build: overhaul wrapper script system for multiple wrapper support

this overhauls part of the build system in order to support multiple
toolchain wrapper scripts, as opposed to solely the musl-gcc wrapper as
before. it thereby replaces --enable-gcc-wrapper with --enable-wrapper=...,
which has the options 'auto' (the default, detect whether to use wrappers),
'all' (build and install all wrappers), 'no' (don't build any) and finally
the options named after the individual compiler scripts (currently only
'gcc' is available) to build and install only that wrapper.
the old --enable-gcc-wrapper is removed from --help, but still available.

it also modifies the wrappers to use the C compiler specified to the build
system as 'inner' compiler, when applicable. as wrapper detection works by
probing this compiler, it may not work with any other.

treat empty TZ environment variable as GMT rather than default

this improves compatibility with the behavior of other systems and
with some applications which set an empty TZ var to disable use of
local time by mktime, etc.

dynlink.c: pass gnu-hash table pointer to gnu_lookup

The callers need to check the value of the pointer anyway, so make
them pass the pointer to gnu_lookup instead of reloading it there.

Reorder gnu_lookup arguments so that always-used ones are listed
first. GCC can choose a calling convention with arguments in registers
(e.g. up to 3 arguments in eax, ecx, edx on x86), but cannot reorder
the arguments for static functions.

dynlink.c: slim down gnu_lookup

Do not reference dso->syms and dso->strings until point of use.
Check 'h1 == (h2|1)', the simplest condition, before the others.

dynlink.c: use bloom filter in gnu hash lookup

Introduce gnu_lookup_filtered and use it to speed up symbol lookups in
find_sym (do_dlsym is left as is, based on an expectation that
frequently dlsym queries will use a dlopen handle rather than
RTLD_NEXT or RTLD_DEFAULT, and will not need to look at more than one
DSO).

dynlink.c: use a faster expression in gnu_hash

With -Os, GCC uses a multiply rather than a shift and addition for 'h*33'.
Use a more efficient expression explicitely.

fix local-dynamic model TLS on mips and powerpc

the TLS ABI spec for mips, powerpc, and some other (presently
unsupported) RISC archs has the return value of __tls_get_addr offset
by +0x8000 and the result of DTPOFF relocations offset by -0x8000. I
had previously assumed this part of the ABI was actually just an
implementation detail, since the adjustments cancel out. however, when
the local dynamic model is used for accessing TLS that's known to be
in the same DSO, either of the following may happen:

1. the -0x8000 offset may already be applied to the argument structure
passed to __tls_get_addr at ld time, without any opportunity for
runtime relocations.

2. __tls_get_addr may be used with a zero offset argument to obtain a
base address for the module's TLS, to which the caller then applies
immediate offsets for individual objects accessed using the local
dynamic model. since the immediate offsets have the -0x8000 adjustment
applied to them, the base address they use needs to include the
+0x8000 offset.

it would be possible, but more complex, to store the pointers in the
dtv[] array with the +0x8000 offset pre-applied, to avoid the runtime
cost of adding 0x8000 on each call to __tls_get_addr. this change
could be made later if measurements show that it would help.

make dynamic linker work around MAP_FAILED mmap failure on nommu kernels

previously, loading of additional libraries beyond libc/ldso did not
work on nommu kernels, nor did loading programs via invocation of the
dynamic linker as a command.

reimplement strverscmp to fix corner cases

this interface is non-standardized and is a GNU invention, and as
such, our implementation should match the behavior of the GNU
function. one peculiarity the old implementation got wrong was the
handling of all-zero digit sequences: they are supposed to compare
greater than digit sequences of which they are a proper prefix, as in
009 < 00.

in addition, high bytes were treated with char signedness rather than
as unsigned. this was wrong regardless of what the GNU function does
since the resulting order relation varied by arch.

the new strverscmp implementation makes explicit the cases where the
order differs from what strcmp would produce, of which there are only
two.

fix regression/typo that disabled __simple_malloc when calloc is used

commit ba819787ee93ceae94efd274f7849e317c1bff58 introduced this
regression. since the __malloc0 weak alias was not properly provided
by __simple_malloc, use of calloc forced the full malloc to be linked.

fix calloc when __simple_malloc implementation is used

previously, calloc's implementation encoded assumptions about the
implementation of malloc, accessing a size_t word just prior to the
allocated memory to determine if it was obtained by mmap to optimize
out the zero-filling. when __simple_malloc is used (static linking a
program with no realloc/free), it doesn't matter if the result of this
check is wrong, since all allocations are zero-initialized anyway. but
the access could be invalid if it crosses a page boundary or if the
pointer is not sufficiently aligned, which can happen for very small
allocations.

this patch fixes the issue by moving the zero-fill logic into malloc.c
with the full malloc, as a new function named __malloc0, which is
provided by a weak alias to __simple_malloc (which always gives
zero-filled memory) when the full malloc is not in use.

