基于ebpf的高性能存储栈跟踪工具
IO延时高/抖动是线上环境常见的一种问题，直接影响到业务的服务质量。随着ebpf技术的发展与普及，在内核跟踪领域出现了大量基于ebpf的跟踪分析工具。然而存储栈由于涉及模块较多，如何针对单个请求进行跨层跨模块跟踪，仍是一个挑战。ebpf虽然使用起来安全方便，可移植性高，但相比编写内核模块，其额外开销较高，如何降低开销也是目前亟待解决的问题。
本项目要求同学基于ebpf开发一个工具，跟踪IO请求在存储栈的处理过程，统计IO延时相关信息，并尽量降低开销。
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跟踪IO请求在block层 + driver层（支持nvme,scsi,virtio）的延时。 计算并统计一段时间内，IO路径中各个阶段的平均耗时。 记录总IO延时大于阈值的请求，输出该请求详细信息及在IO路径中各个阶段的耗时。
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支持进程，线程，容器(cgroup)，磁盘维度过滤器。
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统计跟踪开销（内存，cpu）并尽力优化。 使用perf或bpf相关性能分析功能，分析该工具运行时的overhead（包括内存和cpu），并尽力优化。输出性能分析报告。 提示：除了优化工具自身逻辑外，可分析ebpf所提供相关组件的差异，如数据结构，hook类型等。也可使用bpf CORE框架的相关特性进行优化。
环境要求：为避免内核版本不同造成差异，性能测试及分析统一在Linux 5.10进行
- 实现 fs + 调度 + block + driver + 中断 全链路IO栈跟踪
- virtio 支持guest到host 全链路跟踪
- 实现一个针对内核数据处理流程的通用跟踪框架，基于该框架可方便实现针对某个/某些数据结构(如 skb , page ...)在内核中的处理流程进行跟踪。可选择实现对网络包收发、内存分配/回收、进程调度等处理流程的跟踪与延时统计。
2022全国大学生操作系统比赛的“OS功能设计”赛道
- 以小组为单位参赛，最多三人一个小组，且小组成员是来自同一所高校的本科生（2022年春季学期或之后本科毕业的大一~大四的学生）
- 如学生参加了多个项目，参赛学生选择一个自己参加的项目参与评奖
- 请遵循“2022全国大学生操作系统比赛”的章程和技术方案要求
中
《bpf performance tools》
https://github.com/iovisor/bcc
完成基础功能和扩展功能的开发，并输出说明文档一篇。
注意：下面的内容是建议内容，不要求必须全部完成。选择本项目的同学也可与导师联系，提出自己的新想法，如导师认可，可加入预期目标
参考任务描述部分。