fix stale locks left behind when pthread_create fails

this bug seems to have been around a long time.

if pthread_create fails, it must not attempt mmap if there is no mapping

this bug was introduced when support for application-provided stacks
was originally added.

pthread stack treatment overhaul for application-provided stacks, etc.

the main goal of these changes is to address the case where an
application provides a stack of size N, but TLS has size M that's a
significant portion of the size N (or even larger than N), thus giving
the application less stack space than it expected or no stack at all!

the new strategy pthread_create now uses is to only put TLS on the
application-provided stack if TLS is smaller than 1/8 of the stack
size or 2k, whichever is smaller. this ensures that the application
always has "close enough" to what it requested, and the threshold is
chosen heuristically to make sure "sane" amounts of TLS still end up
in the application-provided stack.

if TLS does not fit the above criteria, pthread_create uses mmap to
obtain space for TLS, but still uses the application-provided stack
for actual call frame stack. this is to avoid wasting memory, and for
the sake of supporting ugly hacks like garbage collection based on
assumptions that the implementation will use the provided stack range.

in order for the above heuristics to ever succeed, the amount of TLS
space wasted on POSIX TSD (pthread_key_create based) needed to be
reduced. otherwise, these changes would preclude any use of
pthread_create without mmap, which would have serious memory usage and
performance costs for applications trying to create huge numbers of
threads using pre-allocated stack space. the new value of
PTHREAD_KEYS_MAX is the minimum allowed by POSIX, 128. this should
still be plenty more than real-world applications need, especially now
that C11/gcc-style TLS is now supported in musl, and most apps and
libraries choose to use that instead of POSIX TSD when available.

at the same time, PTHREAD_STACK_MIN has been decreased. it was
originally set to PAGE_SIZE back when there was no support for TLS or
application-provided stacks, and requests smaller than a whole page
did not make sense. now, there are two good reasons to support
requests smaller than a page: (1) applications could provide
pre-allocated stacks smaller than a page, and (2) with smaller stack
sizes, stack+TLS+TSD can all fit in one page, making it possible for
applications which need huge numbers of threads with minimal stack
needs to allocate exactly one page per thread. the new value of
PTHREAD_STACK_MIN, 2k, is aligned with the minimum size for
sigaltstack.

make some arrays const

this way they'll go into .rodata, decreasing memory pressure.

replace __wake function with macro that performs direct syscall

this should generate faster and smaller code, especially with inline
syscalls. the conditional with cnt is ugly, but thankfully cnt is
always a constant anyway so it gets evaluated at compile time. it may
be preferable to make separate __wake and __wakeall macros without a
count argument.

priv flag is not used yet; private futex support still needs to be
done at some point in the future.

fix up minor misplacement of restrict keyword in spawnattr sched stubs

release notes for 0.9.9

revert regex "cleanup" that seems unjustified and may break backtracking

it's not clear to me at the moment whether the code that was removed
(and which is now being re-added) is needed, but it's far from being a
no-op, and i don't want to risk breaking regex in this release.

SOL_TCP is nonstandard and not in the reserved namespace

alternatively, we could define it in sys/socket.h since SO* is
reserved there, and tcp.h includes sys/socket.h in extensions mode.

note that SOL_TCP is simply wrong and it's only here for compatibility
with broken applications. the correct argument to pass for setting TCP
socket options is IPPROTO_TCP, which of course has the same value as
SOL_TCP but works everywhere.

fix tm_to_time logic for number of days in november

report/patch by Hiltjo Posthuma <hiltjo@codemadness.org>

add RTLD_NODELETE flag for dlopen

this is a trivial no-op, because dlclose never deletes libraries. thus
we might as well have it in the header in case some application wants
it, since we're already providing it anyway.

add support for RTLD_NOLOAD to dlopen

based on patch by Pierre Carrier <pierre@gcarrier.fr> that just added
the flag constant, but with minimal additional code so that it
actually works as documented. this is a nonstandard option but some
major software (reportedly, Firefox) uses it and it was easy to add
anyway.