provide __stack_chk_fail_local in libc.a

this symbol is needed only on archs where the PLT call ABI is klunky,
and only for position-independent code compiled with stack protector.
thus references usually only appear in shared libraries or PIE
executables, but they can also appear when linking statically if some
of the object files being linked were built as PIC/PIE.

normally libssp_nonshared.a from the compiler toolchain should provide
__stack_chk_fail_local, but reportedly it appears prior to -lc in the
link order, thus failing to satisfy references from libc itself (which
arise only if libc.a was built as PIC/PIE with stack protector
enabled).

work around mips detached thread exit breakage due to kernel regression

linux kernel commit 46e12c07b3b9603c60fc1d421ff18618241cb081 caused
the mips syscall mechanism to fail with EFAULT when the userspace
stack pointer is invalid, breaking __unmapself used for detached
thread exit. the workaround is to set $sp to a known-valid, readable
address, and the simplest one to obtain is the address of the current
function, which is available (per o32 calling convention) in $25.

ignore ENOSYS error from mprotect in pthread_create and dynamic linker

this error simply indicated a system without memory protection (NOMMU)
and should not cause failure in the caller.

switch to using trap number 31 for syscalls on sh

nominally the low bits of the trap number on sh are the number of
syscall arguments, but they have never been used by the kernel, and
some code making syscalls does not even know the number of arguments
and needs to pass an arbitrary high number anyway.

sh3/sh4 traditionally used the trap range 16-31 for syscalls, but part
of this range overlapped with hardware exceptions/interrupts on sh2
hardware, so an incompatible range 32-47 was chosen for sh2.

using trap number 31 everywhere, since it's in the existing sh3/sh4
range and does not conflict with sh2 hardware, is a proposed
unification of the kernel syscall convention that will allow binaries
to be shared between sh2 and sh3/sh4. if this is not accepted into the
kernel, we can refit the sh2 target with runtime selection mechanisms
for the trap number, but doing so would be invasive and would entail
non-trivial overhead.

switch sh port's __unmapself to generic version when running on sh2/nommu

due to the way the interrupt and syscall trap mechanism works,
userspace on sh2 must never set the stack pointer to an invalid value.
thus, the approach used on most archs, where __unmapself executes with
no stack for the interval between SYS_munmap and SYS_exit, is not
viable on sh2.

in order not to pessimize sh3/sh4, the sh asm version of __unmapself
is not removed. instead it's renamed and redirected through code that
calls either the generic (safe) __unmapself or the sh3/sh4 asm,
depending on compile-time and run-time conditions.

add support for sh2 interrupt-masking-based atomics to sh port

the sh2 target is being considered an ISA subset of sh3/sh4, in the
sense that binaries built for sh2 are intended to be usable on later
cpu models/kernels with mmu support. so rather than hard-coding
sh2-specific atomics, the runtime atomic selection mechanisms that was
already in place has been extended to add sh2 atomics.

at this time, the sh2 atomics are not SMP-compatible; since the ISA
lacks actual atomic operations, the new code instead masks interrupts
for the duration of the atomic operation, producing an atomic result
on single-core. this is only possible because the kernel/hardware does
not impose protections against userspace doing so. additional changes
will be needed to support future SMP systems.

care has been taken to avoid producing significant additional code
size in the case where it's known at compile-time that the target is
not sh2 and does not need sh2-specific code.

refactor stdio open file list handling, move it out of global libc struct

functions which open in-memory FILE stream variants all shared a tail
with __fdopen, adding the FILE structure to stdio's open file list.
replacing this common tail with a function call reduces code size and
duplication of logic. the list is also partially encapsulated now.

function signatures were chosen to facilitate tail call optimization
and reduce the need for additional accessor functions.

with these changes, static linked programs that do not use stdio no
longer have an open file list at all.

byte-based C locale, phase 3: make MB_CUR_MAX variable to activate code

this patch activates the new byte-based C locale (high bytes treated
as abstract code unit "characters" rather than decoded as multibyte
characters) by making the value of MB_CUR_MAX depend on the active
locale. for the C locale, the LC_CTYPE category pointer is null,
yielding a value of 1. all other locales yield a value of 4.

byte-based C locale, phase 2: stdio and iconv (multibyte callers)

this patch adjusts libc components which use the multibyte functions
internally, and which depend on them operating in a particular
encoding, to make the appropriate locale changes before calling them
and restore the calling thread's locale afterwards. activating the
byte-based C locale without these changes would cause regressions in
stdio and iconv.

in the case of iconv, the current implementation was simply using the
multibyte functions as UTF-8 conversions. setting a multibyte UTF-8
locale for the duration of the iconv operation allows the code to
continue working.

