[asan] experimental tracing for indirect calls, llvm part.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Instrumentation / AddressSanitizer.cpp
index 336802668ca5d4d42c897a8ba3b4734f7377fc87..3f0db3630b983af2c631efcdd8647bb863a5f133 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "asan"
-
-#include "FunctionBlackList.h"
-#include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/IRBuilder.h"
-#include "llvm/InlineAsm.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/LLVMContext.h"
-#include "llvm/Module.h"
-#include "llvm/Type.h"
+#include "llvm/Transforms/Instrumentation.h"
 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
-#include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/DenseSet.h"
+#include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.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/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/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/TargetData.h"
-#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
-#include "llvm/Transforms/Instrumentation.h"
+#include "llvm/Support/Endian.h"
+#include "llvm/Transforms/Scalar.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/ASanStackFrameLayout.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/ModuleUtils.h"
-
-#include <string>
 #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 kDefaultShadowOffsetAndroid = 0;
+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 *kAsanRegisterGlobalsName = "__asan_register_globals";
-static const char *kAsanUnregisterGlobalsName = "__asan_unregister_globals";
-static const char *kAsanInitName = "__asan_init";
-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 int kAsanStackLeftRedzoneMagic = 0xf1;
-static const int kAsanStackMidRedzoneMagic = 0xf2;
-static const int kAsanStackRightRedzoneMagic = 0xf3;
-static const int kAsanStackPartialRedzoneMagic = 0xf4;
+static const char *const kAsanModuleCtorName = "asan.module_ctor";
+static const char *const kAsanModuleDtorName = "asan.module_dtor";
+static const uint64_t    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 kAsanCovIndirCallName = "__sanitizer_cov_indir_call16";
+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 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;
@@ -86,8 +116,8 @@ static cl::opt<bool> ClInstrumentWrites("asan-instrument-writes",
 static cl::opt<bool> ClInstrumentAtomics("asan-instrument-atomics",
        cl::desc("instrument atomic instructions (rmw, cmpxchg)"),
        cl::Hidden, cl::init(true));
-static cl::opt<bool> ClMergeCallbacks("asan-merge-callbacks",
-       cl::desc("merge __asan_report_ callbacks to create fewer BBs"),
+static cl::opt<bool> ClAlwaysSlowPath("asan-always-slow-path",
+       cl::desc("use instrumentation with slow path for all accesses"),
        cl::Hidden, cl::init(false));
 // This flag limits the number of instructions to be instrumented
 // in any given BB. Normally, this should be set to unlimited (INT_MAX),
@@ -100,26 +130,57 @@ 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<bool> ClMemIntrin("asan-memintrin",
-       cl::desc("Handle memset/memcpy/memmove"), cl::Hidden, cl::init(true));
-// This flag may need to be replaced with -fasan-blacklist.
-static cl::opt<std::string>  ClBlackListFile("asan-blacklist",
-       cl::desc("File containing the list of functions to ignore "
-                "during instrumentation"), cl::Hidden);
+static cl::opt<int> ClCoverage("asan-coverage",
+       cl::desc("ASan coverage. 0: none, 1: entry block, 2: all blocks, "
+                "3: all blocks and critical edges, "
+                "4: above plus indirect calls"),
+       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(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));
 
 // Optimization flags. Not user visible, used mostly for testing
 // and benchmarking the tool.
@@ -131,6 +192,10 @@ static cl::opt<bool> ClOptSameTemp("asan-opt-same-temp",
 static cl::opt<bool> ClOptGlobals("asan-opt-globals",
        cl::desc("Don't instrument scalar globals"), cl::Hidden, cl::init(true));
 
+static cl::opt<bool> ClCheckLifetime("asan-check-lifetime",
+       cl::desc("Use llvm.lifetime intrinsics to insert extra checks"),
+       cl::Hidden, cl::init(false));
+
 // Debug flags.
 static cl::opt<int> ClDebug("asan-debug", cl::desc("debug"), cl::Hidden,
                             cl::init(0));
@@ -143,89 +208,381 @@ 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));
 
-namespace {
+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");
 
-/// When the crash callbacks are merged, they receive some amount of arguments
-/// that are merged in a PHI node. This struct represents arguments from one
-/// call site.
-struct CrashArg {
-  Value *Arg1;
-  Value *Arg2;
+namespace {
+/// 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();
+  }
 };
 
-/// An object of this type is created while instrumenting every function.
-struct AsanFunctionContext {
-  AsanFunctionContext(Function &Function) : F(Function), CrashBlock() { }
+/// Frontend-provided metadata for global variables.
+class GlobalsMetadata {
+ public:
+  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 (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;
+      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();
+    }
+  }
 