fix regression in dlsym: rejection of special RTLD_* handles as invalid

use a common definition of NULL as 0L for C and C++

the historical mess of having different definitions for C and C++
comes from the historical C definition as (void *)0 and the fact that
(void *)0 can't be used in C++ because it does not convert to other
pointer types implicitly. however, using plain 0 in C++ exposed bugs
in C++ programs that call variadic functions with NULL as an argument
and (wrongly; this is UB) expect it to arrive as a null pointer. on
64-bit machines, the high bits end up containing junk. glibc dodges
the issue by using a GCC extension __null to define NULL; this is
observably non-conforming because a conforming application could
observe the definition of NULL via stringizing and see that it is
neither an integer constant expression with value zero nor such an
expression cast to void.

switching to 0L eliminates the issue and provides compatibility with
broken applications, since on all musl targets, long and pointers have
the same size, representation, and argument-passing convention. we
could maintain separate C and C++ definitions of NULL (i.e. just use
0L on C++ and use (void *)0 on C) but after careful analysis, it seems
extremely difficult for a C program to even determine whether NULL has
integer or pointer type, much less depend in subtle, unintentional
ways, on whether it does. C89 seems to have no way to make the
distinction. on C99, the fact that (int)(void *)0 is not an integer
constant expression, along with subtle VLA/sizeof semantics, can be
used to make the distinction, but many compilers are non-conforming
and give the wrong result to this test anyway. on C11, _Generic can
trivially make the distinction, but it seems unlikely that code
targetting C11 would be so backwards in caring which definition of
NULL an implementation uses.

as such, the simplest path of using the same definition for NULL in
both C and C++ was chosen. the #undef directive was also removed so
that the compiler can catch and give a warning or error on
redefinition if buggy programs have defined their own versions of
NULL prior to inclusion of standard headers.

fix warning building dynlink.c stub for static libc

struct dso was not defined in this case, and it's not needed in the
code that was using it anyway; void pointers work just as well.

fix bug in dladdr that prevented resolving addresses in the PLT

remove unused "params" related code from regex

some structs and functions had reference to the params
feature of tre that is not used by the code anymore

Merge remote-tracking branch 'nsz/math'

regex: remove an unused local variable from regexec

pos_start local variable is not used in tre_tnfa_run_backtrack

in crypt_des change unnecessary union keybuf into unsigned char[]

original FreeSec code accessed keybuf as uint32* and uint8* as well
(incorrectly), this got fixed with an union, but then it seems the
uint32* access is no longer needed so the code can be simplified

crypt: fix the prototype of md5_sum, sha256_sum and sha512_sum

the internal sha2 hash sum functions had incorrect array size
in the prototype for the message digest argument, fixed by
using pointer so it is not misleading

fix lio_listio return value in LIO_WAIT mode

add MOD_TAI to sys/timex.h and update STA_RONLY

add SWAP_FLAG_DISCARD to sys/swap.h

add mount flags to sys/mount.h

added various MS_*, MNT_*, UMOUNT_* flags following the linux
headers, with one exception: MS_NOUSER is defined as (1U<<31)
instead of (1<<31) which invokes undefined behaviour

the S_* flags were removed following glibc

add IN_EXCL_UNLINK to sys/inotify.h

add EPOLLWAKEUP flag to sys/epoll.h

add RB_SW_SUSPEND and RB_KEXEC to sys/reboot.h

using the glibc names for the magic constants of the linux reboot syscall

add missing mmap options and madvices to bits/mman.h based on linux headers

add missing EXTPROC flag to bits/termios.h

mips and powerpc already had this termios flag defined

add missing F_GETOWNER_UIDS flag to bits/fcntl.h

add missing EHWPOISON to bits/errno.h

it was already defined for mips, but was missing from other archs

add missing ptrace requests and options to sys/ptrace.h

add missing multicast socket options to netinet/in.h

based on linux headers add the missing MCAST_* options
under _GNU_SOURCE as they are not in the reserved namespace
(this api was originally specified by RFC 3678)

