fix buggy TLS size/alignment computations in static-linked TLS

fix symbol acceptance/rejection rules for TLS

symbol value of 0 is not "undefined" for TLS; it's the address of the
first symbol in the TLS segment. however, non-definition TLS
references also have values of 0, so check the section.

hopefully the new logic is more clear, too.

TLS fixes, mainly alignment handling

compute offsets from the thread pointer statically when loading the
library, rather than repeating the logic on each thread creation. not
only is the latter less efficient at runtime; it also fails to provide
solid guarantees that the offsets will remain the same when the
initial alignment of memory is different. the new alignment handling
is both more rigorous and simpler.

the old code was also clobbering TLS bss with random image data in
some cases due to using tls_size (size of TLS segment) instead of
tls_len (length of the TLS data image).

fix/improve shared library ctor/dtor handling, allow recursive dlopen

some libraries call dlopen from their constructors, resulting in
recursive calls to dlopen. previously, this resulted in deadlock. I'm
now unlocking the dlopen lock before running constructors (this is
especially important since the lock also blocked pthread_create and
was being held while application code runs!) and using a separate
recursive mutex protecting the ctor/dtor state instead.

in order to prevent the same ctor from being called more than once, a
module is considered "constructed" just before the ctor runs.

also, switch from using atexit to register each dtor to using a single
atexit call to register the dynamic linker's dtor processing as just
one handler. this is necessary because atexit performs allocation and
may fail, but the library has already been loaded and cannot be
backed-out at the time dtor registration is performed. this change
also ensures that all dtors run after all atexit functions, rather
than in mixed order.

small dynamic linker module search fix

libraries loaded more than once by pathname should not get shortnames
that would cause them to later be used to satisfy non-pathname load
requests.

support for TLS in dynamic-loaded (dlopen) modules

unlike other implementations, this one reserves memory for new TLS in
all pre-existing threads at dlopen-time, and dlopen will fail with no
resources consumed and no new libraries loaded if memory is not
available. memory is not immediately distributed to running threads;
that would be too complex and too costly. instead, assurances are made
that threads needing the new TLS can obtain it in an async-signal-safe
way from a buffer belonging to the dynamic linker/new module (via
atomic fetch-and-add based allocator).

I've re-appropriated the lock that was previously used for __synccall
(synchronizing set*id() syscalls between threads) as a general
pthread_create lock. it's a "backwards" rwlock where the "read"
operation is safe atomic modification of the live thread count, which
multiple threads can perform at the same time, and the "write"
operation is making sure the count does not increase during an
operation that depends on it remaining bounded (__synccall or dlopen).
in static-linked programs that don't use __synccall, this lock is a
no-op and has no cost.

fix race condition in dlopen

orig_tail was being saved before the lock was obtained, allowing
dlopen failure to roll-back other dlopens that had succeeded.

fix incorrect TLS reloc macro names in x86_64 reloc.h

dynamic-linked TLS support for everything but dlopen'd libs

currently, only i386 is tested. x86_64 and arm should probably work.
the necessary relocation types for mips and microblaze have not been
added because I don't understand how they're supposed to work, and I'm
not even sure if it's defined yet on microblaze. I may be able to
reverse engineer the requirements out of gcc/binutils output.

remove freeing of dynamic linker data when dlopen/dlsym are not used

this was an optimization to save/recover a minimal amount of extra
memory for use by malloc, that's becoming increasingly costly to keep
around. freeing this data:

1. breaks debugging with gdb (it can't find library symbols)
2. breaks thread-local storage in shared libraries

it would be possible to disable freeing when TLS is used, but in
addition to the above breakages, tracking whether dlopen/dlsym is used
adds a cost to every symbol lookup, possibly making program startup
slower for large programs. combined with the complexity, it's not
worth it. we already save/recover plenty of memory in the dynamic
linker with reclaim_gaps.

beginnings of full TLS support in shared libraries

this code will not work yet because the necessary relocations are not
supported, and cannot be supported without some internal changes to
how relocation processing works (coming soon).

partial TLS support for dynamic-linked programs

only TLS in the main program is supported so far; TLS defined in
shared libraries will not work yet.

