support STB_GNU_UNIQUE symbol bindings in dynamic linker

these are needed for some C++ library binaries including most builds
of libstdc++. I'm not entirely clear on the rationale. this patch does
not implement any special semantics for them, but as far as I can
tell, no special treatment is needed in correctly-linked programs;
this binding seems to exist only for catching incorrectly-linked
programs.

move the dynamic linker's jmp_buf from static to automatic storage

this more than compensates for the size increase of jmp_buf, and
greatly reduces bss/data size on archs with huge jmp_buf.

change jmp_buf to share an underlying type and struct tag with sigjmp_buf

this is necessary to meet the C++ ABI target. alternatives were
considered to avoid the size increase for non-sig jmp_buf objects, but
they seemed to have worse properties. moreover, the relative size
increase is only extreme on x86[_64]; one way of interpreting this is
that, if the size increase from this patch makes jmp_buf use too much
memory, then the program was already using too much memory when built
for non-x86 archs.

remove redundant check in memalign

the case where mem was already aligned is handled earlier in the
function now.

fix heap corruption bug in memalign

this bug was caught by the new footer-corruption check in realloc and
free.

if the block returned by malloc was already aligned to the desired
alignment, memalign's logic to split off the misaligned head was
incorrect; rather than writing to a point inside the allocated block,
it was overwriting the footer of the previous block on the heap with
the value 1 (length 0 plus an in-use flag).

fortunately, the impact of this bug was fairly low. (this is probably
why it was not caught sooner.) due to the way the heap works, malloc
will never return a block whose previous block is free. (doing so would
be harmful because it would increase fragmentation with no benefit.)
the footer is actually not needed for in-use blocks, except that its
in-use bit needs to remain set so that it does not get merged with
free blocks, so there was no harm in it being set to 1 instead of the
correct value.

however, there is one case where this bug could have had an impact: in
multi-threaded programs, if another thread freed the previous block
after memalign's call to malloc returned, but before memalign
overwrote the previous block's footer, the resulting block in the free
list could be left in a corrupt state. I have not analyzed the impact
of this bad state and whether it could lead to more serious
malfunction.

enhance build process to allow selective -O3 optimization

the motivation for this patch is that the vast majority of libc is
code that does not benefit at all from optimizations, but that certain
components like string/memory operations can be major performance
bottlenecks.

at the same time, the old -falign-*=1 options are removed, since they
were only beneficial for avoiding bloat when global -O3 was used, and
in that case, they may have prevented some of the performance gains.

to be the most useful, this patch will need further tuning. in
particular, research is needed to determine which components should be
built with -O3 by default, and it may be desirable to remove the
hard-coded -O3 and instead allow more customization of the
optimization level used for selected modules.

undefine internal-use type macros at the end of alltypes.h

this patch is something of a compromise for a compatibility
regression discovered after the header refactoring: libtiff uses
_Int64 for its own use. this is absolutely wrong, invalid C, and
should not be supported, but it's also frustrating for users when code
that used to work suddenly breaks.

rather than leave the breakage in place or change musl internals to
accommodate broken software, I've found a change that makes the
problem go away and improves musl. by undefining these macros at the
end of alltypes.h, the temptation to use them in other headers is
removed. (for example, I almost used _Int64 in sys/types.h to define
u_int64_t rather than adding it back to alltypes.h.) by confining use
of these macros to alltypes.h, we keep it easy to go back and change
the implementation of alltypes later, if needed.

remove SIG_ATOMIC_MIN/MAX from stdint bits headers

i386 was done with the big commit but I missed the others

move register_t and u_int64_t (back) to alltypes

during the header refactoring, I had moved u_int64_t out of alltypes
under the assumption that we could just use long long everywhere.
however, it seems some broken applications make inconsistent mixed use
of u_int64_t and uint64_t, resulting in build errors when the
underlying type differs.

fix regression in size of nlink_t (broken stat struct) on x86_64

rather than moving nlink_t back to the arch-specific file, I've added
a macro _Reg defined to the canonical type for register-size values on
the arch. this is not the same as _Addr for (not-yet-supported)
32-on-64 pseudo-archs like x32 and mips n32, so a new macro was
needed.

make regoff_t and regex_t match C++ ABI

for regoff_t, it's impossible to match on 64-bit archs because glibc
defined the type in a non-conforming way. however this change makes
the type match on 32-bit archs.

