[asan] Assign a low branch weight to ASan's slow path, patch by Jonas Wagner. This...
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Instrumentation / AddressSanitizer.cpp
index 614dc210a03b84357d02e6cb112f188d41c893b7..3ff0a616f4a688ccce6adfba162ec14eb1d4b44e 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "asan"
-
 #include "llvm/Transforms/Instrumentation.h"
 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/DenseSet.h"
 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
-#include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
 #include "llvm/ADT/Triple.h"
-#include "llvm/DIBuilder.h"
+#include "llvm/IR/CallSite.h"
+#include "llvm/IR/DIBuilder.h"
 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
 #include "llvm/IR/Function.h"
 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
+#include "llvm/IR/InstVisitor.h"
 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/IR/MDBuilder.h"
 #include "llvm/IR/Module.h"
 #include "llvm/IR/Type.h"
-#include "llvm/InstVisitor.h"
-#include "llvm/Support/CallSite.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/Support/system_error.h"
-#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Support/Endian.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/ASanStackFrameLayout.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/BlackList.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/ModuleUtils.h"
 #include <algorithm>
 #include <string>
+#include <system_error>
 
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "asan"
+
 static const uint64_t kDefaultShadowScale = 3;
 static const uint64_t kDefaultShadowOffset32 = 1ULL << 29;
+static const uint64_t kIOSShadowOffset32 = 1ULL << 30;
 static const uint64_t kDefaultShadowOffset64 = 1ULL << 44;
-static const uint64_t kDefaultShort64bitShadowOffset = 0x7FFF8000;  // < 2G.
+static const uint64_t kSmallX86_64ShadowOffset = 0x7FFF8000;  // < 2G.
 static const uint64_t kPPC64_ShadowOffset64 = 1ULL << 41;
+static const uint64_t kMIPS32_ShadowOffset32 = 0x0aaa8000;
+static const uint64_t kFreeBSD_ShadowOffset32 = 1ULL << 30;
+static const uint64_t kFreeBSD_ShadowOffset64 = 1ULL << 46;
 
+static const size_t kMinStackMallocSize = 1 << 6;  // 64B
 static const size_t kMaxStackMallocSize = 1 << 16;  // 64K
 static const uintptr_t kCurrentStackFrameMagic = 0x41B58AB3;
 static const uintptr_t kRetiredStackFrameMagic = 0x45E0360E;
 
-static const char *kAsanModuleCtorName = "asan.module_ctor";
-static const char *kAsanModuleDtorName = "asan.module_dtor";
-static const int   kAsanCtorAndCtorPriority = 1;
-static const char *kAsanReportErrorTemplate = "__asan_report_";
-static const char *kAsanReportLoadN = "__asan_report_load_n";
-static const char *kAsanReportStoreN = "__asan_report_store_n";
-static const char *kAsanRegisterGlobalsName = "__asan_register_globals";
-static const char *kAsanUnregisterGlobalsName = "__asan_unregister_globals";
-static const char *kAsanPoisonGlobalsName = "__asan_before_dynamic_init";
-static const char *kAsanUnpoisonGlobalsName = "__asan_after_dynamic_init";
-static const char *kAsanInitName = "__asan_init_v2";
-static const char *kAsanHandleNoReturnName = "__asan_handle_no_return";
-static const char *kAsanMappingOffsetName = "__asan_mapping_offset";
-static const char *kAsanMappingScaleName = "__asan_mapping_scale";
-static const char *kAsanStackMallocName = "__asan_stack_malloc";
-static const char *kAsanStackFreeName = "__asan_stack_free";
-static const char *kAsanGenPrefix = "__asan_gen_";
-static const char *kAsanPoisonStackMemoryName = "__asan_poison_stack_memory";
-static const char *kAsanUnpoisonStackMemoryName =
+static const char *const kAsanModuleCtorName = "asan.module_ctor";
+static const char *const kAsanModuleDtorName = "asan.module_dtor";
+static const int         kAsanCtorAndDtorPriority = 1;
+static const char *const kAsanReportErrorTemplate = "__asan_report_";
+static const char *const kAsanReportLoadN = "__asan_report_load_n";
+static const char *const kAsanReportStoreN = "__asan_report_store_n";
+static const char *const kAsanRegisterGlobalsName = "__asan_register_globals";
+static const char *const kAsanUnregisterGlobalsName =
+    "__asan_unregister_globals";
+static const char *const kAsanPoisonGlobalsName = "__asan_before_dynamic_init";
+static const char *const kAsanUnpoisonGlobalsName = "__asan_after_dynamic_init";
+static const char *const kAsanInitName = "__asan_init_v4";
+static const char *const kAsanCovModuleInitName = "__sanitizer_cov_module_init";
+static const char *const kAsanCovName = "__sanitizer_cov";
+static const char *const kAsanPtrCmp = "__sanitizer_ptr_cmp";
+static const char *const kAsanPtrSub = "__sanitizer_ptr_sub";
+static const char *const kAsanHandleNoReturnName = "__asan_handle_no_return";
+static const int         kMaxAsanStackMallocSizeClass = 10;
+static const char *const kAsanStackMallocNameTemplate = "__asan_stack_malloc_";
+static const char *const kAsanStackFreeNameTemplate = "__asan_stack_free_";
+static const char *const kAsanGenPrefix = "__asan_gen_";
+static const char *const kAsanPoisonStackMemoryName =
+    "__asan_poison_stack_memory";
+static const char *const kAsanUnpoisonStackMemoryName =
     "__asan_unpoison_stack_memory";
 
-static const int kAsanStackLeftRedzoneMagic = 0xf1;
-static const int kAsanStackMidRedzoneMagic = 0xf2;
-static const int kAsanStackRightRedzoneMagic = 0xf3;
-static const int kAsanStackPartialRedzoneMagic = 0xf4;
+static const char *const kAsanOptionDetectUAR =
+    "__asan_option_detect_stack_use_after_return";
+
+#ifndef NDEBUG
+static const int kAsanStackAfterReturnMagic = 0xf5;
+#endif
 
 // Accesses sizes are powers of two: 1, 2, 4, 8, 16.
 static const size_t kNumberOfAccessSizes = 5;
@@ -114,32 +128,55 @@ static cl::opt<int> ClMaxInsnsToInstrumentPerBB("asan-max-ins-per-bb",
 // This flag may need to be replaced with -f[no]asan-stack.
 static cl::opt<bool> ClStack("asan-stack",
        cl::desc("Handle stack memory"), cl::Hidden, cl::init(true));
-// This flag may need to be replaced with -f[no]asan-use-after-return.
 static cl::opt<bool> ClUseAfterReturn("asan-use-after-return",
-       cl::desc("Check return-after-free"), cl::Hidden, cl::init(false));
+       cl::desc("Check return-after-free"), cl::Hidden, cl::init(true));
 // This flag may need to be replaced with -f[no]asan-globals.
 static cl::opt<bool> ClGlobals("asan-globals",
        cl::desc("Handle global objects"), cl::Hidden, cl::init(true));
+static cl::opt<int> ClCoverage("asan-coverage",
+       cl::desc("ASan coverage. 0: none, 1: entry block, 2: all blocks"),
+       cl::Hidden, cl::init(false));
+static cl::opt<int> ClCoverageBlockThreshold("asan-coverage-block-threshold",
+       cl::desc("Add coverage instrumentation only to the entry block if there "
+                "are more than this number of blocks."),
+       cl::Hidden, cl::init(1500));
 static cl::opt<bool> ClInitializers("asan-initialization-order",
-       cl::desc("Handle C++ initializer order"), cl::Hidden, cl::init(false));
-static cl::opt<bool> ClMemIntrin("asan-memintrin",
-       cl::desc("Handle memset/memcpy/memmove"), cl::Hidden, cl::init(true));
-static cl::opt<bool> ClRealignStack("asan-realign-stack",
-       cl::desc("Realign stack to 32"), cl::Hidden, cl::init(true));
-static cl::opt<std::string> ClBlacklistFile("asan-blacklist",
-       cl::desc("File containing the list of objects to ignore "
-                "during instrumentation"), cl::Hidden);
+       cl::desc("Handle C++ initializer order"), cl::Hidden, cl::init(true));
+static cl::opt<bool> ClInvalidPointerPairs("asan-detect-invalid-pointer-pair",
+       cl::desc("Instrument <, <=, >, >=, - with pointer operands"),
+       cl::Hidden, cl::init(false));
+static cl::opt<unsigned> ClRealignStack("asan-realign-stack",
+       cl::desc("Realign stack to the value of this flag (power of two)"),
+       cl::Hidden, cl::init(32));
+static cl::opt<int> ClInstrumentationWithCallsThreshold(
+    "asan-instrumentation-with-call-threshold",
+       cl::desc("If the function being instrumented contains more than "
+                "this number of memory accesses, use callbacks instead of "
+                "inline checks (-1 means never use callbacks)."),
+       cl::Hidden, cl::init(7000));
+static cl::opt<std::string> ClMemoryAccessCallbackPrefix(
+       "asan-memory-access-callback-prefix",
+       cl::desc("Prefix for memory access callbacks"), cl::Hidden,
+       cl::init("__asan_"));
+
+// This is an experimental feature that will allow to choose between
+// instrumented and non-instrumented code at link-time.
+// If this option is on, just before instrumenting a function we create its
+// clone; if the function is not changed by asan the clone is deleted.
+// If we end up with a clone, we put the instrumented function into a section
+// called "ASAN" and the uninstrumented function into a section called "NOASAN".
+//
+// This is still a prototype, we need to figure out a way to keep two copies of
+// a function so that the linker can easily choose one of them.
+static cl::opt<bool> ClKeepUninstrumented("asan-keep-uninstrumented-functions",
+       cl::desc("Keep uninstrumented copies of functions"),
+       cl::Hidden, cl::init(false));
 
 // These flags allow to change the shadow mapping.
 // The shadow mapping looks like
 //    Shadow = (Mem >> scale) + (1 << offset_log)
 static cl::opt<int> ClMappingScale("asan-mapping-scale",
        cl::desc("scale of asan shadow mapping"), cl::Hidden, cl::init(0));
-static cl::opt<int> ClMappingOffsetLog("asan-mapping-offset-log",
-       cl::desc("offset of asan shadow mapping"), cl::Hidden, cl::init(-1));
-static cl::opt<bool> ClShort64BitOffset("asan-short-64bit-mapping-offset",
-       cl::desc("Use short immediate constant as the mapping offset for 64bit"),
-       cl::Hidden, cl::init(true));
 
 // Optimization flags. Not user visible, used mostly for testing
 // and benchmarking the tool.
@@ -167,30 +204,87 @@ static cl::opt<int> ClDebugMin("asan-debug-min", cl::desc("Debug min inst"),
 static cl::opt<int> ClDebugMax("asan-debug-max", cl::desc("Debug man inst"),
                                cl::Hidden, cl::init(-1));
 
+STATISTIC(NumInstrumentedReads, "Number of instrumented reads");
+STATISTIC(NumInstrumentedWrites, "Number of instrumented writes");
+STATISTIC(NumOptimizedAccessesToGlobalArray,
+          "Number of optimized accesses to global arrays");
+STATISTIC(NumOptimizedAccessesToGlobalVar,
+          "Number of optimized accesses to global vars");
+
 namespace {
-/// A set of dynamically initialized globals extracted from metadata.
-class SetOfDynamicallyInitializedGlobals {
+/// Frontend-provided metadata for source location.
+struct LocationMetadata {
+  StringRef Filename;
+  int LineNo;
+  int ColumnNo;
+
+  LocationMetadata() : Filename(), LineNo(0), ColumnNo(0) {}
+
+  bool empty() const { return Filename.empty(); }
+
+  void parse(MDNode *MDN) {
+    assert(MDN->getNumOperands() == 3);
+    MDString *MDFilename = cast<MDString>(MDN->getOperand(0));
+    Filename = MDFilename->getString();
+    LineNo = cast<ConstantInt>(MDN->getOperand(1))->getLimitedValue();
+    ColumnNo = cast<ConstantInt>(MDN->getOperand(2))->getLimitedValue();
+  }
+};
+
+/// Frontend-provided metadata for global variables.
+class GlobalsMetadata {
  public:
-  void Init(Module& M) {
-    // Clang generates metadata identifying all dynamically initialized globals.
-    NamedMDNode *DynamicGlobals =
-        M.getNamedMetadata("llvm.asan.dynamically_initialized_globals");
-    if (!DynamicGlobals)
+  struct Entry {
+    Entry()
+        : SourceLoc(), Name(), IsDynInit(false),
+          IsBlacklisted(false) {}
+    LocationMetadata SourceLoc;
+    StringRef Name;
+    bool IsDynInit;
+    bool IsBlacklisted;
+  };
+
+  GlobalsMetadata() : inited_(false) {}
+
+  void init(Module& M) {
+    assert(!inited_);
+    inited_ = true;
+    NamedMDNode *Globals = M.getNamedMetadata("llvm.asan.globals");
+    if (!Globals)
       return;
-    for (int i = 0, n = DynamicGlobals->getNumOperands(); i < n; ++i) {
-      MDNode *MDN = DynamicGlobals->getOperand(i);
-      assert(MDN->getNumOperands() == 1);
-      Value *VG = MDN->getOperand(0);
-      // The optimizer may optimize away a global entirely, in which case we
-      // cannot instrument access to it.
-      if (!VG)
+    for (auto MDN : Globals->operands()) {
+      // Metadata node contains the global and the fields of "Entry".
+      assert(MDN->getNumOperands() == 5);
+      Value *V = MDN->getOperand(0);
+      // The optimizer may optimize away a global entirely.
+      if (!V)
         continue;
-      DynInitGlobals.insert(cast<GlobalVariable>(VG));
+      GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(V);
+      // We can already have an entry for GV if it was merged with another
+      // global.
+      Entry &E = Entries[GV];
+      if (Value *Loc = MDN->getOperand(1))
+        E.SourceLoc.parse(cast<MDNode>(Loc));
+      if (Value *Name = MDN->getOperand(2)) {
+        MDString *MDName = cast<MDString>(Name);
+        E.Name = MDName->getString();
+      }
+      ConstantInt *IsDynInit = cast<ConstantInt>(MDN->getOperand(3));
+      E.IsDynInit |= IsDynInit->isOne();
+      ConstantInt *IsBlacklisted = cast<ConstantInt>(MDN->getOperand(4));
+      E.IsBlacklisted |= IsBlacklisted->isOne();
     }
   }
-  bool Contains(GlobalVariable *G) { return DynInitGlobals.count(G) != 0; }
+
+  /// Returns metadata entry for a given global.
+  Entry get(GlobalVariable *G) const {
+    auto Pos = Entries.find(G);
+    return (Pos != Entries.end()) ? Pos->second : Entry();
+  }
+
  private:
-  SmallSet<GlobalValue*, 32> DynInitGlobals;
+  bool inited_;
+  DenseMap<GlobalVariable*, Entry> Entries;
 };
 