TLS (GNU/C11 thread-local storage) support for static-linked programs

the design for TLS in dynamic-linked programs is mostly complete too,
but I have not yet implemented it. cost is nonzero but still low for
programs which do not use TLS and/or do not use threads (a few hundred
bytes of new code, plus dependency on memcpy). i believe it can be
made smaller at some point by merging __init_tls and __init_security
into __libc_start_main and avoiding duplicate auxv-parsing code.

at the same time, I've also slightly changed the logic pthread_create
uses to allocate guard pages to ensure that guard pages are not
counted towards commit charge.

tell the assembler to mark all files as not requiring executable stack

for some reason this option is undocumented. not sure when it was
added, so I'm using a configure test. gcc was already setting the mark
correctly for C files, but assembler source files would need ugly
.note boilerplate in every single file to achieve this without the
option to the assembler.

blame whoever thought it would be a good idea to make the stack
executable by default rather than doing it the other way around...

add getopt reset support

based on proposed patches by Daniel Cegiełka, with minor changes:
- use a weak symbol for optreset so it doesn't clash with namespace
- also reset optpos (position in multi-option arg like -lR)
- also make getopt_long support reset

protect sem_open against cancellation

also fix one minor bug: failure to free the early-reserved slot when
the semaphore later found to already be mapped.

overhaul sem_open

this function was overly complicated and not even obviously correct.
avoid using openat/linkat just like in shm_open, and instead expand
pathname using code shared with shm_open. remove bogus (and dangerous,
with priorities) use of spinlocks.

this commit also heavily streamlines the code and ensures there are no
failure cases that can happen after a new semaphore has been created
in the filesystem, since that case is unreportable.

clean up, bugfixes, and general improvement for shm_open/shm_unlink

1. don't make non-cloexec file descriptors
2. cancellation safety (cleanup handlers were missing, now unneeded)
3. share name validation/mapping code between open/unlink functions
4. avoid wasteful/slow syscalls

define some _POSIX_* macros that were omitted; required for XSI conformance

more close-on-exec fixes, mostly using new "e" flag to fopen

add 'e' modifier (close-on-exec) to fopen and fdopen

this feature will be in the next version of POSIX, and can be used
internally immediately. there are many internal uses of fopen where
close-on-exec is needed to fix bugs.

fix some more O_CLOEXEC/SOCK_CLOEXEC issues

always expose accept4

it will be in the next version of POSIX

always expose dup3 and pipe2

they will be in the next version of POSIX

move accept4, dup3, and pipe2 to non-linux-specific locations

these interfaces have been adopted by the Austin Group for inclusion
in the next version of POSIX.

emulate SOCK_CLOEXEC and SOCK_NONBLOCK for old (pre-2.6.27) kernels

also update syslog to use SOCK_CLOEXEC rather than separate fcntl
step, to make it safe in multithreaded programs that run external
programs.

emulation is not atomic; it could be made atomic by holding a lock on
forking during the operation, but this seems like overkill. my goal is
not to achieve perfect behavior on old kernels (which have plenty of
other imperfect behavior already) but to avoid catastrophic breakage
in (1) syslog, which would give no output on old kernels with the
change to use SOCK_CLOEXEC, and (2) programs built on a new kernel
where configure scripts detected a working SOCK_CLOEXEC, which later
get run on older kernels (they may otherwise fail to work completely).

sem_open should make process-shared semaphores

this did not matter because we don't yet treat process-shared special.
when private futex support is added, however, it will matter.

use O_CLOEXEC to open semaphore files in sem_open

fix some indention-with-spaces that crept in

microblaze port

based on initial work by rdp, with heavy modifications. some features
including threads are untested because qemu app-level emulation seems
to be broken and I do not have a proper system image for testing.

fix arm clone syscall bug (no effect unless app uses clone)

the code to exit the new thread/process after the start function
returns was mixed up in its syscall convention.