disable legacy init/fini processing on ARM

since the old, poorly-thought-out musl approach to init/fini arrays on
ARM (when it was the only arch that needed them) was to put the code
in crti/crtn and have the legacy _init/_fini code run the arrays,
adding proper init/fini array support caused the arrays to get
processed twice on ARM. I'm not sure skipping legacy init/fini
processing is the best solution to the problem, but it works, and it
shouldn't break anything since the legacy init/fini system was never
used for ARM EABI.

make pthread_key_t unsigned to match ABI

make pthread attribute types structs, even when they just have one field

this change is to get the right tags for C++ ABI matching. it should
have no other effects.

change wint_t to unsigned

aside from the obvious C++ ABI purpose for this change, it also brings
musl into alignment with the compiler's idea of the definition of
wint_t (use in -Wformat), and makes the situation less awkward on ARM,
where wchar_t is unsigned.

internal code using wint_t and WEOF was checked against this change,
and while a few cases of storing WEOF into wchar_t were found, they
all seem to operate properly with the natural conversion from unsigned
to signed.

refactor headers, especially alltypes.h, and improve C++ ABI compat

the arch-specific bits/alltypes.h.sh has been replaced with a generic
alltypes.h.in and minimal arch-specific bits/alltypes.h.in.

this commit is intended to have no functional changes except:
- exposing additional symbols that POSIX allows but does not require
- changing the C++ name mangling for some types
- fixing the signedness of blksize_t on powerpc (POSIX requires signed)
- fixing the limit macros for sig_atomic_t on x86_64
- making dev_t an unsigned type (ABI matching goal, and more logical)

in addition, some types that were wrongly defined with long on 32-bit
archs were changed to int, and vice versa; this change is
non-functional except for the possibility of making pointer types
mismatch, and only affects programs that were using them incorrectly,
and only at build-time, not runtime.

the following changes were made in the interest of moving
non-arch-specific types out of the alltypes system and into the
headers they're associated with, and also will tend to improve
application compatibility:
- netdb.h now includes netinet/in.h (for socklen_t and uint32_t)
- netinet/in.h now includes sys/socket.h and inttypes.h
- sys/resource.h now includes sys/time.h (for struct timeval)
- sys/wait.h now includes signal.h (for siginfo_t)
- langinfo.h now includes nl_types.h (for nl_item)

for the types in stdint.h:
- types which are of no interest to other headers were moved out of
  the alltypes system.
- fast types for 8- and 64-bit are hard-coded (at least for now); only
  the 16- and 32-bit ones have reason to vary by arch.

and the following types have been changed for C++ ABI purposes;
- mbstate_t now has a struct tag, __mbstate_t
- FILE's struct tag has been changed to _IO_FILE
- DIR's struct tag has been changed to __dirstream
- locale_t's struct tag has been changed to __locale_struct
- pthread_t is defined as unsigned long in C++ mode only
- fpos_t now has a struct tag, _G_fpos64_t
- fsid_t's struct tag has been changed to __fsid_t
- idtype_t has been made an enum type (also required by POSIX)
- nl_catd has been changed from long to void *
- siginfo_t's struct tag has been removed
- sigset_t's has been given a struct tag, __sigset_t
- stack_t has been given a struct tag, sigaltstack
- suseconds_t has been changed to long on 32-bit archs
- [u]intptr_t have been changed from long to int rank on 32-bit archs
- dev_t has been made unsigned

summary of tests that have been performed against these changes:
- nsz's libc-test (diff -u before and after)
- C++ ABI check symbol dump (diff -u before, after, glibc)
- grepped for __NEED, made sure types needed are still in alltypes
- built gcc 3.4.6

remove init/fini array asm from arm crti/crtn files

this code has been replaced by portable C code that works on all
archs. the old asm needs to be removed or ctors/dtors will run twice.

remove __libc_csu_* cruft

these functions were mistakenly assumed to be needed to match glibc
ABI, but glibc has them as part of the non-shared part of libc that's
always statically linked into the main program. moreover, the only
place they are referenced from is glibc's crt1.o.

add support for init/fini array in main program, and greatly simplify

modern (4.7.x and later) gcc uses init/fini arrays, rather than the
legacy _init/_fini function pasting and crtbegin/crtend ctors/dtors
system, on most or all archs. some archs had already switched a long
time ago. without following this change, global ctors/dtors will cease
to work under musl when building with new gcc versions.

