Instalar OpenWrt oficial personalizado en la eMMC del router BPI-R3 mini

Para quemar una imagen oficial personalizada de OpenWrt en la eMMC y que esta imagen inicie correctamente en una BPI-R3 mini tenemos que seguir los siguientes pasos:

1. Obtención de imagen para quemar en la eMMC.
2. Quemado de la imagen en la tarjeta.
3. Configuración de los jumpers para iniciar desde la eMMC.
4. Inicio de la eMMC.

OBTENCIÓN DE LA IMAGEN PERSONALIZADA DE OPENWRT

La BananaPi BPI-R3 mini tiene un procesador MediaTek Filogic MT7986a. OpenWrt ofrece una herramienta web para personalizar la creación de la imagen de instalación. Con esta herramienta web podemos compilar una imagen personalizada, con los paquetes que nos interesa. Lo bueno de esto es que, elijamos los paquetes que elijamos, la propia herramienta de compilación seleccionará automáticamente todas las dependencias.

Los enlaces a la herramienta web para las diferentes versiones son:

Snapshot
24.10.5

En mi caso, personalizo los paquetes desplegando la flecha hacia abajo, borro todos los que aparecen y los reemplazo con esta lista personalizada:

uboot-envtools mt7986-wo-firmware kmod-mt7986-firmware kmod-crypto-hw-safexcel kmod-nft-offload kmod-phy-airoha-en8811h kmod-hwmon-pwmfan kmod-mt7915e usbutils usbids kmod-usb3 kmod-gpio-button-hotplug kmod-leds-gpio mtd kmod-nvme pciutils pciids base-files busybox dnsmasq dropbear wpad-basic-mbedtls libc libgcc libustream-mbedtls logd netifd nftables procd procd-ujail procd-seccomp uci ca-bundle odhcp6c odhcpd-ipv6only ppp ppp-mod-pppoe urandom-seed urngd mc nano curl git hwclock ethtool e2fsprogs f2fsck fstools mkf2fs blkid block-mount blockd blockdev dosfstools fdisk kmod-fs-vfat kmod-usb-storage parted nand-utils lsblk fitblk luci luci-i18n-base-es adblock luci-app-adblock luci-i18n-adblock-es tcpdump msmtp ddns-scripts ddns-scripts-services luci-app-ddns luci-i18n-ddns-es bind-host firewall4 luci-app-firewall luci-i18n-firewall-es opkg luci-app-package-manager luci-i18n-package-manager-es wifischedule luci-app-wifischedule luci-i18n-wifischedule-es luci-app-samba4 luci-i18n-samba4-es luci-app-ttyd luci-i18n-ttyd-es luci-app-upnp luci-i18n-upnp-es luci-app-wol luci-i18n-wol-es luci-app-watchcat luci-i18n-watchcat-es luci-app-commands luci-i18n-commands-es kmod-wireguard wireguard-tools luci-proto-wireguard qrencode luci-proto-modemmanager kmod-usb-serial kmod-usb-serial-wwan kmod-usb-serial-option kmod-mii kmod-usb-net kmod-usb-wdm kmod-usb-net-qmi-wwan wwan uqmi usb-modeswitch minicom

kmod-eeprom-at24: driver del kernel para memorias EEPROM I²C AT24, usado para leer/escribir datos persistentes (MAC, calibración, configuración).

apk-mbedtls: paquete que integra mbedTLS como backend criptográfico para apk, permitiendo descargas y verificaciones TLS seguras en OpenWrt