-  Function &F;
-  // These are initially zero. If we require at least one call to
-  // __asan_report_{read,write}{1,2,4,8,16}, an appropriate BB is created.
-  BasicBlock *CrashBlock[2][kNumberOfAccessSizes];
-  typedef  SmallVector<CrashArg, 8> CrashArgsVec;
-  CrashArgsVec CrashArgs[2][kNumberOfAccessSizes];
+  /// 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:
+  bool inited_;
+  DenseMap<GlobalVariable*, Entry> Entries;
+};
+
+/// This struct defines the shadow mapping using the rule:
+///   shadow = (mem >> Scale) ADD-or-OR Offset.
+struct ShadowMapping {
+  int Scale;
+  uint64_t Offset;
+  bool OrShadowOffset;
 };
 
+static ShadowMapping getShadowMapping(const Module &M, int LongSize) {
+  llvm::Triple TargetTriple(M.getTargetTriple());
+  bool IsAndroid = TargetTriple.getEnvironment() == llvm::Triple::Android;
+  bool IsIOS = TargetTriple.isiOS();
+  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;
+
+  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;
+  if (ClMappingScale) {
+    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;
+}
+
+static size_t RedzoneSizeForScale(int MappingScale) {
+  // Redzone used for stack and globals is at least 32 bytes.
+  // For scales 6 and 7, the redzone has to be 64 and 128 bytes respectively.
+  return std::max(32U, 1U << MappingScale);
+}
+
 /// AddressSanitizer: instrument the code in module to find memory bugs.
-struct AddressSanitizer : public ModulePass {
-  AddressSanitizer();
-  virtual const char *getPassName() const;
-  void instrumentMop(AsanFunctionContext &AFC, Instruction *I);
-  void instrumentAddress(AsanFunctionContext &AFC,
-                         Instruction *OrigIns, IRBuilder<> &IRB,
-                         Value *Addr, uint32_t TypeSize, bool IsWrite);
+struct AddressSanitizer : public FunctionPass {
+  AddressSanitizer() : FunctionPass(ID) {
+    initializeBreakCriticalEdgesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+  }
+  const char *getPassName() const override {
+    return "AddressSanitizerFunctionPass";
+  }
+  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, bool UseCalls);
   Value *createSlowPathCmp(IRBuilder<> &IRB, Value *AddrLong,
                            Value *ShadowValue, uint32_t TypeSize);
-  Instruction *generateCrashCode(BasicBlock *BB, Value *Addr, Value *PC,
-                                 bool IsWrite, size_t AccessSizeIndex);
-  bool instrumentMemIntrinsic(AsanFunctionContext &AFC, MemIntrinsic *MI);
-  void instrumentMemIntrinsicParam(AsanFunctionContext &AFC,
-                                   Instruction *OrigIns, Value *Addr,
-                                   Value *Size,
-                                   Instruction *InsertBefore, bool IsWrite);
+  Instruction *generateCrashCode(Instruction *InsertBefore, Value *Addr,
+                                 bool IsWrite, size_t AccessSizeIndex,
+                                 Value *SizeArgument);
+  void instrumentMemIntrinsic(MemIntrinsic *MI);
   Value *memToShadow(Value *Shadow, IRBuilder<> &IRB);
-  bool handleFunction(Module &M, Function &F);
+  bool runOnFunction(Function &F) override;
   bool maybeInsertAsanInitAtFunctionEntry(Function &F);
-  bool poisonStackInFunction(Module &M, Function &F);
-  virtual bool runOnModule(Module &M);
-  bool insertGlobalRedzones(Module &M);
+  bool doInitialization(Module &M) override;
   static char ID;  // Pass identification, replacement for typeid
 
- private:
-
-  uint64_t getAllocaSizeInBytes(AllocaInst *AI) {
-    Type *Ty = AI->getAllocatedType();
-    uint64_t SizeInBytes = TD->getTypeAllocSize(Ty);
-    return SizeInBytes;
-  }
-  uint64_t getAlignedSize(uint64_t SizeInBytes) {
-    return ((SizeInBytes + RedzoneSize - 1)
-            / RedzoneSize) * RedzoneSize;
-  }
-  uint64_t getAlignedAllocaSize(AllocaInst *AI) {
-    uint64_t SizeInBytes = getAllocaSizeInBytes(AI);
-    return getAlignedSize(SizeInBytes);
+  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+    if (ClCoverage >= 3)
+      AU.addRequiredID(BreakCriticalEdgesID);
   }
 
-  Function *checkInterfaceFunction(Constant *FuncOrBitcast);
-  void PoisonStack(const ArrayRef<AllocaInst*> &AllocaVec, IRBuilder<> IRB,
-                   Value *ShadowBase, bool DoPoison);
+ private:
+  void initializeCallbacks(Module &M);
+
   bool LooksLikeCodeInBug11395(Instruction *I);
+  bool GlobalIsLinkerInitialized(GlobalVariable *G);
+  void InjectCoverageForIndirectCalls(Function &F,
+                                      ArrayRef<Instruction *> IndirCalls);
+  bool InjectCoverage(Function &F, ArrayRef<BasicBlock *> AllBlocks,
+                      ArrayRef<Instruction *> IndirCalls);
+  void InjectCoverageAtBlock(Function &F, BasicBlock &BB);
 