the most surprising part of this patch is that it actually reduces the
size of the init code, for both static and shared libc. this is
achieved by (1) unifying the handling main program and shared
libraries in the dynamic linker, and (2) eliminating the
glibc-inspired rube goldberg machine for passing around init and fini
function pointers. to clarify, some background:

the function signature for __libc_start_main was based on glibc, as
part of the original goal of being able to run some glibc-linked
binaries. it worked by having the crt1 code, which is linked into
every application, static or dynamic, obtain and pass pointers to the
init and fini functions, which __libc_start_main is then responsible
for using and recording for later use, as necessary. however, in
neither the static-linked nor dynamic-linked case do we actually need
crt1.o's help. with dynamic linking, all the pointers are available in
the _DYNAMIC block. with static linking, it's safe to simply access
the _init/_fini and __init_array_start, etc. symbols directly.

obviously changing the __libc_start_main function signature in an
incompatible way would break both old musl-linked programs and
glibc-linked programs, so let's not do that. instead, the function can
just ignore the information it doesn't need. new archs need not even
provide the useless args in their versions of crt1.o. existing archs
should continue to provide it as long as there is an interest in
having newly-linked applications be able to run on old versions of
musl; at some point in the future, this support can be removed.

fix order of fini_array execution for shared libs

add support for init_array/fini_array ctors/dtors to dynamic linker

fix shm_open wrongly being cancellable

fix uninitialized/stale use of alloc (%m modifier) flag in scanf

for conversion specifiers, alloc is always set when the specifier is
parsed. however, if scanf stops due to mismatching literal text,
either an uninitialized (if no conversions have been performed yet) or
stale (from the previous conversion) of the flag will be used,
possibly causing an invalid pointer to be passed to free when the
function returns.

harden realloc/free to detect simple overflows

the sizes in the header and footer for a chunk should always match. if
they don't, the program has definitely invoked undefined behavior, and
the most likely cause is a simple overflow, either of a buffer in the
block being freed or the one just below it.

crashing here should not only improve security of buggy programs, but
also aid in debugging, since the crash happens in a context where you
have a pointer to the likely-overflowed buffer.

add UIO_MAXIOV macro in sys/uio.h

while there's no POSIX namespace provision for UIO_* in uio.h, this
exact macro name is reserved in XBD 2.2.2. apparently some
glibc-centric software expects it to exist, so let's provide it.

improve [f]stat[v]fs functions, and possibly work around old kernels

the main aim of this patch is to ensure that if not all fields are
filled in, they contain zeros, so as not to confuse applications.
reportedly some older kernels, including commonly used openvz kernels,
lack the f_flags field, resulting in applications reading random junk
as the mount flags; the common symptom seems to be wrongly considering
the filesystem to be mounted read-only and refusing to operate. glibc
has some amazingly ugly fallback code to get the mount flags for old
kernels, but having them really is not that important anyway; what
matters most is not presenting incorrect flags to the application.

I have also aimed to fill in some fields of statvfs that were
previously missing, and added code to explicitly zero the reserved
space at the end of the structure, which will make things easier in
the future if this space someday needs to be used.

change uid_t, gid_t, and id_t to unsigned types

this change is both to fix one of the remaining type (and thus C++
ABI) mismatches with glibc/LSB and to allow use of the full range of
uid and gid values, if so desired.

passwd/group access functions were not prepared to deal with unsigned
values, so they too have been fixed with this commit.

fix invalid C in new trycppif tests in configure script

an empty program is not valid and would be reasonable grounds for the
compiler to give an error, which would break these tests.

add build system support for arch endian & float abi variants

make the dynamic linker find its path file relative to its own location

prior to this change, using a non-default syslibdir was impractical on
systems where the ordinary library paths contain musl-incompatible
library files. the file containing search paths was always taken from
/etc, which would either correspond to a system-wide musl
installation, or fail to exist at all, resulting in searching of the
default library path.

the new search strategy is safe even for suid programs because the
pathname used comes from the PT_INTERP header of the program being
run, rather than any external input.

as part of this change, I have also begun differentiating the names of
arch variants that differ by endianness or floating point calling
convention. the corresponding changes in the build system and and gcc
wrapper script (to use an alternate dynamic linker name) for these
configurations have not yet been made.