uboot-envtools mt7986-wo-firmware kmod-mt7986-firmware kmod-crypto-hw-safexcel kmod-nft-offload kmod-phy-airoha-en8811h kmod-hwmon-pwmfan kmod-mt7915-firmware kmod-mt7915e kmod-mac80211 kmod-mt7615e kmod-sfp kmod-usb2 kmod-usb-core kmod-usb-ehci kmod-usb-ohci usbutils usbids kmod-usb3 kmod-usb-xhci-hcd kmod-usb-xhci-mtk kmod-gpio-button-hotplug kmod-i2c-gpio kmod-leds-gpio mtd kmod-nvme pciutils pciids base-files busybox dnsmasq dropbear wpad-basic-mbedtls libc libgcc libustream-mbedtls logd netifd nftables openssh-sftp-server procd procd-ujail procd-seccomp uci ca-bundle odhcp6c odhcpd-ipv6only ppp ppp-mod-pppoe uclient-fetch urandom-seed urngd mc nano curl git hwclock ethtool e2fsprogs f2fsck fstools mkf2fs blkid block-mount blockd blockdev dosfstools fdisk kmod-fs-vfat kmod-usb-storage parted nand-utils lsblk fitblk luci luci-i18n-base-es adblock luci-app-adblock luci-i18n-adblock-es tcpdump msmtp ddns-scripts ddns-scripts-services luci-app-ddns luci-i18n-ddns-es bind-host firewall4 luci-app-firewall luci-i18n-firewall-es opkg luci-app-package-manager luci-i18n-package-manager-es wifischedule luci-app-wifischedule luci-i18n-wifischedule-es luci-app-samba4 luci-i18n-samba4-es luci-app-ttyd luci-i18n-ttyd-es luci-app-upnp luci-i18n-upnp-es luci-app-wol luci-i18n-wol-es luci-app-watchcat luci-i18n-watchcat-es luci-app-commands luci-i18n-commands-es kmod-wireguard wireguard-tools luci-proto-wireguard qrencode luci-proto-modemmanager kmod-usb-serial kmod-usb-serial-wwan kmod-usb-serial-option kmod-mii kmod-usb-net kmod-usb-wdm kmod-usb-net-qmi-wwan wwan uqmi usb-modeswitch minicom

Abajo una explicación de cada uno de esos paquetes:

Todos los paquetes de arriba garantizan que la BPI-R3 mini funcione correctamente, con todas sus funcionalidades activadas. La propia herramienta selecciona todas las dependencias para esa compilación y se asegura que no falte ninguno que tenga relación con los paquetes que le pegamos. Esto nos asegura una instalación funcional de OpenWrt en la BPI-R3 mini en la que podremos utilizar todos sus componentes y hacer todas las funciones básicas de un router (y alguna más).

De los paquetes oficiales que vienen cuando uno instala la compilación por defecto, he dejado fuera los siguientes:

kmod-phy-aquantia (Driver para PHYs Aquantia 10G/5G/2.5G/1G. Necesario si el hardware usa chips Aquantia para Ethernet multigigabit)

…porque no entiendo para que viene incluido si las BPI-R3 mini no tienen hardware Aquantia.

Al quemar una imagen personalizada, debemos tener en cuenta que, además de preparar la imagen para la eMMC , si vamos a querer tener instalado OpenWrt en la SPI NAND de la BPI-R3 mini, deberemos tener cuidado con que la imagen generada no ocupe más de 128MB, pues es el tamaño máximo que disponemos para quemar imágenes en ella.

Después de ingresar estos paquetes en el personalizador, y antes de compilar, podemos crear un script que se ejecutará la primera vez que la imagen de OpenWrt se inicie en la BPI-R3 mini. Esto lo hacemos en el campo de texto que está por debajo del campo de selección de paquetes (uci-defaults). Un script básico podría ser:

.

Después de darle a compilar, y de que la compilación haya resultado exitosa, podremos descargar 7 tipos de archivos individuales:

• *emmc-bl31-uboot.fip: imagen combinada con ARM Trusted Firmware (BL31) + U-Boot, usada como bootloader principal en eMMC.
• *emmc-gpt.bin: tabla de particiones GPT para inicializar correctamente la eMMC.
• *emmc-preloader.bin: preloader MediaTek, primer código que ejecuta la CPU para inicializar RAM y arrancar desde eMMC.
• *snand-bl31-uboot.fip: imagen BL31 + U-Boot específica para arranque desde SPI-NAND (SNAND).
• *snand-factory.bin: imagen factory para flasheo inicial en SPI-NAND, incluye layout y sistema base.
• *snand-preloader.bin: preloader MediaTek para sistemas que arrancan desde SPI-NAND.
• *squashfs-sysupgrade.itb: imagen sysupgrade para actualizar OpenWrt desde un sistema ya instalado, válida independientemente del medio de arranque.

Descargaremos el gpt, todos los de la emmc y el sysupgrade.

