additional fixes for linux kernel apis with old syscalls removed

fix sendfile syscall to use 64-bit off_t

somehow the remapping of this syscall to the 64-bit version was
overlooked. the issue was found, and patch provided, by Stefan
Kristiansson. presumably the reason this bug was not caught earlier is
that the syscall takes a pointer to off_t rather than a value, so on
little-endian systems, everything appears to work as long as the
offset value fits in the low 31 bits. on big-endian systems, though,
sendfile was presumably completely non-functional.

support linux kernel apis (new archs) with old syscalls removed

such archs are expected to omit definitions of the SYS_* macros for
syscalls their kernels lack from arch/$ARCH/bits/syscall.h. the
preprocessor is then able to select the an appropriate implementation
for affected functions. two basic strategies are used on a
case-by-case basis:

where the old syscalls correspond to deprecated library-level
functions, the deprecated functions have been converted to wrappers
for the modern function, and the modern function has fallback code
(omitted at the preprocessor level on new archs) to make use of the
old syscalls if the new syscall fails with ENOSYS. this also improves
functionality on older kernels and eliminates the incentive to program
with deprecated library-level functions for the sake of compatibility
with older kernels.

in other situations where the old syscalls correspond to library-level
functions which are not deprecated but merely lack some new features,
such as the *at functions, the old syscalls are still used on archs
which support them. this may change at some point in the future if or
when fallback code is added to the new functions to make them usable
(possibly with reduced functionality) on old kernels.

remove useless synchronization in exit and quick_exit

calling exit more than once invokes undefined behavior. in some cases
it's desirable to detect undefined behavior and diagnose it via a
predictable crash, but the code here was silently covering up an
uncommon case (exit from more than one thread) and turning a much more
common case (recursive calls to exit) into a permanent hang.

fix missing declaration of strcpy in implementation of tmpnam

overhaul tmpfile, tmpnam, and tempnam functions

these all now use the shared __randname function internally, rather
than duplicating logic for producing a random name. incorrect usage of
the access syscall (which works with real uid/gid, not effective) has
been removed, along with unnecessary heavy dependencies like snprintf.

fix sys_open macro for archs without the plain open syscall

fix placement of multiple inclusion guard endif in internal syscall.h

this was messed up during a recent commit when the socketcall macros
were moved to the common internal/syscall.h, and the following commit
expanded the problem by adding more new content outside the guard.

fix type of extended argument array to pselect6 syscall

this only matters on x32 (and perhaps future 32-on-64 abis for other
archs); otherwise the type is long anyway. the cast through uintptr_t
prevents nonsensical "sign extension" of pointers, and follows the
principle that uintptr_t is the canonical integer type to which
pointer conversion is safe.

support kernels with no SYS_open syscall, only SYS_openat

open is handled specially because it is used from so many places, in
so many variants (2 or 3 arguments, setting errno or not, and
cancellable or not). trying to do it as a function would not only
increase bloat, but would also risk subtle breakage.

this is the first step towards supporting "new" archs where linux
lacks "old" syscalls.

overhaul siginfo_t definition in signal.h

the main motivation for this change is that, with the previous
definition, it was arguably illegal, in standard C, to initialize both
si_value and si_pid/si_uid with designated initializers, due to the
rule that only one member of a union can have an initializer. whether
or not this affected real-world application code, it affected some
internal code, and clang was producing warnings (and possibly
generating incorrect code).

the new definition uses a more complex hierarchy of structs and unions
to avoid the need to initialize more than one member of a single union
in usage cases that make sense. further work would be needed to
eliminate even the ones with no practical applications.

at the same time, some fixes are made to the exposed names for
nonstandard fields, to match what software using them expects.

release 1.1.1

trivial formatting fix for the config.mak generated by configure

fix unhandled cases in strptime

%C, %U, %W, and %y handling were completely missing; %C wrongly
fell-through to unrelated cases, and the rest returned failure. for
now, they all parse numbers in the proper forms and range-check the
values, but they do not store the value anywhere.

it's not clear to me whether, as "derived" fields, %U and %W should
produce any result. they certainly cannot produce a result unless the
year and weekday are also converted, but in this case it might be
desirable for them to do so. clarification is needed on the intended
behavior of strptime in cases like this.

