Vergleich von Implementierungen der C/POSIX-Standardbibliothek für Linux

1. Projektüberblick und Ziel

Eta Labs hat Implementierungen der C/POSIX-Standardbibliothek für Linux mit Fokus auf Funktionalität und Schlankheit („Bloat“) verglichen. Verglichen wurden musl, uClibc, dietlibc und glibc; künftig sollen auch bionic und BSD-libcs ergänzt werden.

2. Vergleich von Speicherverbrauch und Schlankheit (Bloat)

• musl und dietlibc sind sehr leichtgewichtig und können sehr kleine ausführbare Dateien erzeugen (static hello: 13k vs. 662k bei glibc).
• glibc ist mit einer gesamten .so-Größe von 7.9M die schwergewichtigste Variante, enthält dafür aber viele Funktionen wie iconv.
• uClibc wurde mit vielen optionalen Funktionen aktiviert getestet.

3. Umgang mit Situationen knapper Ressourcen

• musl meldet Fehler klar und verarbeitet viele Fälle ohne abnormalen Abbruch.
• glibc und uClibc brechen bei Speichermangel teils mit abort ab oder behandeln Ausnahmen nicht korrekt.
• dietlibc hat einige Funktionen entweder gar nicht implementiert oder nur in sehr rudimentärer Form.

4. Leistungsvergleich

• glibc zeigt die beste Leistung bei Speicheroperationen (strchr, memset usw.) und I/O (putc/getc).
• musl bietet eine ausgewogene Leistung bei niedrigem Overhead und ist konkurrenzfähig.
• dietlibc ist bei strstr, putc/getc und threadbezogenen Operationen deutlich langsamer.

5. ABI-Stabilität und Versionskompatibilität

• musl und glibc bieten ABI-Stabilität und Kompatibilität, aber nur glibc unterstützt Symbol-Versionierung.
• dietlibc und uClibc sind bei ABI- und Versionskompatibilität insgesamt unzureichend oder nur inoffiziell.

6. Algorithmen und interne Implementierung

• musl und glibc verwenden fortgeschrittene Teilstring-Suche (twoway), DFA-basierte reguläre Ausdrücke und performanceorientiertes malloc.
• dietlibc ist mit naive quicksort und regex per Backtracking bei Leistung und Stabilität im Nachteil.
• Sortier- und Speicherallokationsalgorithmen sind bei glibc mit introsort, ptmalloc usw. weiterentwickelt.

7. Umfang von Funktions-/Standardunterstützung

• glibc unterstützt nahezu alle C99/C11- und POSIX-Funktionen und bietet zudem breite Unterstützung für Locale, iconv und Debugging-Funktionen.
• musl implementiert die essenziellen Funktionen standardkonform und bleibt dabei klein.
• dietlibc ist bei den meisten Funktionen unvollständig oder mangelhaft und bietet nur geringe POSIX-Kompatibilität.

8. Unterstützung für Architekturen und Build-Umgebungen

• musl unterstützt die meisten wichtigen Architekturen (x86, ARM, MIPS usw.) breit und berücksichtigt sogar non-MMU-Umgebungen.
• glibc bietet traditionell die umfassendste Unterstützung und ist weit verbreitet.
• dietlibc unterstützt nur ein Minimum an Architekturen und ist bei Portabilität und Build-Flexibilität schwächer.