optimize strchrnul/strcspn not to scan string twice on no-match

when strchr fails, and important piece of information already
computed, the string length, is thrown away. have strchrnul (with
namespace protection) be the underlying function so this information
can be kept, and let strchr be a wrapper for it. this also allows
strcspn to be considerably faster in the case where the match set has
a single element that's not matched.

slightly cleaner strlen, also seems to compile to better code

testing with gcc 4.6.3 on x86, -Os, the old version does a duplicate
null byte check after the first loop. this is purely the compiler
being stupid, but the old code was also stupid and unintuitive in how
it expressed the check.

fix dirname to handle input of form "foo/" correctly

also optimized a bit.

fix handling of EINTR during close()

austin group interpretation for defect #529
(http://austingroupbugs.net/view.php?id=529) tightens the
requirements on close such that, if it returns with EINTR, the file
descriptor must not be closed. the linux kernel developers vehemently
disagree with this, and will not change it. we catch and remap EINTR
to EINPROGRESS, which the standard allows close() to return when the
operation was not finished but the file descriptor has been closed.

fix getaddrinfo to accept port 0 (zero)

new behavior can be summarized as:
inputs that parse completely as a decimal number are treated as one,
and rejected only if the result is out of 16-bit range.
inputs that do not parse as a decimal number (where strtoul leaves
anything left over in the input) are searched in /etc/services.

fix remaining IPC_64 issue (shmctl)

also cleanup cruft related to the issue

fix IPC_64 in msgctl too

fix broken semctl on systems that don't use IPC_64 flag

not tested on mips and arm; they may still be broken. x86_64 should be
ok now.

offer REALGCC variable to configure musl-gcc wrapper at runtime

this is useful when the underlying gcc is already a wrapper, which is
the case at least on some uclibc-based system images. it's also useful
for running an older/newer/nondefault version of gcc.

LFS64 alias for prlimit

issue reported/requested by Justin Cormack

add clock_adjtime, remap_file_pages, and syncfs syscall wrappers

patch by Justin Cormack, with slight modification

release notes for 0.9.6

add O_EXEC open mode

the linux O_PATH mode provides the necessary semantics for both the
O_SEARCH and O_EXEC modes defined and required by POSIX 2008.

add crypt_md5 password hash

contributed by nsz

fix stupid bug in updating of O_ACCMODE for O_SEARCH support

this could cause major bugs, and warrants a fix release right away.

0.9.5 release notes

fix syscall asm constraints for arm too

no problems were detected so far, but the constraints seem to have
been invalid just like the mips ones.

revert low rounds-count limits in crypt hashes

it was determined in discussion that these kind of limits are not
sufficient to protect single-threaded servers against denial of
service attacks from maliciously large round counts. the time scales
simply vary too much; many users will want login passwords with rounds
counts on a scale that gives decisecond latency, while highly loaded
webservers will need millisecond latency or shorter.

still some limit is left in place; the idea is not to protect against
attacks, but to avoid the runtime of a single call to crypt being, for
all practical purposes, infinite, so that configuration errors can be
caught and fixed without bringing down whole systems. these limits are
very high, on the order of minute-long runtimes for modest systems.

update mips cancellation-point syscall asm with 7-arg and r25 fixes

these fixes were already made to the normal syscall asm but not the
cancellation point version.

fix buggy constraints in mips inline syscall asm

if same register is used for input/output, the compiler must be told.
otherwise is generates random junk code that clobbers the result. in
pure syscall-wrapper functions, nothing went wrong, but in more
complex functions where register allocation is non-trivial, things
broke badly.

workaround gcc got-register-reload performance problems in malloc

with this patch, the malloc in libc.so built with -Os is nearly the
same speed as the one built with -O3. thus it solves the performance
regression that resulted from removing the forced -O3 when building
libc.so; now libc.so can be both small and fast.

remove forced -O3 from shared library CFLAGS

I originally added -O3 for shared libraries to counteract very bad
behavior by GCC when building PIC code: it insists on reloading the
GOT register in static functions that need it, even if the address of
the function is never leaked from the translation unit and all local
callers of the function have already loaded the GOT register. this
measurably degrades performance in a few key areas like malloc. the
inlining done at -O3 avoids the issue, but that's really not a good
reason for overriding the user's choice of optimization level.