   LLVMContext *C;
-  TargetData *TD;
-  uint64_t MappingOffset;
-  int MappingScale;
-  size_t RedzoneSize;
+  const DataLayout *DL;
   int LongSize;
   Type *IntptrTy;
-  Type *IntptrPtrTy;
+  ShadowMapping Mapping;
   Function *AsanCtorFunction;
   Function *AsanInitFunction;
-  Instruction *CtorInsertBefore;
-  OwningPtr<FunctionBlackList> BL;
+  Function *AsanHandleNoReturnFunc;
+  Function *AsanCovFunction;
+  Function *AsanCovIndirCallFunction;
+  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],
+           *AsanMemoryAccessCallbackSized[2];
+  Function *AsanMemmove, *AsanMemcpy, *AsanMemset;
   InlineAsm *EmptyAsm;
+  GlobalsMetadata GlobalsMD;
+
+  friend struct FunctionStackPoisoner;
+};
+
+class AddressSanitizerModule : public ModulePass {
+ public:
+  AddressSanitizerModule() : ModulePass(ID) {}
+  bool runOnModule(Module &M) override;
+  static char ID;  // Pass identification, replacement for typeid
+  const char *getPassName() const override {
+    return "AddressSanitizerModule";
+  }
+
+ private:
+  void initializeCallbacks(Module &M);
+
+  bool InstrumentGlobals(IRBuilder<> &IRB, Module &M);
+  bool ShouldInstrumentGlobal(GlobalVariable *G);
+  void poisonOneInitializer(Function &GlobalInit, GlobalValue *ModuleName);
+  void createInitializerPoisonCalls(Module &M, GlobalValue *ModuleName);
+  size_t MinRedzoneSizeForGlobal() const {
+    return RedzoneSizeForScale(Mapping.Scale);
+  }
+
+  GlobalsMetadata GlobalsMD;
+  Type *IntptrTy;
+  LLVMContext *C;
+  const DataLayout *DL;
+  ShadowMapping Mapping;
+  Function *AsanPoisonGlobals;
+  Function *AsanUnpoisonGlobals;
+  Function *AsanRegisterGlobals;
+  Function *AsanUnregisterGlobals;
+  Function *AsanCovModuleInit;
+};
+
+// Stack poisoning does not play well with exception handling.
+// When an exception is thrown, we essentially bypass the code
+// that unpoisones the stack. This is why the run-time library has
+// to intercept __cxa_throw (as well as longjmp, etc) and unpoison the entire
+// stack in the interceptor. This however does not work inside the
+// actual function which catches the exception. Most likely because the
+// compiler hoists the load of the shadow value somewhere too high.
+// This causes asan to report a non-existing bug on 453.povray.
+// It sounds like an LLVM bug.
+struct FunctionStackPoisoner : public InstVisitor<FunctionStackPoisoner> {
+  Function &F;
+  AddressSanitizer &ASan;
+  DIBuilder DIB;
+  LLVMContext *C;
+  Type *IntptrTy;
+  Type *IntptrPtrTy;
+  ShadowMapping Mapping;
+
+  SmallVector<AllocaInst*, 16> AllocaVec;
+  SmallVector<Instruction*, 8> RetVec;
+  unsigned StackAlignment;
+
+  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;
+  };
+  SmallVector<AllocaPoisonCall, 8> AllocaPoisonCallVec;
+
+  // Maps Value to an AllocaInst from which the Value is originated.
+  typedef DenseMap<Value*, AllocaInst*> AllocaForValueMapTy;
+  AllocaForValueMapTy AllocaForValue;
+
+  FunctionStackPoisoner(Function &F, AddressSanitizer &ASan)
+      : F(F), ASan(ASan), DIB(*F.getParent()), C(ASan.C),
+        IntptrTy(ASan.IntptrTy), IntptrPtrTy(PointerType::get(IntptrTy, 0)),
+        Mapping(ASan.Mapping),
+        StackAlignment(1 << Mapping.Scale) {}
+
+  bool runOnFunction() {
+    if (!ClStack) return false;
+    // Collect alloca, ret, lifetime instructions etc.
+    for (BasicBlock *BB : depth_first(&F.getEntryBlock()))
+      visit(*BB);
+
+    if (AllocaVec.empty()) return false;
+
+    initializeCallbacks(*F.getParent());
+
+    poisonStack();
+
+    if (ClDebugStack) {
+      DEBUG(dbgs() << F);
+    }
+    return true;
+  }
+
+  // Finds all static Alloca instructions and puts
+  // poisoned red zones around all of them.
+  // Then unpoison everything back before the function returns.
+  void poisonStack();
+
+  // ----------------------- Visitors.
+  /// \brief Collect all Ret instructions.
+  void visitReturnInst(ReturnInst &RI) {
+    RetVec.push_back(&RI);
+  }
+
+  /// \brief Collect Alloca instructions we want (and can) handle.
+  void visitAllocaInst(AllocaInst &AI) {
+    if (!isInterestingAlloca(AI)) return;
+
+    StackAlignment = std::max(StackAlignment, AI.getAlignment());
+    AllocaVec.push_back(&AI);
+  }
+
+  /// \brief Collect lifetime intrinsic calls to check for use-after-scope
+  /// errors.
+  void visitIntrinsicInst(IntrinsicInst &II) {
+    if (!ClCheckLifetime) return;
+    Intrinsic::ID ID = II.getIntrinsicID();
+    if (ID != Intrinsic::lifetime_start &&
+        ID != Intrinsic::lifetime_end)
+      return;
+    // Found lifetime intrinsic, add ASan instrumentation if necessary.
+    ConstantInt *Size = dyn_cast<ConstantInt>(II.getArgOperand(0));
+    // If size argument is undefined, don't do anything.
+    if (Size->isMinusOne()) return;
+    // Check that size doesn't saturate uint64_t and can
+    // be stored in IntptrTy.
+    const uint64_t SizeValue = Size->getValue().getLimitedValue();
+    if (SizeValue == ~0ULL ||
+        !ConstantInt::isValueValidForType(IntptrTy, SizeValue))
+      return;
+    // Find alloca instruction that corresponds to llvm.lifetime argument.
+    AllocaInst *AI = findAllocaForValue(II.getArgOperand(1));
+    if (!AI) return;
+    bool DoPoison = (ID == Intrinsic::lifetime_end);
+    AllocaPoisonCall APC = {&II, AI, SizeValue, DoPoison};
+    AllocaPoisonCallVec.push_back(APC);
+  }
+
+  // ---------------------- Helpers.
+  void initializeCallbacks(Module &M);
+
+  // Check if we want (and can) handle this alloca.
+  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);
+  }
+
+  uint64_t getAllocaSizeInBytes(AllocaInst *AI) const {
+    Type *Ty = AI->getAllocatedType();
+    uint64_t SizeInBytes = ASan.DL->getTypeAllocSize(Ty);
+    return SizeInBytes;
+  }
+  /// Finds alloca where the value comes from.
+  AllocaInst *findAllocaForValue(Value *V);
+  void poisonRedZones(ArrayRef<uint8_t> ShadowBytes, IRBuilder<> &IRB,
+                      Value *ShadowBase, bool DoPoison);
+  void poisonAlloca(Value *V, uint64_t Size, IRBuilder<> &IRB, bool DoPoison);
+
+  void SetShadowToStackAfterReturnInlined(IRBuilder<> &IRB, Value *ShadowBase,
+                                          int Size);
 };
 