RENOMBRADO DE LOS ARCHIVOS PARA UN MEJOR MANEJO

Vamos a proceder a renombrar los archivos para que tengan un nombre mas corto:

mv openwrt-xx.xx-mediatek-filogic-bananapi_bpi-r3-mini-emmc-gpt.bin            gpt.bin
mv openwrt-xx.xx-mediatek-filogic-bananapi_bpi-r3-mini-emmc-preloader.bin      mmcblk0boot0.bin
mv openwrt-xx.xx-mediatek-filogic-bananapi_bpi-r3-mini-emmc-bl31-uboot.fip     mmcblk0p3.fip
mv openwrt-xx.xx-mediatek-filogic-bananapi_bpi-r3-mini-squashfs-sysupgrade.itb mmcblk0p5.itb

QUEMADO DE LA IMAGEN EN LA eMMC

Para quemar la imagen hacemos lo siguiente:

• Ponemos el jumper hacia la derecha para iniciar desde la SPI NAND.
• Encendemos la BPI-R3 mini.
• Nos conectamos al puerto LAN (el RJ-45 de al lado del USB-C de corriente. Nos asignará una IP en 192.168.1.0/24
• Copiamos mediante scp el archivo gpt.bin a la carpeta /tmp de la BPI:
  scp gpt.bin root@192.168.1.1:/tmp/
  Si scp no está disponible podemos crear en el ordenador un servidor web con python y descargarnos el archivo desde la BPI con wget.
• Nos conectamos como root a la BPI:
  ssh root@192.168.1.1
• Escribimos la tabla GPT en la memoria eMMC (reconocible como /dev/mmcblk0):
  dd if=/tmp/gpt.bin of=/dev/mmcblk0
  Esto nos pone la tabla de particiones con las siguientes particiones:
  mmcblk0 mmcblk0boot0 mmcblk0boot1 mmcblk0p1 mmcblk0p128 mmcblk0p2 mmcblk0p3 mmcblk0p4 mmcblk0p5 cmmcblk0rpmb
  …cuando originalmente solía estar así de fabrica:
  mmcblk0 mmcblk0boot0 mmcblk0boot1 mmcblk0p1 mmcblk0p2 mmcblk0p3 mmcblk0p4 mmcblk0p5 mmcblk0p6 mmcblk0rpmb
• Reiniciamos la BPI quitando el cable de corriente y volviéndolo a poner para que cargue la tabla de particiones:
• Volvemos a copiar otros archivos a la carpeta de la BPI:
  scp mmcblk0boot0.bin root@192.168.1.1:/tmp/
scp mmcblk0p3.fip    root@192.168.1.1:/tmp/
scp mmcblk0p5.itb    root@192.168.1.1:/tmp/
• Nos conectamos como root a la BPI:
  ssh root@192.168.1.1
• Escribimos las imágenes en las particiones correspondientes:
  echo 0 > /sys/block/mmcblk0boot0/force_ro
dd if=/tmp/mmcblk0boot0.bin of=/dev/mmcblk0boot0
dd if=/tmp/mmcblk0p3.fip    of=/dev/mmcblk0p3
dd if=/tmp/mmcblk0p5.itb    of=/dev/mmcblk0p5
sync
• Quitamos el cable de corriente.
• Ponemos el jumper a la izquierda para que inicie desde la eMMC.
• OPCIONAL: Una vez que inicie vamos a agregar funcionalidad ethernet dentro de U-Boot para, llegado el caso, poder bootear con TFTP:
  echo 0 > /sys/block/mmcblk0boot1/force_ro
dd if=/lib/firmware/airoha/EthMD32.dm.bin                  of=/dev/mmcblk0boot1
dd if=/lib/firmware/airoha/EthMD32.DSP.bin bs=16384 seek=1 of=/dev/mmcblk0boot1

Listo, ya tenemos una Banana Pi R3 mini funcional, booteando desde la eMMC.

EXTRA: Si por alguna razón la BPI-R3 mini no bootea correctamente, o no nos da una IP, etc, siempre podemos conectarnos por Serie/UART con un adaptador USB conectando los pines de la siquiente manera:

Poniendo la bpi con los puertos rj45 hacia abajo:

• El primer puerto de la izquierda es masa/tierra/ground/gnd.
• El segundo es rx, por lo que hay que conectarle el cable tx.
• El segundo es tx, por lo que hay que conectarle el cable rx.

Enlaces relacionados:

Uno.

Otro.