Thanks helping from @NickCao & @nanoApe!

这篇文章是昨天 blog Raspberry Pi 4B 与 NixOS 的后续。

昨天解决完 rpi 4B 不读卡的问题，今天就要正式安装 NixOS 了，首先是 WiFi 问题。

在文章开始之前，我想说明一些 NixOS 的特性及特点。Nix 是一套 构建系统，正如 CMake 之于 C / C++，Gradle 之于 Java / Kotlin。而 Nix 是一个包管理器，却不仅仅局限于构建软件包，它甚至可以用于构建 img 镜像。

NixOS 则是一个 Linux 发行版，它采用 Nix 来管理操作系统中包括 Linux 内核的所有部分。辅以 nixpkgs 中的大量模块，为日常使用、服务器部署等场景提供了大量便利。

构建启动镜像

要构建出 rpi 的启动镜像，只靠 x86_64 的机器肯定是不行的。我们需要有 ARM 架构的服务器，或进行一些特殊的操作：NixOS on ARM。在上述的 NixOS wiki 中，我们需要启用 binfmt，NixOS 会帮我们启动一个 aarch64 的 QEMU 虚拟机，并在其中进行编译。

要针对 aarch64 启用 binfmt，只需将这一行加入 NixOS 主配置，重建切换即可：

boot.binfmt.emulatedSystems = [ "aarch64-linux" ];

接下来需要准备要构建 img 文件的配方，这在 Nix 中被称为 dervation：

{ ... }: {
  imports = [
    <nixpkgs/nixos/modules/installer/sd-card/sd-image-aarch64-installer.nix>  
  ];
}

我们直接将 nixpkgs 中的 sd-image-aarch64-installer.nix 文件引入进来即可，同时可以在 imports 块外面写自己的配置，比如为树莓派配置自动连接 WiFi。

根据 wiki - wpa_supplicant，我添加以下内容：

networking.wireless.enable = true;
networking.wireless.networks = { "@Ruijie-s02C6".psk = "Jxustnc001"; };

这之后就可以构建 img 了，命令如下。因为我们需要在 aarch64 QEMU 中进行构建，参数 --argstr system aarch64-linux 是必不可少的。

nix-build '<nixpkgs/nixos>' \ 
  -A config.system.build.sdImage \ 
  --argstr system aarch64-linux \ 
  -I nixos-config=./sd-image.nix

写入镜像

根据树莓派官方文档 Installing Images on Linux，我写入镜像的命令如下：

sudo dd \ 
  if=nixos-sd-image-21.05.3248.6120ac5cd20-aarch64-linux.img of=/dev/sdb \ 
  bs=4M conv=fsync status=progress

WiFi 踩坑开始

构建完成后踩坑正式开始，我的树莓派并没有连上 WiFi，systemctl 查看 wpa_supplicant 服务状态后得到错误码 CTRL-EVENT-ASSOC-REJECT，以下是各种尝试：

转机

由于先前的报错太过于模糊，反倒掩盖了真实的问题。在一天将要结束之时，我使用 Android 手机开了一个热点，发现树莓派可以进行连接。逐步尝试后，定位到问题在与 5GHz 上，手机 5GHz only 热点下也仍然是相同的状况。

最后的解决方案是由 @nanoApe 提供的。他之前也遇到过此问题，并为我找出了相关的 issues (raspberrypi/firmware/#1359)。我们首先需要一点背景知识。

WiFi 的频率在各个国家都有规定，且各有不同。例如最大的发射功率和配制方式等技术细节。Linux 设备也必须支持这些规定，以便在全球范围内使用。自然而然的，内核中存在一个这样的数据库，以存放各个国家的详细通信规则。详细说明请参见 Wikipedia - WLAN 信道列表。

根据上述 issues，这个数据库没有得到及时更新，所以导致某些 5GHz WiFi 的频道缺失。可以通过更新该 db 或切换路由器的发射频道来解决。于是我将路由器中的 “健康模式”（以 5GHz 最低功率的频道运行）关闭，问题便得以解决。