Sachverhalt:
A.
B._ und A._ sind die nicht verheirateten Eltern von C._ (geb. 2008). Sie haben nie gemeinsam gelebt und auch keine eigentliche Beziehung gehabt.
Im November 2008 beantragte der Vater die Zuteilung der elterlichen Sorge.
Im Dezember 2008 zog die Mutter mit C._ und ihrer damals 11-jährigen Tochter aus einer früheren Beziehung von Zürich in den Kanton Glarus. Seit Anfang 2015 wohnt die Mutter wieder in der Stadt Zürich, wo sie Gelegenheitsarbeiten übernimmt und hauptsächlich von einer IV-Rente lebt.
Der Vater wohnt seit jeher im Kanton Glarus. Er hat drei erwachsene Kinder aus einer früheren Ehe. Aufgrund gesundheitlicher Beeinträchtigungen ist er in seinem Beruf zunehmend eingeschränkt.
B.
Seit September 2011 war C._ unter der Woche in einem Kinderheim untergebracht, mit regelmässigen Kontakten zur Mutter und dem Grossvater mütterlicherseits. Mitte Oktober 2014 brachte die KESB Glarus das Kind im Rahmen einer verdeckten Platzierung bei der Pflegefamilie E._ im Kanton Glarus unter.
Am 25. März 2015 räumte die KESB Zürich auf Antrag des Vaters beiden Elternteilen das Sorgerecht ein. Gleichzeitig bestätigte sie den Entzug des Aufenhaltsbestimmungsrechts über C._. Dies tat mit Entscheid vom 20. August 2015 auch der Bezirksrat Zürich.
Das Verfahren war darauf während fast 2 Jahren vor dem Obergericht des Kantons Zürich hängig. Die lange Dauer erklärt sich damit, dass zunächst der Kontakt zwischen der Mutter und C._ wieder hergestellt werden sollte, nachdem ab dem Zeitpunkt der Platzierung in der Pflegefamilie während Monaten gar kein und anschliessend bloss spärlicher Kontakt in Begleitung einer Drittperson stattfand.
Der obergerichtlichen Anhörung vom 7. Juli 2016 blieb die Mutter unentschuldigt fern; die Anhörung konnte schliesslich am 14. Juli 2016 durch die Referentin vorgenommen werden. C._ wurde am 13. Dezember 2016 von einer Gerichtsdelegation an seinem aktuellen Aufenthaltsort angehört.
Mit Urteil vom 12. Juni 2017 ordnete das Obergericht per 17. Juli 2017 die Rückübertragung des Aufenthaltsbestimmungsrechts und (mit Blick auf das beginnende Schuljahr) per 14. August 2017 die physische Rückplatzierung von C._ zur Mutter an.
C.
Mit Schreiben vom 28. Juni 2017 wandte sich die Mutter an die obergerichtliche Referentin, in welchem sie festhielt, dass sie die Rückplatzierung für C._ wegen ihrer Wohnsituation und der überfüllten Schulklassen nicht gut finde, so dass sie ihn nicht aus seinem vertrauten Umfeld herausreissen wolle; sie sehe sich nicht mehr als erziehende Person und sie sei zu fest zur Zigeunerin geworden. Eine originalunterschriebene Kopie dieses Schreibens sandte sie dem Bundesgericht, welches das Beschwerdeverfahren 5A_504/2017 eröffnete, die Beteiligten zu Vernehmlassungen aufforderte und von Amtes wegen die aufschiebende Wirkung erteilte, so dass C._ einstweilen in der Pflegefamilie platziert blieb.
Mit Schreiben vom 7. Juli 2017 erklärte die Mutter den Rückzug ihrer Beschwerde. Sie hielt fest, das obergerichtliche Urteil habe sie im ersten Moment dermassen erschreckt, dass sie das entsprechende Schreiben verfasst habe.