use vfork if possible in posix_spawn

vfork is implemented as the fork syscall (with no atfork handlers run)
on archs where it is not available, so this change does not introduce
any change in behavior or regression for such archs.

strsep is BSD|GNU, not GNU-only; it's originally from BSD

add O_PATH/O_SEARCH support to fcntl.h

I'm not 100% sure that Linux's O_PATH meets the POSIX requirements for
O_SEARCH, but it seems very close if not perfect. and old kernels
ignore it, so O_SEARCH will still work as desired as long as the
caller has read permissions to the directory.

improve mips syscall asm constraints to use immediates, if possible

by using the "ir" constraint (immediate or register) and the carefully
constructed instruction addu $2,$0,%2 which can take either an
immediate or a register for %2, the new inline asm admits maximal
optimization with no register spillage to the stack when the compiler
successfully performs constant propagration, but still works by
allocating a register when the syscall number cannot be recognized as
a constant. in the case of syscalls with 0-3 arguments it barely
matters, but for 4-argument syscalls, using an immediate for the
syscall number avoids creating a stack frame for the syscall wrapper
function.

eliminate assumption that mips syscall restart preserves r25

all past and current kernel versions have done so, but there seems to
be no reason it's necessary and the sentiment from everyone I've asked
has been that we should not rely on it. instead, use r7 (an argument
register) which will necessarily be preserved upon syscall restart.
however this only works for 0-3 argument syscalls, and we have to
resort to the function call for 4-argument syscalls.

asm for memmove on i386 and x86_64

for the sake of simplicity, I've only used rep movsb rather than
breaking up the copy for using rep movsd/q. on all modern cpus, this
seems to be fine, but if there are performance problems, there might
be a need to go back and add support for rep movsd/q.

fix another ppoll issue (missing sigset_t size argument)

reenable word-at-at-time copying in memmove

before restrict was added, memove called memcpy for forward copies and
used a byte-at-a-time loop for reverse copies. this was changed to
avoid invoking UB now that memcpy has an undefined copying order,
making memmove considerably slower.

performance is still rather bad, so I'll be adding asm soon.

fix ppoll with null timeout argument

add LIBCC (compiler runtime) logic and override to configure

this should both fix the issue with ARM needing -lgcc_eh (although
that's really a bug in the libgcc build process that's causing
considerable bloat, which should be fixed) and make it easier to build
musl using clang/llvm in place of gcc. unfortunately I don't know a
good way to detect and support pcc's -lpcc since it's not in pcc's
default library search path...

add setdomainname syscall, fix getdomainname (previously a stub)

mincore syscall wrapper

fix up lfs64 junk for preadv/pwritev

add preadv/pwritev syscall wrappers

fix typo introduced in poll.h

add linux ppoll syscall wrapper

reenable sync_file_range; should no longer break on mips

add 7-arg syscall support for mips

no syscalls actually use that many arguments; the issue is that some
syscalls with 64-bit arguments have them ordered badly so that
breaking them into aligned 32-bit half-arguments wastes slots with
padding, and a 7th slot is needed for the last argument.

inline syscall support for arm

most pure-syscall-wrapper functions compile to the smallest/simplest
code possible (save r7 ; load syscall # ; svc 0 ; restore r7 ; tail
call to __syscall_ret).

inline syscall support for mips

this drastically reduces the size of some functions which are purely
syscall wrappers.

disabled for clang due to known bugs satisfying register constraints.

fix mips syscall_cp_asm code (saved register usage)

fix broken mips syscall asm

this code was using $10 to save the syscall number, but $10 is not
necessarily preserved by the kernel across syscalls. only mattered for
syscalls that got interrupted by a signal and restarted. as far as i
can tell, $25 is preserved by the kernel across syscalls.

disable sync_file_range for now

something is wrong with the logic for the argument layout, resulting
in compile errors on mips due to too many args to syscall... further
information on how it's supposed to work will be needed before it can
be reactivated.

