OpenWrt 系统编译与救砖指南

一、引言

OpenWrt 作为一个高度灵活且开源的嵌入式 Linux 操作系统，广泛应用于路由器、智能家居网关等网络设备。它打破了传统路由器固件功能单一的局限，允许用户根据自身需求定制系统，添加诸如科学上网、广告过滤、多设备管理等丰富功能。然而，在编译 OpenWrt 系统或刷写固件的过程中，稍有不慎就可能导致设备变砖，无法正常使用。本文将详细介绍 OpenWrt 系统的编译流程以及救砖方法，帮助读者安全、顺利地使用 OpenWrt 系统。

二、OpenWrt 编译环境准备

2.1 硬件要求

• 处理器：建议使用双核及以上处理器，如 Intel Core i3 或 AMD Ryzen 3 系列，以保证编译过程的效率。若处理器性能过低，可能导致编译时间过长甚至编译失败。

• 内存：至少 4GB 内存，推荐 8GB 或更高。编译过程中，系统会占用大量内存来处理源码和依赖项，内存不足容易引发编译中断。

• 存储：预留 50GB 以上的空闲磁盘空间。OpenWrt 源码及编译过程产生的文件会占用较多磁盘，确保有足够空间避免编译出错。

• 网络：稳定的互联网连接必不可少，用于下载 OpenWrt 源码、依赖包和软件库。

2.2 软件要求

2.2.1 操作系统选择

• Linux 系统：推荐使用 Ubuntu 20.04 LTS 或更高版本、Debian 11 或更高版本。这些系统具有良好的兼容性和稳定性，且软件包管理方便，便于安装编译所需的依赖项。

• Windows 系统：可通过 Windows Subsystem for Linux 2（WSL2）安装 Ubuntu 等 Linux 发行版，在 Windows 环境中模拟 Linux 编译环境，但部分功能可能存在限制。

2.2.2 安装必要软件包

在 Ubuntu 或 Debian 系统中，打开终端，依次执行以下命令安装编译所需的软件包：

sudo apt-get update

sudo apt-get install -y build-essential asciidoc binutils bzip2 gawk gettext git libncurses5-dev libz-dev patch unzip zlib1g-dev lib32gcc1 libc6-dev-i386 subversion flex uglifyjs git-core gcc-multilib p7zip p7zip-full msmtp libssl-dev texinfo libglib2.0-dev xmlto qemu-utils python3 python3-pip python3-setuptools python3-wheel python3-cryptography python3-pyparsing python3-pyelftools libelf-dev automake libtool

这些软件包涵盖了编译工具、文本处理、版本控制、库文件等编译 OpenWrt 所需的基础组件。

2.3 获取 OpenWrt 源码

2.3.1 使用 Git 克隆源码

打开终端，执行以下命令克隆 OpenWrt 官方源码仓库：

git clone https://git.openwrt.org/openwrt/openwrt.git

cd openwrt

上述命令会将 OpenWrt 源码下载到当前目录下的openwrt文件夹，并进入该文件夹。

2.3.2 选择合适的分支

查看可用分支：

git branch -a

通常，稳定版本的分支适合大多数用户。以 OpenWrt 22.03 版本为例，切换到该分支：

git checkout openwrt-22.03

稳定分支经过大量测试，相对更稳定，能减少编译和使用过程中出现问题的概率。

2.3.3 更新 feeds

feeds 是 OpenWrt 的软件包管理系统，包含了丰富的软件包和配置文件。执行以下命令更新 feeds：

./scripts/feeds update -a

./scripts/feeds install -a

update -a命令用于更新所有可用的 feeds 源，install -a命令则安装所有更新后的软件包和配置。

三、OpenWrt 编译配置

3.1 配置目标设备

3.1.1 启动配置界面

在 OpenWrt 源码目录下，执行以下命令启动图形化配置界面：

make menuconfig

这将打开一个基于文本的菜单配置界面，用户可在其中进行各种编译配置。

3.1.2 选择目标系统和设备

在配置界面中，通过方向键依次选择：

• Target System：根据路由器硬件平台选择对应的目标系统，如 MediaTek Ralink MIPS、Qualcomm Atheros 等。

• Subtarget：进一步选择具体的硬件子目标，以匹配设备的硬件细节。

• Target Profile：选择与路由器型号完全对应的配置文件，确保编译出的固件与设备兼容。

3.2 软件包选择

3.2.1 基础软件包

• base-files：提供 OpenWrt 系统的基础文件系统和配置文件，是系统运行的基础。

• kernel：Linux 内核是系统的核心，负责管理硬件资源和提供基本的系统服务。

• luci：Lightweight Utility for Configuration Interface，即轻量级配置界面。通过 luci，用户可以方便地在 Web 浏览器中对 OpenWrt 系统进行配置和管理。

3.2.2 常用扩展软件包

• network：包含各类网络工具，如 iptables（用于网络流量控制和防火墙设置）、wireguard（一种快速、现代的 VPN 协议）、openvpn（老牌 VPN 解决方案）等，满足用户不同的网络需求。