Gestützt auf diese Rückzugserklärung wurde das bundesgerichtliche Verfahren mit Verfügung vom 10. Juli 2017 abgeschrieben, verbunden mit der Bemerkung, dass die KESB von Amtes wegen zu prüfen habe, ob angesichts des manifest ambivalenten Verhaltens der Mutter im Nachgang zum obergerichtlichen Entscheid veränderte Tatsachen vorliegen könnten, welche eine Neubeurteilung der Situation erforderlich machen und vor dem Hintergrund des Kindeswohls allenfalls eine Fortführung der Fremdplatzierung oder die Ergreifung anderer geeigneter Massnahmen als angezeigt erscheinen lassen würden.
D.
Am 11. Juli 2017 hat nunmehr der Vater eine Beschwerde gegen das obergerichtliche Urteil erhoben. Er verlangt dessen Aufhebung und die Rückweisung der Sache an die Vorinstanz. Ferner wird die unentgeltliche Rechtspflege und die aufschiebende Wirkung verlangt.
Mit Verfügung vom 12. Juli 2017 wurde der Beschwerde superprovisorisch die aufschiebende Wirkung erteilt und die einstweilige Fortführung der Platzierung des Kindes angeordnet.
Mit Schreiben vom 13. und vom 24. Juli 2017 verzichteten das Obergericht und die KESB der Stadt Zürich auf Vernehmlassungen.
Mit Vernehmlassung vom 27. Juli 2017 plädiert die Kindesvertreterin für eine Rückgabe des Kindes an die Mutter.
Mit Vernehmlassung vom 27. Juli 2017 verlangt die KESB Glarus die Gutheissung der Beschwerde und die Rückweisung der Sache an die Vorinstanz zur vertieften Abklärung und neuen Entscheidung.
Mit Schreiben vom 3. August 2017 (Postaufgabe 18. August 2017) wandte sich die Mutter persönlich an das Bundesgericht, wonach sie aufgrund der Ferienwoche mit C._ definitiv bereit sei, diesen bei sich aufzunehmen. Ihre im damaligen Schreiben geäusserten Bedenken hätten sich erledigt. Sie brauche auch keinen Beistand, ebenso wenig ihr Sohn.
Mit innert verlängerter Frist von ihrer Anwältin verfasster Vernehmlassung vom 21. August 2017 ersucht die Mutter um Abweisung der Beschwerde. Ferner verlangt sie die unentgeltliche Rechtspflege.

Erwägungen:
1.
Angefochten ist der kantonal letztinstanzliche Entscheid betreffend die Wiederherstellung des im Rahmen einer Kindesschutzmassnahme entzogenen Aufenthaltsbestimmungsrechtes, verbunden mit einer Rückplatzierung des Kindes zur Mutter; die Beschwerde steht offen (Art. 72 Abs. 2 lit. b Ziff. 6, Art. 75 Abs. 1 und Art. 90 BGG).
Zulässig sind alle Vorbringen im Sinn von Art. 95 f. BGG und das Bundesgericht prüft die Rechtsanwendung frei (<ref-law>). Hingegen ist es an den von der Vorinstanz festgestellten Sachverhalt gebunden (<ref-law>). In diesem Bereich kann lediglich eine offensichtlich unrichtige, d.h. willkürliche Sachverhaltsfeststellung gerügt werden, wobei das strenge Rügeprinzip gilt (Art. 97 Abs. 1 und Art. 106 Abs. 2 BGG). Das Bundesgericht prüft in diesem Fall nur klar und detailliert erhobene und, soweit möglich, belegte Rügen, während es auf ungenügend substanziierte Rügen und rein appellatorische Kritik am Sachverhalt nicht eintritt; ausserdem ist aufzuzeigen, inwiefern die Behebung der aufgezeigten Mängel für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (<ref-ruling> E. 2.3 S. 266).
