Linux: FHS, permissões (rwx, octal, chmod/chown), processos, systemd, cron, pipes

A ideia que organiza o assunto

O Unix nasceu de uma máquina cara com muita gente usando ao mesmo tempo, e respondeu a isso com uma decisão que organiza tudo o que vem depois: tudo é arquivo. Disco, terminal, placa de rede, e até o estado dos processos em /proc — tudo aparece como um caminho que se abre, lê e escreve com as mesmas chamadas de sistema.

Dessa decisão sai o resto por dedução. Se tudo é arquivo, basta um modelo de proteção: cada arquivo tem um dono (UID), um grupo (GID) e três ternos rwx, e o kernel confere isso a cada abertura. Se tudo é arquivo, a configuração do sistema é texto, guardada num lugar previsível — daí o FHS, que é norma publicada e não capricho de distribuição. E se tudo é arquivo, programas pequenos podem ser encadeados pela saída e pela entrada padrão, que é o pipe.

Para a prova há uma segunda metade dessa ideia, e é a que realmente decide itens: o tópico quase nunca erra o conceito — ele erra a menor unidade da frase. A finalidade descrita está certa, e o que está trocado é a opção do comando (tail sem -f), o bit (w no arquivo em vez de no diretório), o diretório (/usr no lugar de /home) ou o verbo (reload no lugar de restart). Leia o item de trás para a frente: primeiro a letra, depois a afirmação.

Por que se usa (e o que custa)

Ganha-se uniformidade e composição. O mesmo grep vasculha um log e a saída de um comando; o mesmo script de becape que salva /etc funciona em Red Hat e em Ubuntu; a permissão é verificada pelo kernel, e não pela aplicação, de modo que nenhum programa consegue esquecer de conferi-la.

Paga-se na pobreza do modelo. Nove bits não expressam “este usuário e mais aquele”, e todo o remendo — SUID, SGID, sticky, ACL, SELinux — é justamente a parte cheia de exceção que a banca explora. Paga-se também em vocabulário: o systemd trouxe paralelismo e dependências explícitas ao custo de um jogo novo de termos (unit, target, socket) que convive na prova com o jogo antigo dos runlevels.

A formulação honesta: o Linux não esconde a complexidade de um sistema multiusuário, ele a expõe em arquivos de texto e em opções de uma letra. É por isso que o tópico é tão produtivo para a CEBRASPE.

Como funciona

A hierarquia (FHS). Há uma raiz só, /, e todo volume novo é enxertado nela pelo mount — não existem letras de unidade. Cada diretório tem finalidade definida em norma, e é isso que faz um administrador achar o que procura em qualquer distribuição.

Permissões. O ls -l mostra dez caracteres: o primeiro é o tipo (- arquivo, d diretório, l link simbólico) e os nove seguintes são dono, grupo e outros, nessa ordem. O valor octal soma r=4, w=2 e x=1 por classe. O chmod aceita as duas formas, octal (chmod 640 arq) e simbólica (chmod u+x, chmod go-w); o chown muda dono e grupo (chown root:apache arq), e mudar o dono é privilégio do root. O umask não define permissão: subtrai da máxima de criação, 666 para arquivos e 777 para diretórios — com umask 022, arquivo nasce 644 e diretório nasce 755. Como é herdado do shell, escrevê-lo no .bashrc de alguém muda o padrão só daquele usuário.

Em diretório os bits mudam de sentido, e é a sutileza mais cobrada: r lista os nomes, w cria e apaga entradas, x atravessa o diretório. Daí a consequência incômoda: apagar um arquivo depende da permissão de escrita no diretório, não no arquivo — e é por isso que o sticky bit precisa existir.

Processos. Todo processo tem PID, pai (PPID) e uma identidade efetiva (UID e GID) que é o que o kernel confronta com os bits do arquivo. Um processo nasce de um fork do pai e troca de programa com exec; o PID 1 é o systemd, que adota os órfãos. ps aux dá a visão instantânea, top a contínua, /proc/<pid> o detalhe. kill envia SIGTERM (15), que pode ser tratado; kill -9 envia SIGKILL, que não pode. Prioridade se ajusta com nice na largada e com renice depois. comando & joga para segundo plano, nohup desliga do terminal.

systemd. Ele gerencia units, cada uma um arquivo de texto cujo sufixo diz o tipo: .service, .socket, .timer, .mount, .target (que substituiu os runlevels). Os arquivos da distribuição ficam em /usr/lib/systemd/system e são sobrepostos pelos de /etc/systemd/system. O log central é o journalctl, convivendo com o rsyslog e seus arquivos em /var/log.

cron. O usuário edita a própria tabela com crontab -e, lista com -l e apaga com -r — sem confirmação. A linha tem cinco campos de tempo e o comando; em /etc/crontab e /etc/cron.d há um sexto campo, o usuário, antes do comando. Operadores: * todos, , lista, - intervalo, / passo. Então */30 * * * * roda a cada 30 minutos e 0 3 * * 1 às 3h de segunda. O script agendado precisa de chmod +x e de caminhos absolutos, porque o ambiente do cron é mínimo.