add missing protocol families to sys/socket.h

missing protocol families based on current linux headers:
PF_RDS, PF_LLC, PF_CAN, PF_TIPC, PF_NFC

fix another case of cloexec/nonblock flags not matching arch values

check for invalid handles in dlsym/dlclose

this is wasteful and useless from a standpoint of sane programs, but
it is required by the standard, and the current requirements were
upheld with the closure of Austin Group issue #639:
http://austingroupbugs.net/view.php?id=639

math: erf and erfc cleanup

common part of erf and erfc was put in a separate function which
saved some space and the new code is using unsigned arithmetics

erfcf had a bug: for some inputs in [7.95,8] the result had
more than 60ulp error: in expf(-z*z - 0.5625f) the argument
must be exact but not enough lowbits of z were zeroed,
-SET_FLOAT_WORD(z, ix&0xfffff000);
+SET_FLOAT_WORD(z, ix&0xffffe000);
fixed the issue

setjmp.h: add struct tag for sigjmp_buf (GCC C++ compatibility)

the anonymous struct typedef with array notation breaks with
GCC in C++ mode:

error: non-local function 'static<anonymous struct>
(& boost::signal_handler::jump_buffer())[1]' uses anonymous type

this is a known GCC issue, as search results for that error msg
suggest.

since this is hard to work around in the calling C++ code, a
fix in musl is preferable.

add legacy header values.h

some programs (procps, babl) expect it, and it doesn't seem to
cause any harm to just add it.
it's small and straightforward.

since math.h also defines MAXFLOAT, we undef it in both places,
before defining it.

time.h: add BSD aliases for otherwise internal struct tm members

wait.h: add linux specific, thread-related waitpid() flags

these flags are needed in order to be able to handle lwp id's
which the kernel returns after clone() calls for new threads
via ptrace(PTRACE_GETEVENTMSG).

fortunately, they're the same for all archs and in the reserved
namespace.

__assert_fail(): remove _Noreturn, to get proper stacktraces

for _Noreturn functions, gcc generates code that trashes the
stack frame, and so it makes it impossible to inspect the causes
of an assert error in gdb.

abort() is not affected (i have not yet investigated why).

add some new-ish IPPROTO constants that were missing

math: bessel cleanup (jn.c and jnf.c)

both jn and yn functions had integer overflow issues for large
and small n

to handle these issues nm1 (== |n|-1) is used instead of n and -n
in the code and some loops are changed to make sure the iteration
counter does not overflow

(another solution could be to use larger integer type or even double
but that has more size and runtime cost, on x87 loading int64_t or
even uint32_t into an fpu register is more than two times slower than
loading int32_t, and using double for n slows down iteration logic)

yn(-1,0) now returns inf

posix2008 specifies that on overflow and at +-0 all y0,y1,yn functions
return -inf, this is not consistent with math when n<0 odd integer in yn
(eg. when x->0, yn(-1,x)->inf, but historically yn(-1,0) seems to be
special cased and returned -inf)

some threshold values in jnf and ynf were fixed that seems to be
incorrectly copy-pasted from the double version

math: bessel cleanup (j1.c and j1f.c)

a common code path in j1 and y1 was factored out so the resulting
object code is a bit smaller

unsigned int arithmetics is used for bit manipulation

j1(-inf) now returns 0 instead of -0

an incorrect threshold in the common code of j1f and y1f got fixed
(this caused spurious overflow and underflow exceptions)

the else branch in pone and pzero functions are fixed
(so code analyzers dont warn about uninitialized values)

math: bessel cleanup (j0.c and j0f.c)

a common code path in j0 and y0 was factored out so the resulting
object code is smaller

unsigned int arithmetics is used for bit manipulation

the logic of j0 got a bit simplified (x < 1 case was handled
separately with a bit higher precision than now, but there are large
errors in other domains anyway so that branch has been removed)

some threshold values were adjusted in j0f and y0f

expose [v]asprintf under _BSD_SOURCE

reported/requested by Strake; simplified from the provided patch

align EPOLL_* flags with fcntl O_* flag definitions, which vary by arch

the old definitions were wrong on some archs. actually, EPOLL_NONBLOCK
probably should not even be defined; it is not accepted by the kernel
and it's not clear to me whether it has any use at all, even if it did
work. this issue should be revisited at some point, but I'm leaving it
in place for now in case some applications reference it.