 }  // namespace
@@ -234,172 +591,234 @@ char AddressSanitizer::ID = 0;
 INITIALIZE_PASS(AddressSanitizer, "asan",
     "AddressSanitizer: detects use-after-free and out-of-bounds bugs.",
     false, false)
-AddressSanitizer::AddressSanitizer() : ModulePass(ID) { }
-ModulePass *llvm::createAddressSanitizerPass() {
+FunctionPass *llvm::createAddressSanitizerFunctionPass() {
   return new AddressSanitizer();
 }
 
-const char *AddressSanitizer::getPassName() const {
-  return "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() {
+  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, "");
+  // 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;
 }
 
-// Split the basic block and insert an if-then code.
-// Before:
-//   Head
-//   Cmp
-//   Tail
-// After:
-//   Head
-//   if (Cmp)
-//     ThenBlock
-//   Tail
-//
-// If ThenBlock is zero, a new block is created and its terminator is returned.
-// Otherwize 0 is returned.
-static BranchInst *splitBlockAndInsertIfThen(Value *Cmp,
-                                             BasicBlock *ThenBlock = 0) {
-  Instruction *SplitBefore = cast<Instruction>(Cmp)->getNextNode();
-  BasicBlock *Head = SplitBefore->getParent();
-  BasicBlock *Tail = Head->splitBasicBlock(SplitBefore);
-  TerminatorInst *HeadOldTerm = Head->getTerminator();
-  BranchInst *CheckTerm = 0;
-  if (!ThenBlock) {
-    LLVMContext &C = Head->getParent()->getParent()->getContext();
-    ThenBlock = BasicBlock::Create(C, "", Head->getParent(), Tail);
-    CheckTerm = BranchInst::Create(Tail, ThenBlock);
-  }
-  BranchInst *HeadNewTerm =
-    BranchInst::Create(/*ifTrue*/ThenBlock, /*ifFalse*/Tail, Cmp);
-  ReplaceInstWithInst(HeadOldTerm, HeadNewTerm);
+/// \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;
+}
 