%C and %y have well-defined behavior as long as they are used together
(and %y is defined by itself but may change in the future).
implementing them (including their correct interaction) is left as a
later change to be made.

finally, strptime now rejects unknown/invalid format characters
instead of ignoring them.

remove unsupported nonstandard sysconf macros and their table entries

some of these may have been from ancient (pre-SUSv2) POSIX versions;
more likely, they were from POSIX drafts or glibc interpretations of
what ancient versions of POSIX should have added (instead they made
they described functionality mandatory and/or dropped it completely).
others are purely glibc-isms, many of them ill-thought-out, like
providing ways to lookup the min/max values of types at runtime
(despite the impossibility of them changing at runtime and the
impossibility of representing ULONG_MAX in a return value of type
long).

since our sysconf implementation does not support or return meaningful
values for any of these, it's harmful to have the macros around;
applications' build scripts may detect and attempt to use them, only
to get -1/EINVAL as a result.

if removing them does break some applications, and it's determined
that the usage was reasonable, some of these could be added back on an
as-needed basis, but they should return actual meaningful values, not
junk like they were returning before.

rework sysconf table to treat zero entries as invalid

based on patch by Timo Teräs. previously, the value zero was used as a
literal zero, meaning that all invalid sysconf "names", which should
result in sysconf returning -1, had to be explicitly listed. (in
addition, it was not possible for sysconf to set errno to EINVAL, as
there was no distinction between -1 as an error and -1 as a valid
result.)

now, the value 0 is used for invalid/undefined slots in the table and
a new switch table entry is used for returning literal zeros.

in addition, an off-by-one error in checking against the table size is
fixed.

add configure check for broken gcc 4.9.0 and possibly other versions

this is gcc bug #61144. the broken compiler is detected, but the user
must manually work around it. this is partly to avoid complex logic
for adding workaround CFLAGS and attempting to recheck with them, and
partly for the sake of letting the user know the compiler is broken
(since the workaround will result in less-efficient code production).

some refactoring was also needed to move the check for gcc outside of
the check for whether to build the compiler wrapper.

add cp437 and cp850 to available iconv conversions

perhaps some additional legacy DOS-era codepages would also be useful
to have, but these are the ones for which there has been demand. the
size of the diff is due to the fact that legacychars.h is updated in
such a way that new characters are inserted into the table in unicode
codepoint order; thus other mappings in codepages.h have changed to
reflect the new table indices of their characters.

add configure check for working compiler

without this, broken choices of CC/CPPFLAGS/CFLAGS don't show up until
late in the configure process where they are confusingly reported as a
different failure such as incorrect long double type.

fix strftime %s not to zero pad with default width=2

remove useless __yield alias for sched_yield

this is no longer used for anything, and reportedly clashed with a
builtin on certain compilers.

fix arm thread-pointer/atomic asm when compiling to thumb code

armv7/thumb2 provides a way to do atomics in thumb mode, but for armv6
we need a call to arm mode.

this commit is based on a patch by Stephen Thomas which fixed the
armv7 cases but not the armv6 ones.

all of this should be revisited if/when runtime selection of thread
pointer access and atomics are added.

fix missing SO_RCVBUFFORCE and SO_SNDBUFFORCE in mips socket.h

fix superh nofpu check on old gcc versions

As far as gcc3 knows, sh4 is the only processor version that can have an
FPU, so it indicates the FPU's presence by defining __SH4__.  This is not
defined if there is no FPU, even if the processor really is an SH4.

Starting with gcc4, there is support for the sh2a processor, which has an
FPU but is not an SH4.  gcc4 therefore additionally defines __SH_FPU_ANY__
when there is an FPU, but still doesn't define __SH4__ for an FPU-less sh4.

