构建 OpenWrt

OpenWrt 是一个基于 Linux 的路由器操作系统。如果只是想给自己的路由器安装 OpenWrt 的话，使用别人预构建的 OpenWrt 固件就可以了。当然如果你闲得没事干，也可以自己构建固件。下面记录了构建 OpenWrt 固件的过程。

Prerequisites

CPU：必须为 AMD64 架构
操作系统：Ubuntu 22.04
非 root 用户
15 GB 空闲磁盘空间

Build

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

注意，Ubuntu 24.04 有些库会安装失败，需要手动安装。
如果使用 WSL 构建，一定要重设 PATH 环境变量使其不包含 Windows 带空格的路径。参见：Build system setup WSL | OpenWrt

克隆源代码库

OpenWrt 项目有多个子分支。其中：
- ImmportalWrt 是根据国人需求改进的 OpenWrt 分支。
- 本文用到的 ImmportalWrt-MT798X 是 @hanwckf 在 ImmportalWrt v21.02 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

更新 feeds

（可跳过）编辑 feeds 配置文件 feeds.conf。在这里可以配置你想要安装的插件。
更新并安装 feeds：

# 更新 feeds.conf / feeds.conf.default 中定义的软件包源的索引
./scripts/feeds update -a  # 请确认命令是否执行成功

# 根据更新后的索引从源中下载并安装所有包到 package/feeds 目录
./scripts/feeds install -a

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. 首先配置构建系统的目标平台。需要设置 Target System、Subtarget、Target Profile 三个选项。
  - Target System：构建系统的目标架构，指定你要构建的固件的硬件平台类型。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，代表更具体的硬件配置或变种。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，指定具体的设备级别。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，构建系统的配置如下：
  - Target System: MediaTek Ralink ARM
  - Subtarget: MT7986
  - Target Profile: Xiaomi Redmi Router AX6000
2. 接下来配置目标固件镜像格式（Target Image）。这里介绍一下常用选项：
  
  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：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。这里我们主要修改 LuCI 菜单下的 Collections、Applications 和 Themes 配置。
  - * 表示将模块包含进固件（按 Y）
  - M 表示将模块单独编译，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
构建固件
```
make -j$(nproc)  # 下载依赖，然后使用多线程构建
```
构建过程需要 2 个小时左右。

该命令会：
1. 编译工具链
2. 用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

在实践中，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（删除 /bin 和 /build_dir 中的内容）：
```
make clean
```
完全清理（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）：
```
make dirclean
```

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

可以在这里找到预构建的固件：

OpenWrt Firmware Selector
ImmortalWrt Firmware Selector
iStoreOS
U-Boot：OpenWrt 官方开发一个 U-Boot，而恩山论坛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