MediaTek MT798x 路由器的固件种类有点多，初次接触可能一头雾水，本文简介 OpenWrt/ImmortalWrt 各种固件的区别。
路由器的固件一般有两部分，一是 Boot Loader，二是系统。Boot Loader 在 MTK 的设备上又分两部分 BL2 和 FIP (BL31 + U-Boot)。正常启动，Boot ROM 加载 BL2，初始化硬件，BL2 加载 FIP ，然后 u-boot 启动系统。
首先是闪存的分区布局不同。下图是锐捷 X30E Pro 的分区表，列出了原厂布局 stock 和一种 custom 布局。
Custom 固件把原厂固件的后面三个分区合并成一个 ubi 大分区，这样就可以有更多空间供用户使用。custom 的分区表可能不只一种，区别多在于 ubi 的大小。
分区布局在 u-boot 通过环境变量管理。而在系统内核则是通过设备树 DT 指定。
计算一下上图所有分区大小的总和，会发现分区表在 120MB 结束，末尾的 8MB 没有分配。为什么末尾空间不分给系统使用？原因在于 NAND 闪存的坏块管理。
NAND 闪存使用中出现坏块不可避免。MTK 的坏块管理方案叫 NMBM ，它在闪存尾部预留空间用作坏块映射，它把数据映射到尾部的健康块，避免写入坏块。NMBM 相对位于驱动底层，对系统透明。
Stock 和 custom 固件大都会用 MTK 的 u-boot。而 MTK 的 BL2 和 u-boot 一般默认开启 NMBM，在设备启动时扫描闪存，建立坏块映射。而要在系统内继续使用 NMBM，把坏块映射传递给系统，内核也需要开启 NMBM 。
OpenWrt 原生系统内核开启 NMBM，要在设备树 DT 的 spi-nand 节点处添加 mediatek,nmbm 等相关属性。
对于 SPI-NAND 闪存，OpenWrt 默认使用 UBIFS 文件系统。它的 UBI 子系统本身就有坏块管理，而且支持磨损均衡，比 NMBM 更加完善。但由于 NMBM 对 UBI 透明，在内核开启 NMBM 的情况下，UBI 实际无法获取物理坏块信息，磨损均衡也不起作用。再加上 NMBM 和 UBI 都需要预留空间，两者都启用会有空间浪费。所以 OpenWrt 主线倾向于完全关闭 NMBM，直接使用 UBI 的坏块管理。
除了在内核关闭 NMBM 外，还需要编译 BL2 和 FIP (u-boot)，同样关闭 NMBM。这种完全禁用 NMBM 的固件，被称为 OpenWrt U-Boot Layout (ubootmod)。
ubootmod 固件除了关闭 NMBM，还有其他特点：
ubi 分区可能占满闪存剩余空间
u-boot 环境变量被放到了 ubi 卷（ubootenv + ubootenv2）内
kernel、dtb、rootfs 被打包为 FIT 格式的镜像，同样放到 ubi 卷（fit）内
可能会有一个 recovery 卷，保存 initramfs
可能改变原厂分区布局
下图是给 X30E Pro 模拟的 custom layout 和 ubootmod layout 的分区结构区别，两者都保留了前面部分的原厂数据：
UBI 的保留空间是动态管理，分散在整个分区内，所以 ubootmod 固件可以把所有的剩余空间都分给系统使用。网上不建议开启 NMBM 的 u-boot 使用 ubootmod 固件，原因大概就在于这样分区会破坏 NMBM 在尾部的保留空间。不过并非 MTK 的 u-boot 就不能使用 ubootmod 固件，比较新的 u-boot 已经支持加载 FIT 镜像，修改编译参数就能适配 ubootmod 固件。
对于 NMBM 跟 UBI 共存的固件（stock/custom layout），有一种改进做法是在 DT 里使用 mediatek,bmt-remap-range 属性来限制 NMBM 的扫描范围，尽可能把 ubi 分区的数据排除在外。不过使用这种方法最好不要把 kernel 排除在外。
ubootmod 有一种变体，它更进一步，把 FIP (BL31 + U-Boot) 和其他重要数据（EEPROM、MAC）都放到 ubi 分区内作为 ubi 卷存在，这样除了 BL2 之外的数据都在 UBI 坏块管理保护之下，这种 all-in-ubi 的布局叫做 OpenWrt UBI Layout。不过因为这几个 ubi 卷需要手动创建，稍有点麻烦，所以比较少见。
关闭 NMBM 并不是说 ubi 之外的分区就没有坏块管理了，其实还有 skip-bad 机制保底，发现坏块作出标记并把数据写入下一个健康块。ubootmod 固件把 u-boot 环境变量放到 ubi 卷内，ubi 分区之外的只读数据依赖 skip-bad 。不过 skip-bad 无法预防读取干扰等非写入问题导致的坏块，所以相对完美的办法还是用前述 all-in-ubi layout。
综上所述，NMBM 跟 UBI 坏块管理重复，多占了空间，也不能提供更好的保护，还是禁用为佳。
ubootmod 不一定非要用 OpenWrt 编译的原生 u-boot。网页恢复界面比 TFTP 要好用很多，所以最佳选择还是自己编译 MTK 的 u-boot，关闭 NMBM、调整编译参数适配 ubootmod 固件的特性。另外 BL2 也需要对应调整。
MTK u-boot 开启网页恢复界面，从外部加载 initramfs 会很容易，完全不需要再保留 recovery 卷。
MTK 的 BL2 和 u-boot 可以使用下面两个仓库的源码编译，推荐后者，功能多、更新快、支持更全面：
对于 OpenWrt 固件的打包类型，新版的 u-boot 会自动适应，用户不用关心它是 fit 还是 tar。 具体关于打包格式的区别，会在后续文章里介绍。
ubootmod 固件刷机注意：
建议刷入系统镜像前先创建 ubootenv/ubootenv2 这两个 ubi 卷用来保存 u-boot 环境变量。
这两个卷其实不用手动创建，u-boot 如果检测不到会自动创建，但前提是 ubi 分区还有足够剩余空间。
所以如果这两个卷以前没有，建议在刷入 ubootmod 固件之前，执行 ubi detach 和 mtd erase ubi 这两个命令清空 ubi 分区的数据。命令可以在 u-boot 控制台执行，也可以在 initramfs 里执行。执行之后重启，u-boot 会自动创建 ubootenv 和 ubootenv2 卷。
关闭 NMBM 前 备份一次闪存的数据，因为如果有坏块的话，关闭 NMBM 之后读取的会是错误数据。
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