Neue Tatsachen und Beweismittel können vor Bundesgericht nur soweit vorgebracht werden, als erst der Entscheid der Vorinstanz dazu Anlass gegeben hat (<ref-law>). Dies kann einzig auf unechte Noven zutreffen, während echte Noven, also solche, die erst nach dem angefochtenen Entscheid entstanden sind, in jedem Fall unzulässig sind (<ref-ruling> E. 2.1 S. 344; <ref-ruling> E. 3.1.2 S. 123).
2.
Die Beschwerde baut weitgehend auf dem mütterlichen Verhalten im Anschluss an die Eröffnung des obergerichtlichen Urteils, wobei explizit auch auf die Bemerkungen in der Abschreibungsverfügung im Verfahren 5A_504/2017 verwiesen wird.
Zwar hätte das angefochtene Urteil auf Beschwerde der Mutter hin aufgehoben werden können, wenn sie selbst beschwerdeweise zum Schluss kam, der Aufnahme des Kindes nicht gewachsen zu sein. Hingegen kann sich der Vater nicht auf ein Verhalten der Mutter berufen, welches sich zeitlich nach dem angefochtenen Entscheid zugetragen hat. Entgegen der in der Beschwerde vertretenen Ansicht gilt für das bundesgerichtliche Verfahren auch nicht die Untersuchungsmaxime; vielmehr besteht nach dem Gesagten eine Sachverhaltsbindung (vgl. <ref-law>) und enthält das Bundesgerichtsgesetz eine abschliessende Novenordnung. Indes können die Vorkommnisse, wie dies in der Abschreibungsverfügung im Verfahren 5A_504/2017 festgehalten worden ist (siehe vorstehend Lit. C), Anlass zur Prüfung der aktuellen Lage durch die KESB sein; dabei geht es aber um ein neues Verfahren aufgrund möglicherweise veränderter Tatsachen.
Nach dem Gesagten ist im Weiteren einzig zu prüfen, ob der angefochtene Entscheid nach dem damaligen Stand der Dinge in Bezug auf den Sachverhalt verfassungsmässige Rechte des Vaters oder ob er Recht verletzt.
3.
Der Vater macht geltend, dass das Obergericht die Erziehungsfähigkeit der Mutter zu wenig beleuchtet und kein Gutachten eingeholt habe, womit es seine Untersuchungspflichten gemäss Art. 272 i.V.m. <ref-law> verletzt habe.
4. Bei der Frage, ob ein erneutes Gutachten nötig gewesen wäre, geht es vor dem Hintergrund der früheren Begutachtung (vgl. angefochtener Entscheid, S. 11), der zahlreichen aktenkundigen Berichte und der eingeholten IV-Akten (vgl. angefochtener Entscheid, S. 21) um eine Frage der antizipierten Beweiswürdigung. Weil diese einen Teil der Beweiswürdigung bildet, wären formelle Willkürrügen erforderlich (<ref-ruling> E. 4.3.2 S. 376). Das Vorbringen scheitert bereits daran. Im Übrigen würde der beschwerdeweise erhobene Vorwurf, dass kein obergerichtliches Gutachten zur Erziehungsfähigkeit der Mutter eingeholt wurde, auch treuwidrig erscheinen, weil der Vater im obergerichtlichen Verfahren explizit darauf verzichtet hat (vgl. Beschwerdeantwort vom 14. März 2016, S. 4).
5.
