OpenWrt开发教程，从零开始怎么学？-杰瑞科技汇

OpenWrt 简介：理解它是什么，为什么用它。
开发环境准备：搭建编译和开发所需的软硬件环境。
OpenWrt 源码结构：了解核心目录和文件的作用。
编译系统详解：从 make menuconfig 到生成固件的全过程。
添加自定义软件包：这是开发的核心，包括 Hello World 和复杂应用。
设备驱动开发：如何为硬件添加内核驱动。
创建自定义固件：将你的软件包和配置打包成最终的固件文件。
调试与烧录：如何将固件烧录到设备并进行调试。
进阶学习资源：持续学习的方向。

OpenWrt 简介

OpenWrt 是什么？ OpenWrt 是一个从 Linux 内核到用户空间高度定制的、开源的嵌入式操作系统，它不是一个简单的路由器固件，而是一个完整的、可扩展的 Linux 发行版。

（图片来源网络，侵删）

为什么选择 OpenWrt 进行开发？

高度可定制：你可以从零开始构建固件，只包含你需要的组件，实现最小化安装。
强大的包管理：使用 opkg 命令，可以像在 Debian/Ubuntu 上使用 apt 一样轻松安装、升级或删除软件包。
模块化设计：系统由许多独立的软件包组成，添加新功能或修改现有功能变得非常容易。
强大的社区支持：拥有庞大而活跃的社区，有海量的第三方软件包和文档支持。
现代工具链：使用最新的 GCC、Glibc 等工具链，确保代码的先进性和安全性。

开发环境准备

在开始之前,你需要准备一个开发主机（推荐使用 Linux 或 WSL2 on Windows）。

1 安装依赖 (以 Ubuntu/Debian 为例)

# 更新软件包列表
sudo apt update
# 安装构建所需的依赖包
sudo apt install -y build-essential ccache ecj fastjar gawk git g++ unzip libncurses5-dev libncursesw5-dev zlib1g-dev subversion libssl-dev libelf-dev python3-distutils rsync wget
# 安装 Python 依赖
sudo apt install -y python3-pip python3-setuptools python3-wheel
pip3 install --user six

2 获取 OpenWrt 源码

OpenWrt 使用 Git 进行版本控制，我们推荐从 master 分支获取最新的开发版。

# 创建工作目录
mkdir openwrt && cd openwrt
# 克隆官方仓库
git clone https://github.com/openwrt/openwrt.git .
# (可选) 初始化子模块
./scripts/feeds update -a
./scripts/feeds install -a

注意：首次克隆后，你需要耐心等待，因为源码非常大（包含内核、工具链、所有软件包等）。

（图片来源网络，侵删）

OpenWrt 源码结构

了解目录结构是高效开发的第一步。

openwrt/
├── feeds/                 # 第三方软件包源码
├── package/               # 核心软件包和自定义软件包
│   ├── base-files/       # 系统基础配置文件 (如 /etc 目录下的文件)
│   ├── busybox/          # Busybox 工具集
│   ├── dropbear/         # SSH 客户端/服务器
│   ├── ...               # 其他核心软件包
│   └── my-custom-app/    <-- 你将在这里添加自己的软件包
├── target/               # 特定目标平台 (CPU架构) 的配置
│   ├── linux/            # Linux 内核相关
│   └── ...               # 如 ar71xx, mediatek, ipq806x 等
├── tools/                # 构建系统所需的工具
├── toolchain/            # 交叉编译工具链 (GCC, Binutils 等)
├── .config              # 内核和软件包的配置文件 (由 menuconfig 生成)
├── Makefile             # 主构建文件
└── scripts/             # 构建脚本和辅助函数

编译系统详解

编译 OpenWrt 的核心是 make 命令。

1 配置你的固件

make menuconfig

这将打开一个基于文本的图形化配置界面。

Target System：选择你的路由器硬件平台（如 MediaTek Ralink）。
Subtarget：选择具体的子系列（如 MT7620 based boards）。
Target Profile：选择具体的设备型号（如 HILINK HLK-7628N），选择这个后，系统会自动勾选该设备所需的默认软件包。
Global build settings：可以设置编译线程数 (Build options -> Parallel compile jobs)，推荐设置为你的 CPU 核心数。
Modules：在这里你可以添加或删除软件包。
- 选择 LuCI -> Applications 可以找到各种网络应用。
- 选择 Network -> Routing and Redirection 可以找到路由软件。
- 最关键的一步：在 Utilities 或其他分类中，找到你之前添加的 my-custom-app 并勾选它。

配置完成后,选择 Save 保存配置，然后选择 Exit 退出，配置会保存在 .config 文件中。

2 开始编译

# 清理之前的编译 (首次构建前可选，但推荐)
make clean
# 开始编译 (首次编译会非常耗时，请耐心等待)
# -j 后面跟线程数，建议使用 CPU 核心数
make -j$(nproc)

编译成功后,你会在 bin/targets/<target_system>/<subtarget>/ 目录下找到生成的固件文件（通常是 .bin 或 .img）。

添加自定义软件包

这是 OpenWrt 开发的核心，我们将创建一个简单的 "Hello World" 应用。

1 创建软件包目录结构

在你的 OpenWrt 源码根目录下，创建以下结构：

package/my-custom-app/
├── Makefile
└── src/
    └── helloworld.c

2 编写 C 源码 (`src/helloworld.c`)

#include <stdio.h>
int main() {
    printf("Hello from my custom OpenWrt application!\n");
    return 0;
}

3 编写 Makefile (`package/my-custom-app/Makefile`)

