一、 简介

openWRT是一个堪入式设备的linux发行版，开发团队每年至少发行一个新版本，现在最新版本版本号是LEDE 。
接下来我将会介绍怎样为一个设备安装openWRT系统。

二、准备

• 准备一台linux主机， 可以是Ubuntu、Debian、 Gentoo、 Centos 等等。
• 为主机安装以下必需的软件：
• • 1. AsciiDoc 是一种文本文档格式，可以用于书写文档，文章，手册，书籍和UNIX手册。
• • 2.GUN Bash 大家都认识。
• • 3.GUN Binutils 是一整套的编程语言工具程序，用来处理各种格式的目标文件，其中包括汇编器和链接器。
• • 3.bzip2 bz格式文件压缩或解压缩工具。
• • 5.flex 是词法分析工具，用于编译程序语言。
• • 6.git 大家都认识。
• • 7.g++ 、gcc 、 make、 unzip 这些都是熟人
• • 8.ncurses 提供字符终端处理库。
• • 9.openssl/ssl.h 安全软件包，应用程序可以使用这个包来进行安全通信，避免窃听。
• • 10.gettext 是一种国际化与本地化系统，在类Unix系统中编写多语言程序时经常被使用。

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通过以下方法安装所需软件包

• • UBUNTU 18.4 LTS :
    sudo apt-get install subversion build-essential libncurses5-dev zlib1g-dev gawk git ccache gettext libssl-dev xsltproc zip
• • Debian 9.4 Stretch :
    sudo apt install build-essential libncurses5-dev gawk git libssl-dev gettext zlib1g-dev swig unzip time
• • Centos x86-64 (some packages require EPEL)
    yum install binutils bzip2 gcc gcc-c++ gawk gettext flex ncurses-devel zlib-devel zlib-static make patch unzip perl-ExtUtils-MakeMaker glibc glibc-devel glibc-static ncurses-libs sed sdcc intltool sharutils bison wget git-core openssl-devel xz

• 下载openWRT源代码
  git clone https://git.openwrt.org/openwrt/openwrt.git

• • 可以指定代码分支
    例如： lede-17.01 : git checkout lede-17.01
    openwrt-18.06: git checkout openwrt-18.06

三、了解openWRT

目录结构

• openwrt包含以下几个顶层目录：

目录	含义
config	这是编译选项配置文件: 包含全局编译设置，开发人员设置和内核编译设置
include	包含准备环境脚本，下载补丁脚本，编译Makefile和编译指令
package	各种功能的软件包，软件包仅包含Makefile、补丁及配置文件
scripts	包含准备环境脚本、下载补丁脚本、编译Makefile以及编译指令
target	嵌入式平台，包含特定的嵌入式平台内容
toolchain	编译器和C库，例如包含编译工具gcc和glibc库
tools	通用命令，用来生成固件的辅助工具，如patch/make/spuashfs等

• 编译之后会增加以下目录：

目录	含义
dl	下载软件代码包目录，软件包编译前会将包下载到该目录。
build_dir	编译时的中间文件目录，软件包编译时会将代码包解压到该目录。
staging_dir	编译安装目录，文件安装到这里，并根据这里的文件生成最终编译结果。

• 脚本文件目录概说

脚本文件	含义
scripts/download.pl	下载编译软件包源代码脚本
scpipts/patch-kernel.sh	打补丁的脚本
scripts/feeds	扩展软件包工具，用于下载和安装扩展软件包
scripts/diffconfig.sh	收集和默认配置不同的脚本
scripts/kconfig.pl	处理内核配置的脚本
scripts/deptest.sh	软件包依赖项检查
scripts/metadata.pl	检查metadata脚本
scripts/rstrp.sh	裁剪目标文件中的符号、使固件变小
scripts/timestamp.pl	生成文件的时间戳
scripts/ipkg-make-index.sh	生成目标系统应用包ipk索引，在使用opkg安装应用时使用
scripts/ext-toolchain.sh	工具链
scripts/stip-kmod.sh	删除内核模块的符号信息，使固件变小

