NixOS 快速使用

本文面向一定命令行基础的人食用。

NixOS & Nix

NixOS 作为不变性系统，设计宗旨是为了保证软件包构建结果统一，为了做到这一点，每个软件包的构建过程都被认为是一个纯函数，该软件包构建过程的所有依赖为函数输入，Nix 通过对这些输入计算哈希，通过哈希区分不同版本依赖软件包。

这也奠定了其 /nix/store 下放置所有文件，其他文件均以链接方式存在的基础，并且提供了难以想象的自由度。

系统安装

下载 https://nixos.org/ ，引导后连接网络。

更换 channel

sudo -i
nix-channel --add https://mirrors.ustc.edu.cn/nix-channels/nixpkgs-unstable nixpkgs  # 订阅镜像仓库频道
nix-channel --add https://mirrors.ustc.edu.cn/nix-channels/nixos-24.05 nixos  # 请注意系统版本
nix-channel --list  # 列出频道
nix-channel --update  # 更新并解包频道
nixos-rebuild --option substituters "https://mirror.ustc.edu.cn/nix-channels/store" switch --upgrade  # 临时切换二进制缓存源，并更新生成

建议均使用 unstable 。

分区

/boot 和根目录必须有，其他任意。

然后挂载到 /mnt 相应位置

生成配置并部署

nixos-generate-config --root /mnt

系统内 nixos-help 可查阅文档。

然后我们修改一下配置，使用你常用的编辑器打开 /mnt/etc/nixos/configuration.nix

根据文档把 grub 和 NetWorkManager 先打开。

添加一个非 root 用户。

改完后

sudo nixos-install --option substituters "https://mirror.ustc.edu.cn/nix-channels/store"

最后会提醒你改 root 密码。

可以通过 nixos-enter 进入 chroot 环境更改非 root 用户密码。

然后重启，祈祷开机。

软件安装

你应该已经发现了，向 environment.systemPackages 内加入软件包名字即可安装软件。

然而如何应用更改呢？

在系统内可以用 nixos-rebuild switch 来更改。

接下来我们尝试安装桌面，以 Gnome 为例。

参照 NixOS Manual ：

services.xserver.desktopManager.gnome.enable = true;
services.xserver.displayManager.gdm.enable = true;

意味着启动这两个服务，相应软件会自动安装。

rebuild 后就可以看到桌面了。

接下来就可以乱装软件了，可以参照 NixOS wiki , NixOS Manual 进行折腾。

别急，Nix 的功力初见端倪，接下来我们引入两个实验特性 Flakes & Nix Commands

Flakes & Nix Commands

即使此二者仍为实验性质，其已被广泛应用。

Flakes 是取代 channel 的功能，它旨在统一软件包尤其是 nixpkgs 的版本。

这里提到 nixpkgs 是 https://github.com/NixOS/nixpkgs

是 NixOS 及所有软件包的集合，NixOS 的开发都在这里进行。

Flakes 引入了一个 flakes.nix 用于管理所有输入，flakes.lock 以 git commits 和文件 hash 的方式固定版本。

这个特性的引入不仅提高了可复现性，并且可以同时引入多个对象。

我们可以引入 nixpkgs 的不同版本，使得系统中某个软件包停留在这个版本，可以引入其他作者的仓库提供更多软件，并且更新更及时（nixpkgs 审核要时间）。

Flakes 还可以提供不同的配置文件，使不同环境不会互相干扰，并且不用考虑容器化带来的效率问题，因为 Flakes 只需要简单的切换环境变量达到目的。

向 configuration.nix 中加入：

nix.settings.experimental-features = [ "nix-command" "flakes" ];

启用该特性。

为了在系统层面使用 Flakes, 我们引入 flake.nix 文件：

{
  description = "Main config";

  inputs = {
    nixpkgs.url = "github:NixOS/nixpkgs/nixpkgs-unstable";
  };

  outputs = { self, nixpkgs, ... }@inputs: {
    nixosConfigurations.hostname = nixpkgs.lib.nixosSystem {
      system = "x86_64-linux";
      modules = [
       ./configuration.nix
      ];
    };
  };
}