 /// This struct defines the shadow mapping using the rule:
@@ -201,31 +295,40 @@ struct ShadowMapping {
   bool OrShadowOffset;
 };
 
-static ShadowMapping getShadowMapping(const Module &M, int LongSize,
-                                      bool ZeroBaseShadow) {
+static ShadowMapping getShadowMapping(const Module &M, int LongSize) {
   llvm::Triple TargetTriple(M.getTargetTriple());
   bool IsAndroid = TargetTriple.getEnvironment() == llvm::Triple::Android;
-  bool IsMacOSX = TargetTriple.getOS() == llvm::Triple::MacOSX;
-  bool IsPPC64 = TargetTriple.getArch() == llvm::Triple::ppc64;
+  bool IsIOS = TargetTriple.getOS() == llvm::Triple::IOS;
+  bool IsFreeBSD = TargetTriple.getOS() == llvm::Triple::FreeBSD;
+  bool IsLinux = TargetTriple.getOS() == llvm::Triple::Linux;
+  bool IsPPC64 = TargetTriple.getArch() == llvm::Triple::ppc64 ||
+                 TargetTriple.getArch() == llvm::Triple::ppc64le;
   bool IsX86_64 = TargetTriple.getArch() == llvm::Triple::x86_64;
+  bool IsMIPS32 = TargetTriple.getArch() == llvm::Triple::mips ||
+                  TargetTriple.getArch() == llvm::Triple::mipsel;
 
   ShadowMapping Mapping;
 
-  // OR-ing shadow offset if more efficient (at least on x86),
-  // but on ppc64 we have to use add since the shadow offset is not neccesary
-  // 1/8-th of the address space.
-  Mapping.OrShadowOffset = !IsPPC64 && !ClShort64BitOffset;
-
-  Mapping.Offset = (IsAndroid || ZeroBaseShadow) ? 0 :
-      (LongSize == 32 ? kDefaultShadowOffset32 :
-       IsPPC64 ? kPPC64_ShadowOffset64 : kDefaultShadowOffset64);
-  if (!ZeroBaseShadow && ClShort64BitOffset && IsX86_64 && !IsMacOSX) {
-    assert(LongSize == 64);
-    Mapping.Offset = kDefaultShort64bitShadowOffset;
-  }
-  if (!ZeroBaseShadow && ClMappingOffsetLog >= 0) {
-    // Zero offset log is the special case.
-    Mapping.Offset = (ClMappingOffsetLog == 0) ? 0 : 1ULL << ClMappingOffsetLog;
+  if (LongSize == 32) {
+    if (IsAndroid)
+      Mapping.Offset = 0;
+    else if (IsMIPS32)
+      Mapping.Offset = kMIPS32_ShadowOffset32;
+    else if (IsFreeBSD)
+      Mapping.Offset = kFreeBSD_ShadowOffset32;
+    else if (IsIOS)
+      Mapping.Offset = kIOSShadowOffset32;
+    else
+      Mapping.Offset = kDefaultShadowOffset32;
+  } else {  // LongSize == 64
+    if (IsPPC64)
+      Mapping.Offset = kPPC64_ShadowOffset64;
+    else if (IsFreeBSD)
+      Mapping.Offset = kFreeBSD_ShadowOffset64;
+    else if (IsLinux && IsX86_64)
+      Mapping.Offset = kSmallX86_64ShadowOffset;
+    else
+      Mapping.Offset = kDefaultShadowOffset64;
   }
 
   Mapping.Scale = kDefaultShadowScale;
@@ -233,6 +336,11 @@ static ShadowMapping getShadowMapping(const Module &M, int LongSize,
     Mapping.Scale = ClMappingScale;
   }
 
+  // OR-ing shadow offset if more efficient (at least on x86) if the offset
+  // is a power of two, but on ppc64 we have to use add since the shadow
+  // offset is not necessary 1/8-th of the address space.
+  Mapping.OrShadowOffset = !IsPPC64 && !(Mapping.Offset & (Mapping.Offset - 1));
+
   return Mapping;
 }
 
@@ -244,115 +352,88 @@ static size_t RedzoneSizeForScale(int MappingScale) {
 
 /// AddressSanitizer: instrument the code in module to find memory bugs.
 struct AddressSanitizer : public FunctionPass {
-  AddressSanitizer(bool CheckInitOrder = true,
-                   bool CheckUseAfterReturn = false,
-                   bool CheckLifetime = false,
-                   StringRef BlacklistFile = StringRef(),
-                   bool ZeroBaseShadow = false)
-      : FunctionPass(ID),
-        CheckInitOrder(CheckInitOrder || ClInitializers),
-        CheckUseAfterReturn(CheckUseAfterReturn || ClUseAfterReturn),
-        CheckLifetime(CheckLifetime || ClCheckLifetime),
-        BlacklistFile(BlacklistFile.empty() ? ClBlacklistFile
-                                            : BlacklistFile),
-        ZeroBaseShadow(ZeroBaseShadow) {}
-  virtual const char *getPassName() const {
+  AddressSanitizer() : FunctionPass(ID) {}
+  const char *getPassName() const override {
     return "AddressSanitizerFunctionPass";
   }
-  void instrumentMop(Instruction *I);
+  void instrumentMop(Instruction *I, bool UseCalls);
+  void instrumentPointerComparisonOrSubtraction(Instruction *I);
   void instrumentAddress(Instruction *OrigIns, Instruction *InsertBefore,
                          Value *Addr, uint32_t TypeSize, bool IsWrite,
-                         Value *SizeArgument);
+                         Value *SizeArgument, bool UseCalls);
   Value *createSlowPathCmp(IRBuilder<> &IRB, Value *AddrLong,
                            Value *ShadowValue, uint32_t TypeSize);
   Instruction *generateCrashCode(Instruction *InsertBefore, Value *Addr,
                                  bool IsWrite, size_t AccessSizeIndex,
                                  Value *SizeArgument);
-  bool instrumentMemIntrinsic(MemIntrinsic *MI);
-  void instrumentMemIntrinsicParam(Instruction *OrigIns, Value *Addr,
-                                   Value *Size,
-                                   Instruction *InsertBefore, bool IsWrite);
+  void instrumentMemIntrinsic(MemIntrinsic *MI);
   Value *memToShadow(Value *Shadow, IRBuilder<> &IRB);
-  bool runOnFunction(Function &F);
-  void createInitializerPoisonCalls(Module &M,
-                                    Value *FirstAddr, Value *LastAddr);
+  bool runOnFunction(Function &F) override;
   bool maybeInsertAsanInitAtFunctionEntry(Function &F);
-  void emitShadowMapping(Module &M, IRBuilder<> &IRB) const;
-  virtual bool doInitialization(Module &M);
+  bool doInitialization(Module &M) override;
   static char ID;  // Pass identification, replacement for typeid
 
  private:
   void initializeCallbacks(Module &M);
 
-  bool ShouldInstrumentGlobal(GlobalVariable *G);
   bool LooksLikeCodeInBug11395(Instruction *I);
-  void FindDynamicInitializers(Module &M);
-
-  bool CheckInitOrder;
-  bool CheckUseAfterReturn;
-  bool CheckLifetime;
-  SmallString<64> BlacklistFile;
-  bool ZeroBaseShadow;
+  bool GlobalIsLinkerInitialized(GlobalVariable *G);
+  bool InjectCoverage(Function &F, ArrayRef<BasicBlock*> AllBlocks);
+  void InjectCoverageAtBlock(Function &F, BasicBlock &BB);
 
   LLVMContext *C;
-  DataLayout *TD;
+  const DataLayout *DL;
   int LongSize;
   Type *IntptrTy;
   ShadowMapping Mapping;
   Function *AsanCtorFunction;
   Function *AsanInitFunction;
   Function *AsanHandleNoReturnFunc;
-  OwningPtr<BlackList> BL;
+  Function *AsanCovFunction;
+  Function *AsanPtrCmpFunction, *AsanPtrSubFunction;
   // This array is indexed by AccessIsWrite and log2(AccessSize).
   Function *AsanErrorCallback[2][kNumberOfAccessSizes];
+  Function *AsanMemoryAccessCallback[2][kNumberOfAccessSizes];
   // This array is indexed by AccessIsWrite.
-  Function *AsanErrorCallbackSized[2];
+  Function *AsanErrorCallbackSized[2],
+           *AsanMemoryAccessCallbackSized[2];
+  Function *AsanMemmove, *AsanMemcpy, *AsanMemset;
   InlineAsm *EmptyAsm;
-  SetOfDynamicallyInitializedGlobals DynamicallyInitializedGlobals;
+  GlobalsMetadata GlobalsMD;
 
   friend struct FunctionStackPoisoner;
 };
 
 class AddressSanitizerModule : public ModulePass {
  public:
-  AddressSanitizerModule(bool CheckInitOrder = true,
-                         StringRef BlacklistFile = StringRef(),
-                         bool ZeroBaseShadow = false)
-      : ModulePass(ID),
-        CheckInitOrder(CheckInitOrder || ClInitializers),
-        BlacklistFile(BlacklistFile.empty() ? ClBlacklistFile
-                                            : BlacklistFile),
-        ZeroBaseShadow(ZeroBaseShadow) {}
-  bool runOnModule(Module &M);
+  AddressSanitizerModule() : ModulePass(ID) {}
+  bool runOnModule(Module &M) override;
   static char ID;  // Pass identification, replacement for typeid
-  virtual const char *getPassName() const {
+  const char *getPassName() const override {
     return "AddressSanitizerModule";
   }
 
  private:
   void initializeCallbacks(Module &M);
 
+  bool InstrumentGlobals(IRBuilder<> &IRB, Module &M);
   bool ShouldInstrumentGlobal(GlobalVariable *G);
-  void createInitializerPoisonCalls(Module &M, Value *FirstAddr,
-                                    Value *LastAddr);
-  size_t RedzoneSize() const {
+  void poisonOneInitializer(Function &GlobalInit, GlobalValue *ModuleName);
+  void createInitializerPoisonCalls(Module &M, GlobalValue *ModuleName);
+  size_t MinRedzoneSizeForGlobal() const {
     return RedzoneSizeForScale(Mapping.Scale);
   }
 
-  bool CheckInitOrder;
-  SmallString<64> BlacklistFile;
-  bool ZeroBaseShadow;
-
-  OwningPtr<BlackList> BL;
-  SetOfDynamicallyInitializedGlobals DynamicallyInitializedGlobals;
+  GlobalsMetadata GlobalsMD;
   Type *IntptrTy;
   LLVMContext *C;
-  DataLayout *TD;
+  const DataLayout *DL;
   ShadowMapping Mapping;
   Function *AsanPoisonGlobals;
   Function *AsanUnpoisonGlobals;
   Function *AsanRegisterGlobals;
   Function *AsanUnregisterGlobals;
+  Function *AsanCovModuleInit;
 };
 
 // Stack poisoning does not play well with exception handling.
@@ -375,15 +456,16 @@ struct FunctionStackPoisoner : public InstVisitor<FunctionStackPoisoner> {
 
   SmallVector<AllocaInst*, 16> AllocaVec;
   SmallVector<Instruction*, 8> RetVec;
-  uint64_t TotalStackSize;
   unsigned StackAlignment;
 
-  Function *AsanStackMallocFunc, *AsanStackFreeFunc;
+  Function *AsanStackMallocFunc[kMaxAsanStackMallocSizeClass + 1],
+           *AsanStackFreeFunc[kMaxAsanStackMallocSizeClass + 1];
   Function *AsanPoisonStackMemoryFunc, *AsanUnpoisonStackMemoryFunc;
 
