NixOS/nix.dev 教程：使用Nix打包现有软件

前言

在软件开发中，依赖管理和软件打包一直是令人头疼的问题。Nix作为新一代的包管理系统，通过其独特的函数式方法和确定性构建机制，为解决这些问题提供了全新的思路。本教程将带你从零开始学习如何使用Nix打包现有软件。

基础概念

什么是Nix包？

在Nix生态中，一个"包"可以理解为：

1. 文件和其他数据的集合
2. 表示这种集合的Nix表达式（在构建前）

Nix包遵循特定的结构规范，这使得它们可以被搜索并与其他包组合使用。

准备工作

开始前请确保：

• 熟悉Unix shell和文本编辑器
• 了解基本的Nix语言语法
• 已安装Nix包管理器

第一个Nix包：Hello World

创建基础骨架

我们从最简单的Nix表达式开始：

{ stdenv }:

stdenv.mkDerivation { }

这是一个函数，接收包含stdenv的属性集，产生一个派生（目前为空）。

添加包元数据

GNU Hello是一个经典的"Hello World"实现。我们需要添加包的基本信息：

{ stdenv, fetchzip }:

stdenv.mkDerivation {
  pname = "hello";
  version = "2.12.1";
  
  src = fetchzip {
    url = "https://ftp.gnu.org/gnu/hello/hello-2.12.1.tar.gz";
    sha256 = "";  // 初始留空
  };
}

解决构建问题

1. 参数缺失问题：直接构建会报错，需要创建default.nix来提供参数：

let
  nixpkgs = fetchTarball "https://github.com/NixOS/nixpkgs/tarball/nixos-24.05";
  pkgs = import nixpkgs { config = {}; overlays = []; };
in {
  hello = pkgs.callPackage ./hello.nix { };
}

2. 哈希校验问题：首次构建会报哈希不匹配，Nix会提示正确的哈希值：

error: hash mismatch in fixed-output derivation
specified: sha256-AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA=
got:    sha256-1kJjhtlsAkpNB7f6tZEs+dbKd8z7KoNHyDHEJ0tmhnc=

更新正确的哈希后即可成功构建。

验证结果

构建成功后：

• 当前目录会生成result符号链接
• 执行程序：./result/bin/hello
• 输出：Hello, world!

进阶示例：打包icat工具

项目介绍

icat是一个在终端显示图像的工具，比Hello World复杂，有外部依赖。

修改基础配置

1. 更新default.nix添加icat入口
2. 创建icat.nix，使用fetchFromGitHub获取源码

{ stdenv, fetchFromGitHub }:

stdenv.mkDerivation {
  pname = "icat";
  version = "v0.5";
  
  src = fetchFromGitHub {
    owner = "atextor";
    repo = "icat";
    rev = "v0.5";
    sha256 = "0wyy2ksxp95vnh71ybj1bbmqd5ggp13x3mk37pzr99ljs9awy8ka";
  };
}

处理依赖问题

首次构建会报缺少Imlib2.h头文件的错误。解决方法：

1. 添加imlib2到构建依赖：

{ stdenv, fetchFromGitHub, imlib2 }:

stdenv.mkDerivation {
  # ...其他配置...
  buildInputs = [ imlib2 ];
}

2. 后续构建又报缺少X11/Xlib.h，需要添加X11库：

buildInputs = [ imlib2 libX11 ];

依赖查找技巧

在Nix生态中查找依赖包的方法：

1. 使用search.nixos.org：

   • 搜索关键词如"x11"
   • 在左侧筛选xorg包集

2. 本地代码搜索：

   nix-shell -p git ripgrep
   git clone https://github.com/NixOS/nixpkgs --depth 1
   cd nixpkgs
   rg "x11 =" pkgs
   

3. 查看Nixpkgs源码结构：

   • libX11通常位于xorg包集中
   • 可以通过xorg.libX11引用

调试技巧

1. 阅读错误信息：Nix会提供详细的错误信息，包括缺失的文件和依赖
2. 逐步添加依赖：从最直接的错误开始，逐步解决每个依赖问题
3. 使用nix-shell：进入包含所有构建工具的环境进行手动测试
4. 查看完整日志：nix log /nix/store/...drv查看完整构建日志

总结

通过本教程，你学会了：

1. 创建基本的Nix包定义
2. 处理不同来源的源代码获取
3. 解决构建过程中的依赖问题
4. 在Nix生态中查找所需依赖包

Nix的强大之处在于其可重复性和确定性构建。虽然初次打包可能会遇到各种问题，但一旦解决，这些构建配方就可以在任何Nix环境中可靠地重现。

随着经验的积累，你会发现Nix能够解决传统打包方式中许多棘手的问题，如依赖冲突、环境不一致等。希望本教程为你开启了Nix打包之旅的大门！