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鲁班MOD思路及实现

😀🌼能找到本库，我对你的细心，有十足的信心！

⚠⚠嘿，这是一条温馨的重要提示：本方案的闪存分区与大多数方案并不兼容，大概率不支持与其它分区的 OP 混刷。希望您理解本文的目标和手段后，再进行具体操作。

基本思路

先明确我需要的是——在硬件不变的前提下，用上原汁原味的可持续升级的 OpenWrt。

其次是明确有什么，对原厂固件内的信息进行了梳理：

  1. 分区及内容物如下

    闪存地址段 分区 Label 有什么？有用吗？
    0x0000000-0x0040000 Bootloader 难以挪用的官方 u-boot，没啥有用的。
    0x0040000-0x0050000 Config 原厂的 uboot-env，包含京东云的密钥啥的。都用 OpenWrt 了，没啥用了
    0x0050000-0x0090000 Factory 分区头部是 mtk EEPROM，分区尾部是设备 SN/MAC。中间是一大片的空白0xFF。信息很有用
    0x0090000-0x1000000 firmware 原厂系统，里面带了个dts可以反编译作为参照。

    可见原厂的分区分的十分的“大气”，数据也比较稀疏。我们何不把有用的部分提取出来，把有限的空间尽可能留给系统

  2. 组成一个可用的完整固件，我们需要的只有 Bootloader、EEPROM、MAC、OpenWrt。EEPROM、MAC 来自原厂固件（所以请务必设法获得原厂的编程器固件），余下的 Bootloader、OpenWrt 本文来带你们解决。

我的实现

第一步：融合Bootloader+EEPROM+MAC

breed版本的选取

截至目前（2023年12月31日），大部分的 Breed 都不支持 XMC XM25QH128C 这款闪存，H大(hackpascal) 亦未放出鲁班专用的 Breed。

参考过《鲁ban黑板可正常使用云一代breed启动openwrt的方法》一文以及 lyq1996 的折腾过程，相对可行的办法有如下三个：

  1. 换 breed 能识别的 SPI 闪存，用 breed-mt7621-jd-cloud-1.bin，但这不符合不硬改的初衷。
  2. 用 lyq1996 适配的 u-boot。或者要到一份他提到的 H大 供它测试用的可识别 XM25QH128C 闪存的 Breed。
  3. 其实 H大 在 v20220724 中，增加了部分 Breed 对 XM25QH128C 的支持。可以在这类 Breed 上进行“魔改”。

在鲁班上，16M的闪存可谓是寸金寸土，breed 不但空间占用比 u-boot 小得多，还支持更丰富的自定义设置项目。前面我也提到，要把“把有限的空间尽可能留给系统”，原厂的分区过于“大làng气fèi”，必须对其进行压减。这时候第三条路是不二的选择，能用上 Breed 丰富的功能的同时还能实现任意地址的固件引导。

那么现有的 mt7621 平台的 Breed 有：

- breed-mt7621-creativebox-v1.bin
- breed-mt7621-hiwifi-hc5961.bin
- breed-mt7621-hiwifi-hc5962.bin
- breed-mt7621-r6220.bin
- breed-mt7621-xiaomi-r3g.bin
- breed-mt7621-zte-e8820s.bin

其中只有 creativebox 这款是 SPI 闪存启动的，其余均为 NAND，这款 breed 描述为“CreativeBox v1 专用，DDR3 内存适用，默认 512MB DDR AC 时序参数，波特率 115200，复位键 GPIO#18”，可知其复位引脚与鲁班一致（关于这点，可以跟随 lyq1996 的折腾日志获得原厂固件提取的 dts，里面会告诉你）。

内嵌数据到Bootloader

基于上述选取得 Breed 进行魔改，实现 Bootloader 分区内嵌 EEPROM+MAC

我记录的步骤如下（各步骤涉及的闪存地址后续会解释）：

一、提取固件
使用设备：CH341a，跳线1-2（编程模式）
使用软件：NeoProgrammer
闪存型号：XMC XM25QH128C
接线方式：编程器接转换板，转换版接烧录夹SOP8，详下
	1. 烧录夹带红线的这边，夹闪存1号脚一侧（闪存上圆点标记1号脚）
	2. 烧录夹带突起这一侧，接转换版1-4号引脚一侧
	3. 转换版1号引脚，对照CH341a上丝印的图例中25XX这边的带白点的这个脚

原厂固件要素表：
0x50000~0x50DFF	EEPROM(3584 bytes)
0x8FF00~0x8FFFF	SN/MAC(256 bytes)

二、魔改Breed
使用软件：WinHex
1. 新建空白文件AX，大小192kb。按下“CTRL+L”，填充FF。
2. 放入Breed：打开“breed-mt7621-creativebox-v1.bin”全选复制。在0x0处按下“CTRL+B”写入到文件A头部。
3. 写入EEPROM：
	原理：原厂固件的 0x50000~0x50DFF 部分（隶属 factory 分区）为 EEPROM 的有效数据（大小=0xE00=3584bytes=3.5KB），分区余下部分是空值 0xFF。
	操作：原厂固件，“ALT+G”跳转0x50000，“ALT+1”标记选区头，跳转0x50DFF，“ALT+2”标记选区尾，“CTRL+C”复制。转到文件AX，“ALT+G”跳转 0x20000，“CTRL+B”覆写。
4. 写入SN/MAC：
	原理：原厂固件的 0x8FF00~0x8FFFF 部分（隶属 factory 分区）记录了 SN/MAC 数据（大小=0x100=256bytes=0.25KB）。WAN MAC 在 0x8FFF4，LAN MAC 在 0x8FFFA。
	操作：原厂固件，“ALT+G”跳转0x8FF00，“ALT+1”标记选区头，跳转0x8FFFF，“ALT+2”标记选区尾，“CTRL+C”复制。转到文件AX，“ALT+G”跳转 0x28000，“CTRL+B”覆写。此时 WAN MAC 在 0x280F4~0x280F9，LAN MAC 在 0x280FA~0x280FF，格式为 raw hex
5. 保存，获得初步魔改的Breed