编译流程

1.编译环境检查
2.生成交叉编译链
3.下载需要编译的代码包
4.打补丁
5.编译及生成固件

• • 输入命令 make defconfig; make openWRT就会生成一个默认配置的固件

编译配置

openWRT自动完成上面1 - 5五个步骤， 如果要自定义配置，输入make menuconfig就可以通过配置界面自定义。要为设备安装适合的openWRT系统，就必须进行适合的配置。

进入openwrt目录，make menuconfig 会显示如下界面：

make_menuconfig.jpg

配置选项定义

配置选项	含义
Target System	目标平台，对应目录openwrt/target/linux 里的目录
Subtarget	目录 openwrt/target/linux/(目标) 里的子目录，定义特定目标
Target Profile	目标描述文件，在subtarget目录下面的profile目录中
Target Images	编译生成目标固件的控制选项
Global build settings	全局编译设置，按默认设置进行编译就可以
Advanced configuration options	高级配置选项，无需理会
Build the OpenWrt Image Builder	可以编译出一个编译系统供其它主机安装
Build the OpenWrt SDK	编译生成SDK开发包，提供给其它主机进行应用开发
Package the OpenWrt-based Toolchain	生成开发工具链包，提供给其它主机进行应用开发
Image configuration	控制是否打开feed.conf中的模块
Base system	基本软件包选择，主要是busybox组件
Boot Loaders	引导系统的系统，不用管它
Development	开发包、开发工具，如gcc、gdb之类
Firmware	特定硬件的固件
Kernel modules	内核模块、内核配置选项
Languages	软件开发语言选择
Libraries	动态链接库选择
Network	网络功能模块选择
Utillities	一些实用工具模块

四、了解设备

要想正确编译出OpenWrt固件，需要熟识openwrt/target/linux目录下的目标平台目录，目标平台目录相当于设备的描述文件，能正确选择合适的平台，则要熟识设备。

有一个新设备，想要了解它，就需要取得一些权限

1. ssh/telnet 的权限，如果有ssh/telnet权限就可以获知设备更多的硬件信息
2. 串口的权限，如果有串口控制的权限就可以通过串口控制bootloader
3. JTAG接口，利用JTAG软件通过JTAG接口烧录falsh

有了上面的权限，可以收集到设备更多的信息

在编译OpenWrt前，需要知道：

1. 设备是基于什么目标平台，例如ARM、MIPS、X86，用的SOC是什么型号，例如AR9331、QCA9531，知道型号后，可以查阅相关SOC的Datasheet，深入了解SOC的结构和功能，弄清楚设备使用什么型号CPU，什么类型存存器，搭载了什么类型的网络设备。
2. 设备使用那些GPIO控制LED？
3. 设备是否有特殊的SPI设备？ I2C设备？
4. GPIO连接的其它设备？

五、 GPIOS

GPIO 是通用型输入输出的简称，使用者可以很方便的通过GPIO接口控制多种外部设备，如：舵机、LED等。

GPIO LED

使用下面脚本可以检测到LED灯是和那个GPIO相连接的

#!/bin/sh
GPIOCHIP=0
BASE=$(cat /sys/class/gpio/gpiochip${GPIOCHIP}/base)
NGPIO=$(cat /sys/class/gpio/gpiochip${GPIOCHIP}/ngpio)
max=$(($BASE+$NGPIO))
gpio=$BASE
while [ $gpio -lt $max ] ; do
    echo $gpio > /sys/class/gpio/export
    [ -d /sys/class/gpio/gpio${gpio} ] && {
        echo out > /sys/class/gpio/gpio$gpio/direction

        echo "[GPIO$gpio] Trying value 0"
        echo 0 > /sys/class/gpio/gpio$gpio/value
        sleep 3s

        echo "[GPIO$gpio] Trying value 1"
        echo 1 > /sys/class/gpio/gpio$gpio/value
        sleep 3s

        echo $gpio > /sys/class/gpio/unexport
    }
    gpio=$((gpio+1))
done

这个脚本的原理是遍历设备所有GPIO接口，对接口分别输出低电平和高电平，观察到LED到产生变化时，记录下产生变化时遍历到的GPIO编号，最后就能找出所有和LED有连接的GPIO。