-  return CheckTerm;
+static bool GlobalWasGeneratedByAsan(GlobalVariable *G) {
+  return G->getName().find(kAsanGenPrefix) == 0;
 }
 
 Value *AddressSanitizer::memToShadow(Value *Shadow, IRBuilder<> &IRB) {
   // Shadow >> scale
-  Shadow = IRB.CreateLShr(Shadow, MappingScale);
-  if (MappingOffset == 0)
+  Shadow = IRB.CreateLShr(Shadow, Mapping.Scale);
+  if (Mapping.Offset == 0)
     return Shadow;
   // (Shadow >> scale) | offset
-  return IRB.CreateOr(Shadow, ConstantInt::get(IntptrTy,
-                                               MappingOffset));
-}
-
-void AddressSanitizer::instrumentMemIntrinsicParam(
-    AsanFunctionContext &AFC, Instruction *OrigIns,
-    Value *Addr, Value *Size, Instruction *InsertBefore, bool IsWrite) {
-  // Check the first byte.
-  {
-    IRBuilder<> IRB(InsertBefore);
-    instrumentAddress(AFC, OrigIns, IRB, Addr, 8, IsWrite);
-  }
-  // Check the last byte.
-  {
-    IRBuilder<> IRB(InsertBefore);
-    Value *SizeMinusOne = IRB.CreateSub(
-        Size, ConstantInt::get(Size->getType(), 1));
-    SizeMinusOne = IRB.CreateIntCast(SizeMinusOne, IntptrTy, false);
-    Value *AddrLong = IRB.CreatePointerCast(Addr, IntptrTy);
-    Value *AddrPlusSizeMinisOne = IRB.CreateAdd(AddrLong, SizeMinusOne);
-    instrumentAddress(AFC, OrigIns, IRB, AddrPlusSizeMinisOne, 8, IsWrite);
-  }
+  if (Mapping.OrShadowOffset)
+    return IRB.CreateOr(Shadow, ConstantInt::get(IntptrTy, Mapping.Offset));
+  else
+    return IRB.CreateAdd(Shadow, ConstantInt::get(IntptrTy, Mapping.Offset));
 }
 
 // Instrument memset/memmove/memcpy
-bool AddressSanitizer::instrumentMemIntrinsic(AsanFunctionContext &AFC,
-                                              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(Cmp);
+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(AFC, MI, Dst, Length, InsertBefore, true);
-  if (Src)
-    instrumentMemIntrinsicParam(AFC, 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;
 }
 
-void AddressSanitizer::instrumentMop(AsanFunctionContext &AFC, Instruction *I) {
-  bool IsWrite;
-  Value *Addr = isInterestingMemoryAccess(I, &IsWrite);
+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, bool UseCalls) {
+  bool IsWrite = false;
+  unsigned Alignment = 0;
+  Value *Addr = isInterestingMemoryAccess(I, &IsWrite, &Alignment);
   assert(Addr);
-  if (ClOpt && ClOptGlobals && isa<GlobalVariable>(Addr)) {
-    // We are accessing a global scalar variable. Nothing to catch here.
-    return;
+  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 (!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;
+        }
+      }
+    }
   }
+
   Type *OrigPtrTy = Addr->getType();
   Type *OrigTy = cast<PointerType>(OrigPtrTy)->getElementType();
 
   assert(OrigTy->isSized());
-  uint32_t TypeSize = TD->getTypeStoreSizeInBits(OrigTy);
+  uint32_t TypeSize = DL->getTypeStoreSizeInBits(OrigTy);
 
-  if (TypeSize != 8  && TypeSize != 16 &&
-      TypeSize != 32 && TypeSize != 64 && TypeSize != 128) {
-    // Ignore all unusual sizes.
-    return;
-  }
+  assert((TypeSize % 8) == 0);
 
+  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);
-  instrumentAddress(AFC, I, IRB, Addr, TypeSize, IsWrite);
+  Value *Size = ConstantInt::get(IntptrTy, TypeSize / 8);
+  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
 // function of AddressSanitizer. If the instrumented module defines a function
 // with the same name, their prototypes must match, otherwise
 // getOrInsertFunction returns a bitcast.
-Function *AddressSanitizer::checkInterfaceFunction(Constant *FuncOrBitcast) {
+static Function *checkInterfaceFunction(Constant *FuncOrBitcast) {
   if (isa<Function>(FuncOrBitcast)) return cast<Function>(FuncOrBitcast);
   FuncOrBitcast->dump();
   report_fatal_error("trying to redefine an AddressSanitizer "
@@ -407,15 +826,13 @@ Function *AddressSanitizer::checkInterfaceFunction(Constant *FuncOrBitcast) {
 }
 