Therefore, to support all gcc versions, we must look at both preprocessor
symbols.

perform minimal sanity checks on zoneinfo files loaded via TZ variable

previously, setting TZ to the pathname of a file which was not a valid
zoneinfo file would usually cause programs using local time zone based
operations to crash. the new code checks the file size and magic at
the beginning of the file, which seems sufficient to prevent
accidental misconfiguration from causing crashes. attempting to make
fully-robust validation would be futile unless we wanted to drop use
of mmap (shared zoneinfo) and instead read it into a local buffer,
since such validation would be subject to race conditions with
modification of the file.

do not try to interpret implementation specific strings as tz definition

make __init_libc static for non-shared libc

being static allows it to be inlined in __libc_start_main; inlining
should take place at all levels since the function is called exactly
once. this further reduces mandatory startup code size for static
binaries.

further micro-optimize startup code for size

there is no reason (and seemingly there never was any) for
__init_security to be its own function. it's linked unconditionally
so it can just be placed inline in __init_libc.

micro-optimize some startup code for size

moving the call to __init_ssp from __init_security to __init_libc
makes __init_security a leaf function, which allows the compiler to
make it smaller. __init_libc is already non-leaf, and the additional
call makes no difference to the amount of register spillage.

in addition, it really made no sense for the call to __init_ssp to be
buried inside __init_security rather than parallel with other init
functions.

allow zoneinfo-path-relative filenames with no slashes in TZ variable

since the form TZ=name is reserved for POSIX-form time zone strings,
TZ=:name needs to be used when the zoneinfo filename is in the
top-level zoneinfo directory and therefore does not contain a slash.
previously the leading colon was merely dropped, making it impossible
to access such zones without a full absolute pathname.

changes based on patch by Timo Teräs.

expose public execvpe interface

fix false negatives with periodic needles in strstr, wcsstr, and memmem

in cases where the memorized match range from the right factor
exceeded the length of the left factor, it was wrongly treated as a
mismatch rather than a match.

issue reported by Yves Bastide.

make socketcall types common as they are same for all architectures

add options when explicitly invoking dynamic loader

so far the options are --library-path and --preload which override the
corresponding environment variables, and --list which forces the
behavior of ldd even if the invocation name is not ldd. both the
two-arg form and the one-arg form using an equals sign are supported.

based loosely on a patch proposed by Rune.

release 1.1.0

add working vdso clock_gettime support, including static linking

the vdso symbol lookup code is based on the original 2011 patch by
Nicholas J. Kain, with some streamlining, pointer arithmetic fixes,
and one symbol version matching fix.

on the consumer side (clock_gettime), per-arch macros for the
particular symbol name and version to lookup are added in
syscall_arch.h, and no vdso code is pulled in on archs which do not
define these macros. at this time, vdso is enabled only on x86_64.

the vdso support at the dynamic linker level is no longer useful to
libc, but is left in place for the sake of debuggers (which may need
the vdso in the link map to find its functions) and possibly use with
dlsym.

fix deadlock race in pthread_once

at the end of successful pthread_once, there was a race window during
which another thread calling pthread_once would momentarily change the
state back from 2 (finished) to 1 (in-progress). in this case, the
status was immediately changed back, but with no wake call, meaning
that waiters which arrived during this short window could block
forever. there are two possible fixes. one would be adding the wake to
the code path where it was missing. but it's better just to avoid
reverting the status at all, by using compare-and-swap instead of
swap.

fix RLIMIT_ constants for mips

The mips arch is special in that it uses different RLIMIT_
numbers than other archs, so allow bits/resource.h to override
the default RLIMIT_ numbers (empty on all archs except mips).
Reported by orc.

add _SC_PHYS_PAGES and _SC_AVPHYS_PAGES extentions to sysconf

add namespace-protected name for sysinfo function

it will be needed to implement some things in sysconf, and the syscall
can't easily be used directly because the x32 syscall uses the wrong
structure layout. the l (uncreative, for "linux") prefix is used since
the symbol name __sysinfo is already taken for AT_SYSINFO from the aux
vector.

the way the x32 override of this function works is also changed to be
simpler and avoid the useless jump instruction.

in sysconf, use getrlimit function rather than raw syscall for rlimits

the syscall is deprecated (replaced by prlimit64) and does not work
correctly on x32. this change mildly increases size, but is likely
needed anyway for newer archs that might omit deprecated syscalls.

avoid linear-time if/else special cases in sysconf

the previous handling of cases that could not fit in the 16-bit table
or which required non-constant results was extremely ugly and could
not scale. the new code remaps these keys into a contiguous range
that's efficient for a switch statement.