fix alignment logic in strlcpy

add linux extension POLLRDHUP to poll.h

the POLL prefix is in the reserved namespace for poll.h, so no feature
test macro checks are needed.

fix reference to libc struct in static tls init code

libc is the macro, __libc is the internal symbol, but under some
configurations on old/broken compilers, the symbol might not actually
exist and the libc macro might instead use __libc_loc() to obtain
access to the object.

clean up and fix logic for making mmap fail on invalid/unsupported offsets

the previous logic was assuming the kernel would give EINVAL when
passed an invalid address, but instead with MAP_FIXED it was giving
EPERM, as it considered this an attempt to map over kernel memory.
instead of trying to get the kernel to do the rigth thing, the new
code just handles the error in userspace.

I have also cleaned up the code to use a single mask to check for
invalid low bits and unsupported high bits, so it's simpler and more
clearly correct. the old code was actually wrong for sizeof(long)
smaller than sizeof(off_t) but not equal to 4; now it should be
correct for all possibilities.

for 64-bit systems, the low-bits test is new and extraneous (the
kernel should catch the error anyway when the mmap2 syscall is not
used), but it's cheap anyway. if this is an issue, the OFF_MASK
definition could be tweaked to omit the low bits when SYS_mmap2 is not
defined.

merge a few fixes by sh4rm4

socket.h: add SO_(SND/RCV)BUFFORCE to generic block

math: more correct tgmath.h type cast logic

__IS_FP is a portable integer constant expression now
(uses that unsigned long long is larger than float)
the result casting logic should work now on all compilers
supporting typeof

add inet_network (required for wine)

x86_64/bits/signal.h: fix typo in REG_CSGSFS

link.h: expose glibc/svr4 dynlinker debugging glue

this is already implemented in the dynliker (see struct debug),
but was not exposed.
we need it to do so to make wine happy...

math: new type cast logic in tgmath.h

* return type logic is simplified a bit and fixed (see below)
* return type of conj and cproj were wrong on int arguments
* added comments about the pending issues
(usually we don't have comments in public headers but this is
not the biggest issue with tgmath.h)

casting the result to the right type cannot be done in c99
(c11 _Generic can solve this but that is not widely supported),
so the typeof extension of gcc is used and that the ?: operator
has special semantics when one of the operands is a null
pointer constant

the standard is very strict about the definition of null
pointer constants so typeof with ?: is still not enough so
compiler specific workaround is used for now

on gcc '!1.0' is a null pointer constant so we can use the old
__IS_FP logic (eventhough it's non-standard)

on clang (and on gcc as well) 'sizeof(void)-1' is a null
pointer constant so we can use
 !(sizeof(*(0?(int*)0:(void*)__IS_FP(x)))-1)
(this is non-standard as well), the old logic is used by
default and this new one on clang

math: use 0x1p-120f and 0x1p120f for tiny and huge values

previously 0x1p-1000 and 0x1p1000 was used for raising inexact
exception like x+tiny (when x is big) or x+huge (when x is small)

the rational is that these float consts are large enough
(0x1p-120 + 1 raises inexact even on ld128 which has 113 mant bits)
and float consts maybe smaller or easier to load on some platforms
(on i386 this reduced the object file size by 4bytes in some cases)

math: tgammal.c fixes

this is not a full rewrite just fixes to the special case logic:
+-0 and non-integer x<INT_MIN inputs incorrectly raised invalid
exception and for +-0 the return value was wrong

so integer test and odd/even test for negative inputs are changed
and a useless overflow test was removed

math: tanh.c cleanup similar to sinh, cosh

comments are kept in the double version of the function

compared to fdlibm/freebsd we partition the domain into one
more part and select different threshold points:
now the [log(5/3)/2,log(3)/2] and [log(3)/2,inf] domains
should have <1.5ulp error
(so only the last bit may be wrong, assuming good exp, expm1)