 Instruction *AddressSanitizer::generateCrashCode(
-    BasicBlock *BB, Value *Addr, Value *PC,
-    bool IsWrite, size_t AccessSizeIndex) {
-  IRBuilder<> IRB(BB->getFirstNonPHI());
-  CallInst *Call;
-  if (PC)
-    Call = IRB.CreateCall2(AsanErrorCallback[IsWrite][AccessSizeIndex],
-                           Addr, PC);
-  else
-    Call = IRB.CreateCall(AsanErrorCallback[IsWrite][AccessSizeIndex], Addr);
+    Instruction *InsertBefore, Value *Addr,
+    bool IsWrite, size_t AccessSizeIndex, Value *SizeArgument) {
+  IRBuilder<> IRB(InsertBefore);
+  CallInst *Call = SizeArgument
+    ? IRB.CreateCall2(AsanErrorCallbackSized[IsWrite], Addr, SizeArgument)
+    : IRB.CreateCall(AsanErrorCallback[IsWrite][AccessSizeIndex], Addr);
+
   // We don't do Call->setDoesNotReturn() because the BB already has
   // UnreachableInst at the end.
   // This EmptyAsm is required to avoid callback merge.
@@ -426,7 +843,7 @@ Instruction *AddressSanitizer::generateCrashCode(
 Value *AddressSanitizer::createSlowPathCmp(IRBuilder<> &IRB, Value *AddrLong,
                                             Value *ShadowValue,
                                             uint32_t TypeSize) {
-  size_t Granularity = 1 << MappingScale;
+  size_t Granularity = 1 << Mapping.Scale;
   // Addr & (Granularity - 1)
   Value *LastAccessedByte = IRB.CreateAnd(
       AddrLong, ConstantInt::get(IntptrTy, Granularity - 1));
@@ -436,19 +853,27 @@ Value *AddressSanitizer::createSlowPathCmp(IRBuilder<> &IRB, Value *AddrLong,
         LastAccessedByte, ConstantInt::get(IntptrTy, TypeSize / 8 - 1));
   // (uint8_t) ((Addr & (Granularity-1)) + size - 1)
   LastAccessedByte = IRB.CreateIntCast(
-      LastAccessedByte, IRB.getInt8Ty(), false);
+      LastAccessedByte, ShadowValue->getType(), false);
   // ((uint8_t) ((Addr & (Granularity-1)) + size - 1)) >= ShadowValue
   return IRB.CreateICmpSGE(LastAccessedByte, ShadowValue);
 }
 
-void AddressSanitizer::instrumentAddress(AsanFunctionContext &AFC,
-                                         Instruction *OrigIns,
-                                         IRBuilder<> &IRB, Value *Addr,
-                                         uint32_t TypeSize, bool IsWrite) {
+void AddressSanitizer::instrumentAddress(Instruction *OrigIns,
+                                         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 >> MappingScale));
+      *C, std::max(8U, TypeSize >> Mapping.Scale));
   Type *ShadowPtrTy = PointerType::get(ShadowTy, 0);
   Value *ShadowPtr = memToShadow(AddrLong, IRB);
   Value *CmpVal = Constant::getNullValue(ShadowTy);
@@ -456,112 +881,184 @@ void AddressSanitizer::instrumentAddress(AsanFunctionContext &AFC,
       IRB.CreateIntToPtr(ShadowPtr, ShadowPtrTy));
 