• security：如 fail2ban，可自动检测并阻止恶意 IP 地址的登录尝试，增强系统安全性。

• utils：实用工具软件包，如 htop（交互式系统监控工具）、screen（终端复用器）等，方便用户在终端中进行系统管理和操作。

• python：Python 环境及相关库，为运行基于 Python 的脚本和应用提供支持。

3.2.3 自定义软件包添加

如果官方 feeds 中没有所需的软件包，用户可以自行添加：

1. 将软件包源码放入package/目录。

2. 在package/目录下创建对应的 Makefile 文件，定义软件包的编译规则和依赖关系。

3. 重新执行make menuconfig，在配置界面中选择并启用自定义软件包。

3.3 内核配置

3.3.1 进入内核配置

在make menuconfig的配置界面中，选择Kernel configuration进入内核配置选项。

3.3.2 常用内核配置选项

• Networking support：配置网络功能支持，如 VLAN（虚拟局域网）划分、QoS（服务质量）设置等，优化网络性能。

• Device Drivers：选择设备驱动支持，确保路由器的无线网卡、USB 设备等硬件能够正常工作。

• File systems：设置文件系统支持，如 ext4、f2fs 等，根据需求选择合适的文件系统格式。

3.4 保存配置

完成所有配置后，在make menuconfig界面中选择Save，将配置保存到.config文件中。该文件记录了编译所需的所有配置信息，后续编译将基于此文件进行。

四、OpenWrt 编译过程

4.1 开始编译

在 OpenWrt 源码目录下，执行以下命令开始编译：

make -j\$(nproc) download

make -j\$(nproc) V=s

• -j$(nproc)：利用多核处理器并行编译，$(nproc)表示当前系统的 CPU 核心数，可显著加快编译速度。

• V=s：显示详细的编译日志，便于在编译过程中排查问题。如果编译过程中出现错误，通过日志可以快速定位问题所在。

4.2 编译过程常见问题及解决方法

4.2.1 依赖包缺失

问题现象：编译过程中提示缺少某个依赖包，导致编译中断。

解决方法：根据错误提示，在终端中执行sudo apt-get install 缺失的包名命令，安装缺失的依赖包，然后重新执行编译命令。

4.2.2 编译内存不足

问题现象：编译过程中出现 “Out of memory”（内存不足）错误，系统自动终止编译进程。

解决方法：

1. 增加交换空间：

fallocate -l 4G /swapfile

chmod 600 /swapfile

mkswap /swapfile

swapon /swapfile

上述命令创建了一个 4GB 的交换文件，并启用该交换空间。

2. 将交换空间设置为永久生效，编辑/etc/fstab文件，添加以下内容：

/swapfile none swap sw 0 0

保存文件后，系统重启时将自动启用交换空间。

4.2.3 源码编译错误

问题现象：编译某个软件包时出现错误，如代码语法错误、链接错误等。

解决方法：

1. 查看详细的编译日志，定位错误发生的具体位置和原因。

2. 检查软件包的 Makefile 文件是否正确，确保编译规则和依赖关系定义无误。

3. 尝试更新软件包源码或查找对应的补丁文件，修复源码中的错误后重新编译。

4.3 编译完成

编译成功后，生成的固件文件位于bin/目录下。根据目标设备的不同，固件文件可能具有不同的扩展名，如.bin、.img等。这些固件文件就是可用于刷写路由器的 OpenWrt 系统镜像。

五、OpenWrt 固件刷写

5.1 通过 Web 界面刷写

5.1.1 登录原路由器管理界面

打开 Web 浏览器，在地址栏中输入原路由器的管理地址（通常为 192.168.1.1 或 192.168.0.1），按下回车键后，输入路由器的用户名和密码登录管理界面。