该文件 inputs 中定义了 nixpkgs 的输入来源，一般为 git 仓库，对于 github, gitlab 上的仓库，Nix 使用 HTTP API 进行访问，其余 git 仓库采用 git进行访问，可引入私有仓库存储敏感信息。

outputs 中则引入了 configuration.nix 作为模块，实际上将该文件放在 /etc/nixos 中，即可实现原来的所有功能，Nix 会自动创建 flake.lock 文件，标识 git 仓库目前所在的 commit 信息，以及文件的哈希以保证可复现性。

nix-command 是采用类似 flakes all in git 的思想的一套全新命令行工具。

Home Manager

一般来说 /etc/nixos 仅应该存在系统配置，对于用户配置，比如 git 身份，ssh 等应由单独的软件来管理，我们可以采用 nix-community/home-manager 来管理。

我们修改 flake.nix 为如下配置：

{
  description = "Main config";

  inputs = {
    nixpkgs.url = "github:NixOS/nixpkgs/nixpkgs-unstable";
    home-manager.url = "github:nix-community/home-manager";
    home-manager.inputs.nixpkgs.follows = "nixpkgs";
  };

  outputs = { self, nixpkgs, ... }@inputs: {
    nixosConfigurations.hostname = nixpkgs.lib.nixosSystem {
      system = "x86_64-linux";
      modules = [
       ./configuration.nix
        home-manager.nixosModules.home-manager
          {
            home-manager.useGlobalPkgs = true;
            home-manager.useUserPackages = true;
            home-manager.users.wxt = import ./home-wxt.nix;
            # Optionally, use home-manager.extraSpecialArgs to pass
            # arguments to home.nix
          }
      ];
    };
  };
}

该文件定义了 home-manager 的来源，修改 home-manager 中的输入源和系统相同，若未指定，使用 nix-community/home-manager/flake.lock 中指定的 nixpkgs 版本，可能与系统不用。然后引入 home-manager 作为 NixOS Module 。

接下来我们建立 home-wxt.nix 文件：

{ config, pkgs, neovim-n, ... }:

{
  imports = [
  ];
  nixpkgs.config.allowUnfree = true;
  home.username = "wxt";
  home.homeDirectory = "/home/wxt";

  home.packages = with pkgs;[]
  # add package here
  home.stateVersion = "24.11";
  programs.git = {
    enable = true;
    userName = "wxt";
    extraConfig = {
      commit = { gpgsign = true; };
    };
  };
  programs.zsh = {
    enable = true;
    enableCompletion = true;
    autosuggestion.enable = true;
    syntaxHighlighting.enable = true;
    zplug = {
      enable = true;
      plugins = [
        { name = "sobolevn/wakatime-zsh-plugin"; }
      ];
    };
    oh-my-zsh = {
      enable = true;
      plugins = [ "git"  ];
      theme = "bira";
    };
    shellAliases = {
      l = "ls -l";
    };
    history.size = 10000;
    history.path = "${config.xdg.dataHome}/zsh/history";
  };
  programs.home-manager.enable = true;
}

更多用法参见 home-manager 文档：https://nix-community.github.io/home-manager/

环境管理

很多人用 nix profile 管理不同环境，~~但是这个东西文档并不是很全（不会）~~，更新不便，我们可以采用 specialisation 来管理不同环境，specialisation 可被理解为同时生成多个 generation ，使用实际非常简单：

specialisation = {
  working.configuration = {
    system.nixos.tags = [ "working" ];
    //your working configuration
  };
  working.inheritParentConfig = true; 
  playing.configuration = {
    system.nixos.tags = [ "playing" ];
    //your playing configuration
  };
  playing.inheritParentConfig = true; 
};

其中 inheritParentConfig 指定在 specialisation 之外的部分是否影响该配置。

tips: 实际上这类似于多系统共用 /home 目录了。

home-manager 也有类似功能。不过两个部分并没有任何联系，也就是没有办法绑定某个 home-manager 和系统的 specialisation，可以写个开机脚本切换。

切换：

启动时通过 Grub 菜单切换。
nixos-rebuild 时可通过 nixos-rebuild switch --specialisation foo 来切换。
通过 /run/current-system/specialisation/foo/bin/switch-to-configuration switch 切换

奇技淫巧

非 NixOS 二进制软件

为了保证多版本软件共存，NixOS 不遵守 FHS 规范，导致大部分未经修改的软件无法直接运行，一般情况我们可以启用 nix-ld 提供一部分库链接，很多软件也可以从 nixpkgs 里找到，Nix 在构建时提供了一个 AutopatchelfHook 可以在打包软件后自动解决动态库依赖问题。我们也可以优先考虑 flatpak 和 appimage ，其中 appimage 可以使用 appimage-run 运行, 安装 nix-ld 后大部分静态编译的程序也可运行。

也可以使用 bwrap 之类的轻量化容器。

以上方法成功率较大并且不复杂。

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