fix off-by-one error in checks for implementation-internal signal numbers

fix FILENAME_MAX to match PATH_MAX

POSIX is not clear on whether it includes the termination, but ISO C
requires that it does. the whole concept of this macro is rather
useless, but it's better to be correct anyway.

make spacing in x86_64 alltypes.h.sh more uniform with other archs

patch by Luka Perkov, who noted that all other archs have a newline.

make posix_spawn (and functions that use it) use CLONE_VFORK flag

this is both a minor scheduling optimization and a workaround for a
difficult-to-fix bug in qemu app-level emulation.

from the scheduling standpoint, it makes no sense to schedule the
parent thread again until the child has exec'd or exited, since the
parent will immediately block again waiting for it.

on the qemu side, as regular application code running on an underlying
libc, qemu cannot make arbitrary clone syscalls itself without
confusing the underlying implementation. instead, it breaks them down
into either fork-like or pthread_create-like cases. it was treating
the code in posix_spawn as pthread_create-like, due to CLONE_VM, which
caused horribly wrong behavior: CLONE_FILES broke the synchronization
mechanism, CLONE_SIGHAND broke the parent's signals, and CLONE_THREAD
caused the child's exec to end the parent -- if it hadn't already
crashed. however, qemu special-cases CLONE_VFORK and emulates that
with fork, even when CLONE_VM is also specified. this also gives
incorrect semantics for code that really needs the memory sharing, but
posix_spawn does not make use of the vm sharing except to avoid
momentary double commit charge.

programs using posix_spawn (including via popen) should now work
correctly under qemu app-level emulation.

fix missing argument in variadic syscall macros

for 0-argument syscalls (1 argument to the macro, the syscall number),
the __SYSCALL_NARGS_X macro's ... argument was not satisfied. newer
compilers seem to care about this.

fix error code on time conversion overflows

POSIX mandates EOVERFLOW for this condition.

fix fd leak in file mapping code used in new zoneinfo support

the big time handling overhaul

this commit has two major user-visible parts: zoneinfo-format time
zones are now supported, and overflow handling is intended to be
complete in the sense that all functions return a correct result if
and only if the result fits in the destination type, and otherwise
return an error. also, some noticable bugs in the way DST detection
and normalization worked have been fixed, and performance may be
better than before, but it has not been tested.

fix omission of dtv setup in static linked programs on TLS variant I archs

apparently this was never noticed before because the linker normally
optimizes dynamic TLS models to non-dynamic ones when static linking,
thus eliminating the calls to __tls_get_addr which crash when the dtv
is missing. however, some libsupc++ code on ARM was calling
__tls_get_addr when static linked and crashing. the reason is unclear
to me, but with this issue fixed it should work now anyway.

add PIE support for ARM

add some ARM EABI-specific exception handling infrastructure

patch by Timo Teräs

fix invalid library phdr pointers passed to callback from dl_iterate_phdr

map_library was saving pointers to an automatic-storage buffer rather
than pointers into the mapping. this should be a fairly simple fix,
but the patch here is slightly complicated by two issues:

1. supporting gratuitously obfuscated ELF files where the program
headers are not right at the beginning of the file.

2. cleaning up the map_library function so that data isn't clobbered
by the time we need it.

fix a couple misleading/wrong signal descriptions in strsignal

there are still several more that are misleading, but SIGFPE (integer
division error misdescribed as floating point) and and SIGCHLD
(possibly non-exit status change events described as exiting) were the
worst offenders.

add realtime signals to strsignal

the name format RTnn/RTnnn was chosen to minimized bloat while
uniquely identifying the signal.

fix off-by-one array bound in strsignal

fix bogus lazy allocation in ctermid and missing malloc failure check

also clean up, optimize, and simplify the code, removing branches by
simply pre-setting the result string to an empty string, which will be
preserved if other operations fail.

fix fd leak on races and cancellation in ctermid

fix missing SOCK_CLOEXEC in various functions that use sockets internally

add NFDBITS in sys/select.h with appropriate feature tests

the main use for this macro seems to be knowing the correct allocation
granularity for dynamic-sized fd_set objects. such usage is
non-conforming and results in undefined behavior, but it is widespread
in applications.