5.1.2 进入固件升级页面

在路由器管理界面中，找到并点击系统 -> 固件升级选项，进入固件升级页面。

5.1.3 选择 OpenWrt 固件

在固件升级页面中，点击浏览按钮，从本地文件系统中选择编译好的 OpenWrt 固件文件，然后点击升级按钮。

5.1.4 等待升级完成

固件升级过程中，路由器会自动进行操作，请勿断电或关闭浏览器。升级完成后，路由器会自动重启，此时 OpenWrt 系统将开始运行。

5.2 通过命令行刷写（适用于 Linux 系统）

5.2.1 安装必要工具

在 Linux 系统中，执行以下命令安装刷写所需的工具：

sudo apt-get install mtd-utils

mtd-utils工具集提供了对路由器闪存设备的操作功能，用于刷写固件。

5.2.2 连接到路由器 SSH

使用 SSH 工具连接到路由器，命令格式为：

ssh root@路由器IP地址

输入路由器的 root 密码，登录到路由器的命令行界面。

5.2.3 备份原固件（重要）

在刷写新固件之前，务必备份原固件，以防刷写失败导致设备无法使用。执行以下命令备份原固件：

mtd read /dev/mtd0 original-firmware.bin

其中，/dev/mtd0为固件分区，根据路由器实际情况可能有所不同。备份的原固件将保存为original-firmware.bin文件。

5.2.4 刷写 OpenWrt 固件

执行以下命令刷写 OpenWrt 固件：

mtd write openwrt-firmware.bin firmware

将openwrt-firmware.bin替换为实际的 OpenWrt 固件文件名，firmware为固件分区名称，根据实际情况填写。

5.2.5 重启路由器

刷写完成后，执行reboot命令重启路由器，使新固件生效。

5.3 通过 TFTP 刷写（适用于紧急情况）

5.3.1 准备工作

1. 将一台电脑通过网线连接到路由器的 LAN 口。

2. 将电脑 IP 地址设置为与路由器同一网段（如 192.168.1.2，子网掩码 255.255.255.0）。

3. 在电脑上安装 TFTP 服务器：

sudo apt-get install tftpd-hpa

5.3.2 配置 TFTP 服务器

编辑/etc/default/tftpd-hpa文件，设置 TFTP 服务器参数：

TFTP\_USERNAME="tftp"

TFTP\_DIRECTORY="/var/lib/tftpboot"

TFTP\_ADDRESS="0.0.0.0:69"

TFTP\_OPTIONS="-l -c -s"

创建 TFTP 目录并设置权限：

sudo mkdir -p /var/lib/tftpboot

sudo chmod -R 777 /var/lib/tftpboot

重启 TFTP 服务：

sudo systemctl restart tftpd-hpa

5.3.3 将固件文件复制到 TFTP 目录

将编译好的 OpenWrt 固件文件复制到 TFTP 服务器目录：

sudo cp openwrt-firmware.bin /var/lib/tftpboot/firmware.bin

5.3.4 进入路由器 TFTP 恢复模式

不同路由器进入 TFTP 恢复模式的方法不同，通常是在路由器开机时按住 Reset 按钮，持续数秒后松开，路由器将进入 TFTP 恢复模式，并自动通过 TFTP 协议请求固件文件。

5.3.5 等待刷写完成

路由器会自动从 TFTP 服务器下载固件并刷写，刷写完成后会自动重启。此时，路由器将运行新刷入的 OpenWrt 固件。

六、OpenWrt 系统救砖指南

6.1 砖机的定义与原因

6.1.1 砖机定义

• 软砖：路由器能够通电，部分硬件功能正常，但无法正常进入 OpenWrt 系统，或者无法通过 Web 界面、SSH 等正常方式访问。例如，路由器启动后停留在开机画面，或者可以 ping 通但无法登录管理界面。

• 硬砖：路由器无法通电，或通电后无任何反应，指示灯不亮，风扇不转，设备完全无法工作。

6.1.2 砖机常见原因

• 固件刷写过程中意外断电，导致固件写入不完整。

• 刷写了与路由器硬件不兼容的固件，如将其他型号路由器的固件刷入当前设备。

• 编译的固件存在严重错误，如内核配置错误、软件包冲突等，导致系统无法启动。

• 用户在使用过程中错误修改系统文件或配置，破坏了系统的正常运行环境。

6.2 软砖救砖方法

6.2.1 通过 Web 界面恢复

部分路由器在刷写失败后，会自动进入恢复模式。用户可尝试以下操作：

1. 将电脑连接到路由器的 LAN 口。

2. 打开 Web 浏览器，输入恢复模式地址（通常为 192.168.1.1 或 192.168.0.1）。

3. 在恢复模式界面中，按照提示上传正确的 OpenWrt 固件文件或原厂固件文件，进行恢复操作。

6.2.2 通过 SSH 修复

如果路由器仍能通过 SSH 连接，可以尝试以下修复方法：

1. 使用 SSH 工具登录到路由器。

2. 检查系统文件是否损坏，执行文件系统检查命令，如fsck。

3. 重新安装缺失或损坏的软件包：

opkg update

opkg install 缺失的软件包

1. 如果系统配置被破坏，尝试恢复默认配置：

firstboot

reboot

6.2.3 通过 TFTP 恢复

若路由器无法进入系统，但能通过 TFTP 协议通信，可以使用 TFTP 方法刷写正确的固件。具体步骤参考前文 “5.3 通过 TFTP 刷写（适用于紧急情况）”。

6.3 硬砖救砖方法

6.3.1 硬件连接准备

• 所需工具：烙铁、焊锡、TTL 转 USB 模块、杜邦线。

• TTL 引脚定义：

  • VCC：电源正极（通常 3.3V 或 5V，根据路由器型号确定）。

  • GND：接地。

  • RX：接收数据。

  • TX：发送数据。

6.3.2 连接 TTL 模块

1. 将 TTL 模块的 GND 与路由器的 GND 连接。

2. 将 TTL 模块的 RX 与路由器的 TX 连接。

3. 将 TTL 模块的 TX 与路由器的 RX 连接。
   注意：不要连接 VCC，路由器通过自身电源供电，避免因电压不匹配损坏设备。

   注意：不要连接 VCC，路由器通过自身电源供电，避免因电压不匹配损坏设备。

6.3.3 配置串口工具

1. 在电脑上安装 TTL 模块对应的串口驱动（如 CH340、CP2102 等驱动）。

2. 打开串口工具（如 Putty、SecureCRT、Minicom）。

3. 配置串口参数：

• 波特率：通常设置为 115200。

• 数据位：8。

• 停止位：1。