   // Stores a place and arguments of poisoning/unpoisoning call for alloca.
   struct AllocaPoisonCall {
     IntrinsicInst *InsBefore;
+    AllocaInst *AI;
     uint64_t Size;
     bool DoPoison;
   };
@@ -397,16 +479,14 @@ struct FunctionStackPoisoner : public InstVisitor<FunctionStackPoisoner> {
       : F(F), ASan(ASan), DIB(*F.getParent()), C(ASan.C),
         IntptrTy(ASan.IntptrTy), IntptrPtrTy(PointerType::get(IntptrTy, 0)),
         Mapping(ASan.Mapping),
-        TotalStackSize(0), StackAlignment(1 << Mapping.Scale) {}
+        StackAlignment(1 << Mapping.Scale) {}
 
   bool runOnFunction() {
     if (!ClStack) return false;
     // Collect alloca, ret, lifetime instructions etc.
-    for (df_iterator<BasicBlock*> DI = df_begin(&F.getEntryBlock()),
-         DE = df_end(&F.getEntryBlock()); DI != DE; ++DI) {
-      BasicBlock *BB = *DI;
+    for (BasicBlock *BB : depth_first(&F.getEntryBlock()))
       visit(*BB);
-    }
+
     if (AllocaVec.empty()) return false;
 
     initializeCallbacks(*F.getParent());
@@ -436,14 +516,12 @@ struct FunctionStackPoisoner : public InstVisitor<FunctionStackPoisoner> {
 
     StackAlignment = std::max(StackAlignment, AI.getAlignment());
     AllocaVec.push_back(&AI);
-    uint64_t AlignedSize =  getAlignedAllocaSize(&AI);
-    TotalStackSize += AlignedSize;
   }
 
   /// \brief Collect lifetime intrinsic calls to check for use-after-scope
   /// errors.
   void visitIntrinsicInst(IntrinsicInst &II) {
-    if (!ASan.CheckLifetime) return;
+    if (!ClCheckLifetime) return;
     Intrinsic::ID ID = II.getIntrinsicID();
     if (ID != Intrinsic::lifetime_start &&
         ID != Intrinsic::lifetime_end)
@@ -462,7 +540,7 @@ struct FunctionStackPoisoner : public InstVisitor<FunctionStackPoisoner> {
     AllocaInst *AI = findAllocaForValue(II.getArgOperand(1));
     if (!AI) return;
     bool DoPoison = (ID == Intrinsic::lifetime_end);
-    AllocaPoisonCall APC = {&II, SizeValue, DoPoison};
+    AllocaPoisonCall APC = {&II, AI, SizeValue, DoPoison};
     AllocaPoisonCallVec.push_back(APC);
   }
 
@@ -470,33 +548,26 @@ struct FunctionStackPoisoner : public InstVisitor<FunctionStackPoisoner> {
   void initializeCallbacks(Module &M);
 
   // Check if we want (and can) handle this alloca.
-  bool isInterestingAlloca(AllocaInst &AI) {
-    return (!AI.isArrayAllocation() &&
-            AI.isStaticAlloca() &&
-            AI.getAllocatedType()->isSized());
+  bool isInterestingAlloca(AllocaInst &AI) const {
+    return (!AI.isArrayAllocation() && AI.isStaticAlloca() &&
+            AI.getAllocatedType()->isSized() &&
+            // alloca() may be called with 0 size, ignore it.
+            getAllocaSizeInBytes(&AI) > 0);
   }
 
-  size_t RedzoneSize() const {
-    return RedzoneSizeForScale(Mapping.Scale);
-  }
-  uint64_t getAllocaSizeInBytes(AllocaInst *AI) {
+  uint64_t getAllocaSizeInBytes(AllocaInst *AI) const {
     Type *Ty = AI->getAllocatedType();
-    uint64_t SizeInBytes = ASan.TD->getTypeAllocSize(Ty);
+    uint64_t SizeInBytes = ASan.DL->getTypeAllocSize(Ty);
     return SizeInBytes;
   }
-  uint64_t getAlignedSize(uint64_t SizeInBytes) {
-    size_t RZ = RedzoneSize();
-    return ((SizeInBytes + RZ - 1) / RZ) * RZ;
-  }
-  uint64_t getAlignedAllocaSize(AllocaInst *AI) {
-    uint64_t SizeInBytes = getAllocaSizeInBytes(AI);
-    return getAlignedSize(SizeInBytes);
-  }
   /// Finds alloca where the value comes from.
   AllocaInst *findAllocaForValue(Value *V);
-  void poisonRedZones(const ArrayRef<AllocaInst*> &AllocaVec, IRBuilder<> IRB,
+  void poisonRedZones(ArrayRef<uint8_t> ShadowBytes, IRBuilder<> &IRB,
                       Value *ShadowBase, bool DoPoison);
-  void poisonAlloca(Value *V, uint64_t Size, IRBuilder<> IRB, bool DoPoison);
+  void poisonAlloca(Value *V, uint64_t Size, IRBuilder<> &IRB, bool DoPoison);
+
+  void SetShadowToStackAfterReturnInlined(IRBuilder<> &IRB, Value *ShadowBase,
+                                          int Size);
 };
 
 }  // namespace
@@ -505,35 +576,53 @@ char AddressSanitizer::ID = 0;
 INITIALIZE_PASS(AddressSanitizer, "asan",
     "AddressSanitizer: detects use-after-free and out-of-bounds bugs.",
     false, false)
-FunctionPass *llvm::createAddressSanitizerFunctionPass(
-    bool CheckInitOrder, bool CheckUseAfterReturn, bool CheckLifetime,
-    StringRef BlacklistFile, bool ZeroBaseShadow) {
-  return new AddressSanitizer(CheckInitOrder, CheckUseAfterReturn,
-                              CheckLifetime, BlacklistFile, ZeroBaseShadow);
+FunctionPass *llvm::createAddressSanitizerFunctionPass() {
+  return new AddressSanitizer();
 }
 
 char AddressSanitizerModule::ID = 0;
 INITIALIZE_PASS(AddressSanitizerModule, "asan-module",
     "AddressSanitizer: detects use-after-free and out-of-bounds bugs."
     "ModulePass", false, false)
-ModulePass *llvm::createAddressSanitizerModulePass(
-    bool CheckInitOrder, StringRef BlacklistFile, bool ZeroBaseShadow) {
-  return new AddressSanitizerModule(CheckInitOrder, BlacklistFile,
-                                    ZeroBaseShadow);
+ModulePass *llvm::createAddressSanitizerModulePass() {
+  return new AddressSanitizerModule();
 }
 
 static size_t TypeSizeToSizeIndex(uint32_t TypeSize) {
-  size_t Res = CountTrailingZeros_32(TypeSize / 8);
+  size_t Res = countTrailingZeros(TypeSize / 8);
   assert(Res < kNumberOfAccessSizes);
   return Res;
 }
 
-// Create a constant for Str so that we can pass it to the run-time lib.
-static GlobalVariable *createPrivateGlobalForString(Module &M, StringRef Str) {
+// \brief Create a constant for Str so that we can pass it to the run-time lib.
+static GlobalVariable *createPrivateGlobalForString(
+    Module &M, StringRef Str, bool AllowMerging) {
   Constant *StrConst = ConstantDataArray::getString(M.getContext(), Str);
-  return new GlobalVariable(M, StrConst->getType(), true,
-                            GlobalValue::PrivateLinkage, StrConst,
-                            kAsanGenPrefix);
+  // We use private linkage for module-local strings. If they can be merged
+  // with another one, we set the unnamed_addr attribute.
+  GlobalVariable *GV =
+      new GlobalVariable(M, StrConst->getType(), true,
+                         GlobalValue::PrivateLinkage, StrConst, kAsanGenPrefix);
+  if (AllowMerging)
+    GV->setUnnamedAddr(true);
+  GV->setAlignment(1);  // Strings may not be merged w/o setting align 1.
+  return GV;
+}
+
+/// \brief Create a global describing a source location.
+static GlobalVariable *createPrivateGlobalForSourceLoc(Module &M,
+                                                       LocationMetadata MD) {
+  Constant *LocData[] = {
+      createPrivateGlobalForString(M, MD.Filename, true),
+      ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(M.getContext()), MD.LineNo),
+      ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(M.getContext()), MD.ColumnNo),
+  };
+  auto LocStruct = ConstantStruct::getAnon(LocData);
+  auto GV = new GlobalVariable(M, LocStruct->getType(), true,
+                               GlobalValue::PrivateLinkage, LocStruct,
+                               kAsanGenPrefix);
+  GV->setUnnamedAddr(true);
+  return GV;
 }
 
 static bool GlobalWasGeneratedByAsan(GlobalVariable *G) {
@@ -552,89 +641,123 @@ Value *AddressSanitizer::memToShadow(Value *Shadow, IRBuilder<> &IRB) {
     return IRB.CreateAdd(Shadow, ConstantInt::get(IntptrTy, Mapping.Offset));
 }
 
-void AddressSanitizer::instrumentMemIntrinsicParam(
-    Instruction *OrigIns,
-    Value *Addr, Value *Size, Instruction *InsertBefore, bool IsWrite) {
-  IRBuilder<> IRB(InsertBefore);
-  if (Size->getType() != IntptrTy)
-    Size = IRB.CreateIntCast(Size, IntptrTy, false);
-  // Check the first byte.
-  instrumentAddress(OrigIns, InsertBefore, Addr, 8, IsWrite, Size);
-  // Check the last byte.
-  IRB.SetInsertPoint(InsertBefore);
-  Value *SizeMinusOne = IRB.CreateSub(Size, ConstantInt::get(IntptrTy, 1));
-  Value *AddrLong = IRB.CreatePointerCast(Addr, IntptrTy);
-  Value *AddrLast = IRB.CreateAdd(AddrLong, SizeMinusOne);
-  instrumentAddress(OrigIns, InsertBefore, AddrLast, 8, IsWrite, Size);
-}
-
 // Instrument memset/memmove/memcpy
-bool AddressSanitizer::instrumentMemIntrinsic(MemIntrinsic *MI) {
-  Value *Dst = MI->getDest();
-  MemTransferInst *MemTran = dyn_cast<MemTransferInst>(MI);
-  Value *Src = MemTran ? MemTran->getSource() : 0;
-  Value *Length = MI->getLength();
-
-  Constant *ConstLength = dyn_cast<Constant>(Length);
-  Instruction *InsertBefore = MI;
-  if (ConstLength) {
-    if (ConstLength->isNullValue()) return false;
-  } else {
-    // The size is not a constant so it could be zero -- check at run-time.
-    IRBuilder<> IRB(InsertBefore);
-
-    Value *Cmp = IRB.CreateICmpNE(Length,
-                                  Constant::getNullValue(Length->getType()));
-    InsertBefore = SplitBlockAndInsertIfThen(cast<Instruction>(Cmp), false);
+void AddressSanitizer::instrumentMemIntrinsic(MemIntrinsic *MI) {
+  IRBuilder<> IRB(MI);
+  if (isa<MemTransferInst>(MI)) {
+    IRB.CreateCall3(
+        isa<MemMoveInst>(MI) ? AsanMemmove : AsanMemcpy,
+        IRB.CreatePointerCast(MI->getOperand(0), IRB.getInt8PtrTy()),
+        IRB.CreatePointerCast(MI->getOperand(1), IRB.getInt8PtrTy()),
+        IRB.CreateIntCast(MI->getOperand(2), IntptrTy, false));
+  } else if (isa<MemSetInst>(MI)) {
+    IRB.CreateCall3(
+        AsanMemset,
+        IRB.CreatePointerCast(MI->getOperand(0), IRB.getInt8PtrTy()),
+        IRB.CreateIntCast(MI->getOperand(1), IRB.getInt32Ty(), false),
+        IRB.CreateIntCast(MI->getOperand(2), IntptrTy, false));
   }
-
-  instrumentMemIntrinsicParam(MI, Dst, Length, InsertBefore, true);
-  if (Src)
-    instrumentMemIntrinsicParam(MI, Src, Length, InsertBefore, false);
-  return true;
+  MI->eraseFromParent();
 }
 