move core memalign code from aligned_alloc to __memalign

there are two motivations for this change. one is to avoid
gratuitously depending on a C11 symbol for implementing a POSIX
function. the other pertains to the documented semantics. C11 does not
define any behavior for aligned_alloc when the length argument is not
a multiple of the alignment argument. posix_memalign on the other hand
places no requirements on the length argument. using __memalign as the
implementation of both, rather than trying to implement one in terms
of the other when their documented contracts differ, eliminates this
confusion.

move alignment check from aligned_alloc to posix_memalign

C11 has no requirement that the alignment be a multiple of
sizeof(void*), and in fact seems to require any "valid alignment
supported by the implementation" to work. since the alignment of char
is 1 and thus a valid alignment, an alignment argument of 1 should be
accepted.

add legacy sys/ttydefaults.h header

add legacy scsi/scsi_ioctl.h header

paths.h: remove cruft

a research in debian codesearch and grepping over the pkgsrc
directory tree have shown that these macros are all either unused,
or defined by programs in case they need them.

add stubs for additional legacy ether.h functions

these would not be expensive to actually implement, but reading
/etc/ethers does not sound like a particularly useful feature, so for
now I'm leaving them as stubs.

fix Makefile so "make install" works before include/bits symlink exists

previously, determination of the list of header files for installation
depended on the include/bits symlink (to the arch-specific files)
already having been created. in other words, running "make install"
immediately after configure without first running "make" caused the
bits headers not to be installed.

the solution I have applied is to pull the list of headers directly
from arch/$(ARCH)/bits rather than include/bits, and likewise to
install directly from arch/$(ARCH)/bits rather than via the symlink.

at this point, the only purpose served by keeping the symlink around
is that it enables use of the in-tree headers and libs directly via -I
and -L, which can be useful when testing against a new version of the
library before installing it. on the other hand, removing the bits
symlink would be beneficial if we ever want to support building
multiple archs in the same source tree.

release notes for 0.9.11

fix failure of mbsrtowcs to record stop position when dest is full

fix shifts possibly larger than type in major() macro

in theory this should not be an issue, since major() should only be
applied to type dev_t, which is 64-bit. however, it appears some
applications are not using dev_t but a smaller integer type (which
works on Linux because the kernel's dev_t is really only 32-bit). to
avoid the undefined behavior, do it as two shifts.

implement minimal dlinfo function

add some comments about the mips ksigaction structure weirdness

fix missing synchronization in calls from dynamic linker to global ctors

this change is needed to correctly handle the case where a constructor
creates a new thread which calls dlopen. previously, the lock was not
held in this case. the reason for the complex logic to avoid locking
whenever possible is that, since the mutex is recursive, it will need
to inspect the thread pointer to get the current thread's tid, and
this requires initializing the thread pointer. we do not want
non-multi-threaded programs to attempt to access the thread pointer
unnecessarily; doing so could make them crash on ancient kernels that
don't support threads but which may otherwise be capable of running
the program.

prevent shmget from allocating objects that overflow ptrdiff_t

rather than returning an error, we have to increase the size argument
so high that the kernel will have no choice but to fail. this is
because POSIX only permits the EINVAL error for size errors when a new
shared memory segment would be created; if it already exists, the size
argument must be ignored. unfortunately Linux is non-conforming in
this regard, but I want to keep the code correct in userspace anyway
so that if/when Linux is fixed, the behavior applications see will be
conforming.

work around wrong kernel type for sem_nsems member of struct semid_ds

rejecting invalid values for n is fine even in the case where a new
sem will not be created, since the kernel does its range checks on n
even in this case as well.

by default, the kernel will bound the limit well below USHRT_MAX
anyway, but it's presumably possible that an administrator could
override this limit and break things.

add missing type shmatt_t in sys/shm.h

this type is not really intended to be used; it's just there to allow
implementations to choose the type for the shm_nattch member of
struct shmid_sh, presumably since historical implementations disagreed
on the type. in any case, it needs to be there, so now it is.

implement week-based-year year numbers in strftime

in the process, I refactored the week-number code so it can be used by
the week-based-year formats to determine year adjustments at the
boundary values. this also improves indention/code readability.

fix breakage in last commit to strftime due to missing INT_MAX

that's what I get for changing a hard-coded threshold to a proper
non-magic-number without testing.