in the case of stdio, POSIX requires that FILE streams have an
encoding rule bound at the time of setting wide orientation. as long
as all locales, including the C locale, used the same encoding,
treating high bytes as UTF-8, there was no need to store an encoding
rule as part of the stream's state.

a new locale field in the FILE structure points to the locale that
should be made active during fgetwc/fputwc/ungetwc on the stream. it
cannot point to the locale active at the time the stream becomes
oriented, because this locale could be mutable (the global locale) or
could be destroyed (locale_t objects produced by newlocale) before the
stream is closed. instead, a pointer to the static C or C.UTF-8 locale
object added in commit commit aeeac9ca5490d7d90fe061ab72da446c01ddf746
is used. this is valid since categories other than LC_CTYPE will not
affect these functions.

byte-based C locale, phase 1: multibyte character handling functions

this patch makes the functions which work directly on multibyte
characters treat the high bytes as individual abstract code units
rather than as multibyte sequences when MB_CUR_MAX is 1. since
MB_CUR_MAX is presently defined as a constant 4, all of the new code
added is dead code, and optimizing compilers' code generation should
not be affected at all. a future commit will activate the new code.

as abstract code units, bytes 0x80 to 0xff are represented by wchar_t
values 0xdf80 to 0xdfff, at the end of the surrogates range. this
ensures that they will never be misinterpreted as Unicode characters,
and that all wctype functions return false for these "characters"
without needing locale-specific logic. a high range outside of Unicode
such as 0x7fffff80 to 0x7fffffff was also considered, but since C11's
char16_t also needs to be able to represent conversions of these
bytes, the surrogate range was the natural choice.

fix btowc corner case

btowc is required to interpret its argument by conversion to unsigned
char, unless the argument is equal to EOF. since the conversion to
produces a non-character value anyway, we can just unconditionally
convert, for now.

arm: add vdso support

vdso will be available on arm in linux v4.2, the user-space code
for it is in kernel commit 8512287a8165592466cb9cb347ba94892e9c56a5

refactor malloc's expand_heap to share with __simple_malloc

this extends the brk/stack collision protection added to full malloc
in commit 276904c2f6bde3a31a24ebfa201482601d18b4f9 to also protect the
__simple_malloc function used in static-linked programs that don't
reference the free function.

it also extends support for using mmap when brk fails, which full
malloc got in commit 5446303328adf4b4e36d9fba21848e6feb55fab4, to
__simple_malloc.

since __simple_malloc may expand the heap by arbitrarily large
increments, the stack collision detection is enhanced to detect
interval overlap rather than just proximity of a single address to the
stack. code size is increased a bit, but this is partly offset by the
sharing of code between the two malloc implementations, which due to
linking semantics, both get linked in a program that needs the full
malloc with realloc/free support.

remove cancellation points in stdio

commit 58165923890865a6ac042fafce13f440ee986fd9 added these optional
cancellation points on the basis that cancellable stdio could be
useful, to unblock threads stuck on stdio operations that will never
complete. however, the only way to ensure that cancellation can
achieve this is to violate the rules for side effects when
cancellation is acted upon, discarding knowledge of any partial data
transfer already completed. our implementation exhibited this behavior
and was thus non-conforming.

in addition to improving correctness, removing these cancellation
points moderately reduces code size, and should significantly improve
performance on i386, where sysenter/syscall instructions can be used
instead of "int $128" for non-cancellable syscalls.

fix idiom for setting stdio stream orientation to wide

the old idiom, f->mode |= f->mode+1, was adapted from the idiom for
setting byte orientation, f->mode |= f->mode-1, but the adaptation was
incorrect. unless the stream was alreasdy set byte-oriented, this code
incremented f->mode each time it was executed, which would eventually
lead to overflow. it could be fixed by changing it to f->mode |= 1,
but upcoming changes will require slightly more work at the time of
wide orientation, so it makes sense to just call fwide. as an
optimization in the single-character functions, fwide is only called
if the stream is not already wide-oriented.

add printing of null %s arguments as "(null)" in wide printf

this is undefined, but supported in our implementation of the normal
printf, so for consistency the wide variant should support it too.

add %m support to wide printf

add sh asm for vfork

implement arch-generic version of __unmapself

this can be used to put off writing an asm version of __unmapself for
new archs, or as a permanent solution on archs where it's not
practical or even possible to run momentarily with no stack.

the concept here is simple: the caller takes a lock on a global shared
stack and uses it to make the munmap and exit syscalls. the only trick
is unlocking, which must be done after the thread exits, and this is
achieved by using the set_tid_address syscall to have the kernel zero
and futex-wake the lock word as part of the exit syscall.

in malloc, refuse to use brk if it grows into stack

the linux/nommu fdpic ELF loader sets up the brk range to overlap
entirely with the main thread's stack (but growing from opposite
ends), so that the resulting failure mode for malloc is not to return
a null pointer but to start returning pointers to memory that overlaps
with the caller's stack. needless to say this extremely dangerous and
makes brk unusable.