 // If I is an interesting memory access, return the PointerOperand
-// and set IsWrite. Otherwise return NULL.
-static Value *isInterestingMemoryAccess(Instruction *I, bool *IsWrite) {
+// and set IsWrite/Alignment. Otherwise return NULL.
+static Value *isInterestingMemoryAccess(Instruction *I, bool *IsWrite,
+                                        unsigned *Alignment) {
+  // Skip memory accesses inserted by another instrumentation.
+  if (I->getMetadata("nosanitize"))
+    return nullptr;
   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
-    if (!ClInstrumentReads) return NULL;
+    if (!ClInstrumentReads) return nullptr;
     *IsWrite = false;
+    *Alignment = LI->getAlignment();
     return LI->getPointerOperand();
   }
   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
-    if (!ClInstrumentWrites) return NULL;
+    if (!ClInstrumentWrites) return nullptr;
     *IsWrite = true;
+    *Alignment = SI->getAlignment();
     return SI->getPointerOperand();
   }
   if (AtomicRMWInst *RMW = dyn_cast<AtomicRMWInst>(I)) {
-    if (!ClInstrumentAtomics) return NULL;
+    if (!ClInstrumentAtomics) return nullptr;
     *IsWrite = true;
+    *Alignment = 0;
     return RMW->getPointerOperand();
   }
   if (AtomicCmpXchgInst *XCHG = dyn_cast<AtomicCmpXchgInst>(I)) {
-    if (!ClInstrumentAtomics) return NULL;
+    if (!ClInstrumentAtomics) return nullptr;
     *IsWrite = true;
+    *Alignment = 0;
     return XCHG->getPointerOperand();
   }
-  return NULL;
+  return nullptr;
+}
+
+static bool isPointerOperand(Value *V) {
+  return V->getType()->isPointerTy() || isa<PtrToIntInst>(V);
+}
+
+// This is a rough heuristic; it may cause both false positives and
+// false negatives. The proper implementation requires cooperation with
+// the frontend.
+static bool isInterestingPointerComparisonOrSubtraction(Instruction *I) {
+  if (ICmpInst *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(I)) {
+    if (!Cmp->isRelational())
+      return false;
+  } else if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
+    if (BO->getOpcode() != Instruction::Sub)
+      return false;
+  } else {
+    return false;
+  }
+  if (!isPointerOperand(I->getOperand(0)) ||
+      !isPointerOperand(I->getOperand(1)))
+      return false;
+  return true;
+}
+
+bool AddressSanitizer::GlobalIsLinkerInitialized(GlobalVariable *G) {
+  // If a global variable does not have dynamic initialization we don't
+  // have to instrument it.  However, if a global does not have initializer
+  // at all, we assume it has dynamic initializer (in other TU).
+  return G->hasInitializer() && !GlobalsMD.get(G).IsDynInit;
+}
+
+void
+AddressSanitizer::instrumentPointerComparisonOrSubtraction(Instruction *I) {
+  IRBuilder<> IRB(I);
+  Function *F = isa<ICmpInst>(I) ? AsanPtrCmpFunction : AsanPtrSubFunction;
+  Value *Param[2] = {I->getOperand(0), I->getOperand(1)};
+  for (int i = 0; i < 2; i++) {
+    if (Param[i]->getType()->isPointerTy())
+      Param[i] = IRB.CreatePointerCast(Param[i], IntptrTy);
+  }
+  IRB.CreateCall2(F, Param[0], Param[1]);
 }
 
-void AddressSanitizer::instrumentMop(Instruction *I) {
+void AddressSanitizer::instrumentMop(Instruction *I, bool UseCalls) {
   bool IsWrite = false;
-  Value *Addr = isInterestingMemoryAccess(I, &IsWrite);
+  unsigned Alignment = 0;
+  Value *Addr = isInterestingMemoryAccess(I, &IsWrite, &Alignment);
   assert(Addr);
   if (ClOpt && ClOptGlobals) {
     if (GlobalVariable *G = dyn_cast<GlobalVariable>(Addr)) {
       // If initialization order checking is disabled, a simple access to a
       // dynamically initialized global is always valid.
-      if (!CheckInitOrder)
-        return;
-      // If a global variable does not have dynamic initialization we don't
-      // have to instrument it.  However, if a global does not have initailizer
-      // at all, we assume it has dynamic initializer (in other TU).
-      if (G->hasInitializer() && !DynamicallyInitializedGlobals.Contains(G))
+      if (!ClInitializers || GlobalIsLinkerInitialized(G)) {
+        NumOptimizedAccessesToGlobalVar++;
         return;
+      }
+    }
+    ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Addr);
+    if (CE && CE->isGEPWithNoNotionalOverIndexing()) {
+      if (GlobalVariable *G = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0))) {
+        if (CE->getOperand(1)->isNullValue() && GlobalIsLinkerInitialized(G)) {
+          NumOptimizedAccessesToGlobalArray++;
+          return;
+        }
+      }
     }
   }
 
@@ -642,26 +765,38 @@ void AddressSanitizer::instrumentMop(Instruction *I) {
   Type *OrigTy = cast<PointerType>(OrigPtrTy)->getElementType();
 
   assert(OrigTy->isSized());
-  uint32_t TypeSize = TD->getTypeStoreSizeInBits(OrigTy);
+  uint32_t TypeSize = DL->getTypeStoreSizeInBits(OrigTy);
 
   assert((TypeSize % 8) == 0);
 
-  // Instrument a 1-, 2-, 4-, 8-, or 16- byte access with one check.
-  if (TypeSize == 8  || TypeSize == 16 ||
-      TypeSize == 32 || TypeSize == 64 || TypeSize == 128)
-    return instrumentAddress(I, I, Addr, TypeSize, IsWrite, 0);
-  // Instrument unusual size (but still multiple of 8).
+  if (IsWrite)
+    NumInstrumentedWrites++;
+  else
+    NumInstrumentedReads++;
+
+  unsigned Granularity = 1 << Mapping.Scale;
+  // Instrument a 1-, 2-, 4-, 8-, or 16- byte access with one check
+  // if the data is properly aligned.
+  if ((TypeSize == 8 || TypeSize == 16 || TypeSize == 32 || TypeSize == 64 ||
+       TypeSize == 128) &&
+      (Alignment >= Granularity || Alignment == 0 || Alignment >= TypeSize / 8))
+    return instrumentAddress(I, I, Addr, TypeSize, IsWrite, nullptr, UseCalls);
+  // Instrument unusual size or unusual alignment.
   // We can not do it with a single check, so we do 1-byte check for the first
   // and the last bytes. We call __asan_report_*_n(addr, real_size) to be able
   // to report the actual access size.
   IRBuilder<> IRB(I);
-  Value *LastByte =  IRB.CreateIntToPtr(
-      IRB.CreateAdd(IRB.CreatePointerCast(Addr, IntptrTy),
-                    ConstantInt::get(IntptrTy, TypeSize / 8 - 1)),
-      OrigPtrTy);
   Value *Size = ConstantInt::get(IntptrTy, TypeSize / 8);
-  instrumentAddress(I, I, Addr, 8, IsWrite, Size);
-  instrumentAddress(I, I, LastByte, 8, IsWrite, Size);
+  Value *AddrLong = IRB.CreatePointerCast(Addr, IntptrTy);
+  if (UseCalls) {
+    IRB.CreateCall2(AsanMemoryAccessCallbackSized[IsWrite], AddrLong, Size);
+  } else {
+    Value *LastByte = IRB.CreateIntToPtr(
+        IRB.CreateAdd(AddrLong, ConstantInt::get(IntptrTy, TypeSize / 8 - 1)),
+        OrigPtrTy);
+    instrumentAddress(I, I, Addr, 8, IsWrite, Size, false);
+    instrumentAddress(I, I, LastByte, 8, IsWrite, Size, false);
+  }
 }
 
 // Validate the result of Module::getOrInsertFunction called for an interface
@@ -709,11 +844,18 @@ Value *AddressSanitizer::createSlowPathCmp(IRBuilder<> &IRB, Value *AddrLong,
 }
 
 void AddressSanitizer::instrumentAddress(Instruction *OrigIns,
-                                         Instruction *InsertBefore,
-                                         Value *Addr, uint32_t TypeSize,
-                                         bool IsWrite, Value *SizeArgument) {
+                                         Instruction *InsertBefore, Value *Addr,
+                                         uint32_t TypeSize, bool IsWrite,
+                                         Value *SizeArgument, bool UseCalls) {
   IRBuilder<> IRB(InsertBefore);
   Value *AddrLong = IRB.CreatePointerCast(Addr, IntptrTy);
+  size_t AccessSizeIndex = TypeSizeToSizeIndex(TypeSize);
+
+  if (UseCalls) {
+    IRB.CreateCall(AsanMemoryAccessCallback[IsWrite][AccessSizeIndex],
+                   AddrLong);
+    return;
+  }
 
   Type *ShadowTy  = IntegerType::get(
       *C, std::max(8U, TypeSize >> Mapping.Scale));
@@ -724,13 +866,15 @@ void AddressSanitizer::instrumentAddress(Instruction *OrigIns,
       IRB.CreateIntToPtr(ShadowPtr, ShadowPtrTy));
 
   Value *Cmp = IRB.CreateICmpNE(ShadowValue, CmpVal);
-  size_t AccessSizeIndex = TypeSizeToSizeIndex(TypeSize);
   size_t Granularity = 1 << Mapping.Scale;
-  TerminatorInst *CrashTerm = 0;
+  TerminatorInst *CrashTerm = nullptr;
 
   if (ClAlwaysSlowPath || (TypeSize < 8 * Granularity)) {
+    // We use branch weights for the slow path check, to indicate that the slow
+    // path is rarely taken. This seems to be the case for SPEC benchmarks.
     TerminatorInst *CheckTerm =
-        SplitBlockAndInsertIfThen(cast<Instruction>(Cmp), false);
+        SplitBlockAndInsertIfThen(Cmp, InsertBefore, false,
+            MDBuilder(*C).createBranchWeights(1, 100000));
     assert(dyn_cast<BranchInst>(CheckTerm)->isUnconditional());
     BasicBlock *NextBB = CheckTerm->getSuccessor(0);
     IRB.SetInsertPoint(CheckTerm);
@@ -741,7 +885,7 @@ void AddressSanitizer::instrumentAddress(Instruction *OrigIns,
     BranchInst *NewTerm = BranchInst::Create(CrashBlock, NextBB, Cmp2);
     ReplaceInstWithInst(CheckTerm, NewTerm);
   } else {
-    CrashTerm = SplitBlockAndInsertIfThen(cast<Instruction>(Cmp), true);
+    CrashTerm = SplitBlockAndInsertIfThen(Cmp, InsertBefore, true);
   }
 
   Instruction *Crash = generateCrashCode(
@@ -749,26 +893,36 @@ void AddressSanitizer::instrumentAddress(Instruction *OrigIns,
   Crash->setDebugLoc(OrigIns->getDebugLoc());
 }
 
-void AddressSanitizerModule::createInitializerPoisonCalls(
-    Module &M, Value *FirstAddr, Value *LastAddr) {
-  // We do all of our poisoning and unpoisoning within _GLOBAL__I_a.
-  Function *GlobalInit = M.getFunction("_GLOBAL__I_a");
-  // If that function is not present, this TU contains no globals, or they have
-  // all been optimized away
-  if (!GlobalInit)
-    return;
-
+void AddressSanitizerModule::poisonOneInitializer(Function &GlobalInit,
+                                                  GlobalValue *ModuleName) {
   // Set up the arguments to our poison/unpoison functions.
-  IRBuilder<> IRB(GlobalInit->begin()->getFirstInsertionPt());
+  IRBuilder<> IRB(GlobalInit.begin()->getFirstInsertionPt());
 
   // Add a call to poison all external globals before the given function starts.
-  IRB.CreateCall2(AsanPoisonGlobals, FirstAddr, LastAddr);
+  Value *ModuleNameAddr = ConstantExpr::getPointerCast(ModuleName, IntptrTy);
+  IRB.CreateCall(AsanPoisonGlobals, ModuleNameAddr);
 
   // Add calls to unpoison all globals before each return instruction.
-  for (Function::iterator I = GlobalInit->begin(), E = GlobalInit->end();
-      I != E; ++I) {
-    if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(I->getTerminator())) {
+  for (auto &BB : GlobalInit.getBasicBlockList())
+    if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB.getTerminator()))
       CallInst::Create(AsanUnpoisonGlobals, "", RI);
+}
+
+void AddressSanitizerModule::createInitializerPoisonCalls(
+    Module &M, GlobalValue *ModuleName) {
+  GlobalVariable *GV = M.getGlobalVariable("llvm.global_ctors");
+
+  ConstantArray *CA = cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
+  for (Use &OP : CA->operands()) {
+    if (isa<ConstantAggregateZero>(OP))
+      continue;
+    ConstantStruct *CS = cast<ConstantStruct>(OP);
+
+    // Must have a function or null ptr.
+    // (CS->getOperand(0) is the init priority.)
+    if (Function* F = dyn_cast<Function>(CS->getOperand(1))) {
+      if (F->getName() != kAsanModuleCtorName)
+        poisonOneInitializer(*F, ModuleName);
     }
   }
 }
@@ -777,23 +931,26 @@ bool AddressSanitizerModule::ShouldInstrumentGlobal(GlobalVariable *G) {
   Type *Ty = cast<PointerType>(G->getType())->getElementType();
   DEBUG(dbgs() << "GLOBAL: " << *G << "\n");
 
-  if (BL->isIn(*G)) return false;
+  if (GlobalsMD.get(G).IsBlacklisted) return false;
   if (!Ty->isSized()) return false;
   if (!G->hasInitializer()) return false;
   if (GlobalWasGeneratedByAsan(G)) return false;  // Our own global.
   // Touch only those globals that will not be defined in other modules.
-  // Don't handle ODR type linkages since other modules may be built w/o asan.
+  // Don't handle ODR linkage types and COMDATs since other modules may be built
+  // without ASan.
   if (G->getLinkage() != GlobalVariable::ExternalLinkage &&
       G->getLinkage() != GlobalVariable::PrivateLinkage &&
       G->getLinkage() != GlobalVariable::InternalLinkage)
     return false;
+  if (G->hasComdat())
+    return false;
   // Two problems with thread-locals:
   //   - The address of the main thread's copy can't be computed at link-time.
   //   - Need to poison all copies, not just the main thread's one.
   if (G->isThreadLocal())
     return false;
-  // For now, just ignore this Alloca if the alignment is large.
-  if (G->getAlignment() > RedzoneSize()) return false;
+  // For now, just ignore this Global if the alignment is large.
+  if (G->getAlignment() > MinRedzoneSizeForGlobal()) return false;
 
