物

这里有编译过程的大体介绍：

http://wiki.openwrt.org/doc/howto/build
http://downloads.openwrt.org/docs/buildroot-documentation.html

openwrt是一个高度定制版的buildroot，官网有它的介绍：

http://wiki.openwrt.org/about/toolchain

使用这个系统，可以基本做到全自动的编译过程。

bin目录下面的文件粗看可以分为两类：

openwrt-ar71xx-generic-a02-rb-w300n-squashfs-factory.bin
openwrt-ar71xx-generic-a02-rb-w300n-squashfs-sysupgrade.bin

其中这两个的区别是(转自http://see.sl088.com/wiki/Openwrt_factory%E5%9B%BA%E4%BB%B6/%E4%B8%BA%E4%BD%95%E5%85%88%E5%88%B7factory)：

factory是用来从原厂固件升级到openwrt用的。 sysupgrade是用来给openwrt升级用的

无论你是升级还是从官方方刷openwrt,openwrt-XXXXXXX-factory.bin的固件都是适用的。 而openwrt-XXXXXXX-sysupgrade.bin.固件只能用来升级用。如TTL救砖就不能用sysupgrade的固件。

其中这里又进一步说明了：

http://www.cnblogs.com/siikee/p/4224086.html

bin文件下还有很多ipk文件，这些文件是opkg包管理系统的文件，在openwrt

运行起来的时候可以使用opkg安装，用起来和debian的deb差不多。

另外，openwrt 官方说了，the bootloader is not part of OpenWrt

http://wiki.openwrt.org/doc/techref/bootloader

而且，bootloader对于每一个路由器都是不一样的，负责将最底层开起来。厂家也不见得会将最底层的

代码开源。

目前有很多卖修改好的openwrt路由器，一个卖点就是不死uboot，就是说

你的firmware不管怎么刷都可以恢复，它包括一个网页接口，可以上传firmware

到路由器上，这样大大方便了openwrt的调试。

openwrt的menuconfig是定制好的，项目在config**.in里面：

最后看看openwrt 的patch系统

package的很多子目录都包含这两个东西，patches 是一些patch，Makefile包含了下载地址和其他的一些信息。

当发现这些用户空间软件出问题的时候，为其加patch就可以了，

实际上linux kernel出问题时，也可以这样类似地对其加一些patch进去。