Linux向け C/POSIX 標準ライブラリ実装の比較

1. プロジェクト概要と目的

Eta Labs は、Linux 向け C/POSIX 標準ライブラリ実装を、機能性と軽量性（“bloat”）を中心に比較した。比較対象は musl、uClibc、dietlibc、glibc で、今後は bionic および BSD libc も追加される予定。

2. メモリ使用量と軽量性の比較（Bloat）

• musl と dietlibc は非常に軽量で、小さな実行ファイルを作成できる（static hello: 13k vs glibc の 662k）。
• glibc は全体の .so サイズが 7.9M に達し最も重いが、iconv など多くの機能を含む。
• uClibc は多くの選択的機能を含めた状態でテストされた。

3. リソース不足時の対応

• musl は失敗を明確に報告し、異常終了せずに処理できる場合が多い。
• glibc と uClibc は、メモリ不足時に abort したり、例外を適切に処理できなかったりする場合がある。
• dietlibc は一部機能がそもそも未実装、またはごく限定的な処理しか行えない。

4. 性能比較

• glibc はメモリ演算（strchr、memset など）と I/O（putc/getc）で最高の性能を示す。
• musl はバランスの取れた性能と低いオーバーヘッドを示し、十分に競争力がある。
• dietlibc は strstr、putc/getc、thread 関連の演算で圧倒的に遅い。

5. ABI 安定性とバージョン互換性

• musl と glibc は ABI の安定性と互換性を提供するが、シンボルのバージョン管理をサポートするのは glibc のみ。
• dietlibc と uClibc は全体的に ABI 互換性とバージョン互換性の面で不十分、または非公式である。

6. アルゴリズムと内部実装

• musl と glibc は高度な部分文字列検索（twoway）、DFA ベースの正規表現、性能重視の malloc を採用している。
• dietlibc は naive quicksort や backtracking regex などにより、性能と安定性の面で弱い。
• ソートおよびメモリ割り当てアルゴリズムは、glibc が introsort、ptmalloc などで高度化されている。

7. 機能／標準サポート範囲

• glibc はほぼすべての C99/C11 および POSIX 機能をサポートし、ロケール、iconv、デバッグ機能まで幅広い。
• musl は必須機能に準拠しつつ、小さなサイズで実装されている。
• dietlibc は大半の機能が不完全または不足しており、POSIX 互換性も低い。

8. アーキテクチャとビルド環境のサポート

• musl は主要なアーキテクチャ（x86、ARM、MIPS など）の大半を広くサポートし、non-MMU 環境まで考慮している。
• glibc は伝統的に最も広範なサポートを提供しており、広く配布されている。
• dietlibc は最小限のアーキテクチャしかサポートせず、移植性とビルドの柔軟性に欠ける。