fix fallback code for old kernels in clock_gettime

use dmb barrier instruction for atomics on arm v7

aside from potentially offering better performance, this change is
needed since the old coprocessor-based approach to barriers is
deprecated in arm v7, and some compilers/assemblers issue errors when
using the deprecated instruction for v7 targets.

use hidden visibility rather than protected for syscall internals

the use of visibility at all is purely an optimization to avoid the
need for the caller to load the GOT register or similar to prepare for
a call via the PLT. there is no reason for these symbols to be
externally visible, so hidden works just as well as protected, and
using protected visibility is undesirable due to toolchain bugs and
the lack of testing it receives.

in particular, GCC's microblaze target is known to generate symbolic
relocations in the GOT for functions with protected visibility. this
in turn results in a dynamic linker which crashes under any nontrivial
usage that requires making a syscall before symbolic relocations are
processed.

math: fix aliasing violation in long double wrappers

modfl and sincosl were passing long double* instead of double*
to the wrapped double precision functions (on archs where long
double and double have the same size).
This is fixed now by using temporaries (this is not optimized
to a single branch so the generated code is a bit bigger).
Found by Morten Welinder.

fix search past the end of haystack in memmem

to optimize the search, memchr is used to find the first occurrence of
the first character of the needle in the haystack before switching to
a search for the full needle. however, the number of characters
skipped by this first step were not subtracted from the haystack
length, causing memmem to search past the end of the haystack.

fix printf rounding with %g for some corner case midpoints

the subsequent rounding code assumes the end pointer (z) accurately
reflects the end of significance in the decimal expansion, but for
certain large integers, spurious trailing zero slots were left behind
when applying the binary exponent.

issue reported by Morten Welinder; the analysis of the cause was
performed by nsz, who also proposed this change.

fix arm atomic asm register constraint

the "m" constraint could give a memory reference with an offset that's
not compatible with ldrex/strex, so the arm-specific "Q" constraint is
needed instead.

use inline atomics and thread pointer on arm models supporting them

this is perhaps not the optimal implementation; a_cas still compiles
to nested loops due to the different interface contracts of the kuser
helper cas function (whose contract this patch implements) and the
a_cas function (whose contract mimics the x86 cmpxchg). fixing this
may be possible, but it's more complicated and thus deferred until a
later time.

aside from improving performance and code size, this patch also
provides a means of producing binaries which can run on hardened
kernels where the kuser helpers have been disabled. however, at
present this requires producing binaries for armv6k or later, which
will not run on older cpus. a real solution to the problem of kernels
that omit the kuser helpers would be runtime detection, so that
universal binaries which run on all arm cpu models can also be
compatible with all kernel hardening profiles. robust detection
however is a much harder problem, and will be addressed at a later
time.

add getauxval function

in a sense this implementation is incomplete since it doesn't provide
the HWCAP_* macros for use with AT_HWCAP, which is perhaps the most
important intended usage case for getauxval. they will be added at a
later time.

fix failure of printf %g to strip trailing zeros in some cases

the code to strip trailing zeros was only looking in the last slot for
up to 9 zeros, assuming that the rounding code had already removed
fully-zero slots from the end. however, this ignored cases where the
rounding code did not run at all, which occur when the value being
printed is exactly representable in the requested precision.

the simplest solution is to move the code that strips trailing zero
slots to run unconditionally, immediately after rounding, rather than
as the last step of rounding.

fix carry into uninitialized slots during printf floating point rounding

in cases where rounding caused a carry, the slot into which the carry
was taking place was unconditionally treated as valid, despite the
possibility that it could be a new slot prior to the beginning of the
existing non-rounded number. in theory this could lead to unbounded
runaway carry, but in order for that to happen, the whole
uninitialized buffer would need to have been pre-filled with 32-bit
integer values greater than or equal to 999999999.

patch based on proposed fix by Morten Welinder, who also discovered
and reported the bug.

remove some cruft from libc/tls init code

remove cruft left behind when lazy thread pointer init was removed

the function itself was static, but the weak alias provided an
externally visible reference and thus prevented the dead code from
being omitted from the output. so this change actually reduces bloat
in mandatory static-linked code.

add __sigsetjmp ABI-compat alias for sigsetjmp

remove struct elem entirely from hsearch.c

There are two changes here, both of which make sense to be done in a
single patch:

- Remove hash from struct elem and compute it at runtime wherever
  necessary.
- Eliminate struct elem and use ENTRY directly.

