UNIX一切皆文件的思想正确吗

千家信息网最后更新 2025年12月03日UNIX一切皆文件的思想正确吗

一切皆XX，这一看就是本质论以及整体论信徒的呐喊！

引.关于树型模型

树型模型和一切皆文件没有直接的关系，只是它们的经历很类似。
近期看了一本老婆买的书，《视觉繁美》。在古代，人们对树情有独钟，最终包括组织架构，包括分类都变成了树，读到了后面的章节，我才发现，原来树型模型并不是一切的本质，它是在公元前10000左右的美索不达米亚的新月地带人为产生的，即农业革命导致了人们产生了树型模型的观念。
树型模型，很有秩序感，任意两节点之间都是单向连通，任何节点都可以追溯和被追溯，一切显得很完美。它甚至可以囊括世间万物。以分类学为例子，古希腊哲学家波菲利的树是一个典型，他事先定义了一切的属性，然后用"有该属性"还是"没有该属性"对事物进行分类，最终所有的东西都可以在这棵树上找到一个叶子作为自己的位置。
当一切在树型模型下都运行得很美好的时候(包括经济，政治，公司经营等)，人们发现了原来更本质的思想是互联的思想，于是当链接成了一切的时候，树型模型就不再适用了。今天，我们处在一个复杂网络的时代，复杂网络无所不在，包括交际圈，城市，股票，气象，以及我们的大脑本身。然而并不能因此否定提出"一切都是树"的古人，正是因为他们的模型简单，人类文明才会诞生并发展，今天我们迷茫于混沌，最终我们会发现，混沌是有序的混沌。
我想说的是，虽然一些观点最终被证明是错的，但是一开始的时候必须那么说，因为简单是引起前进的动力，当遇到阻碍物或者瓶颈的时候，事情会横向发展，即朝着复杂和混乱方面发展，但是复杂和混乱不是目标，而是试图找一个继续向上的洞，或许要做些调整，然后越过障碍后继续简单向上，正如植物生长一样，生机勃勃。一切皆文件是UNIX的信条之一，如今它也遇到了一些挑战。

关于一切皆文件的反例

procfs，进程文件系统。是UNIX系统中展示进程状态以及相关数据的一个内存文件系统。它有着古老的历史，可能在最开始就成了"一切皆文件"的事实上的布道者，你看，就连进程状态也都可以表现成文件。
一切皆文件，其最原始的含义是这样的，即文件操作拥有统一且简单的接口，在计算机的公元前10000年那个年代，人们把所有的操作都可以归结为读，写，控制，因此read，write，ioctl就成了最古老的文件操作集，如果试图将所有的操作都归到文件操作，那就要建立一系列的映射，这些映射抽象出了机制和策略，这个映射是一对多的，一个统一的操作原语表示机制，而多个不同的操作实现表现为策略，最终，VFS诞生了！
有了VFS，人们就方便了，将一切都实现为一个文件系统。直到今天Linux还在做这样的事，并且好像不像UNIX那样会停下来，当然，这是后话。当这种事情做的足够多的时候，当安全需求越来越多的时候，正如IP网络后来面对的问题一样，简单的基于属主的ACL便不足以映射一切的安全控制规则。问题的关键在于，VFS导致出现的文件系统类型以及数量是不受控制的，而UNIX的文件ACL却是确定的，因此就需要作平行于VFS的另一个映射，也就是另一个机制到策略的映射，如果可以，我可以管它叫VACL。
然而，没有出现VACL，因为ACL的粒度太粗，其语义仅仅针对文件属主，它只是说"能还是不能"，并无法表示"能的话，必须怎么做"，可是后来，出现了类似波菲利树型分类的一个东西，叫做"能力"，就是说，将能想到的所有的操作都用一个二进制位表示，如果一个实体有这个操作的权限，则其为1，否则为0，这样就产生了UNIX的能力模型，即POSIX Cap，一切都显得很完美。但是，不同于后来的大众分类索引法取代树型分类索引法(实际上，直到今天还有人鼓吹树型模型！)，POSIX Cap并不是很好用。procfs同样也不适合用Cap来管理安全性！
procfs中应有尽有。该文件系统的内容是自动生成的，每一个进程在里面有一个目录，目录下存在该进程的属性，试问，谁来定义针对这些文件的操作的Cap，如果是系统，那么系统在生成一个进程的时候，如何知道怎么定义；如果是用户，那么无疑在fork/exec和procfs之间增加了一个HOOK，这太复杂了。procfs的本来的目的很简单，有两类：
1.导出系统信息
2.导出进程信息
不管怎样都是为了增强其调试功能。不管怎样，都不能试图使用procfs来做一些违反UNIX原则的事。第一个问题在于procfs导出的信息包括进程的地址空间，隔离进程地址空间是UNIX乃至所有操作系统的根本原则，只要将其展示在procfs，就可能会被read，write，mmap...很多的UNIX，包括BSD，都因为这个出过事情，因此后来的版本就干脆去掉了procfs；第二个问题在于内核空间该不该处理信息格式的问题，由于VFS是HOOK在内核态的，因此各种实际文件系统的操作也在内核态实现，于是就会有大量的格式化的操作在内核进行，然而不应该再内核做这些，如果直接导出二进制数据，却又违反了procfs的本意。为什么不修补漏洞和问题而干脆让procfs下课，这正是体现了UNIX设计上的纯粹主义，与之相反是Linux的折中主义。
围绕着procfs的去留，有很多的辩论，辩论围绕两方面：
1.procfs应该下课
完全使用sysctl接口来代替procfs。既然作为进程属性一部分的地址空间无法导出，那么何必保留另外90%+呢？
2.procfs应该保留
考虑到sysctl并不是在每一个UNIX系统都是标准的工具集的一部分导致的互操作的问题，建议保留统一接口的procfs
不管怎样，都是围绕着UNIX哲学问题的争论。Linux却完全抛开这些，实现了自己的procfs。

Linux的折中

Linux没有抛弃procfs，而是修补了它的关键问题，至于另外一些不关键的问题，Linux社区并不在意。在procfs的VFS操作集的定义上，Linux采用了以下的定义：

#define mem_write NULL#ifndef mem_write//一个吓人的注释！/* This is a security hazard */static ssize_t mem_write(struct file * file, const char * buf,...#endifstatic struct file_operations proc_mem_operations = {    .llseek        = mem_lseek,//read操作有很多限制，不允许访问别的进程的地址空间    .read        = mem_read,//NULL定义write操作    .write        = mem_write,    .open        = mem_open,//没有mmap的实现};

这就避免了安全问题！
Linux正在一切皆文件的路上越走越远，并且还将继续走下去，如今你能看到很多非常规的FS，比如procfs，sysfs，devfs，debugfs，cpuset，cgroup，sockfs等等...Linux小心翼翼地对包括procfs在内的一切非常规文件系统进行管理，哪些可以read，哪些可以write，哪些要严禁怎样等等，都要经过周密考虑，想来也只有Linux这种开放的开发平法平台才敢这么做吧，有了任何漏洞可以马上被找出来然后最快的速度给与修正！