since it's non-trivial to detect execution environments that might be
affected by this kernel bug, and since the severity of the bug makes
any sort of detection that might yield false-negatives unsafe, we
instead check the proximity of the brk to the stack pointer each time
the brk is to be expanded. both the main thread's stack (where the
real known risk lies) and the calling thread's stack are checked. an
arbitrary gap distance of 8 MB is imposed, chosen to be larger than
linux default main-thread stack reservation sizes and larger than any
reasonable stack configuration on nommu.

the effeciveness of this patch relies on an assumption that the amount
by which the brk is being grown is smaller than the gap limit, which
is always true for malloc's use of brk. reliance on this assumption is
why the check is being done in malloc-specific code and not in __brk.

fix spurious errors from pwd/grp functions when nscd backend is absent

for several pwd/grp functions, the only way the caller can distinguish
between a successful negative result ("no such user/group") and an
internal error is by clearing errno before the call and checking errno
afterwards. the nscd backend support code correctly simulated a
not-found response on systems where such a backend is not running, but
failed to restore errno.

this commit also fixed an outdated/incorrect comment.

fix regression in pre-v7 arm on kernels with kuser helper removed

the arm atomics/TLS runtime selection code is called from
__set_thread_area and depends on having libc.auxv and __hwcap
available. commit 71f099cb7db821c51d8f39dfac622c61e54d794c moved the
first call to __set_thread_area to the top of dynamic linking stage 3,
before this data is made available, causing the runtime detection code
to always see __hwcap as zero and thereby select the atomics/TLS
implementations based on kuser helper.

upcoming work on superh will use similar runtime detection.

ideally this early-init code should be cleanly refactored and shared
between the dynamic linker and static-linked startup.

add multiple inclusion guard to locale_impl.h

remove redefinition of MB_CUR_MAX in locale_impl.h

unless/until the byte-based C locale is implemented, defining
MB_CUR_MAX to 1 in the C locale is wrong. no internal code currently
uses the MB_CUR_MAX macro, but having it defined inconsistently is
error-prone. applications get the value from stdlib.h and were
unaffected.

make static C and C.UTF-8 locales available outside of newlocale

remove another invalid skip of locking in ungetwc

add macro version of ctype.h isascii function

presumably internal code (ungetwc and fputwc) was written assuming a
macro implementation existed; otherwise use of isascii is just a
pessimization.

remove invalid skip of locking in ungetwc

aside from being invalid, the early check only optimized the error
case, and likely pessimized the common case by separating the
two branches on isascii(c) at opposite ends of the function.

fix uselocale((locale_t)0) not to modify locale

commit 68630b55c0c7219fe9df70dc28ffbf9efc8021d8 made the new locale to
be assigned unconditonally resulting in crashes later on.

release 1.1.10

fix dynamic linker regression processing R_*_NONE type relocations

commit f3ddd173806fd5c60b3f034528ca24542aecc5b9 inadvertently removed
the early check for "none" type relocations, causing the address
dso->base+0 to be dereferenced to obtain an addend. shared libraries,
(including libc.so) and PIE executables were unaffected, since their
base addresses are the actual address of their mappings and are
readable. non-PIE main executables, however, have a base address of 0
because their load addresses are absolute and not offset at load time.

in practice none-type relocations do not arise with toolchains that
are in use except on mips, and on mips it's moderately rare for a
non-PIE executable to have a relocation table, since the mips-specific
got processing serves in its place for most purposes.

add additional Makefile dependency rules for rcrt1.o PIE start file

fix failure of ungetc and ungetwc to work on files in eof status

these functions were written to handle clearing eof status, but failed
to account for the __toread function's handling of eof. with this
patch applied, __toread still returns EOF when the file is in eof
status, so that read operations will fail, but it also sets up valid
buffer pointers for read mode, which are set to the end of the buffer
rather than the beginning in order to make the whole buffer available
to ungetc/ungetwc.

minor changes to __uflow were needed since it's now possible to have
non-zero buffer pointers while in eof status. as made, these changes
remove a 'fast path' bypassing the function call to __toread, which
could be reintroduced with slightly different logic, but since
ordinary files have a syscall in f->read, optimizing the code path
does not seem worthwhile.

the __stdio_read function is also updated not to zero the read buffer
pointers on eof/error. while not necessary for correctness, this
change avoids the overhead of calling __toread in ungetc after
reaching eof, and it also reduces code size and increases consistency
with the fmemopen read operation which does not zero the pointers.

add missing legacy LFS64 macros in sys/resource.h

based on patch by Felix Janda, with RLIM64_SAVED_CUR and
RLIM64_SAVED_MAX added for completeness.