As a result we cut down on the memory usage as each element in the
hash table now contains only an ENTRY not an ENTRY + size_t for the
hash. The downside is that the hash needs to be computed at runtime.

implement hcreate_r, hdestroy_r and hsearch_r

the size and alignment of struct hsearch_data are matched to the glibc
definition for binary compatibility. the members of the structure do
not match, which should not be a problem as long as applications
correctly treat the structure as opaque.

unlike the glibc implementation, this version of hcreate_r does not
require the caller to zero-fill the structure before use.

avoid malloc failure for small requests when brk can't be extended

this issue mainly affects PIE binaries and execution of programs via
direct invocation of the dynamic linker binary: depending on kernel
behavior, in these cases the initial brk may be placed at at location
where it cannot be extended, due to conflicting adjacent maps.

when brk fails, mmap is used instead to expand the heap. in order to
avoid expensive bookkeeping for managing fragmentation by merging
these new heap regions, the minimum size for new heap regions
increases exponentially in the number of regions. this limits the
number of regions, and thereby the number of fixed fragmentation
points, to a quantity which is logarithmic with respect to the size of
virtual address space and thus negligible. the exponential growth is
tuned so as to avoid expanding the heap by more than approximately 50%
of its current total size.

fix microblaze syscall register clobbers

the kernel entry point for syscalls on microblaze nominally saves and
restores all registers, and testing on qemu always worked since qemu
behaves this way too. however, the real kernel treats r3:r4 as a
potential 64-bit return value from the syscall function, and copies
both over top of the saved registers before returning to userspace.
thus, we need to treat r4 as always-clobbered.

remove lazy ssp initialization

now that thread pointer is initialized always, ssp canary
initialization can be done unconditionally. this simplifies
the ldso as it does not try to detect ssp usage, and the
init function itself as it is always called exactly once.
this also merges ssp init path for shared and static linking.

if dynamic linker's relro mprotect call fails, include reason in message

cosmetic improvements in dynamic linker cleanup

consistent use of braces in if/else structure, line length.

clean up internal dynamic linker functions enumerating phdrs

record phentsize in struct dso, so the phdrs can be easily
enumerated via it. simplify all functions enumerating phdrs
to require only struct dso. also merge find_map_range and
find_dso to kernel_mapped_dso function that does both tasks
during single phdr enumeration.

implement PT_GNU_RELRO support

fix pointer type mismatch and misplacement of const

fix confstr return value

per the specification, the terminating null byte is counted.

always initialize thread pointer at program start

this is the first step in an overhaul aimed at greatly simplifying and
optimizing everything dealing with thread-local state.

previously, the thread pointer was initialized lazily on first access,
or at program startup if stack protector was in use, or at certain
random places where inconsistent state could be reached if it were not
initialized early. while believed to be fully correct, the logic was
fragile and non-obvious.

in the first phase of the thread pointer overhaul, support is retained
(and in some cases improved) for systems/situation where loading the
thread pointer fails, e.g. old kernels.

some notes on specific changes:

- the confusing use of libc.main_thread as an indicator that the
  thread pointer is initialized is eliminated in favor of an explicit
  has_thread_pointer predicate.

- sigaction no longer needs to ensure that the thread pointer is
  initialized before installing a signal handler (this was needed to
  prevent a situation where the signal handler caused the thread
  pointer to be initialized and the subsequent sigreturn cleared it
  again) but it still needs to ensure that implementation-internal
  thread-related signals are not blocked.

- pthread tsd initialization for the main thread is deferred in a new
  manner to minimize bloat in the static-linked __init_tp code.

- pthread_setcancelstate no longer needs special handling for the
  situation before the thread pointer is initialized. it simply fails
  on systems that cannot support a thread pointer, which are
  non-conforming anyway.