这是告诉 OpenWrt 如何构建你的软件包的关键文件。

include $(TOPDIR)/rules.mk
# 软件包名称
PKG_NAME := my-custom-app
# 软件包版本
PKG_VERSION := 1.0
# 软件包的源码目录
PKG_RELEASE := 1
# 源码目录
PKG_SOURCE := $(PKG_NAME)-$(PKG_VERSION).tar.gz
PKG_BUILD_DIR := $(BUILD_DIR)/$(PKG_NAME)
# 如果没有外部源码，可以留空，我们将直接使用本地文件
PKG_BUILD_DEPENDS := 
include $(INCLUDE_DIR)/package.mk
# 定义软件包信息
define Package/my-custom-app
    SECTION:=utils
    CATEGORY:=Utilities=A simple Hello World application
    MAINTAINER:=Your Name <your.email@example.com>
endef
# 定义如何编译和安装软件包
define Package/my-custom-app/install
    $(INSTALL_DIR) $(1)/usr/bin
    $(INSTALL_BIN) $(PKG_BUILD_DIR)/src/helloworld $(1)/usr/bin/
endef
$(eval $(call BuildPackage,$(PKG_NAME)))

Makefile 关键字段解释：

PKG_NAME: 软件包名称，必须和目录名一致。
PKG_VERSION: 软件包版本号。
SECTION: 软件包分类（如 utils, net, admin）。
CATEGORY: 在 menuconfig 中显示的分类。: 软件包的简短描述。
define Package/.../install: 定义安装规则。$(INSTALL_DIR) 创建目录，$(INSTALL_BIN) 复制可执行文件到目标设备的 /usr/bin/ 目录。

4 更新并选择软件包

你需要让 OpenWrt 的包管理系统知道你的新软件包。

# 在 openwrt 根目录下执行
./scripts/feeds update my-custom-app
./scripts/feeds install my-custom-app

这会在 package/ 目录下创建一个符号链接指向你的 my-custom-app。

然后再次运行 make menuconfig，你可以在 Utilities 分类下找到 my-custom-app 并勾选它，最后保存并退出。

5 重新编译

现在你不需要编译整个固件,只需要重新编译你修改的软件包。

# 清理软件包缓存 (可选)
make package/clean
# 只编译 my-custom-app
make package/my-custom-app/compile

编译成功后,生成的 helloworld 可执行文件会在 bin/packages/<your_arch>/my-custom-app/ 目录下。

设备驱动开发

添加内核驱动比添加用户空间应用更复杂,因为它需要修改内核。

获取内核源码：在 make menuconfig 中配置并编译一次固件后，完整的内核源码会被下载到 build_dir/linux-<kernel_version> 目录下。
放置驱动代码：将你的驱动代码（.c 和 .h 文件）放在 package 目录下的一个新文件夹中，package/my-kernel-driver/。
编写 Makefile：编写一个 Makefile 来编译你的驱动代码，并将其编译成一个内核模块（.ko 文件）。
修改内核配置：在 make menuconfig 中，你需要启用 "Kernel modules" -> "Other modules" 下的你的驱动。
编写安装脚本：在 Package/your_driver/install 部分编写脚本，将编译好的 .ko 文件复制到目标设备的 /lib/modules/ 目录下，并可能需要创建一个启动脚本来加载它。

这个过程与用户空间软件包类似,但更贴近内核，需要你对 Linux 内核模块编程有一定了解。

创建自定义固件

当你添加了所有需要的软件包（包括自定义的 my-custom-app）后，回到 第 4.2 节，执行完整的 make 命令。

make -j$(nproc)

编译完成后,你会在 bin/targets/<target_system>/<subtarget>/ 目录下找到最终的固件文件，openwrt-ramips-mt7620-hlk-7628n-squashfs-sysupgrade.bin，这个文件就是你可以烧录到路由器中的完整操作系统。

调试与烧录

1 烧录固件

不同设备的烧录方法不同,常见方法有：

Web 界面上传：很多路由器提供固件升级页面。
TFTP 服务器：设备启动时按住复位键，通过 TFTP 协议上传固件。
Sysupgrade 命令：如果你刷的是 OpenWrt 官方固件，可以使用 sysupgrade 命令在线升级。

# 在路由器上执行
sysupgrade -n /path/to/your/custom-firmware.bin

2 调试技巧

SSH 登录：刷机后，路由器通常会分配一个 IP 地址（如 168.1.1），使用 root 用户和默认密码（通常在设备背面标签上）登录。
查看日志：logread 命令可以查看系统日志。
查看启动信息：dmesg 命令可以查看内核启动时的信息，对于驱动调试非常有用。
使用串口：对于深度硬件调试，连接路由器的 UART 串口是获取最底层启动信息和崩溃日志的最佳方式。
在软件包中添加调试信息：在 Makefile 中添加 CFLAGS += -g 来编译带调试信息的版本，然后通过 gdb 或 gdbserver 进行远程调试。

进阶学习资源

官方文档：OpenWrt Wiki 是最权威的信息来源，包含了几乎所有主题的文档。
源码就是最好的文档：当你遇到问题时，直接阅读 package/ 和 target/ 目录下的现有软件包和驱动的 Makefile 和源码，这是学习的最佳途径。
社区论坛：OpenWrt 论坛是提问和交流的好地方。
第三方软件包：浏览 feeds/ 目录下的软件包，学习其他人是如何构建复杂应用的。

这份教程为你提供了一个完整的 OpenWrt 开发入门路径，从编译第一个固件，到添加自定义应用，再到理解驱动开发，每一步都建立在之前的基础上，祝你开发顺利！

OpenWrt开发教程，从零开始怎么学？