(note that log(3)/2 and log(5/3)/2 are the points where tanh
changes resolution: tanh(log(3)/2)=0.5, tanh(log(5/3)/2)=0.25)

for some x < log(5/3)/2 (~=0.2554) the error can be >1.5ulp
but it should be <2ulp
(the freebsd code had some >2ulp errors in [0.255,1])

even with the extra logic the new code produces smaller
object files

math: sinh.c cleanup similar to the cosh one

comments are kept in the double version of the function

math: finished cosh.c cleanup

changed the algorithm: large input is not special cased
(when exp(-x) is small compared to exp(x))
and the threshold values are reevaluated
(fdlibm code had a log(2)/2 cutoff for which i could not find
justification, log(2) seems to be a better threshold and this
was verified empirically)

the new code is simpler, makes smaller binaries and should be
faster for common cases

the old comments were removed as they are no longer true for the
new algorithm and the fdlibm copyright was dropped as well
because there is no common code or idea with the original anymore
except for trivial ones.

math: x86_64 version of expl, fixed some comments in the i386 version

math: move x86_64 exp2l implementation to exp2l.s from expl.s

fix breakage in ldd (failure to print library load address)

Merge remote-tracking branch 'nsz/math'

add some missing macros to sys/shm.h

these are not specified in the standard, but in the reserved
namespace, so there is no problem with defining them unconditionally.

math: fix i386/expl.s with more precise x*log2e

with naive exp2l(x*log2e) the last 12bits of the result was incorrect
for x with large absolute value

with hi + lo = x*log2e is caluclated to 128 bits precision and then
  expl(x) = exp2l(hi) + exp2l(hi) * f2xm1(lo)
this gives <1.5ulp measured error everywhere in nearest rounding mode

fixed tgmath.h for functions with integral result

in tgmath.h the return values are casted to the appropriate
floating-point type (if the compiler supports gcc __typeof__),
this is wrong in case of ilogb, lrint, llrint, lround, llround
which do not need such cast

add missing flags in sys/timerfd.h

treat invalid C as an error even if warnings aren't enabled.

math: add a non-dummy tgamma implementation

uses the lanczos approximation method with the usual tweaks.
same parameters were selected as in boost and python.
(avoides some extra work and special casing found in boost
so the precision is not that good: measured error is <5ulp for
positive x and <10ulp for negative)

an alternative lgamma_r implementation is also given in the same
file which is simpler and smaller than the current one, but less
precise so it's ifdefed out for now.

math: cosh cleanup

do fabs by hand, don't check for nan and inf separately

math: fix comment in __rem_pio2f.c

math: add empty __invtrigl.s to i386 and x86_64

__invtrigl is not needed when acosl, asinl, atanl have asm
implementations

math: clean up inverse trigonometric functions

modifications:
* avoid unsigned->signed conversions
* removed various volatile hacks
* use FORCE_EVAL when evaluating only for side-effects
* factor out R() rational approximation instead of manual inline
* __invtrigl.h now only provides __invtrigl_R, __pio2_hi and __pio2_lo
* use 2*pio2_hi, 2*pio2_lo instead of pi_hi, pi_lo

otherwise the logic is not changed, long double versions will
need a revisit when a genaral long double cleanup happens

math: rewrite inverse hyperbolic functions to be simpler/smaller

modifications:
* avoid unsigned->signed integer conversion
* do not handle special cases when they work correctly anyway
* more strict threshold values (0x1p26 instead of 0x1p28 etc)
* smaller code, cleaner branching logic
* same precision as the old code:
    acosh(x) has up to 2ulp error in [1,1.125]
    asinh(x) has up to 1.6ulp error in [0.125,0.5], [-0.5,-0.125]
    atanh(x) has up to 1.7ulp error in [0.125,0.5], [-0.5,-0.125]

math: remove long double version of bessel functions from math.h

j0l,j1l,jnl,y0l,j1l,jnl are gnu extensions, bsd and posix do not
have them.
noone seems to use them and there is no plan to implement them any
time soon so we shouldn't declare them in math.h.