   // Ignore all the globals with the names starting with "\01L_OBJC_".
   // Many of those are put into the .cstring section. The linker compresses
@@ -801,7 +958,7 @@ bool AddressSanitizerModule::ShouldInstrumentGlobal(GlobalVariable *G) {
   // our redzones get broken.
   if ((G->getName().find("\01L_OBJC_") == 0) ||
       (G->getName().find("\01l_OBJC_") == 0)) {
-    DEBUG(dbgs() << "Ignoring \\01L_OBJC_* global: " << *G);
+    DEBUG(dbgs() << "Ignoring \\01L_OBJC_* global: " << *G << "\n");
     return false;
   }
 
@@ -810,9 +967,9 @@ bool AddressSanitizerModule::ShouldInstrumentGlobal(GlobalVariable *G) {
     // Ignore the globals from the __OBJC section. The ObjC runtime assumes
     // those conform to /usr/lib/objc/runtime.h, so we can't add redzones to
     // them.
-    if ((Section.find("__OBJC,") == 0) ||
-        (Section.find("__DATA, __objc_") == 0)) {
-      DEBUG(dbgs() << "Ignoring ObjC runtime global: " << *G);
+    if (Section.startswith("__OBJC,") ||
+        Section.startswith("__DATA, __objc_")) {
+      DEBUG(dbgs() << "Ignoring ObjC runtime global: " << *G << "\n");
       return false;
     }
     // See http://code.google.com/p/address-sanitizer/issues/detail?id=32
@@ -823,10 +980,28 @@ bool AddressSanitizerModule::ShouldInstrumentGlobal(GlobalVariable *G) {
     //     is placed into __DATA,__cfstring
     // Therefore there's no point in placing redzones into __DATA,__cfstring.
     // Moreover, it causes the linker to crash on OS X 10.7
-    if (Section.find("__DATA,__cfstring") == 0) {
-      DEBUG(dbgs() << "Ignoring CFString: " << *G);
+    if (Section.startswith("__DATA,__cfstring")) {
+      DEBUG(dbgs() << "Ignoring CFString: " << *G << "\n");
+      return false;
+    }
+    // The linker merges the contents of cstring_literals and removes the
+    // trailing zeroes.
+    if (Section.startswith("__TEXT,__cstring,cstring_literals")) {
+      DEBUG(dbgs() << "Ignoring a cstring literal: " << *G << "\n");
+      return false;
+    }
+
+    // Callbacks put into the CRT initializer/terminator sections
+    // should not be instrumented.
+    // See https://code.google.com/p/address-sanitizer/issues/detail?id=305
+    // and http://msdn.microsoft.com/en-US/en-en/library/bb918180(v=vs.120).aspx
+    if (Section.startswith(".CRT")) {
+      DEBUG(dbgs() << "Ignoring a global initializer callback: " << *G << "\n");
       return false;
     }
+
+    // Globals from llvm.metadata aren't emitted, do not instrument them.
+    if (Section == "llvm.metadata") return false;
   }
 
   return true;
@@ -836,7 +1011,7 @@ void AddressSanitizerModule::initializeCallbacks(Module &M) {
   IRBuilder<> IRB(*C);
   // Declare our poisoning and unpoisoning functions.
   AsanPoisonGlobals = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-      kAsanPoisonGlobalsName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+      kAsanPoisonGlobalsName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, NULL));
   AsanPoisonGlobals->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
   AsanUnpoisonGlobals = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
       kAsanUnpoisonGlobalsName, IRB.getVoidTy(), NULL));
@@ -850,31 +1025,23 @@ void AddressSanitizerModule::initializeCallbacks(Module &M) {
       kAsanUnregisterGlobalsName,
       IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
   AsanUnregisterGlobals->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
+  AsanCovModuleInit = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      kAsanCovModuleInitName,
+      IRB.getVoidTy(), IntptrTy, NULL));
+  AsanCovModuleInit->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
 }
 
 // This function replaces all global variables with new variables that have
 // trailing redzones. It also creates a function that poisons
 // redzones and inserts this function into llvm.global_ctors.
-bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
-  if (!ClGlobals) return false;
-  TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
-  if (!TD)
-    return false;
-  BL.reset(new BlackList(BlacklistFile));
-  if (BL->isIn(M)) return false;
-  C = &(M.getContext());
-  int LongSize = TD->getPointerSizeInBits();
-  IntptrTy = Type::getIntNTy(*C, LongSize);
-  Mapping = getShadowMapping(M, LongSize, ZeroBaseShadow);
-  initializeCallbacks(M);
-  DynamicallyInitializedGlobals.Init(M);
+bool AddressSanitizerModule::InstrumentGlobals(IRBuilder<> &IRB, Module &M) {
+  GlobalsMD.init(M);
 
   SmallVector<GlobalVariable *, 16> GlobalsToChange;
 
-  for (Module::GlobalListType::iterator G = M.global_begin(),
-       E = M.global_end(); G != E; ++G) {
-    if (ShouldInstrumentGlobal(G))
-      GlobalsToChange.push_back(G);
+  for (auto &G : M.globals()) {
+    if (ShouldInstrumentGlobal(&G))
+      GlobalsToChange.push_back(&G);
   }
 
   size_t n = GlobalsToChange.size();
@@ -887,31 +1054,35 @@ bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
   //   const char *name;
   //   const char *module_name;
   //   size_t has_dynamic_init;
+  //   void *source_location;
   // We initialize an array of such structures and pass it to a run-time call.
-  StructType *GlobalStructTy = StructType::get(IntptrTy, IntptrTy,
-                                               IntptrTy, IntptrTy,
-                                               IntptrTy, IntptrTy, NULL);
-  SmallVector<Constant *, 16> Initializers(n), DynamicInit;
-
-
-  Function *CtorFunc = M.getFunction(kAsanModuleCtorName);
-  assert(CtorFunc);
-  IRBuilder<> IRB(CtorFunc->getEntryBlock().getTerminator());
+  StructType *GlobalStructTy =
+      StructType::get(IntptrTy, IntptrTy, IntptrTy, IntptrTy, IntptrTy,
+                      IntptrTy, IntptrTy, NULL);
+  SmallVector<Constant *, 16> Initializers(n);
 
-  // The addresses of the first and last dynamically initialized globals in
-  // this TU.  Used in initialization order checking.
-  Value *FirstDynamic = 0, *LastDynamic = 0;
+  bool HasDynamicallyInitializedGlobals = false;
 
+  // We shouldn't merge same module names, as this string serves as unique
+  // module ID in runtime.
   GlobalVariable *ModuleName = createPrivateGlobalForString(
-      M, M.getModuleIdentifier());
+      M, M.getModuleIdentifier(), /*AllowMerging*/false);
 
   for (size_t i = 0; i < n; i++) {
     static const uint64_t kMaxGlobalRedzone = 1 << 18;
     GlobalVariable *G = GlobalsToChange[i];
+
+    auto MD = GlobalsMD.get(G);
+    // Create string holding the global name (use global name from metadata
+    // if it's available, otherwise just write the name of global variable).
+    GlobalVariable *Name = createPrivateGlobalForString(
+        M, MD.Name.empty() ? G->getName() : MD.Name,
+        /*AllowMerging*/ true);
+
     PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(G->getType());
     Type *Ty = PtrTy->getElementType();
-    uint64_t SizeInBytes = TD->getTypeAllocSize(Ty);
-    uint64_t MinRZ = RedzoneSize();
+    uint64_t SizeInBytes = DL->getTypeAllocSize(Ty);
+    uint64_t MinRZ = MinRedzoneSizeForGlobal();
     // MinRZ <= RZ <= kMaxGlobalRedzone
     // and trying to make RZ to be ~ 1/4 of SizeInBytes.
     uint64_t RZ = std::max(MinRZ,
@@ -923,22 +1094,18 @@ bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
       RightRedzoneSize += MinRZ - (SizeInBytes % MinRZ);
     assert(((RightRedzoneSize + SizeInBytes) % MinRZ) == 0);
     Type *RightRedZoneTy = ArrayType::get(IRB.getInt8Ty(), RightRedzoneSize);
-    // Determine whether this global should be poisoned in initialization.
-    bool GlobalHasDynamicInitializer =
-        DynamicallyInitializedGlobals.Contains(G);
-    // Don't check initialization order if this global is blacklisted.
-    GlobalHasDynamicInitializer &= !BL->isInInit(*G);
 
     StructType *NewTy = StructType::get(Ty, RightRedZoneTy, NULL);
     Constant *NewInitializer = ConstantStruct::get(
         NewTy, G->getInitializer(),
         Constant::getNullValue(RightRedZoneTy), NULL);
 
-    GlobalVariable *Name = createPrivateGlobalForString(M, G->getName());
-
     // Create a new global variable with enough space for a redzone.
+    GlobalValue::LinkageTypes Linkage = G->getLinkage();
+    if (G->isConstant() && Linkage == GlobalValue::PrivateLinkage)
+      Linkage = GlobalValue::InternalLinkage;
     GlobalVariable *NewGlobal = new GlobalVariable(
-        M, NewTy, G->isConstant(), G->getLinkage(),
+        M, NewTy, G->isConstant(), Linkage,
         NewInitializer, "", G, G->getThreadLocalMode());
     NewGlobal->copyAttributesFrom(G);
     NewGlobal->setAlignment(MinRZ);
@@ -952,34 +1119,36 @@ bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
     NewGlobal->takeName(G);
     G->eraseFromParent();
 
+    Constant *SourceLoc;
+    if (!MD.SourceLoc.empty()) {
+      auto SourceLocGlobal = createPrivateGlobalForSourceLoc(M, MD.SourceLoc);
+      SourceLoc = ConstantExpr::getPointerCast(SourceLocGlobal, IntptrTy);
+    } else {
+      SourceLoc = ConstantInt::get(IntptrTy, 0);
+    }
+
     Initializers[i] = ConstantStruct::get(
-        GlobalStructTy,
-        ConstantExpr::getPointerCast(NewGlobal, IntptrTy),
+        GlobalStructTy, ConstantExpr::getPointerCast(NewGlobal, IntptrTy),
         ConstantInt::get(IntptrTy, SizeInBytes),
         ConstantInt::get(IntptrTy, SizeInBytes + RightRedzoneSize),
         ConstantExpr::getPointerCast(Name, IntptrTy),
         ConstantExpr::getPointerCast(ModuleName, IntptrTy),
-        ConstantInt::get(IntptrTy, GlobalHasDynamicInitializer),
-        NULL);
-
-    // Populate the first and last globals declared in this TU.
-    if (CheckInitOrder && GlobalHasDynamicInitializer) {
-      LastDynamic = ConstantExpr::getPointerCast(NewGlobal, IntptrTy);
-      if (FirstDynamic == 0)
-        FirstDynamic = LastDynamic;
-    }
+        ConstantInt::get(IntptrTy, MD.IsDynInit), SourceLoc, NULL);
+
+    if (ClInitializers && MD.IsDynInit)
+      HasDynamicallyInitializedGlobals = true;
 
     DEBUG(dbgs() << "NEW GLOBAL: " << *NewGlobal << "\n");
   }
 
   ArrayType *ArrayOfGlobalStructTy = ArrayType::get(GlobalStructTy, n);
   GlobalVariable *AllGlobals = new GlobalVariable(
-      M, ArrayOfGlobalStructTy, false, GlobalVariable::PrivateLinkage,
+      M, ArrayOfGlobalStructTy, false, GlobalVariable::InternalLinkage,
       ConstantArray::get(ArrayOfGlobalStructTy, Initializers), "");
 
   // Create calls for poisoning before initializers run and unpoisoning after.
-  if (CheckInitOrder && FirstDynamic && LastDynamic)
-    createInitializerPoisonCalls(M, FirstDynamic, LastDynamic);
+  if (HasDynamicallyInitializedGlobals)
+    createInitializerPoisonCalls(M, ModuleName);
   IRB.CreateCall2(AsanRegisterGlobals,
                   IRB.CreatePointerCast(AllGlobals, IntptrTy),
                   ConstantInt::get(IntptrTy, n));
@@ -994,12 +1163,42 @@ bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
   IRB_Dtor.CreateCall2(AsanUnregisterGlobals,
                        IRB.CreatePointerCast(AllGlobals, IntptrTy),
                        ConstantInt::get(IntptrTy, n));
-  appendToGlobalDtors(M, AsanDtorFunction, kAsanCtorAndCtorPriority);
+  appendToGlobalDtors(M, AsanDtorFunction, kAsanCtorAndDtorPriority);
 