configure: work around compilers that merely warn for unknown options

some compilers (such as clang) accept unknown options without error,
but then print warnings on each invocation, cluttering the build
output and burying meaningful warnings. this patch makes configure's
tryflag and tryldflag functions use additional options to turn the
unknown-option warnings into errors, if available, but only at check
time. these options are not output in config.mak to avoid the risk of
spurious build breakage; if they work, they will have already done
their job at configure time.

implement fail-safe static locales for newlocale

this frees applications which need to make temporary use of the C
locale (via uselocale) from the possibility that newlocale might fail.

the C.UTF-8 locale is also provided as a static locale. presently they
behave the same, but this may change in the future.

rename internal locale file handling locale maps

since the __setlocalecat function was removed, the filename
__setlocalecat.c no longer made sense.

overhaul locale internals to treat categories roughly uniformly

previously, LC_MESSAGES was treated specially as the only category
which could be set to a locale name without a definition file, in
order to facilitate gettext message translations when no libc locale
was available. LC_NUMERIC was completely un-settable, and LC_CTYPE
stored a flag intended to be used for a possible future byte-based C
locale, instead of storing a __locale_map pointer like the other
categories use.

this patch changes all categories to be represented by pointers to
__locale_map structures, and allows locale names without definition
files to be treated as valid locales with trivial definition when used
in any category. outwardly visible functional changes should be minor,
limited mainly to the strings read back from setlocale and the way
gettext handles translations in categories other than LC_MESSAGES.

various internal refactoring has also been performed, and improvements
in const correctness have been made.

replace atomics with locks in locale-setting code

this is part of a general program of removing direct use of atomics
where they are not necessary to meet correctness or performance needs,
but in this case it's also an optimization. only the global locale
needs synchronization; allocated locales referenced with locale_t
handles are immutable during their lifetimes, and using atomics to
initialize them increases their cost of setup.

add rcrt1 start file for fully static-linked PIE

static-linked PIE files need startup code to relocate themselves, much
like the dynamic linker does. rcrt1.c reuses the code in dlstart.c,
stage 1 of the dynamic linker, which in turn reuses crt_arch.h, to
achieve static PIE with no new code. only relative relocations are
supported.

existing toolchains that don't yet support static PIE directly can be
repurposed by passing "-shared -Wl,-Bstatic -Wl,-Bsymbolic" instead of
"-static -pie" and substituting rcrt1.o in place of crt1.o.

all libraries being linked must be built as PIC/PIE; TEXTRELs are not
supported at this time.

fix incorrect application of visibility to Scrt1.o

commit de2b67f8d41e08caa56bf6540277f6561edb647f attempted to avoid
having vis.h affect crt files, but the Makefile variable used,
CRT_LIBS, refers to the final output copies in the lib directory, not
the copies in the crt build directory, and thus the -DCRT was not
applied.

while unlikely to be noticed, this regression probably broke
production of PIE executables whose main functions are not in the
executable but rather a shared library.

reprocess all libc/ldso symbolic relocations in dynamic linking stage 3

commit f3ddd173806fd5c60b3f034528ca24542aecc5b9 introduced early
relocations and subsequent reprocessing as part of the dynamic linker
bootstrap overhaul, to allow use of arbitrary libc functions before
the main application and libraries are loaded, but only reprocessed
GOT/PLT relocation types.

commit c093e2e8201524db0d638920e76bcb6b1d925f3a added reprocessing of
non-GOT/PLT relocations to fix an actual regression that was observed
on powerpc, but only for RELA format tables with out-of-line addends.
REL table (inline addends at the relocation address) reprocessing is
trickier because the first relocation pass clobbers the addends.

this patch extends symbolic relocation reprocessing for libc/ldso to
support all relocation types, whether REL or RELA format tables are
used. it is believed not to alter behavior on any existing archs for
the current dynamic linker and libc code. the motivations for this
change are consistency and future-proofing. it ensures that behavior
does not differ depending on whether REL or RELA tables are used,
which could lead to undetected arch-specific bugs. it also ensures
that, if in the future code depending on additional relocation types
is added to libc.so, either at the source level or as part of the
compiler runtime that gets pulled in (for example, soft-float with TLS
for fenv), the new code will work properly.

the implementation concept is simple: stage 2 of the dynamic linker
counts the number of symbolic relocations in the libc/ldso REL table
and allocates a VLA to save their addends into; stage 3 then uses the
saved addends in place of the inline ones which were clobbered. for
stack safety, a hard limit (currently 4k) is imposed on the number of
such addends; this should be a couple orders of magnitude larger than
the actual need. this number is not a runtime variable that could
break fail-safety; it is constant for a given libc.so build.