- pthread_cleanup_push/pop now check for missing thread pointer and
  nop themselves out in this case, so stdio no longer needs to avoid
  the cancellable path when the thread pointer is not available.

a number of cases remain where certain interfaces may crash if the
system does not support a thread pointer. at this point, these should
be limited to pthread interfaces, and the number of such cases should
be fewer than before.

reduce static linking overhead from TLS support by inlining mmap syscall

the external mmap function is heavy because it has to handle error
reporting that the kernel cannot do, and has to do some locking for
arcane race-condition-avoidance purposes. for allocating initial TLS,
we do not need any of that; the raw syscall suffices.

on i386, this change shaves off 13% of the size of .text for the empty
program.

include header that declares __syscall_ret where it's defined

in general, we aim to always include the header that's declaring a
function before defining it so that the compiler can check that
prototypes match.

additionally, the internal syscall.h declares __syscall_ret with a
visibility attribute to improve code generation for shared libc (to
prevent gratuitous GOT-register loads). this declaration should be
visible at the point where __syscall_ret is defined, too, or the
inconsistency could theoretically lead to problems at link-time.

release 1.0.0

remove claim of XSI coverage from README

in addition to the dbm functions (which we don't intent to implement
anyway), fmtmsg is still missing too. rather than adding exceptions I
think it's best just to avoid making the claim.

update README in preparation for release

reduces the amount of news-like content on progress and development
direction and focuses on the present.

update INSTALL file with new information and better advice

the text covering an ill-advised procedure for 'bootstrapping' a new
musl-based system in-place is removed. new information on targets and
compilers is added. formatting improved. the remaining text is
adjusted to cover both usage with musl-gcc on a non-musl-based system
and upgrading a musl-based system or toolchain.

update COPYRIGHT file with additional contributor information

configure: check for __ILP32__ if arch is x86_64

otherwise a multilib compiler used with -mx32 will not be detected
properly.

fix signal.h breakage from moving stack_t to arch-specific bits

in the previous changes, I missed the fact that both the prototype of
the sigaltstack function and the definition of ucontext_t depend on
stack_t.

fix mips stack_t

like almost everything on mips, this is gratuitously different.

move signal.h definition of stack_t to arch-specific bits

it's different at least on mips. mips version will be fixed in a
separate commit to show the change.

fix mips sigsetjmp asm to match fixed jmp_buf size

this was missed in the previous commit.

fix typo in filename used in sh port

fix size of mips jmp_buf

the excess space was unused and unintentional. this change does not
affect the ABI between applications and libc. while it does
theoretically affect linkage between third-party translation units
using jmp_buf as part of a structure, we've already changed jmp_buf at
least once on all archs, and problems were never observed, likely
because such usage would be very unusual. in any case it's best to get
things right now rather than making changes sometime during the 1.0.x
series or later.

remove useless and incorrect uc_regspace member from mips ucontext_t

this seems to have been copied erroneously from the arm version of the
file. it's fairly harmless but it's a mistake and better to fix now
than later.

use syscall_arg_t for arguments in public syscall() function

on x32, this change allows programs which use syscall() with pointers
or 64-bit values as arguments to work correctly, i.e. without
truncation or incorrect sign extension. on all other supported archs,
syscall_arg_t is defined as long, so this change is a no-op.

make configure accept alternate gcc tuples for x32

the previous pattern required "x32" to be used as the second field of
the gcc tuple, which is usually reserved for vendor use and not
appropriate as an ABI specifier. with this change, putting "x32" at
the end of the tuple, the way ABI specifiers are normally done, is
also permitted.

x32: fix struct statfs

the omission of the padding was uncovered by the latest regression
statvfs regression test added to libc-test.

fix negated error codes from ptsname_r

the incorrect error codes also made their way into errno when
__ptsname_r was called by plain ptsname, which reports errors via
errno rather than a return value.

superh: fix dynamic linking of __fpscr_values

Applications ended up with copy relocations for this array, which
resulted in libc's references to this array pointing to the
application's copy.  The dynamic linker, however, can require this array
before the application is relocated, and therefore before the
application's copy of this array is initialized.  This resulted in
garbage being loaded into FPSCR before executing main, which violated
the ABI.