   DEBUG(dbgs() << M);
   return true;
 }
 
+bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
+  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
+  if (!DLP)
+    return false;
+  DL = &DLP->getDataLayout();
+  C = &(M.getContext());
+  int LongSize = DL->getPointerSizeInBits();
+  IntptrTy = Type::getIntNTy(*C, LongSize);
+  Mapping = getShadowMapping(M, LongSize);
+  initializeCallbacks(M);
+
+  bool Changed = false;
+
+  Function *CtorFunc = M.getFunction(kAsanModuleCtorName);
+  assert(CtorFunc);
+  IRBuilder<> IRB(CtorFunc->getEntryBlock().getTerminator());
+
+  if (ClCoverage > 0) {
+    Function *CovFunc = M.getFunction(kAsanCovName);
+    int nCov = CovFunc ? CovFunc->getNumUses() : 0;
+    IRB.CreateCall(AsanCovModuleInit, ConstantInt::get(IntptrTy, nCov));
+    Changed = true;
+  }
+
+  if (ClGlobals)
+    Changed |= InstrumentGlobals(IRB, M);
+
+  return Changed;
+}
+
 void AddressSanitizer::initializeCallbacks(Module &M) {
   IRBuilder<> IRB(*C);
   // Create __asan_report* callbacks.
@@ -1007,12 +1206,16 @@ void AddressSanitizer::initializeCallbacks(Module &M) {
     for (size_t AccessSizeIndex = 0; AccessSizeIndex < kNumberOfAccessSizes;
          AccessSizeIndex++) {
       // IsWrite and TypeSize are encoded in the function name.
-      std::string FunctionName = std::string(kAsanReportErrorTemplate) +
+      std::string Suffix =
           (AccessIsWrite ? "store" : "load") + itostr(1 << AccessSizeIndex);
-      // If we are merging crash callbacks, they have two parameters.
       AsanErrorCallback[AccessIsWrite][AccessSizeIndex] =
-          checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-              FunctionName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, NULL));
+          checkInterfaceFunction(
+              M.getOrInsertFunction(kAsanReportErrorTemplate + Suffix,
+                                    IRB.getVoidTy(), IntptrTy, NULL));
+      AsanMemoryAccessCallback[AccessIsWrite][AccessSizeIndex] =
+          checkInterfaceFunction(
+              M.getOrInsertFunction(ClMemoryAccessCallbackPrefix + Suffix,
+                                    IRB.getVoidTy(), IntptrTy, NULL));
     }
   }
   AsanErrorCallbackSized[0] = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
@@ -1020,43 +1223,49 @@ void AddressSanitizer::initializeCallbacks(Module &M) {
   AsanErrorCallbackSized[1] = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
               kAsanReportStoreN, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
 
-  AsanHandleNoReturnFunc = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-      kAsanHandleNoReturnName, IRB.getVoidTy(), NULL));
+  AsanMemoryAccessCallbackSized[0] = checkInterfaceFunction(
+      M.getOrInsertFunction(ClMemoryAccessCallbackPrefix + "loadN",
+                            IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+  AsanMemoryAccessCallbackSized[1] = checkInterfaceFunction(
+      M.getOrInsertFunction(ClMemoryAccessCallbackPrefix + "storeN",
+                            IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+
+  AsanMemmove = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      ClMemoryAccessCallbackPrefix + "memmove", IRB.getInt8PtrTy(),
+      IRB.getInt8PtrTy(), IRB.getInt8PtrTy(), IntptrTy, NULL));
+  AsanMemcpy = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      ClMemoryAccessCallbackPrefix + "memcpy", IRB.getInt8PtrTy(),
+      IRB.getInt8PtrTy(), IRB.getInt8PtrTy(), IntptrTy, NULL));
+  AsanMemset = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      ClMemoryAccessCallbackPrefix + "memset", IRB.getInt8PtrTy(),
+      IRB.getInt8PtrTy(), IRB.getInt32Ty(), IntptrTy, NULL));
+
+  AsanHandleNoReturnFunc = checkInterfaceFunction(
+      M.getOrInsertFunction(kAsanHandleNoReturnName, IRB.getVoidTy(), NULL));
+  AsanCovFunction = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      kAsanCovName, IRB.getVoidTy(), NULL));
+  AsanPtrCmpFunction = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      kAsanPtrCmp, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+  AsanPtrSubFunction = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      kAsanPtrSub, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
   // We insert an empty inline asm after __asan_report* to avoid callback merge.
   EmptyAsm = InlineAsm::get(FunctionType::get(IRB.getVoidTy(), false),
                             StringRef(""), StringRef(""),
                             /*hasSideEffects=*/true);
 }
 
-void AddressSanitizer::emitShadowMapping(Module &M, IRBuilder<> &IRB) const {
-  // Tell the values of mapping offset and scale to the run-time.
-  GlobalValue *asan_mapping_offset =
-      new GlobalVariable(M, IntptrTy, true, GlobalValue::LinkOnceODRLinkage,
-                     ConstantInt::get(IntptrTy, Mapping.Offset),
-                     kAsanMappingOffsetName);
-  // Read the global, otherwise it may be optimized away.
-  IRB.CreateLoad(asan_mapping_offset, true);
-
-  GlobalValue *asan_mapping_scale =
-      new GlobalVariable(M, IntptrTy, true, GlobalValue::LinkOnceODRLinkage,
-                         ConstantInt::get(IntptrTy, Mapping.Scale),
-                         kAsanMappingScaleName);
-  // Read the global, otherwise it may be optimized away.
-  IRB.CreateLoad(asan_mapping_scale, true);
-}
-
 // virtual
 bool AddressSanitizer::doInitialization(Module &M) {
   // Initialize the private fields. No one has accessed them before.
-  TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
+  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
+  if (!DLP)
+    report_fatal_error("data layout missing");
+  DL = &DLP->getDataLayout();
 
-  if (!TD)
-    return false;
-  BL.reset(new BlackList(BlacklistFile));
-  DynamicallyInitializedGlobals.Init(M);
+  GlobalsMD.init(M);
 
   C = &(M.getContext());
-  LongSize = TD->getPointerSizeInBits();
+  LongSize = DL->getPointerSizeInBits();
   IntptrTy = Type::getIntNTy(*C, LongSize);
 
   AsanCtorFunction = Function::Create(
@@ -1070,10 +1279,9 @@ bool AddressSanitizer::doInitialization(Module &M) {
   AsanInitFunction->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
   IRB.CreateCall(AsanInitFunction);
 
-  Mapping = getShadowMapping(M, LongSize, ZeroBaseShadow);
-  emitShadowMapping(M, IRB);
+  Mapping = getShadowMapping(M, LongSize);
 
-  appendToGlobalCtors(M, AsanCtorFunction, kAsanCtorAndCtorPriority);
+  appendToGlobalCtors(M, AsanCtorFunction, kAsanCtorAndDtorPriority);
   return true;
 }
 
@@ -1093,8 +1301,74 @@ bool AddressSanitizer::maybeInsertAsanInitAtFunctionEntry(Function &F) {
   return false;
 }
 
+void AddressSanitizer::InjectCoverageAtBlock(Function &F, BasicBlock &BB) {
+  BasicBlock::iterator IP = BB.getFirstInsertionPt(), BE = BB.end();
+  // Skip static allocas at the top of the entry block so they don't become
+  // dynamic when we split the block.  If we used our optimized stack layout,
+  // then there will only be one alloca and it will come first.
+  for (; IP != BE; ++IP) {
+    AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(IP);
+    if (!AI || !AI->isStaticAlloca())
+      break;
+  }
+
+  DebugLoc EntryLoc = IP->getDebugLoc().getFnDebugLoc(*C);
+  IRBuilder<> IRB(IP);
+  IRB.SetCurrentDebugLocation(EntryLoc);
+  Type *Int8Ty = IRB.getInt8Ty();
+  GlobalVariable *Guard = new GlobalVariable(
+      *F.getParent(), Int8Ty, false, GlobalValue::PrivateLinkage,
+      Constant::getNullValue(Int8Ty), "__asan_gen_cov_" + F.getName());
+  LoadInst *Load = IRB.CreateLoad(Guard);
+  Load->setAtomic(Monotonic);
+  Load->setAlignment(1);
+  Value *Cmp = IRB.CreateICmpEQ(Constant::getNullValue(Int8Ty), Load);
+  Instruction *Ins = SplitBlockAndInsertIfThen(
+      Cmp, IP, false, MDBuilder(*C).createBranchWeights(1, 100000));
+  IRB.SetInsertPoint(Ins);
+  IRB.SetCurrentDebugLocation(EntryLoc);
+  // __sanitizer_cov gets the PC of the instruction using GET_CALLER_PC.
+  IRB.CreateCall(AsanCovFunction);
+  StoreInst *Store = IRB.CreateStore(ConstantInt::get(Int8Ty, 1), Guard);
+  Store->setAtomic(Monotonic);
+  Store->setAlignment(1);
+}
+
+// Poor man's coverage that works with ASan.
+// We create a Guard boolean variable with the same linkage
+// as the function and inject this code into the entry block (-asan-coverage=1)
+// or all blocks (-asan-coverage=2):
+// if (*Guard) {
+//    __sanitizer_cov();
+//    *Guard = 1;
+// }
+// The accesses to Guard are atomic. The rest of the logic is
+// in __sanitizer_cov (it's fine to call it more than once).
+//
+// This coverage implementation provides very limited data:
+// it only tells if a given function (block) was ever executed.
+// No counters, no per-edge data.
+// But for many use cases this is what we need and the added slowdown
+// is negligible. This simple implementation will probably be obsoleted
+// by the upcoming Clang-based coverage implementation.
+// By having it here and now we hope to
+//  a) get the functionality to users earlier and
+//  b) collect usage statistics to help improve Clang coverage design.
+bool AddressSanitizer::InjectCoverage(Function &F,
+                                      ArrayRef<BasicBlock *> AllBlocks) {
+  if (!ClCoverage) return false;
+
+  if (ClCoverage == 1 ||
+      (unsigned)ClCoverageBlockThreshold < AllBlocks.size()) {
+    InjectCoverageAtBlock(F, F.getEntryBlock());
+  } else {
+    for (auto BB : AllBlocks)
+      InjectCoverageAtBlock(F, *BB);
+  }
+  return true;
+}
+
 bool AddressSanitizer::runOnFunction(Function &F) {
-  if (BL->isIn(F)) return false;
   if (&F == AsanCtorFunction) return false;
   if (F.getLinkage() == GlobalValue::AvailableExternallyLinkage) return false;
   DEBUG(dbgs() << "ASAN instrumenting:\n" << F << "\n");
@@ -1103,8 +1377,7 @@ bool AddressSanitizer::runOnFunction(Function &F) {
   // If needed, insert __asan_init before checking for SanitizeAddress attr.
   maybeInsertAsanInitAtFunctionEntry(F);
 
-  if (!F.getAttributes().hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
-                                      Attribute::SanitizeAddress))
+  if (!F.hasFnAttribute(Attribute::SanitizeAddress))
     return false;
 
   if (!ClDebugFunc.empty() && ClDebugFunc != F.getName())
@@ -1115,25 +1388,35 @@ bool AddressSanitizer::runOnFunction(Function &F) {
   SmallSet<Value*, 16> TempsToInstrument;
   SmallVector<Instruction*, 16> ToInstrument;
   SmallVector<Instruction*, 8> NoReturnCalls;
+  SmallVector<BasicBlock*, 16> AllBlocks;
+  SmallVector<Instruction*, 16> PointerComparisonsOrSubtracts;
+  int NumAllocas = 0;
   bool IsWrite;
+  unsigned Alignment;
 
   // Fill the set of memory operations to instrument.
-  for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end();
-       FI != FE; ++FI) {
+  for (auto &BB : F) {
+    AllBlocks.push_back(&BB);
     TempsToInstrument.clear();
     int NumInsnsPerBB = 0;
-    for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end();
-         BI != BE; ++BI) {
-      if (LooksLikeCodeInBug11395(BI)) return false;
-      if (Value *Addr = isInterestingMemoryAccess(BI, &IsWrite)) {
+    for (auto &Inst : BB) {
+      if (LooksLikeCodeInBug11395(&Inst)) return false;
+      if (Value *Addr =
+              isInterestingMemoryAccess(&Inst, &IsWrite, &Alignment)) {
         if (ClOpt && ClOptSameTemp) {
           if (!TempsToInstrument.insert(Addr))
             continue;  // We've seen this temp in the current BB.
         }
-      } else if (isa<MemIntrinsic>(BI) && ClMemIntrin) {
+      } else if (ClInvalidPointerPairs &&
+                 isInterestingPointerComparisonOrSubtraction(&Inst)) {
+        PointerComparisonsOrSubtracts.push_back(&Inst);
+        continue;
+      } else if (isa<MemIntrinsic>(Inst)) {
         // ok, take it.
       } else {
-        CallSite CS(BI);
+        if (isa<AllocaInst>(Inst))
+          NumAllocas++;
+        CallSite CS(&Inst);
         if (CS) {
           // A call inside BB.
           TempsToInstrument.clear();
@@ -1142,21 +1425,36 @@ bool AddressSanitizer::runOnFunction(Function &F) {
         }
         continue;
       }
-      ToInstrument.push_back(BI);
+      ToInstrument.push_back(&Inst);
       NumInsnsPerBB++;
       if (NumInsnsPerBB >= ClMaxInsnsToInstrumentPerBB)
         break;
     }
   }
 