implement week numbers and half of the week-based-year logic for strftime

output for plain week numbers (%U and %W) has been sanity-checked, and
output for the week-based-year week numbers (%V) has been checked
extensively against known-good data for the full non-negative range of
32-bit time_t.

year numbers for week-based years (%g and %G) are not yet implemented.

minor compatibility fixes in utmp.h and fixing mismatch with paths.h

the pathnames prefixed with /dev/null/ are guaranteed never to be
valid. the previous use of /dev/null alone was mildly dangerous in
that bad software might attempt to unlink the name when it found a
non-regular file there and create a new file.

disallow creation of objects larger than PTRDIFF_MAX via mmap

internally, other parts of the library assume sizes don't overflow
ssize_t and/or ptrdiff_t, and the way this assumption is made valid is
by preventing creating of such large objects. malloc already does so,
but the check was missing from mmap.

this is also a quality of implementation issue: even if the
implementation internally could handle such objects, applications
could inadvertently invoke undefined behavior by subtracting pointers
within an object. it is very difficult to guard against this in
applications, so a good implementation should simply ensure that it
does not happen.

fix syscall argument bug in pthread_getschedparam

the address of the pointer to the sched param, rather than the
pointer, was being passed to the kernel.

fix temp file leak in sem_open on successful creation of new semaphore

fix bug whereby sem_open leaked its own internal slots on failure

in sem_open, don't leak vm mapping if fstat fails

fstat should not fail under normal circumstances, so this fix is
mostly theoretical.

fix failure of pthread_setschedparam to pass correct param to kernel

the address of the pointer, rather than the pointer, was being passed.
this was probably a copy-and-paste error from corresponding get code.

document in sysconf and unistd.h that per-thread cpu clocks exist

fix iconv conversion to legacy 8bit codepages

this seems to have been a simple copy-and-paste error from the code
for converting from legacy codepages.

remove useless conditional before free from dynamic linker path code

fix dynamic linker handling of empty path file or error reading path file

previously, the path string was being used despite being invalid. with
this change, empty path file or error reading the path file is treated
as an empty path. this is preferable to falling back to a default
path, so that attacks to prevent reading of the path file could not
result in loading incorrect and possibly dangerous (outdated or
mismatching ABI) libraries from.

the code to strip the final newline has also been removed; now that
newline is accepted as a delimiter, it's harmless to leave it in
place.

respect iso c namespace in stdio.h and wchar.h regarding va_list

despite declaring functions that take arguments of type va_list, these
headers are not permitted by the c standard to expose the definition
of va_list, so an alias for the type must be used. the name
__isoc_va_list was chosen to convey that the purpose of this alternate
name is for iso c conformance, and to avoid the multitude of names
which gcc mangles with its hideous "fixincludes" monstrosity, leading
to serious header breakage if these "fixes" are run.

make newline-delimited dynamic linker path file actually work

apparently the original commit was never tested properly, since
getline was only ever reading one line. the intent was to read the
entire file, so use getdelim with the null byte as delimiter as a
cheap way to read a whole file into memory.

implement inet_lnaof, inet_netof, and inet_makeaddr

also move all legacy inet_* functions into a single file to avoid
wasting object file and compile time overhead on them.

the added functions are legacy interfaces for working with classful
ipv4 network addresses. they have no modern usefulness whatsoever, but
some programs unconditionally use them anyway, and they're tiny.

add ether_aton[_r] and ether_ntoa[_r] functions

based on patch by Strake with minor stylistic changes, and combined
into a single file. this patch remained open for a long time due to
some question as to whether ether_aton would be better implemented in
terms of sscanf, and it's time something was committed, so here it is.

fix scanf %c conversion wrongly storing a terminating null byte

this seems to have been a regression from the refactoring which added
the 'm' modifier.

fix major scanf breakage with unbuffered streams, fmemopen, etc.

the shgetc api, used internally in scanf and int/float scanning code
to handle field width limiting and pushback, was designed assuming
that pushback could be achieved via a simple decrement on the file
buffer pointer. this only worked by chance for regular FILE streams,
due to the linux readv bug workaround in __stdio_read which moves the
last requested byte through the buffer rather than directly back to
the caller. for unbuffered streams and streams not using __stdio_read
but some other underlying read function, the first character read
could be completely lost, and replaced by whatever junk happened to be
in the unget buffer.

