So sánh các triển khai thư viện chuẩn C/POSIX cho Linux

1. Tổng quan dự án và mục tiêu

Eta Labs đã so sánh các triển khai thư viện chuẩn C/POSIX cho Linux với trọng tâm là tính năng và độ gọn nhẹ (“bloat”). Các đối tượng được so sánh gồm musl, uClibc, dietlibc và glibc; trong tương lai dự kiến sẽ bổ sung thêm bionic và các libc của BSD.

2. So sánh mức sử dụng bộ nhớ và độ gọn nhẹ (Bloat)

• musl và dietlibc rất nhẹ và có thể tạo ra các tệp thực thi rất nhỏ (hello static: 13k so với 662k của glibc).
• glibc nặng nhất với tổng kích thước .so lên tới 7.9M, nhưng bao gồm nhiều tính năng như iconv.
• uClibc được thử nghiệm trong trạng thái đã включить nhiều tính năng tùy chọn.

3. Ứng phó trong tình huống thiếu tài nguyên

• musl thường báo lỗi rõ ràng và xử lý mà không bị dừng bất thường.
• glibc và uClibc trong một số trường hợp có thể abort khi thiếu bộ nhớ hoặc không xử lý ngoại lệ đúng cách.
• dietlibc hoặc là hoàn toàn chưa triển khai một số tính năng, hoặc chỉ xử lý ở mức rất sơ sài.

4. So sánh hiệu năng

• glibc cho hiệu năng tốt nhất trong các phép toán bộ nhớ (strchr, memset...) và I/O (putc/getc).
• musl cho hiệu năng cân bằng, overhead thấp và đủ sức cạnh tranh.
• dietlibc chậm vượt trội ở các phép toán liên quan đến strstr, putc/getc và thread.

5. Độ ổn định ABI và khả năng tương thích phiên bản

• musl và glibc cung cấp tính ổn định và khả năng tương thích ABI, nhưng chỉ glibc hỗ trợ quản lý phiên bản symbol.
• dietlibc và uClibc nhìn chung còn thiếu sót hoặc chỉ ở mức không chính thức về tương thích ABI và tương thích phiên bản.

6. Thuật toán và triển khai nội bộ

• musl và glibc sử dụng tìm kiếm substring nâng cao (twoway), biểu thức chính quy dựa trên DFA và malloc tối ưu cho hiệu năng.
• dietlibc dùng quicksort kiểu naive và regex backtracking nên yếu hơn về hiệu năng và độ ổn định.
• Các thuật toán sắp xếp và cấp phát bộ nhớ trong glibc được nâng cao với introsort, ptmalloc...

7. Phạm vi hỗ trợ tính năng/chuẩn

• glibc hỗ trợ gần như mọi tính năng của C99/C11 và POSIX, đồng thời rất rộng về locale, iconv và cả tính năng gỡ lỗi.
• musl được triển khai nhỏ gọn nhưng vẫn tuân thủ các tính năng thiết yếu.
• dietlibc có phần lớn tính năng chưa hoàn chỉnh hoặc còn thiếu, và mức tương thích POSIX cũng thấp.

8. Hỗ trợ kiến trúc và môi trường build

• musl hỗ trợ rộng rãi hầu hết các kiến trúc chính (x86, ARM, MIPS...) và còn tính đến cả môi trường non-MMU.
• glibc từ lâu đã có phạm vi hỗ trợ rộng nhất theo truyền thống và được phân phối rất phổ biến.
• dietlibc chỉ hỗ trợ số ít kiến trúc tối thiểu, và kém hơn về tính di động cũng như độ linh hoạt khi build.