Pipes e redirecionamento. Todo processo nasce com entrada padrão (0), saída padrão (1) e erro padrão (2). O shell reposiciona esses descritores antes de executar: > trunca, >> acrescenta, < alimenta, 2> desvia só o erro e 2>&1 funde o erro na saída. A barra vertical liga a saída de um processo à entrada do seguinte através de um canal em memória mantido pelo kernel — e é isso, e não sinal, que transporta um fluxo de bytes. mkfifo cria um pipe nomeado, visível no sistema de arquivos, para processos sem parentesco.

O que decide os itens

Diretórios do FHS — trocar um pelo outro é item pronto:

diretório	é	não é
/etc	configuração do sistema, em texto	binários, nem logs
/var	dados que variam: /var/log, /var/spool, /var/lib	configuração
/home	arquivos pessoais dos usuários	do sistema
/root	diretório pessoal do superusuário	a raiz /, nem onde ficam programas
/usr	programas, bibliotecas e dados do sistema	área de usuário
/bin, /sbin	binários essenciais; /sbin os de administração	de terceiros
/opt, /usr/local	software de terceiros e instalado à mão	do pacote base
/boot	vmlinuz e initrd/initramfs	configuração de serviço
/dev	arquivos de dispositivo	diretório comum
/proc, /sys	sistemas de arquivos virtuais do kernel	arquivos em disco
/tmp	temporários, com sticky bit	persistente

O que cada bit faz — depende de onde ele está:

bit	em arquivo	em diretório
r	ler o conteúdo	listar os nomes
w	alterar o conteúdo	criar e apagar entradas
x	executar	atravessar para chegar ao conteúdo

Os três bits especiais:

bit	octal	onde vale	efeito	no ls
SUID	4000	executável	roda com o UID do dono do arquivo	s no x do dono
SGID	2000	executável e diretório	roda com o GID do arquivo; em diretório, o arquivo criado herda o grupo	s no x do grupo
sticky	1000	diretório	só o dono do arquivo (ou o root) apaga, mesmo com o diretório 777	t no x de outros

Pares de comando que a banca troca:

par	quem faz o quê
nice × renice	lança com prioridade × altera a de processo já em execução
du × df	tamanho de arquivos e diretórios × ocupação do sistema de arquivos
getfacl × setfacl	consulta ACL × define ACL
find × which	varre a árvore por critério × acha o caminho do executável no PATH
grep × find	procura dentro dos arquivos × procura os arquivos
tail × tail -f	dez últimas linhas e sai × acompanha em tempo real
> × >>	trunca × acrescenta ao final
su × sudo	pede a senha do destino × pede a sua e consulta o sudoers
systemctl start × enable	sobe agora × faz subir no próximo boot
systemctl restart × reload	derruba e sobe × só relê a configuração
crontab -e × -r	edita × remove tudo, sem perguntar

Estados de processo:

estado	letra	significa
executando / pronto	R	na CPU ou na fila por ela
dormindo	S / D	bloqueado à espera de recurso (E/S, rede)
parado	T	suspenso por sinal (SIGSTOP, Ctrl+Z) — não é espera por recurso
zumbi	Z	já terminou; o pai ainda não leu o código de saída

Modos do SELinux — enforcing nega e registra; permissive só registra; disabled nem avalia. Enforcing é o padrão.

Camadas que não se confundem — o shell interpreta comandos, o kernel gerencia recursos; o nftables programa o netfilter (filtro de pacotes), e o NFS é compartilhamento de arquivos; o firewalld é a administração, o netfilter é quem filtra; o tar agrupa, o gzip comprime; o pipe transporta bytes, o sinal apenas interrompe.

Números que caem

r · w · x	4 · 2 · 1
SUID · SGID · sticky	4000 · 2000 · 1000 (quarto dígito octal)
755 · 644 · 600 · 777	rwxr-xr-x · rw-r--r-- · rw------- · rwxrwxrwx
640 · 664	rw-r----- · rw-rw-r--
máximo na criação: arquivo · diretório	666 · 777
umask 022 produz	arquivo 644, diretório 755
UID do root	0
UIDs de sistema × de usuário comum	< 1000 × ≥ 1000
campos do cron	5 (minuto 0-59, hora 0-23, dia 1-31, mês 1-12, semana 0-7)
domingo no cron	0 e 7
/etc/crontab e /etc/cron.d	6 campos — o extra é o usuário
SIGHUP · SIGKILL · SIGTERM	1 · 9 · 15
faixa de niceness	−20 (mais prioritário) a +19
head e tail sem opção	10 linhas
runlevel 3 · 5	multi-user.target · graphical.target
lvcreate -L sem sufixo	o valor é lido em megabytes

Como a CEBRASPE derruba você aqui

Uma palavra errada na linha de comando — 59% dos itens errados. É a assinatura do tópico, e o rótulo não ajuda: o que se repete é uma opção, um verbo ou um nome de binário trocado numa frase que, no resto, está correta. “tail /var/log/meu_arquivo.log” apresentado como leitura contínua — sem -f ele imprime dez linhas e termina. “systemctl reload nfs-server.service” apresentado como reinício — reload manda reler a configuração sem derrubar o processo; reiniciar é restart. “com o uso do comando nice” para mudar a prioridade de um processo já em execução — o nice só lança processo novo, quem mexe em PID existente é o renice. “df -h /home/usuario/” para justificar uma saída que lista o tamanho de cada arquivo — aquilo é du. Leia a linha de comando antes da justificativa: diga o que ela faz de fato e só então compare com o que o item afirma que ela faz.