to fix this, simply have shgetc, when it performs an underlying read
operation on the stream, store the character read at the -1 offset
from the read buffer pointer. this is valid even for unbuffered
streams, as they have an unget buffer located just below the start of
the zero-length buffer. the check to avoid storing the character when
it is already there is to handle the possibility of read-only buffers.
no application-exposed FILE types are allowed to use read-only
buffers, but sscanf and strto* may use them internally when calling
functions which use the shgetc api.

fix invalid access in aio notification

issue found and patch provided by Jens Gustedt. after the atomic store
to the error code field of the aiocb, the application is permitted to
free or reuse the storage, so further access is invalid. instead, use
the local copy that was already made.

fix uninitialized variable in lio (aio) code

improve the quality of output from rand_r

due to the interface requirement of having the full state contained in
a single object of type unsigned int, it is difficult to provide a
reasonable-quality implementation; most good PRNGs are immediately
ruled out because they need larger state. the old rand_r gave very
poor output (very short period) in its lower bits; normally, it's
desirable to throw away the low bits (as in rand()) when using a LCG,
but this is not possible since the state is only 32 bits and we need
31 bits of output.

glibc's rand_r uses the same LCG as musl's, but runs it for 3
iterations and only takes 10-11 bits from each iteration to construct
the output value. this partially fixes the period issue, but
introduces bias: not all outputs have the same frequency, and many do
not appear at all. with such a low period, the bias is likely to be
observable.

I tried many approaches to "fix" rand_r, and the simplest I found
which made it pass the "dieharder" tests was applying this
transformation to the output. the "temper" function is taken from
mersenne twister, where it seems to have been chosen for some rigorous
properties; here, the only formal property I'm using is that it's
one-to-one and thus avoids introducing bias.

should further deficiencies in rand_r be reported, the obvious "best"
solution is applying a 32-bit cryptographic block cipher in CTR mode.
I identified several possible ciphers that could be used directly or
adapted, but as they would be a lot slower and larger, I do not see a
justification for using them unless the current rand_r proves
deficient for some real-world use.

add clock id macros for a number of new(ish) Linux-specific clocks

arguably CLOCK_MONOTONIC should be redirected to CLOCK_BOOTTIME with a
fallback for old kernels that don't support it, since Linux's
CLOCK_BOOTTIME semantics seem to match the spirit of the POSIX
requirements for CLOCK_MONOTONIC better than Linux's version of
CLOCK_MONOTONIC does. however, this is a change that would require
further discussion and research, so for now, I'm simply making them
all available.

fix the type of CLOCKS_PER_SEC to match new clock_t type

originally it was right on 32-bit archs and wrong on 64-bit, but after
recent changes it was wrong everywhere. with this commit, it's now
right everywhere.

support cputime clocks for processes/threads other than self

apparently these features have been in Linux for a while now, so it
makes sense to support them. the bit twiddling seems utterly illogical
and wasteful, especially the negation, but that's how the kernel folks
chose to encode pids/tids into the clock id.

prng: make rand_r have 2^32 period instead of 2^31

this is a minor fix to increase the period of the obsolete rand_r a bit.
an include header in __rand48_step.c is fixed as well.

prng: fix rand() to give good sequence with small state

some applications rely on the low bits of rand() to be reasonably good
quality prng, so now it fixed by using the top bits of a 64 bit LCG,
this is simple, has small state and passes statistical tests.
D.E. Knuth attributes the multiplier to C.E. Haynes in TAOCP Vol2 3.3.4

fix mixup in previous change to gcc wrapper

make gcc-specific headers (intrinsics, etc.) available with wrapper

they are intentionally listed after the libc include directory so that
the gcc float.h, etc. don't get used in place of the libc ones.

improve handling of nonstandard fields in struct tm

defining tm_gmtoff and tm_zone as macros was breaking some application
code that used these names for its own purposes.

implement 'm' modifier for wide scanf variants

implement the 'm' (malloc) modifier for scanf

this commit only covers the byte-based scanf-family functions. the
wide functions still lack support for the 'm' modifier.

refactor wide-char scanf string handling

this brings the wide version of the code into alignment with the
byte-based version, in preparation for adding support for the m
(malloc) modifier.

simplify some logic in scanf and remove redundant invalid-format check