   Value *Cmp = IRB.CreateICmpNE(ShadowValue, CmpVal);
-
-  BasicBlock *CrashBlock = 0;
-  if (ClMergeCallbacks) {
-    size_t AccessSizeIndex = TypeSizeToSizeIndex(TypeSize);
-    BasicBlock **Cached = &AFC.CrashBlock[IsWrite][AccessSizeIndex];
-    if (!*Cached) {
-      std::string BBName("crash_bb-");
-      BBName += (IsWrite ? "w-" : "r-") + itostr(1 << AccessSizeIndex);
-      BasicBlock *BB = BasicBlock::Create(*C, BBName, &AFC.F);
-      new UnreachableInst(*C, BB);
-      *Cached = BB;
-    }
-    CrashBlock = *Cached;
-    // We need to pass the PC as the second parameter to __asan_report_*.
-    // There are few problems:
-    //  - Some architectures (e.g. x86_32) don't have a cheap way to get the PC.
-    //  - LLVM doesn't have the appropriate intrinsic.
-    // For now, put a random number into the PC, just to allow experiments.
-    Value *PC = ConstantInt::get(IntptrTy, rand());
-    CrashArg Arg = {AddrLong, PC};
-    AFC.CrashArgs[IsWrite][AccessSizeIndex].push_back(Arg);
-  } else {
-    CrashBlock = BasicBlock::Create(*C, "crash_bb", &AFC.F);
-    new UnreachableInst(*C, CrashBlock);
-    size_t AccessSizeIndex = TypeSizeToSizeIndex(TypeSize);
-    Instruction *Crash =
-        generateCrashCode(CrashBlock, AddrLong, 0, IsWrite, AccessSizeIndex);
-    Crash->setDebugLoc(OrigIns->getDebugLoc());
-  }
-
-  size_t Granularity = 1 << MappingScale;
-  if (TypeSize < 8 * Granularity) {
-    BranchInst *CheckTerm = splitBlockAndInsertIfThen(Cmp);
-    assert(CheckTerm->isUnconditional());
+  size_t Granularity = 1 << Mapping.Scale;
+  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(Cmp, InsertBefore, false,
+            MDBuilder(*C).createBranchWeights(1, 100000));
+    assert(dyn_cast<BranchInst>(CheckTerm)->isUnconditional());
     BasicBlock *NextBB = CheckTerm->getSuccessor(0);
     IRB.SetInsertPoint(CheckTerm);
     Value *Cmp2 = createSlowPathCmp(IRB, AddrLong, ShadowValue, TypeSize);
+    BasicBlock *CrashBlock =
+        BasicBlock::Create(*C, "", NextBB->getParent(), NextBB);
+    CrashTerm = new UnreachableInst(*C, CrashBlock);
     BranchInst *NewTerm = BranchInst::Create(CrashBlock, NextBB, Cmp2);
     ReplaceInstWithInst(CheckTerm, NewTerm);
   } else {
-    splitBlockAndInsertIfThen(Cmp, CrashBlock);
+    CrashTerm = SplitBlockAndInsertIfThen(Cmp, InsertBefore, true);
   }
+
+  Instruction *Crash = generateCrashCode(
+      CrashTerm, AddrLong, IsWrite, AccessSizeIndex, SizeArgument);
+  Crash->setDebugLoc(OrigIns->getDebugLoc());
 }
 
-// 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 AddressSanitizer::insertGlobalRedzones(Module &M) {
-  SmallVector<GlobalVariable *, 16> GlobalsToChange;
+void AddressSanitizerModule::poisonOneInitializer(Function &GlobalInit,
+                                                  GlobalValue *ModuleName) {
+  // Set up the arguments to our poison/unpoison functions.
+  IRBuilder<> IRB(GlobalInit.begin()->getFirstInsertionPt());
 
-  for (Module::GlobalListType::iterator G = M.getGlobalList().begin(),
-       E = M.getGlobalList().end(); G != E; ++G) {
-    Type *Ty = cast<PointerType>(G->getType())->getElementType();
-    DEBUG(dbgs() << "GLOBAL: " << *G);
-
-    if (!Ty->isSized()) continue;
-    if (!G->hasInitializer()) continue;
-    // 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.
-    if (G->getLinkage() != GlobalVariable::ExternalLinkage &&
-        G->getLinkage() != GlobalVariable::PrivateLinkage &&
-        G->getLinkage() != GlobalVariable::InternalLinkage)
-      continue;
-    // 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())
-      continue;
-    // For now, just ignore this Alloca if the alignment is large.
-    if (G->getAlignment() > RedzoneSize) continue;
-
-    // Ignore all the globals with the names starting with "\01L_OBJC_".
-    // Many of those are put into the .cstring section. The linker compresses
-    // that section by removing the spare \0s after the string terminator, so
-    // our redzones get broken.
-    if ((G->getName().find("\01L_OBJC_") == 0) ||
-        (G->getName().find("\01l_OBJC_") == 0)) {
-      DEBUG(dbgs() << "Ignoring \\01L_OBJC_* global: " << *G);
+  // Add a call to poison all external globals before the given function starts.
+  Value *ModuleNameAddr = ConstantExpr::getPointerCast(ModuleName, IntptrTy);
+  IRB.CreateCall(AsanPoisonGlobals, ModuleNameAddr);
+
+  // Add calls to unpoison all globals before each return instruction.
+  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.
+    if (Function* F = dyn_cast<Function>(CS->getOperand(1))) {
+      if (F->getName() == kAsanModuleCtorName) continue;
+      ConstantInt *Priority = dyn_cast<ConstantInt>(CS->getOperand(0));
+      // Don't instrument CTORs that will run before asan.module_ctor.
+      if (Priority->getLimitedValue() <= kAsanCtorAndDtorPriority) continue;
+      poisonOneInitializer(*F, ModuleName);
     }
+  }
+}
 