+  Function *UninstrumentedDuplicate = nullptr;
+  bool LikelyToInstrument =
+      !NoReturnCalls.empty() || !ToInstrument.empty() || (NumAllocas > 0);
+  if (ClKeepUninstrumented && LikelyToInstrument) {
+    ValueToValueMapTy VMap;
+    UninstrumentedDuplicate = CloneFunction(&F, VMap, false);
+    UninstrumentedDuplicate->removeFnAttr(Attribute::SanitizeAddress);
+    UninstrumentedDuplicate->setName("NOASAN_" + F.getName());
+    F.getParent()->getFunctionList().push_back(UninstrumentedDuplicate);
+  }
+
+  bool UseCalls = false;
+  if (ClInstrumentationWithCallsThreshold >= 0 &&
+      ToInstrument.size() > (unsigned)ClInstrumentationWithCallsThreshold)
+    UseCalls = true;
+
   // Instrument.
   int NumInstrumented = 0;
-  for (size_t i = 0, n = ToInstrument.size(); i != n; i++) {
-    Instruction *Inst = ToInstrument[i];
+  for (auto Inst : ToInstrument) {
     if (ClDebugMin < 0 || ClDebugMax < 0 ||
         (NumInstrumented >= ClDebugMin && NumInstrumented <= ClDebugMax)) {
-      if (isInterestingMemoryAccess(Inst, &IsWrite))
-        instrumentMop(Inst);
+      if (isInterestingMemoryAccess(Inst, &IsWrite, &Alignment))
+        instrumentMop(Inst, UseCalls);
       else
         instrumentMemIntrinsic(cast<MemIntrinsic>(Inst));
     }
@@ -1168,40 +1466,38 @@ bool AddressSanitizer::runOnFunction(Function &F) {
 
   // We must unpoison the stack before every NoReturn call (throw, _exit, etc).
   // See e.g. http://code.google.com/p/address-sanitizer/issues/detail?id=37
-  for (size_t i = 0, n = NoReturnCalls.size(); i != n; i++) {
-    Instruction *CI = NoReturnCalls[i];
+  for (auto CI : NoReturnCalls) {
     IRBuilder<> IRB(CI);
     IRB.CreateCall(AsanHandleNoReturnFunc);
   }
-  DEBUG(dbgs() << "ASAN done instrumenting:\n" << F << "\n");
 
-  return NumInstrumented > 0 || ChangedStack || !NoReturnCalls.empty();
-}
+  for (auto Inst : PointerComparisonsOrSubtracts) {
+    instrumentPointerComparisonOrSubtraction(Inst);
+    NumInstrumented++;
+  }
 
-static uint64_t ValueForPoison(uint64_t PoisonByte, size_t ShadowRedzoneSize) {
-  if (ShadowRedzoneSize == 1) return PoisonByte;
-  if (ShadowRedzoneSize == 2) return (PoisonByte << 8) + PoisonByte;
-  if (ShadowRedzoneSize == 4)
-    return (PoisonByte << 24) + (PoisonByte << 16) +
-        (PoisonByte << 8) + (PoisonByte);
-  llvm_unreachable("ShadowRedzoneSize is either 1, 2 or 4");
-}
+  bool res = NumInstrumented > 0 || ChangedStack || !NoReturnCalls.empty();
+
+  if (InjectCoverage(F, AllBlocks))
+    res = true;
+
+  DEBUG(dbgs() << "ASAN done instrumenting: " << res << " " << F << "\n");
 
-static void PoisonShadowPartialRightRedzone(uint8_t *Shadow,
-                                            size_t Size,
-                                            size_t RZSize,
-                                            size_t ShadowGranularity,
-                                            uint8_t Magic) {
-  for (size_t i = 0; i < RZSize;
-       i+= ShadowGranularity, Shadow++) {
-    if (i + ShadowGranularity <= Size) {
-      *Shadow = 0;  // fully addressable
-    } else if (i >= Size) {
-      *Shadow = Magic;  // unaddressable
+  if (ClKeepUninstrumented) {
+    if (!res) {
+      // No instrumentation is done, no need for the duplicate.
+      if (UninstrumentedDuplicate)
+        UninstrumentedDuplicate->eraseFromParent();
     } else {
-      *Shadow = Size - i;  // first Size-i bytes are addressable
+      // The function was instrumented. We must have the duplicate.
+      assert(UninstrumentedDuplicate);
+      UninstrumentedDuplicate->setSection("NOASAN");
+      assert(!F.hasSection());
+      F.setSection("ASAN");
     }
   }
+
+  return res;
 }
 
 // Workaround for bug 11395: we don't want to instrument stack in functions
@@ -1218,185 +1514,254 @@ bool AddressSanitizer::LooksLikeCodeInBug11395(Instruction *I) {
 
 void FunctionStackPoisoner::initializeCallbacks(Module &M) {
   IRBuilder<> IRB(*C);
-  AsanStackMallocFunc = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-      kAsanStackMallocName, IntptrTy, IntptrTy, IntptrTy, NULL));
-  AsanStackFreeFunc = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-      kAsanStackFreeName, IRB.getVoidTy(),
-      IntptrTy, IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+  for (int i = 0; i <= kMaxAsanStackMallocSizeClass; i++) {
+    std::string Suffix = itostr(i);
+    AsanStackMallocFunc[i] = checkInterfaceFunction(
+        M.getOrInsertFunction(kAsanStackMallocNameTemplate + Suffix, IntptrTy,
+                              IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+    AsanStackFreeFunc[i] = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+        kAsanStackFreeNameTemplate + Suffix, IRB.getVoidTy(), IntptrTy,
+        IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+  }
   AsanPoisonStackMemoryFunc = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
       kAsanPoisonStackMemoryName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
   AsanUnpoisonStackMemoryFunc = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
       kAsanUnpoisonStackMemoryName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
 }
 
-void FunctionStackPoisoner::poisonRedZones(
-  const ArrayRef<AllocaInst*> &AllocaVec, IRBuilder<> IRB, Value *ShadowBase,
-  bool DoPoison) {
-  size_t ShadowRZSize = RedzoneSize() >> Mapping.Scale;
-  assert(ShadowRZSize >= 1 && ShadowRZSize <= 4);
-  Type *RZTy = Type::getIntNTy(*C, ShadowRZSize * 8);
-  Type *RZPtrTy = PointerType::get(RZTy, 0);
-
-  Value *PoisonLeft  = ConstantInt::get(RZTy,
-    ValueForPoison(DoPoison ? kAsanStackLeftRedzoneMagic : 0LL, ShadowRZSize));
-  Value *PoisonMid   = ConstantInt::get(RZTy,
-    ValueForPoison(DoPoison ? kAsanStackMidRedzoneMagic : 0LL, ShadowRZSize));
-  Value *PoisonRight = ConstantInt::get(RZTy,
-    ValueForPoison(DoPoison ? kAsanStackRightRedzoneMagic : 0LL, ShadowRZSize));
-
-  // poison the first red zone.
-  IRB.CreateStore(PoisonLeft, IRB.CreateIntToPtr(ShadowBase, RZPtrTy));
-
-  // poison all other red zones.
-  uint64_t Pos = RedzoneSize();
-  for (size_t i = 0, n = AllocaVec.size(); i < n; i++) {
-    AllocaInst *AI = AllocaVec[i];
-    uint64_t SizeInBytes = getAllocaSizeInBytes(AI);
-    uint64_t AlignedSize = getAlignedAllocaSize(AI);
-    assert(AlignedSize - SizeInBytes < RedzoneSize());
-    Value *Ptr = NULL;
-
-    Pos += AlignedSize;
-
-    assert(ShadowBase->getType() == IntptrTy);
-    if (SizeInBytes < AlignedSize) {
-      // Poison the partial redzone at right
-      Ptr = IRB.CreateAdd(
-          ShadowBase, ConstantInt::get(IntptrTy,
-                                       (Pos >> Mapping.Scale) - ShadowRZSize));
-      size_t AddressableBytes = RedzoneSize() - (AlignedSize - SizeInBytes);
-      uint32_t Poison = 0;
-      if (DoPoison) {
-        PoisonShadowPartialRightRedzone((uint8_t*)&Poison, AddressableBytes,
-                                        RedzoneSize(),
-                                        1ULL << Mapping.Scale,
-                                        kAsanStackPartialRedzoneMagic);
+void
+FunctionStackPoisoner::poisonRedZones(ArrayRef<uint8_t> ShadowBytes,
+                                      IRBuilder<> &IRB, Value *ShadowBase,
+                                      bool DoPoison) {
+  size_t n = ShadowBytes.size();
+  size_t i = 0;
+  // We need to (un)poison n bytes of stack shadow. Poison as many as we can
+  // using 64-bit stores (if we are on 64-bit arch), then poison the rest
+  // with 32-bit stores, then with 16-byte stores, then with 8-byte stores.
+  for (size_t LargeStoreSizeInBytes = ASan.LongSize / 8;
+       LargeStoreSizeInBytes != 0; LargeStoreSizeInBytes /= 2) {
+    for (; i + LargeStoreSizeInBytes - 1 < n; i += LargeStoreSizeInBytes) {
+      uint64_t Val = 0;
+      for (size_t j = 0; j < LargeStoreSizeInBytes; j++) {
+        if (ASan.DL->isLittleEndian())
+          Val |= (uint64_t)ShadowBytes[i + j] << (8 * j);
+        else
+          Val = (Val << 8) | ShadowBytes[i + j];
       }
-      Value *PartialPoison = ConstantInt::get(RZTy, Poison);
-      IRB.CreateStore(PartialPoison, IRB.CreateIntToPtr(Ptr, RZPtrTy));
+      if (!Val) continue;
+      Value *Ptr = IRB.CreateAdd(ShadowBase, ConstantInt::get(IntptrTy, i));
+      Type *StoreTy = Type::getIntNTy(*C, LargeStoreSizeInBytes * 8);
+      Value *Poison = ConstantInt::get(StoreTy, DoPoison ? Val : 0);
+      IRB.CreateStore(Poison, IRB.CreateIntToPtr(Ptr, StoreTy->getPointerTo()));
     }
+  }
+}
 
-    // Poison the full redzone at right.
-    Ptr = IRB.CreateAdd(ShadowBase,
-                        ConstantInt::get(IntptrTy, Pos >> Mapping.Scale));
-    bool LastAlloca = (i == AllocaVec.size() - 1);
-    Value *Poison = LastAlloca ? PoisonRight : PoisonMid;
-    IRB.CreateStore(Poison, IRB.CreateIntToPtr(Ptr, RZPtrTy));
+// Fake stack allocator (asan_fake_stack.h) has 11 size classes
+// for every power of 2 from kMinStackMallocSize to kMaxAsanStackMallocSizeClass
+static int StackMallocSizeClass(uint64_t LocalStackSize) {
+  assert(LocalStackSize <= kMaxStackMallocSize);
+  uint64_t MaxSize = kMinStackMallocSize;
+  for (int i = 0; ; i++, MaxSize *= 2)
+    if (LocalStackSize <= MaxSize)
+      return i;
+  llvm_unreachable("impossible LocalStackSize");
+}
 
-    Pos += RedzoneSize();
+// Set Size bytes starting from ShadowBase to kAsanStackAfterReturnMagic.
+// We can not use MemSet intrinsic because it may end up calling the actual
+// memset. Size is a multiple of 8.
+// Currently this generates 8-byte stores on x86_64; it may be better to
+// generate wider stores.
+void FunctionStackPoisoner::SetShadowToStackAfterReturnInlined(
+    IRBuilder<> &IRB, Value *ShadowBase, int Size) {
+  assert(!(Size % 8));
+  assert(kAsanStackAfterReturnMagic == 0xf5);
+  for (int i = 0; i < Size; i += 8) {
+    Value *p = IRB.CreateAdd(ShadowBase, ConstantInt::get(IntptrTy, i));
+    IRB.CreateStore(ConstantInt::get(IRB.getInt64Ty(), 0xf5f5f5f5f5f5f5f5ULL),
+                    IRB.CreateIntToPtr(p, IRB.getInt64Ty()->getPointerTo()));
   }
 }
 
-void FunctionStackPoisoner::poisonStack() {
-  uint64_t LocalStackSize = TotalStackSize +
-                            (AllocaVec.size() + 1) * RedzoneSize();
+static DebugLoc getFunctionEntryDebugLocation(Function &F) {
+  for (const auto &Inst : F.getEntryBlock())
+    if (!isa<AllocaInst>(Inst))
+      return Inst.getDebugLoc();
+  return DebugLoc();
+}
 
-  bool DoStackMalloc = ASan.CheckUseAfterReturn
-      && LocalStackSize <= kMaxStackMallocSize;
+void FunctionStackPoisoner::poisonStack() {
+  int StackMallocIdx = -1;
+  DebugLoc EntryDebugLocation = getFunctionEntryDebugLocation(F);
 
   assert(AllocaVec.size() > 0);
   Instruction *InsBefore = AllocaVec[0];
   IRBuilder<> IRB(InsBefore);
-
+  IRB.SetCurrentDebugLocation(EntryDebugLocation);
+
+  SmallVector<ASanStackVariableDescription, 16> SVD;
+  SVD.reserve(AllocaVec.size());
+  for (AllocaInst *AI : AllocaVec) {
+    ASanStackVariableDescription D = { AI->getName().data(),
+                                   getAllocaSizeInBytes(AI),
+                                   AI->getAlignment(), AI, 0};
+    SVD.push_back(D);
+  }
+  // Minimal header size (left redzone) is 4 pointers,
+  // i.e. 32 bytes on 64-bit platforms and 16 bytes in 32-bit platforms.
+  size_t MinHeaderSize = ASan.LongSize / 2;
+  ASanStackFrameLayout L;
+  ComputeASanStackFrameLayout(SVD, 1UL << Mapping.Scale, MinHeaderSize, &L);
+  DEBUG(dbgs() << L.DescriptionString << " --- " << L.FrameSize << "\n");
+  uint64_t LocalStackSize = L.FrameSize;
+  bool DoStackMalloc =
+      ClUseAfterReturn && LocalStackSize <= kMaxStackMallocSize;
 