三、写入固件
使用软件：NeoProgrammer、WinHex
1. NeoProgrammer 擦除IC，写入魔改的Breed。
2. 拔掉编程器，上电，LAN口上机打开192.168.1.1，进入Breed设置。
3. 启用Breed环境变量，选择【Breed内部】，默认存储在0x2F000~0x30000段，确认，重启。
4. 增加Breed环境变量 字段 autoboot.command，值 boot flash 0x30000，实现自定义引导。
5. Breed备份编程器固件，此时将 sysupgrade 固件“CTRL+B”覆写至地址 0x30000，便可完成固件拼接，通过breed写回设备。
6. 若使用Winhex截取前192kb部分（0x0000-0x30000）即为特定于本设备（包含 EEPROM 和 MAC 属性）、引导地址0x30000的 Breed（大小 192KB）

四、测试：
拔掉编程器
上电亮红灯，192.168.1.1进入BREED
刷入固件
DONE

⚠注意：openwrt中，mtd设备的分区布局可能由dts定义。要实现“充分利用闪存空间”的目标，在编译时需要按照本次魔改的各个地址修正dts！

至此，这个基于 Breed “魔改” 的 Bootloader 的数据结构如下

# 整合了 breed、EEPROM、SN/MAC 以及通过添加环境变量定义了固件启动位置
0x00000-0x20000 : "breed-mt7621-creativebox-v1"（约占103KB）
0x20000-0x20E00 : "Factory"(EEPROM)
0x28000-0x280F0 : "Factory"(SN/MAC)
0x2F000-0x30000 : "Breed-env"

# 一些说明
BREED 限制环境变量起始地址必须高于 0x2f000
所以环境变量使用【Breed 内部】（0x2F000~0x30000）已是最优解
由此推导，系统分区(firmware)地址头在此情况下是 0x30000
在该分区下，通过设置autoboot.command的值，可实现从闪存0的0x30000位置引导系统启动

换句话说，魔改获得的 Bootloader 对应地址段及内容物如下

闪存地址段 分区 Label 内容
0x0000000-0x0020000 u-boot breed-mt7621-creativebox-v1(patched for re-cp-02b)
0x0020000-0x0030000 Factory EEPROM、SN/MAC、Breed-env
0x0030000-0x1000000 firmware OpenWrt

此时有 16MiB-192KiB=16192KiB 的空间可以放系统，基本实现了闪存的最大化利用。

第二步：适配OpenWrt

*这一步的基础是 OpenWrt 对 mt7621 的支持已经十分成熟了，略加适配即可。*主要涉及三个文件：

文件路径 用途
openwrt/target/linux/ramips/dts/mt7621_jdcloud_re-cp-02.dts 设备树文件
openwrt/target/linux/ramips/mt7621/base-files/etc/board.d/02_network 定义设备的接口 MAC 的初始化逻辑
openwrt/target/linux/ramips/image/mt7621.mk 定义设备的型号信息

OpenWrt 的 dts 是很重要的一环，这里我在以下文件的基础上修改，适配了我前文提到的分区

luban.patch

ramips/mt7621: Add JDCloud Luban support

lyq1996 的 openwrt for luban

获得成品 DTS 文件 mt7621_jdcloud_re-cp-02-dts

上游未添加鲁班的设备信息 OpenWrt 上游已增加对鲁班的支持(since 2024-05-11)，但分区与本文不一致。因此，需要对 OpenWrt 的两个文件进行一下 patch：

  1. 02_network.patch for openwrt/target/linux/ramips/mt7621/base-files/etc/board.d/02_network
  2. mt7621.mk.patch for openwrt/target/linux/ramips/image/mt7621.mk

对 mt7621.mk 里的 DEVICE_PACKAGES 解释如下

DEVICE_PACKAGES What for
kmod-mt7915e 鲁班的 WiFi 是 “MT7975DN + MT7905DAN”，是 kmod-mt7915-firmware 的依赖，可以省略不写
kmod-mt7915-firmware 根据了解到的资料以及别人的dts，对应 mt7915d 方案，选这个没错
kmod-sdhci-mt7620 SD卡

给源码库补上 dts 并打上补丁，然后按常规流程进行 OpenWrt 编译就可以获得系统固件了。

第三步：组合编程器固件+刷入

  1. 组合编程器固件：使用 Winhex，将魔改的 Breed 添加到编译获得的 OpenWrt sysupgrade.bin 前部，便获得了 firmware 位于 0x30000 的固件。

  2. 刷入：初次使用本方案固件，推荐使用编程器

    1. 备份 并清空闪存后刷入空白的breed-mt7621-creativebox-v1.bin
    2. 在 Breed 中使用编程器固件刷入完整的组合编程器固件。勾选自动重启、不保留 EEPROM 和 Bootloader，上传刷入，进度条跑完后设备自动重启。

  3. 稍等片刻，应该能看到鲁班的红灯开始闪烁，即进入了 OpenWrt 的初始化阶段。

至此事成，往后便可通过 OpenWrt 内的固件升级，使用 相同分区 的 OpenWrt 固件进行系统的更新啦！