We fix this by putting the array in crt1 and making the libc copy
private.  This prevents libc's reference to the array from pointing to
an uninitialized copy in the application.

semctl: fix UB causing crashes on powerpc

it's UB to fetch variadic args when none are passed, and this caused
real crashes on ppc due to its calling convention, which defines that
for variadic functions aggregate types be passed as pointers.
the assignment caused that pointer to get dereferenced, resulting in
a crash.

fix statfs struct on mips

The mips statfs struct layout is different than on other archs, so the
statfs, fstatfs, statvfs and fstatvfs APIs were broken on mips.
Now the ordering is fixed, the types are kept consistent with other archs.

fix semid_ds structure on mips

This used to be broken when all archs had the same semid_ds definition:
there is no padding around the time_t members on mips.

fix socket.h struct msghdr member types on powerpc

these were incorrectly copied from the kernel, whose ABI matches the
POSIX requirements but with the wrong underlying types and wrong
signedness.

fix sysvipc structures on powerpc

these have been wrong for a long time and were never detected or
corrected. powerpc needs some gratuitous extra padding/reserved slots
in ipc_perm, big-endian ordering for the padding of time_t slots that
was intended by the kernel folks to allow a transition to 64-bit
time_t, and some minor gratuitous reordering of struct members.

move struct semid_ds to from shared sys/sem.h to bits

the definition was found to be incorrect at least for powerpc, and
fixing this cleanly requires making the definition arch-specific. this
will allow cleaning up the definition for other archs to make it more
specific, and reversing some of the ugliness (time_t hacks) introduced
with the x32 port.

this first commit simply copies the existing definition to each arch
without any changes. this is intentional, to make it easier to review
changes made on a per-arch basis.

math.h: make __FLOAT_BITS and __DOUBLE_BITS C89

Remove non-constant aggregate initializer. (Still using long long, but
that is supported by ancient compilers without __extension__ anyway).

fix incorrect rounding in printf floating point corner cases

the printf floating point formatting code contains an optimization to
avoid computing digits that will be thrown away by rounding at the
specified (or default) precision. while it was correctly retaining all
places up to the last decimal place to be printed, it was not
retaining enough precision to see the next nonzero decimal place in
all cases. this could cause incorrect rounding down in round-to-even
(default) rounding mode, for example, when printing 0.5+DBL_EPSILON
with "%.0f".

in the fix, LDBL_MANT_DIG/3 is a lazy (non-sharp) upper bound on the
number of zeros between any two nonzero decimal digits.

fix buffer overflow in printf formatting of denormals with low bit set

empirically the overflow was an off-by-one, and it did not seem to be
overwriting meaningful data. rather than simply increasing the buffer
size by one, however, I have attempted to make the size obviously
correct in terms of bounds on the number of iterations for the loops
that fill the buffer. this still results in no more than a negligible
size increase of the buffer on the stack (6-7 32-bit slots) and is a
"safer" fix unless/until somebody wants to do the proof that a smaller
buffer would suffice.

in sys/procfs.h, avoid using __WORDSIZE macro

this was problematic because several archs don't define __WORDSIZE. we
could add it, but I would rather phase this macro out in the long
term. in our version of the headers, UINTPTR_MAX is available here, so
just use it instead.

add bits/user.h for sh port

this seems to have been overlooked, and resulted in breakage in
anything including sys/user.h.

in fcntl, use unsigned long instead of long for variadic argument type

neither is correct; different commands take different argument types,
and some take no arguments at all. I have a much larger overhaul of
fcntl prepared to address this, but it's not appropriate to commit
during freeze.

the immediate problem being addressed affects forward-compatibility on
x32: if new commands are added and they take pointers, but the
libc-level fcntl function is not aware of them, using long would
sign-extend the pointer to 64 bits and give the kernel an invalid
pointer. on the kernel side, the argument to fcntl is always treated
as unsigned long, so no harm is done by treating possibly-signed
integer arguments as unsigned. for every command that takes an integer
argument except for F_SETOWN, large integer arguments and negative
arguments are handled identically anyway. in the case of F_SETOWN, the
kernel is responsible for converting the argument which it received as
unsigned long to int, so the sign of negative arguments is recovered.

the other problem that will be addressed later is that the type passed
to va_arg does not match the type in the caller of fcntl. an advanced
compiler doing cross-translation-unit analysis could potentially see
this mismatch and issue warnings or otherwise make trouble.

on i386, this patch was confirmed not to alter the code generated by
gcc 4.7.3. in principle the generated code should not be affected on
any arch except x32.