   Type *ByteArrayTy = ArrayType::get(IRB.getInt8Ty(), LocalStackSize);
   AllocaInst *MyAlloca =
       new AllocaInst(ByteArrayTy, "MyAlloca", InsBefore);
-  if (ClRealignStack && StackAlignment < RedzoneSize())
-    StackAlignment = RedzoneSize();
-  MyAlloca->setAlignment(StackAlignment);
+  MyAlloca->setDebugLoc(EntryDebugLocation);
+  assert((ClRealignStack & (ClRealignStack - 1)) == 0);
+  size_t FrameAlignment = std::max(L.FrameAlignment, (size_t)ClRealignStack);
+  MyAlloca->setAlignment(FrameAlignment);
   assert(MyAlloca->isStaticAlloca());
   Value *OrigStackBase = IRB.CreatePointerCast(MyAlloca, IntptrTy);
   Value *LocalStackBase = OrigStackBase;
 
   if (DoStackMalloc) {
-    LocalStackBase = IRB.CreateCall2(AsanStackMallocFunc,
+    // LocalStackBase = OrigStackBase
+    // if (__asan_option_detect_stack_use_after_return)
+    //   LocalStackBase = __asan_stack_malloc_N(LocalStackBase, OrigStackBase);
+    StackMallocIdx = StackMallocSizeClass(LocalStackSize);
+    assert(StackMallocIdx <= kMaxAsanStackMallocSizeClass);
+    Constant *OptionDetectUAR = F.getParent()->getOrInsertGlobal(
+        kAsanOptionDetectUAR, IRB.getInt32Ty());
+    Value *Cmp = IRB.CreateICmpNE(IRB.CreateLoad(OptionDetectUAR),
+                                  Constant::getNullValue(IRB.getInt32Ty()));
+    Instruction *Term = SplitBlockAndInsertIfThen(Cmp, InsBefore, false);
+    BasicBlock *CmpBlock = cast<Instruction>(Cmp)->getParent();
+    IRBuilder<> IRBIf(Term);
+    IRBIf.SetCurrentDebugLocation(EntryDebugLocation);
+    LocalStackBase = IRBIf.CreateCall2(
+        AsanStackMallocFunc[StackMallocIdx],
         ConstantInt::get(IntptrTy, LocalStackSize), OrigStackBase);
+    BasicBlock *SetBlock = cast<Instruction>(LocalStackBase)->getParent();
+    IRB.SetInsertPoint(InsBefore);
+    IRB.SetCurrentDebugLocation(EntryDebugLocation);
+    PHINode *Phi = IRB.CreatePHI(IntptrTy, 2);
+    Phi->addIncoming(OrigStackBase, CmpBlock);
+    Phi->addIncoming(LocalStackBase, SetBlock);
+    LocalStackBase = Phi;
   }
 
-  // This string will be parsed by the run-time (DescribeStackAddress).
-  SmallString<2048> StackDescriptionStorage;
-  raw_svector_ostream StackDescription(StackDescriptionStorage);
-  StackDescription << F.getName() << " " << AllocaVec.size() << " ";
-
   // Insert poison calls for lifetime intrinsics for alloca.
   bool HavePoisonedAllocas = false;
-  for (size_t i = 0, n = AllocaPoisonCallVec.size(); i < n; i++) {
-    const AllocaPoisonCall &APC = AllocaPoisonCallVec[i];
-    IntrinsicInst *II = APC.InsBefore;
-    AllocaInst *AI = findAllocaForValue(II->getArgOperand(1));
-    assert(AI);
-    IRBuilder<> IRB(II);
-    poisonAlloca(AI, APC.Size, IRB, APC.DoPoison);
+  for (const auto &APC : AllocaPoisonCallVec) {
+    assert(APC.InsBefore);
+    assert(APC.AI);
+    IRBuilder<> IRB(APC.InsBefore);
+    poisonAlloca(APC.AI, APC.Size, IRB, APC.DoPoison);
     HavePoisonedAllocas |= APC.DoPoison;
   }
 
-  uint64_t Pos = RedzoneSize();
   // Replace Alloca instructions with base+offset.
-  for (size_t i = 0, n = AllocaVec.size(); i < n; i++) {
-    AllocaInst *AI = AllocaVec[i];
-    uint64_t SizeInBytes = getAllocaSizeInBytes(AI);
-    StringRef Name = AI->getName();
-    StackDescription << Pos << " " << SizeInBytes << " "
-                     << Name.size() << " " << Name << " ";
-    uint64_t AlignedSize = getAlignedAllocaSize(AI);
-    assert((AlignedSize % RedzoneSize()) == 0);
+  for (const auto &Desc : SVD) {
+    AllocaInst *AI = Desc.AI;
     Value *NewAllocaPtr = IRB.CreateIntToPtr(
-            IRB.CreateAdd(LocalStackBase, ConstantInt::get(IntptrTy, Pos)),
-            AI->getType());
+        IRB.CreateAdd(LocalStackBase, ConstantInt::get(IntptrTy, Desc.Offset)),
+        AI->getType());
     replaceDbgDeclareForAlloca(AI, NewAllocaPtr, DIB);
     AI->replaceAllUsesWith(NewAllocaPtr);
-    Pos += AlignedSize + RedzoneSize();
   }
-  assert(Pos == LocalStackSize);
 
-  // Write the Magic value and the frame description constant to the redzone.
+  // The left-most redzone has enough space for at least 4 pointers.
+  // Write the Magic value to redzone[0].
   Value *BasePlus0 = IRB.CreateIntToPtr(LocalStackBase, IntptrPtrTy);
   IRB.CreateStore(ConstantInt::get(IntptrTy, kCurrentStackFrameMagic),
                   BasePlus0);
-  Value *BasePlus1 = IRB.CreateAdd(LocalStackBase,
-                                   ConstantInt::get(IntptrTy,
-                                                    ASan.LongSize/8));
-  BasePlus1 = IRB.CreateIntToPtr(BasePlus1, IntptrPtrTy);
+  // Write the frame description constant to redzone[1].
+  Value *BasePlus1 = IRB.CreateIntToPtr(
+    IRB.CreateAdd(LocalStackBase, ConstantInt::get(IntptrTy, ASan.LongSize/8)),
+    IntptrPtrTy);
   GlobalVariable *StackDescriptionGlobal =
-      createPrivateGlobalForString(*F.getParent(), StackDescription.str());
+      createPrivateGlobalForString(*F.getParent(), L.DescriptionString,
+                                   /*AllowMerging*/true);
   Value *Description = IRB.CreatePointerCast(StackDescriptionGlobal,
                                              IntptrTy);
   IRB.CreateStore(Description, BasePlus1);
+  // Write the PC to redzone[2].
+  Value *BasePlus2 = IRB.CreateIntToPtr(
+    IRB.CreateAdd(LocalStackBase, ConstantInt::get(IntptrTy,
+                                                   2 * ASan.LongSize/8)),
+    IntptrPtrTy);
+  IRB.CreateStore(IRB.CreatePointerCast(&F, IntptrTy), BasePlus2);
 
   // Poison the stack redzones at the entry.
   Value *ShadowBase = ASan.memToShadow(LocalStackBase, IRB);
-  poisonRedZones(AllocaVec, IRB, ShadowBase, true);
+  poisonRedZones(L.ShadowBytes, IRB, ShadowBase, true);
 
-  // Unpoison the stack before all ret instructions.
-  for (size_t i = 0, n = RetVec.size(); i < n; i++) {
-    Instruction *Ret = RetVec[i];
+  // (Un)poison the stack before all ret instructions.
+  for (auto Ret : RetVec) {
     IRBuilder<> IRBRet(Ret);
     // Mark the current frame as retired.
     IRBRet.CreateStore(ConstantInt::get(IntptrTy, kRetiredStackFrameMagic),
                        BasePlus0);
-    // Unpoison the stack.
-    poisonRedZones(AllocaVec, IRBRet, ShadowBase, false);
     if (DoStackMalloc) {
-      // In use-after-return mode, mark the whole stack frame unaddressable.
-      IRBRet.CreateCall3(AsanStackFreeFunc, LocalStackBase,
-                         ConstantInt::get(IntptrTy, LocalStackSize),
-                         OrigStackBase);
+      assert(StackMallocIdx >= 0);
+      // if LocalStackBase != OrigStackBase:
+      //     // In use-after-return mode, poison the whole stack frame.
+      //     if StackMallocIdx <= 4
+      //         // For small sizes inline the whole thing:
+      //         memset(ShadowBase, kAsanStackAfterReturnMagic, ShadowSize);
+      //         **SavedFlagPtr(LocalStackBase) = 0
+      //     else
+      //         __asan_stack_free_N(LocalStackBase, OrigStackBase)
+      // else
+      //     <This is not a fake stack; unpoison the redzones>
+      Value *Cmp = IRBRet.CreateICmpNE(LocalStackBase, OrigStackBase);
+      TerminatorInst *ThenTerm, *ElseTerm;
+      SplitBlockAndInsertIfThenElse(Cmp, Ret, &ThenTerm, &ElseTerm);
+
+      IRBuilder<> IRBPoison(ThenTerm);
+      if (StackMallocIdx <= 4) {
+        int ClassSize = kMinStackMallocSize << StackMallocIdx;
+        SetShadowToStackAfterReturnInlined(IRBPoison, ShadowBase,
+                                           ClassSize >> Mapping.Scale);
+        Value *SavedFlagPtrPtr = IRBPoison.CreateAdd(
+            LocalStackBase,
+            ConstantInt::get(IntptrTy, ClassSize - ASan.LongSize / 8));
+        Value *SavedFlagPtr = IRBPoison.CreateLoad(
+            IRBPoison.CreateIntToPtr(SavedFlagPtrPtr, IntptrPtrTy));
+        IRBPoison.CreateStore(
+            Constant::getNullValue(IRBPoison.getInt8Ty()),
+            IRBPoison.CreateIntToPtr(SavedFlagPtr, IRBPoison.getInt8PtrTy()));
+      } else {
+        // For larger frames call __asan_stack_free_*.
+        IRBPoison.CreateCall3(AsanStackFreeFunc[StackMallocIdx], LocalStackBase,
+                              ConstantInt::get(IntptrTy, LocalStackSize),
+                              OrigStackBase);
+      }
+
+      IRBuilder<> IRBElse(ElseTerm);
+      poisonRedZones(L.ShadowBytes, IRBElse, ShadowBase, false);
     } else if (HavePoisonedAllocas) {
       // If we poisoned some allocas in llvm.lifetime analysis,
       // unpoison whole stack frame now.
       assert(LocalStackBase == OrigStackBase);
       poisonAlloca(LocalStackBase, LocalStackSize, IRBRet, false);
+    } else {
+      poisonRedZones(L.ShadowBytes, IRBRet, ShadowBase, false);
     }
   }
 
   // We are done. Remove the old unused alloca instructions.
-  for (size_t i = 0, n = AllocaVec.size(); i < n; i++)
-    AllocaVec[i]->eraseFromParent();
+  for (auto AI : AllocaVec)
+    AI->eraseFromParent();
 }
 
 void FunctionStackPoisoner::poisonAlloca(Value *V, uint64_t Size,
-                                         IRBuilder<> IRB, bool DoPoison) {
+                                         IRBuilder<> &IRB, bool DoPoison) {
   // For now just insert the call to ASan runtime.
   Value *AddrArg = IRB.CreatePointerCast(V, IntptrTy);
   Value *SizeArg = ConstantInt::get(IntptrTy, Size);
@@ -1417,7 +1782,7 @@ void FunctionStackPoisoner::poisonAlloca(Value *V, uint64_t Size,
 AllocaInst *FunctionStackPoisoner::findAllocaForValue(Value *V) {
   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V))
     // We're intested only in allocas we can handle.
-    return isInterestingAlloca(*AI) ? AI : 0;
+    return isInterestingAlloca(*AI) ? AI : nullptr;
   // See if we've already calculated (or started to calculate) alloca for a
   // given value.
   AllocaForValueMapTy::iterator I = AllocaForValue.find(V);
@@ -1425,8 +1790,8 @@ AllocaInst *FunctionStackPoisoner::findAllocaForValue(Value *V) {
     return I->second;
   // Store 0 while we're calculating alloca for value V to avoid
   // infinite recursion if the value references itself.
-  AllocaForValue[V] = 0;
-  AllocaInst *Res = 0;
+  AllocaForValue[V] = nullptr;
+  AllocaInst *Res = nullptr;
   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
     Res = findAllocaForValue(CI->getOperand(0));
   else if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V)) {
@@ -1436,12 +1801,12 @@ AllocaInst *FunctionStackPoisoner::findAllocaForValue(Value *V) {
       if (IncValue == PN) continue;
       AllocaInst *IncValueAI = findAllocaForValue(IncValue);
       // AI for incoming values should exist and should all be equal.
-      if (IncValueAI == 0 || (Res != 0 && IncValueAI != Res))
-        return 0;
+      if (IncValueAI == nullptr || (Res != nullptr && IncValueAI != Res))
+        return nullptr;
       Res = IncValueAI;
     }
   }
-  if (Res != 0)
+  if (Res)
     AllocaForValue[V] = Res;
   return Res;
 }