Die weiteren Vorbringen erfolgen in appellatorischer Weise, obwohl sie ebenfalls die Sachverhaltsfeststellung bzw. die Beweiswürdigung betreffen (die Mutter sei instabil, was sich auch bei ihrem Fernbleiben am Anhörungstermin vom 7. Juli 2016 gezeigt habe; das Kind könne sich nicht auf sie verlassen; ihre psychische Gesundheit sei beeinträchtigt; die Situation habe sich nicht verbessert; sodann Ausführungen zum Verhalten des Freundes der Mutter und dem Verhalten der Pflegefamilie bzw. zur Interaktion zwischen dieser und der Mutter). Einzig am Schluss all dieser Ausführungen wird beiläufig das Wort "Willkürverbot" eingestreut (Beschwerde, S. 7 unten), was aber an deren appellatorischen Charakter nichts ändert, zumal sich das Obergericht in seinem 45-seitigen Urteil mit all den in der Beschwerde angesprochenen sowie den weiteren sachbezogenen Aspekten (psychische Verfassung, Verlässlichkeit, Ambivalenz und Vulnerabilität der Mutter; andererseits grundsätzliche Erziehungsfähigkeit, gutes Mutter-Kind-Verhältnis und zwischenzeitlich verbesserte Situation; Situation in Bezug auf den Grossvater, den Partner der Mutter und die Pflegefamilie; Bedürfnisse und Ansichten von C._) ausführlich befasst hat, ohne dass sich der Vater in substanziierter Weise damit auseinandersetzen und im Einzelnen aufzeigen würde, inwiefern die obergerichtlichen Feststellungen unhaltbar sein sollen. Es fehlt mithin nicht nur formell an Verfassungsrügen, sondern insbesondere auch inhaltlich an einer genügenden Auseinandersetzung mit dem angefochtenen Entscheid, wie dies für Willkürrügen erforderlich wäre (vgl. E. 1).
Ausgehend vom willkürfrei festgestellten Sachverhalt wird nicht dargetan, inwiefern das Obergericht in rechtlicher Hinsicht zu einem Ergebnis gelangt sein soll, welches mit Bundesrecht nicht vereinbar ist.
6.
Mit dem Entscheid in der Sache wird das Gesuch um aufschiebende Wirkung gegenstandslos. Zufolge superprovisorisch gewährter aufschiebender Wirkung konnte jedoch die Rückplatzierung von C._ nicht wie geplant auf den 14. August 2017 erfolgen und es ist ein neuer Zeitpunkt festzusetzen. Angesichts der konkreten Umstände scheint es angezeigt, die Sache diesbezüglich an das Obergericht zurückzuweisen (typische Ermessensfrage; persönliches Bild von der Situation aufgrund des Verfahrens bzw. der Anhörungen; allfälliger Koordinationsbedarf mit der KESB in Bezug auf das weitere Vorgehen). Vor diesem Hintergrund wird ferner die Kritik gegenstandslos, im angefochtenen Entscheid sei die Frist für die Rückgabe des Kindes zu knapp bemessen worden.
7.
Die Gesuche um unentgeltliche Rechtspflege der Parteien sind gutzuheissen und sie sind durch die sie vertretenden Rechtsanwälte zu verbeiständen (Art. 64 Abs. 1 und 2 BGG). Sodann ist auch die Kindesvertreterin aus der Bundesgerichtskasse zu entschädigen.
Die Gerichtskosten sind der unterliegenden Partei aufzuerlegen (<ref-law>), jedoch einstweilen auf die Gerichtskasse zu nehmen.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit auf sie einzutreten ist.
2.
Die Sache wird zur Festsetzung eines neuen Zeitpunktes für die Übertragung des Aufenthaltsbestimmungsrechtes und die Rückplatzierung von C._ sowie zur allfällig weiteren Koordination an das Obergericht zurückgewiesen.
3.
Die Gesuche der Parteien um unentgeltliche Rechtspflege werden gutgeheissen und sie werden je durch die sie vertretenden Rechtsanwälte verbeiständet.
4.
Die Gerichtskosten von Fr. 1'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt, einstweilen jedoch auf die Bundesgerichtskasse genommen.
5.
Aus der Bundesgerichtskasse werden Rechtsanwalt Mathias Zopfi und Rechtsanwältin Patricia Jucker je mit Fr. 1'500.-- und wird Rechtsanwältin Daniela Langenauer als Kindesvertreterin mit Fr. 1'000.-- entschädigt.
6.
Dieses Urteil wird den Parteien, C._, der KESB der Stadt Zürich, der KESB Glarus und dem Obergericht des Kantons Zürich, II. Zivilkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 6. September 2017
Im Namen der II. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: von Werdt
Der Gerichtsschreiber: Möckli