GPIO 按钮

使用下面的脚本可以找出和按钮连接的GPIO接口

#!/bin/sh
GPIOCHIP=0
BASE=$(cat /sys/class/gpio/gpiochip${GPIOCHIP}/base)
NGPIO=$(cat /sys/class/gpio/gpiochip${GPIOCHIP}/ngpio)
max=$(($BASE+$NGPIO))
gpio=$BASE
while [ $gpio -lt $max ] ; do
    echo $gpio > /sys/class/gpio/export
    [ -d /sys/class/gpio/gpio${gpio} ] && {
        echo in > /sys/class/gpio/gpio${gpio}/direction
        echo "[GPIO${gpio}] value $(cat /sys/class/gpio/gpio${gpio}/value)"
        echo ${gpio} > /sys/class/gpio/unexport
    }
    gpio=$((gpio+1))
done

脚本使用方法：

1. 执行脚本，将会输出所有GPIO接口的当前状态。
2. 按下按钮，保持按下状态。
3. 再次执行脚本，脚本输出GPIO状态。
4. 对照两次脚本输出，状态变化的GPIO接口就是和按钮相关。
5. 记录下来。

六、例子

参考 [dragino] (www.dragino.com) 板子的例子

1. 在target目录里找出和dragino相关的文件

   grep -lri dragino target/

   grep搜索结果如下：

   target/linux/ar71xx/base-files/etc/board.d/01_leds
   target/linux/ar71xx/base-files/etc/diag.sh
   target/linux/ar71xx/base-files/lib/upgrade/platform.sh
   target/linux/ar71xx/base-files/lib/ar71xx.sh
   target/linux/ar71xx/files/arch/mips/ath79/mach-dragino2.c
   target/linux/ar71xx/files/arch/mips/ath79/Kconfig.openwrt
   target/linux/ar71xx/files/arch/mips/ath79/Makefile
   target/linux/ar71xx/files/arch/mips/ath79/machtypes.h
   target/linux/ar71xx/config-4.14
   target/linux/ar71xx/image/generic.mk
   target/linux/ar71xx/generic/config-default

2. 重要文件

（1）/target/linux/<arch_name>/base-files/etc/…

       这个目录的文件是要和固件的/etc目录集成到一起的，包含了以下的子目录和文件：

       * …board.d/ 包含一些用来定义硬件的脚本，例如LED、网络接口
       * …hotplug.d/ 包含一些定义热插拔的脚本
       * …init.d/  包含开机启动脚本
       * …uci-defaults/ 包含一些默认的uci配置文件
       * …diag.sh 各个板子的错误代码LED指示脚本

（2）/target/linux/<arch_name>/base-files/lib/…

        这个目录的文件将会和固件中的/lib目录集成在一起，它包含如下目录和文件：

        *…<arch_name>.sh 和体系相关联的应用脚本
        *…preinit/  当前体系通用的前置启动脚本
        *…upgrade/ 当前体系通用的固件升级脚本

（3）/target/linux/<arch_name>/dts/

      包含设备描述源文件，有些DTS文件如果在上游的linux目录里出现过，就不会出现在这里
      
      可以使用命令`make target/linux/{clean,prepare}`下载和更新DTS

（4）/target/linux/<arch_name>/image/

       固件映象配置文件

（5）/target/linux/<arch_name>/<board_name>/

      目录如存在，则保存和当前设备相关的独立配置文件

（6）/target/linux/<arch_name>/modules.mk

     Linux模块配置文件