move call to dynamic linker stage-3 into stage-2 function

this move eliminates a duplicate "by-hand" symbol lookup loop from the
stage-1 code and replaces it with a call to find_sym, which can be
used once we're in stage 2. it reduces the size of the stage 1 code,
which is helpful because stage 1 will become the crt start file for
static-PIE executables, and it will allow stage 3 to access stage 2's
automatic storage, which will be important in an upcoming commit.

mark mips crt code as code

otherwise disassemblers treat it as data.

mark mips cancellable syscall code as code

otherwise disassemblers treat it as data.

simplify/shrink relocation processing in dynamic linker stage 1

the outer-loop approach made sense when we were also processing
DT_JMPREL, which might be in REL or RELA form, to avoid major code
duplication. commit 09db855b35709aa627d7055c57a98e1e471920ab removed
processing of DT_JMPREL, and in the remaining two tables, the format
(REL or RELA) is known by the name of the table. simply writing two
versions of the loop results in smaller and simpler code.

remove processing of DT_JMPREL from dynamic linker stage 1 bootstrap

the DT_JMPREL relocation table necessarily consists entirely of
JMP_SLOT (REL_PLT in internal nomenclature) relocations, which are
symbolic; they cannot be resolved in stage 1, so there is no point in
processing them.

fix stack alignment code in mips crt_arch.h

the instruction used to align the stack, "and $sp, $sp, -8", does not
actually exist; it's expanded to 2 instructions using the 'at'
(assembler temporary) register, and thus cannot be used in a branch
delay slot. since alignment mod 16 commutes with subtracting 8, simply
swapping these two operations fixes the problem.

crt1.o was not affected because it's still being generated from a
dedicated asm source file. dlstart.lo was not affected because the
stack pointer it receives is already aligned by the kernel. but
Scrt1.o was affected in cases where the dynamic linker gave it a
misaligned stack pointer.

add .text section directive to all crt_arch.h files missing it

i386 and x86_64 versions already had the .text directive; other archs
did not. normally, top-level (file scope) __asm__ starts in the .text
section anyway, but problems were reported with some versions of
clang, and it seems preferable to set it explicitly anyway, at least
for the sake of consistency between archs.

remove outdated and misleading comment in iconv.c

the comment claimed that EUC/GBK/Big5 are not implemented, which has
been incorrect since commit 19b4a0a20efc6b9df98b6a43536ecdd628ba4643.

in iconv_open, accept "CHAR" and "" as aliases for "UTF-8"

while not a requirement, it's common convention in other iconv
implementations to accept "CHAR" as an alias for nl_langinfo(CODESET),
meaning the encoding used for char[] strings in the current locale,
and also "" as an alternate form. supporting this is not costly and
improves compatibility.

fix inconsistency in a_and and a_or argument types on x86[_64]

conceptually, and on other archs, these functions take a pointer to
int, but in the i386, x86_64, and x32 versions of atomic.h, they took
a pointer to void instead.

inline llsc atomics when building for sh4a

If we're building for sh4a, the compiler is already free to use
instructions only available on sh4a, so we can do the same and inline the
llsc atomics. If we're building for an older processor, we still do the
same runtime atomics selection as before.

reprocess libc/ldso RELA relocations in stage 3 of dynamic linking

this fixes a regression on powerpc that was introduced in commit
f3ddd173806fd5c60b3f034528ca24542aecc5b9. global data accesses on
powerpc seem to be using a translation-unit-local GOT filled via
R_PPC_ADDR32 relocations rather than R_PPC_GLOB_DAT. being a non-GOT
relocation type, these were not reprocessed after adding the main
application and its libraries to the chain, causing libc code not to
see copy relocations in the main program, and therefore to use the
pre-copy-relocation addresses for global data objects (like environ).

the motivation for the dynamic linker only reprocessing GOT/PLT
relocation types in stage 3 is that these types always have a zero
addend, making them safe to process again even if the storage for the
addend has been clobbered. other relocation types which can be used
for address constants in initialized data objects may have non-zero
addends which will be clobbered during the first pass of relocation
processing if they're stored inline (REL form) rather than out-of-line
(RELA form).

powerpc generally uses only RELA, so this patch is sufficient to fix
the regression in practice, but is not fully general, and would not
suffice if an alternate toolchain generated REL for powerpc.

fix null pointer dereference in dcngettext under specific conditions

if setlocale has not been called, the current locale's messages_name
may be a null pointer. the code path where it's assumed to be non-null
was only reachable if bindtextdomain had already been called, which is
normally not done in programs which do not call setlocale, so the
omitted check went unnoticed.

patch from Void Linux, with description rewritten.

eliminate costly tricks to avoid TLS access for current locale state

the code being removed used atomics to track whether any threads might
be using a locale other than the current global locale, and whether
any threads might have abstract 8-bit (non-UTF-8) LC_CTYPE active, a
feature which was never committed (still pending). the motivations
were to support early execution prior to setup of the thread pointer,
to partially support systems (ancient kernels) where thread pointer
setup is not possible, and to avoid high performance cost on archs
where accessing the thread pointer may be very slow.