make CMPLX macros available in complex.h in non-c11 mode as well

fix double errno-decoding in the old-kernel fallback path of pipe2

this bug seems to have caused any failure by pipe2 on such systems to
set errno to 1, rather than the proper error code.

fix regressions in app compatibility from previous sys/ipc.h changes

despite glibc using __key and __seq rather than key and seq, some
applications, notably busybox, assume the names are key and seq unless
glibc is being used. and the names key and seq are really the ones
that _should_ be exposed when not attempting to present a
standards-conforming namespace; apps should not be using names that
begin with double-underscore. thus, the optimal fix is to use key and
seq as the actual names of the members when in bsd/gnu source profile,
and define macros for __key and __seq that redirect to plain key and
seq.

document self-synchronized destruction issue for stdio locking

syscall() declaration belongs in unistd.h, not sys/syscall.h

traditionally, both BSD and GNU systems have it this way.
sys/syscall.h is purely syscall number macros. presently glibc exposes
the syscall declaration in unistd.h only with _GNU_SOURCE, but that
does not reflect historical practice.

add support for ctors/dtors on arm with modern gcc

a while back, gcc switched from using the old _init/_fini fragments
method for calling ctors and dtors on arm to the __init_array and
__fini_array method. unfortunately, on glibc this depends on ugly
hacks involving making libc.so a linker script and pulling parts of
libc into the main program binary. so I cheat a little bit, and just
write asm to iterate over the init/fini arrays from the _init/_fini
asm. the same approach could be used on any arch it's needed on, but
for now arm is the only one.

page-align initial brk value used by malloc in shared libc

this change fixes an obscure issue with some nonstandard kernels,
where the initial brk syscall returns a pointer just past the end of
bss rather than the beginning of a new page. in that case, the dynamic
linker has already reclaimed the space between the end of bss and the
page end for use by malloc, and memory corruption (allocating the same
memory twice) will occur when malloc again claims it on the first call
to brk.

remove __arch_prctl alias for arch_prctl

if there's evidence of any use for it, we can add it back later. as
far as I can tell, glibc has it only for internal use (and musl uses a
direct syscall in that case rather than a function call), not for
exposing it to applications.

move new linux syscall wrapper functions to proper source dir

fix trailing whitespace issues that crept in here and there

fix invalid read in aligned_alloc

in case of mmap-obtained chunks, end points past the end of the
mapping and reading it may fault. since the value is not needed until
after the conditional, move the access to prevent invalid reads.

move signal.h REG_* macros under _GNU_SOURCE protection

they were accidentally exposed under just baseline POSIX, which is a
big namespace pollution issue. thankfully glibc only exposes them
under _GNU_SOURCE, not under any of its other options, so omitting
the pollution in the default _BSD_SOURCE profile does not hurt
application compatibility at all.

fix names of ipc_perm __key/__seq elements

previously the names were exposed as key/seq with _GNU_SOURCE and
__ipc_perm_key/__ipc_perm/seq otherwise, whereas glibc always uses
__key and __seq for the names. thus, the old behavior never matched
glibc, and the new behavior always does, regardless of feature test
macros.

for now, i'm leaving the renaming here in sys/ipc.h where it's easy to
change globally for all archs, in case something turns out to be
wrong, but eventually the names could just be incorporated directly
into the bits headers for each arch and the renaming removed.

fix sigorset/sigandset: _NSIG/8 is the size in bytes

fix F_DUPFD_CLOEXEC being defined twice

sigandset/sigorset: do not check for NULL pointers.

that way it's consistent with existing sig* functions, and saves
some code size.

fixup sigandset

fixup for fcntl.h changes

add arch_prctl syscall (amd64/x32 only)