fast_fuse项目：使用eBPF优化FUSE read/write 等方法性能

[helight]

fast_fuse 项目：使用eBPF优化FUSE read/write 等方法性能 背景 FUSE（Filesystem in Userspace）是一个常用的用户空间文件系统框架，它允许用户空间程序实现自己的文件系统，并且可以通过内核的VFS（Virtual File System）接口进行挂载和管理。但是，FUSE存在性能瓶颈，其中之一就是在文件读取时存在内存拷贝，特别是在大量的小文件读取场景。 eBPF（Extended Berkeley Packet Filter）是Linux内核提供的一种强大的动态追踪和过滤技术，它可以使用户空间程序在不修改内核代码的情况下，对内核执行的系统调用、网络数据包等进行监控和处理。近年来，eBPF已经成为了Linux系统中优化性能和安全的重要工具之一。 本题目旨在探索使用eBPF技术优化FUSE文件系统的read性能，并在某一个场景下验证，例如大量小文件拷贝场景等，可与社区导师商榷后确定。

运行要求： ● 运行系统： ubuntu22.4 以上 ●使用标准fuse库开发简易文件系统，可以在 ubuntu22.4 以上的内核进行运行，至少实现 open，read，write，close 等方法。 ●对比标准fuse库开发的简易文件系统，实现某一特定场景下性能提升，比如 read 或者 write。 ●提供准确的验证测试报告。

技术要求： ●熟练掌握Linux系统编程和网络编程相关知识； ●熟悉FUSE框架的基本原理和使用方法； ●熟悉eBPF技术的基本原理和使用方法； ●具备C/C++编程能力，在Linux环境下独立完成项目开发和调试。

PR提交

1. 提交了tinyfs的代码，增加了fusedemo的测试用例 https://github.com/linuxkerneltravel/lmp/pull/556
2. 修改了原本的fusedemo的README.md文档 https://github.com/linuxkerneltravel/lmp/pull/559
3. https://github.com/linuxkerneltravel/lmp/pull/571

TODO

• [x] 为现有 fusedemo 代码添加注释

  580

• [x] 增加测试用例——fusedemo
• [x] 自动化流水线缺失，需要添加好自动化流水线

  670 补充好了fusedemo的流水线

• [x] 向合适内核版本中适配extfuse 适配环境：ubuntu 22.04 ,linux-5.10.0
• [x] 给出测试性能等结果分析
• [ ] read、write 方法优化 ，即文件数据块的快速路径
• [ ] 实现用户态缓冲区以及相关机制：回写机制、预读机制、数据淘汰
• [ ] 将fuse原本调用底层文件系统进行读写的方法进行改写（用户态实现的文件系统中实现，即fusedemo中） 1.对open功能进行改写#690

[liuslient]

刘田本周工作：

1. 学习了fuse的基本知识，分析了libfuse库的hello示例
2. 学习了libbpf-bootstrap中的kprobe的示例代码

尚凡本周工作：

1. 学习了fusedemo的代码

[sf1999817]

刘田：本周注释并分析了fusedemo的一些代码并提交了pr。 廉洋洋：本周使用uprobe跟踪了一下libc库中的read函数，即uprobe_read代码；在此基础上发现传统的ebpf可能无法实现拦截用户请求，使其在用户态进行处理得功能，因此目前正在寻找可以实现的合适工具中。 尚凡：对项目还很陌生，还在学习阶段，下周提交pr

[sf1999817]

刘田：完成了代码的格式化，并给所有的核心代码添加了英文注释，将open.py改写为libbpf，打印部分信息，但后面还需要完善，准备考试后在完善 廉洋洋： -在LMP仓库中新增了一个Issue:fs_watcher，用于监测文件系统的性能指标   链接：https://github.com/linuxkerneltravel/lmp/issues/619

• 在Linux上搭建了Mi O对象存储服务器的环境

尚凡：在学习fusedemo里面有关函数的实现，目前正在学习，没提pr

[liuslient]

open功能添加 #655