since commit 19a1fe670acb3ab9ead0fe31859ca7d4fe40dd54, the thread
pointer is always available, so these hacks are no longer needed.
removing them greatly simplifies the affected code.

in i386 __set_thread_area, don't assume %gs register is initially zero

commit f630df09b1fd954eda16e2f779da0b5ecc9d80d3 added logic to handle
the case where __set_thread_area is called more than once by reusing
the GDT slot already in the %gs register, and only setting up a new
GDT slot when %gs is zero. this created a hidden assumption that %gs
is zero when a new process image starts, which is true in practice on
Linux, but does not seem to be documented ABI, and fails to hold under
qemu app-level emulation.

while it would in theory be possible to zero %gs in the entry point
code, this code is shared between static and dynamic binaries, and
dynamic binaries must not clobber the value of %gs already setup by
the dynamic linker.

the alternative solution implemented in this commit simply uses global
data to store the GDT index that's selected. __set_thread_area should
only be called in the initial thread anyway (subsequent threads get
their thread pointer setup by __clone), but even if it were called by
another thread, it would simply read and write back the same GDT index
that was already assigned to the initial thread, and thus (in the x86
memory model) there is no data race.

make arm reloc.h CRTJMP macro compatible with thumb

compilers targeting armv7 may be configured to produce thumb2 code
instead of arm code by default, and in the future we may wish to
support targets where only the thumb instruction set is available.

the instructions this patch omits in thumb mode are needed only for
non-thumb versions of armv4 or earlier, which are not supported by any
current compilers/toolchains and thus rather pointless to have. at
some point these compatibility return sequences may be removed from
all asm source files, and in that case it would make sense to remove
them here too and remove the ifdef.

make arm crt_arch.h compatible with thumb code generation

compilers targeting armv7 may be configured to produce thumb2 code
instead of arm code by default, and in the future we may wish to
support targets where only the thumb instruction set is available.

the changes made here avoid operating directly on the sp register,
which is not possible in thumb code, and address an issue with the way
the address of _DYNAMIC is computed.

previously, the relative address of _DYNAMIC was stored with an
additional offset of -8 versus the pc-relative add instruction, since
on arm the pc register evaluates to ".+8". in thumb code, it instead
evaluates to ".+4". both are two (normal-size) instructions beyond "."
in the current execution mode, so the numbered label 2 used in the
relative address expression is simply moved two instructions ahead to
be compatible with both instruction sets.

release 1.1.9

fix netinet/ether.h for c++

fix futimes legacy function with null tv pointer

a null pointer is valid here and indicates that the current time
should be used. based on patch by Felix Janda, simplified.

fix stack protector crashes on x32 & powerpc due to misplaced TLS canary

i386, x86_64, x32, and powerpc all use TLS for stack protector canary
values in the default stack protector ABI, but the location only
matched the ABI on i386 and x86_64. on x32, the expected location for
the canary contained the tid, thus producing spurious mismatches
(resulting in process termination) upon fork. on powerpc, the expected
location contained the stdio_locks list head, so returning from a
function after calling flockfile produced spurious mismatches. in both
cases, the random canary was not present, and a predictable value was
used instead, making the stack protector hardening much less effective
than it should be.

in the current fix, the thread structure has been expanded to have
canary fields at all three possible locations, and archs that use a
non-default location must define a macro in pthread_arch.h to choose
which location is used. for most archs (which lack TLS canary ABI) the
choice does not matter.

improve iswdigit macro to diagnose errors

this is analogous to commit 2ca55a93f2a11185d72dcb69006fd2c30b5c3144
for the macros in ctype.h.

fix broken cancellation on x32 due to incorrect saved-PC offset

fix crash in x32 sigsetjmp

the 64-bit push reads not only the 32-bit return address but also the
first 32 signal mask bits. if any were nonzero, the return address
obtained will be invalid.

at some point storage of the return address should probably be moved
to follow the saved mask so that there's plenty room and the same code
can be used on x32 and regular x86_64, but for now I want a fix that
does not risk breaking x86_64, and this simple re-zeroing works.

fix x32 __set_thread_area failure due to junk in upper bits

the kernel does not properly clear the upper bits of the syscall
argument, so we have to do it before the syscall.

fix dangling pointers in x32 syscall timespec fixup code

the lifetime of compound literals is the block in which they appear.
the temporary struct __timespec_kernel objects created as compound
literals no longer existed at the time their addresses were passed to
the kernel.

add IPTOS_CLASS_* macros to netinet/ip.h

These macros were introduced in glibc 2.12 to follow RFC 2474 which
deprecates "IP Precedence" in favor of "Class Selector Codepoints".

complex: fix ctanh(+-0+i*nan) and ctanh(+-0+-i*inf)