A opção ou o subcomando não existe. Mesma família, e mais barato ainda de escrever: “yum find pacote1” (a busca é yum search), “timedatectl list —zone” (o subcomando é list-timezones, palavra única), “systemctl list-units —type target —anyway” (--anyway não existe — quem inclui as unidades inativas é --all — e --type target lista alvos, não serviços). Se você nunca digitou aquela opção, ela é a suspeita principal; subcomando partido em duas palavras é quase sempre invenção.

O mecanismo descrito certo, assinado com o nome do vizinho. Fora da linha de comando o formato é o mesmo. “por interrupções de software”, dito de um canal em que um processo escreve um fluxo de bytes e o outro lê — isso é pipe; sinal não transporta dado. O “carregador de boot de primeiro estágio” que lê o sistema de arquivos, encontra o vmlinuz e o descompacta — o primeiro estágio cabe num setor e só sabe chamar o segundo. “as tabelas internas do sistema de arquivos NFS” para explicar o nftables — as tabelas são do netfilter, e a semelhança das siglas é todo o disfarce. “o operador > acrescenta informações ao final de um arquivo existente” — > trunca; quem acrescenta é >>. Batize a descrição antes de olhar o nome: leia o mecanismo, diga qual é, e só depois confira a etiqueta que o item colou nele.

Inversão — um em cada cinco itens errados. Dois dos seis são o mesmo par: “as regras do SELinux são desativadas” e “impede o log das ações realizadas no sistema”, ambos ditos do modo enforcing — enforcing bloqueia e registra, permissive só registra, disabled não faz nem um nem outro. “o primeiro localiza o caminho (path) onde o comando está instalado”, dito do find — quem percorre o PATH é o which. “não sendo permitido que esse arquivo contenha diretórios com outros arquivos”, dito do tar — empacotar uma árvore inteira é exatamente o que ele faz. E “O Linux impede que dois usuários diferentes tenham o mesmo UID” — não impede, e o useradd -o aceita isso explicitamente. Monte o par antes de julgar, e desconfie de todo verbo de proibição: o Linux quase nunca impede, ele permite e responsabiliza.

Generalização — 9%, e sempre desmentida por uma opção. “não é necessária nenhuma configuração” depois de o kernel reconhecer a placa sem fio — reconhecer o hardware não informa SSID nem senha. “cada usuário consegue ter apenas um processo ativo por vez”, num sistema multitarefa em que um único login já sustenta o shell e tudo o que ele dispara. “Qualquer leitura feita em arquivos no GNU/Linux provoca uma operação de escrita” — com relatime, que é o padrão, o atime só é regravado em casos específicos; com noatime, nunca. Achado o absoluto, procure a opção que o desmente.

O que sobra, e em que proporção. Atribuição errada de componente aparece duas vezes: “O kernel do sistema operacional Linux tem a função de interpretar os comandos” — interpretar a linha, expandir curinga e montar pipe é trabalho do shell, que é processo comum de espaço de usuário. Permissão esticada para a classe errada, uma vez: de um arquivo -rw-rw-r--, “todos os usuários do computador poderão ler e escrever nesse arquivo” — os outros só leem; converta para octal e compare classe por classe. E número alterado, também uma vez só, num laço de shell cuja saída bastava simular mentalmente. Vale registrar o que a medição não mostra: este tópico não derruba por número. Derruba por uma letra na opção.

Erros clássicos

Somar errado o octal. 4, 2, 1, por classe, na ordem dono, grupo, outros. E o quarto dígito, quando aparece, é dos bits especiais: 4755 não é permissão maluca, é 755 com SUID.

Achar que o w do arquivo é o que permite apagá-lo. Apagar altera a entrada no diretório; depende do w do diretório. É exatamente por isso que o sticky bit existe em /tmp.

Confundir enable com start. Habilitado e não iniciado não está no ar; iniciado e não habilitado morre no próximo boot.

Tratar /usr como área de usuário e /root como raiz. /usr é Unix System Resources; os arquivos pessoais estão em /home; /root é a casa do superusuário, não /.

Chamar sinal de pipe. Sinal interrompe e não transporta dados; pipe transporta um fluxo de bytes e não interrompe.

Esquecer que “parado” é suspenso. T foi parado por sinal; quem espera recurso está dormindo em S ou D; e zumbi não espera nada, já terminou.

Supor que o LVM protege os dados. Ele redimensiona, move e tira snapshot — não dá redundância. Perder um volume físico compromete os volumes lógicos que passavam por ele, e a recuperação depende dos metadados e do becape.