syscall organization overhaul

now public syscall.h only exposes __NR_* and SYS_* constants and the
variadic syscall function. no macros or inline functions, no
__syscall_ret or other internal details, no 16-/32-bit legacy syscall
renaming, etc. this logic has all been moved to src/internal/syscall.h
with the arch-specific parts in arch/$(ARCH)/syscall_arch.h, and the
amount of arch-specific stuff has been reduced to a minimum.

changes still need to be reviewed/double-checked. minimal testing on
i386 and mips has already been performed.

add acct syscall source file, omitted in last syscalls commit

add acct, accept4, setns, and dup3 syscalls (linux extensions)

based on patch by Justin Cormack

add IPPROTO_HOPOPTS to in.h

add IPPROTO_MAX to in.h

fix redundant _Noreturn def in err.h

not sure why this was missed in the earlier commit.

remove all remaining redundant __restrict/__inline/_Noreturn defs

sysmacros major/minor: result should have type unsigned int, not dev_t

add linux tee syscall

add linux sync_file_range syscall

move fallocate syscall wrapper to linux-specific syscalls dir

add linux readahead syscall

add fallocate (nonstandardized) function

this is equivalent to posix_fallocate except that it has an extra
mode/flags argument to control its behavior, and stores the error in
errno rather than returning an error code.

fix broken fallocate syscall in posix_fallocate

the syscall takes an extra flag argument which should be zero to meet
the POSIX requirements.

add timerfd interfaces (untested)

add stdnoreturn.h (C11)

features.h contains the fallback logic for pre-C11 compilers

TCP_* is in the reserved namespace for tcp.h; make use of that

remove unneeded judgemental commentary from ftw.h

default features: make musl usable without feature test macros

the old behavior of exposing nothing except plain ISO C can be
obtained by defining __STRICT_ANSI__ or using a compiler option (such
as -std=c99) that predefines it. the new default featureset is POSIX
with XSI plus _BSD_SOURCE. any explicit feature test macros will
inhibit the default.

installation docs have also been updated to reflect this change.

add clang-compatible thread-pointer code for mips

clang does not presently support the "v" constraint we want to use to
get the result from $3, and trying to use register...__asm__("$3") to
do the same invokes serious compiler bugs. so for now, i'm working
around the issue with an extra temp register and putting $3 in the
clobber list instead of using it as output. when the bugs in clang are
fixed, this issue should be revisited to generate smaller/faster code
like what gcc gets.

cleanup src/linux and src/misc trees, etc.

previously, it was pretty much random which one of these trees a given
function appeared in. they have now been organized into:

src/linux: non-POSIX linux syscalls (possibly shard with other nixen)
src/legacy: various obsolete/legacy functions, mostly wrappers
src/misc: still mostly uncategorized; some misc POSIX, some nonstd
src/crypt: crypt hash functions

further cleanup will be done later.

fix constraint violation in ftw

void* does not implicitly convert to function pointer types.

provide loff_t for splice syscall

so far, this is the only actual use of loff_t i've found. some
software, including glib, assumes loff_t must exist if splice exists;
this is a reasonable assumption since the official prototype for
splice uses loff_t, as it always works with 64-bit offsets regardless
of the selected libc off_t size. i'm using #define for now rather than
a typedef to make it easy to define in other headers if necessary
(like the LFS64 ugliness), but it may be necessary to add it to
alltypes.h eventually if other functions end up needing it.

further use of _Noreturn, for non-plain-C functions

note that POSIX does not specify these functions as _Noreturn, because
POSIX is aligned with C99, not the new C11 standard. when POSIX is
eventually updated to C11, it will almost surely give these functions
the _Noreturn attribute. for now, the actual _Noreturn keyword is not
used anyway when compiling with a c99 compiler, which is what POSIX
requires; the GCC __attribute__ is used instead if it's available,
however.

in a few places, I've added infinite for loops at the end of _Noreturn
functions to silence compiler warnings. presumably
__buildin_unreachable could achieve the same thing, but it would only
work on newer GCCs and would not be portable. the loops should have
near-zero code size cost anyway.

like the previous _Noreturn commit, this one is based on patches
contributed by philomath.