These cases were incorrect in C11 as described by
http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg14/www/docs/n1886.htm

fix integer overflow in elf.h macro SHF_EXCLUDE

fix mishandling of ENOMEM return case in internal getgrent_a function

due to an incorrect return statement in this error case, the
previously blocked cancellation state was not restored and no result
was stored. this could lead to invalid (read) accesses in the caller
resulting in crashes or nonsensical result data in the event of memory
exhaustion.

fix __syscall declaration with wrong visibility in syscall_arch.h

remove __syscall declaration where it is not needed (aarch64, arm,
microblaze, or1k) and add the hidden attribute where it is (mips).

aarch64: fix CRTJMP in reloc.h

commit f3ddd173806fd5c60b3f034528ca24542aecc5b9 broke the build by
using "bx" instead of "br".

fix sh jmp_buf size to match ABI

while the sh port is still experimental and subject to ABI
instability, this is not actually an application/libc boundary ABI
change. it only affects third-party APIs where jmp_buf is used in a
shared structure at the ABI boundary, because nothing anywhere near
the end of the jmp_buf object (which includes the oversized sigset_t)
is accessed by libc.

both glibc and uclibc have 15-slot jmp_buf for sh. presumably the
smaller version was used in musl because the slots for fpu status
register and thread pointer register (gbr) were incorrect and must not
be restored by longjmp, but the size should have been preserved, as
it's generally treated as a libc-agnostic ABI property for the arch,
and having extra slots free in case we ever need them for something is
useful anyway.

fix name of sh crt asm directory

fix build regression in aarch64 sigsetjmp

at least some assembler versions do not accept the register name lr.
use the name x30 instead.

fix ldso name for sh-nofpu subarch

previously it was using the same name as the default ABI with hard
float (floating point args and return value in registers).

the test __SH_FPU_ANY__ || __SH4__ matches what's used in the
configure script already, and seems correct under casual review
against gcc's config/sh.h, but may need tweaks. the logic for
predefined macros for sh, and what they all mean, is very complex.
eventually this should be documented in comments here.

configure already rejects "half-hard" configurations on sh where
double=float since these do not conform to Annex F and are not
suitable for musl, so these do not need to be considered here.

fix build regression in sh-nofpu subarch due to missing symbol

commit 646cb9a4a04e5ed78e2dd928bf9dc6e79202f609 switched sigsetjmp to
use the new hidden ___setjmp symbol for setjmp, but the nofpu variant
of setjmp.s was not updated to match.

fix failure of sh reloc.h to properly detect endianness for ldso name

versions of reloc.h that rely on endian macros much include endian.h
to ensure they are available.

fix misalignment of dtv in static-linked programs with odd-sized TLS

both static and dynamic linked versions of the __copy_tls function
have a hidden assumption that the alignment of the beginning or end of
the memory passed is suitable for storing an array of pointers for the
dtv. pthread_create satisfies this requirement except when
libc.tls_size is misaligned, which cannot happen with dynamic linking
due to way update_tls_size computes the total size, but could happen
with static linking and odd-sized TLS.

remove dead store from static __init_tls

commit dab441aea240f3b7c18a26d2ef51979ea36c301c, which made thread
pointer init mandatory for all programs, rendered this store obsolete
by removing the early-return path for static programs with no TLS.

make __init_tp function static when static linking

this slightly reduces the code size cost of TLS/thread-pointer for
static linking since __init_tp can be inlined into its only caller and
removed. this is analogous to the handling of __init_libc in
__libc_start_main, where the function only has external linkage when
it needs to be called from the dynamic linker.

add dependency of dlstart.lo on crt_arch.h to Makefile

fix regression in x86_64 math asm with old binutils

the implicit-operand form of fucomip is rejected by binutils 2.19 and
perhaps other versions still in use. writing both operands explicitly
fixes the issue. there is no change to the resulting output.

commit a732e80d33b4fd6f510f7cec4f5573ef5d89bc4e was the source of this
regression.

fix syntax errors in configure script

minor optimization to pthread_spin_trylock

use CAS instead of swap since it's lighter for most archs, and keep
EBUSY in the lock value so that the old value obtained by CAS can be
used directly as the return value for pthread_spin_trylock.

optimize spin lock not to dirty cache line while spinning

in visibility preinclude, remove overrides for stdin/stdout/stderr

the motivation for this change is that the extra declaration (with or
without visibility) using "struct _IO_FILE" instead of "FILE" seems to
trigger a bug in gcc 3.x where it considers the types mismatched.
however, this change also results in slightly better code and it is
valid because (1) these three objects are constant, and (2) applying
the & operator to any of them is invalid C, since they are not even
specified to be objects. thus it does not matter if the application
and libc see different addresses for them, as long as the (initial,
unchanging) value is seen the same by both.