-    if (G->hasSection()) {
-      StringRef Section(G->getSection());
-      // 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);
-        continue;
-      }
-      // See http://code.google.com/p/address-sanitizer/issues/detail?id=32
-      // Constant CFString instances are compiled in the following way:
-      //  -- the string buffer is emitted into
-      //     __TEXT,__cstring,cstring_literals
-      //  -- the constant NSConstantString structure referencing that buffer
-      //     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);
-        continue;
-      }
+bool AddressSanitizerModule::ShouldInstrumentGlobal(GlobalVariable *G) {
+  Type *Ty = cast<PointerType>(G->getType())->getElementType();
+  DEBUG(dbgs() << "GLOBAL: " << *G << "\n");
+
+  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 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 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
+  // that section by removing the spare \0s after the string terminator, so
+  // our redzones get broken.
+  if ((G->getName().find("\01L_OBJC_") == 0) ||
+      (G->getName().find("\01l_OBJC_") == 0)) {
+    DEBUG(dbgs() << "Ignoring \\01L_OBJC_* global: " << *G << "\n");
+    return false;
+  }
+
+  if (G->hasSection()) {
+    StringRef Section(G->getSection());
+    // 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.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
+    // Constant CFString instances are compiled in the following way:
+    //  -- the string buffer is emitted into
+    //     __TEXT,__cstring,cstring_literals
+    //  -- the constant NSConstantString structure referencing that buffer
+    //     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.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;
     }
 
-    GlobalsToChange.push_back(G);
+    // Globals from llvm.metadata aren't emitted, do not instrument them.
+    if (Section == "llvm.metadata") return false;
+  }
+
+  return true;
+}
+
+void AddressSanitizerModule::initializeCallbacks(Module &M) {
+  IRBuilder<> IRB(*C);
+  // Declare our poisoning and unpoisoning functions.
+  AsanPoisonGlobals = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      kAsanPoisonGlobalsName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, NULL));
+  AsanPoisonGlobals->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
+  AsanUnpoisonGlobals = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      kAsanUnpoisonGlobalsName, IRB.getVoidTy(), NULL));
+  AsanUnpoisonGlobals->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
+  // Declare functions that register/unregister globals.
+  AsanRegisterGlobals = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      kAsanRegisterGlobalsName, IRB.getVoidTy(),
+      IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+  AsanRegisterGlobals->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
+  AsanUnregisterGlobals = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      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::InstrumentGlobals(IRBuilder<> &IRB, Module &M) {
+  GlobalsMD.init(M);
+
+  SmallVector<GlobalVariable *, 16> GlobalsToChange;
+
+  for (auto &G : M.globals()) {
+    if (ShouldInstrumentGlobal(&G))
+      GlobalsToChange.push_back(&G);
   }
 
   size_t n = GlobalsToChange.size();
@@ -572,20 +1069,47 @@ bool AddressSanitizer::insertGlobalRedzones(Module &M) {
   //   size_t size;
   //   size_t size_with_redzone;
   //   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, NULL);
+  StructType *GlobalStructTy =
+      StructType::get(IntptrTy, IntptrTy, IntptrTy, IntptrTy, IntptrTy,
+                      IntptrTy, IntptrTy, NULL);
   SmallVector<Constant *, 16> Initializers(n);
 
-  IRBuilder<> IRB(CtorInsertBefore);
+  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(), /*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 RightRedzoneSize = RedzoneSize +
-        (RedzoneSize - (SizeInBytes % 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,
+                         std::min(kMaxGlobalRedzone,
+                                  (SizeInBytes / MinRZ / 4) * MinRZ));
+    uint64_t RightRedzoneSize = RZ;
+    // Round up to MinRZ
+    if (SizeInBytes % MinRZ)
+      RightRedzoneSize += MinRZ - (SizeInBytes % MinRZ);
+    assert(((RightRedzoneSize + SizeInBytes) % MinRZ) == 0);
     Type *RightRedZoneTy = ArrayType::get(IRB.getInt8Ty(), RightRedzoneSize);
 
     StructType *NewTy = StructType::get(Ty, RightRedZoneTy, NULL);
@@ -593,18 +1117,15 @@ bool AddressSanitizer::insertGlobalRedzones(Module &M) {
         NewTy, G->getInitializer(),
         Constant::getNullValue(RightRedZoneTy), NULL);
 
-    SmallString<2048> DescriptionOfGlobal = G->getName();
-    DescriptionOfGlobal += " (";
-    DescriptionOfGlobal += M.getModuleIdentifier();
-    DescriptionOfGlobal += ")";
-    GlobalVariable *Name = createPrivateGlobalForString(M, DescriptionOfGlobal);
-
     // 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(RedzoneSize);
+    NewGlobal->setAlignment(MinRZ);
 
     Value *Indices2[2];
     Indices2[0] = IRB.getInt32(0);
@@ -615,25 +1136,36 @@ bool AddressSanitizer::insertGlobalRedzones(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),
-        NULL);
-    DEBUG(dbgs() << "NEW GLOBAL:\n" << *NewGlobal);
+        ConstantExpr::getPointerCast(ModuleName, IntptrTy),
+        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), "");
 
-  Function *AsanRegisterGlobals = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-      kAsanRegisterGlobalsName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
-  AsanRegisterGlobals->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
-
+  // Create calls for poisoning before initializers run and unpoisoning after.
+  if (HasDynamicallyInitializedGlobals)
+    createInitializerPoisonCalls(M, ModuleName);
   IRB.CreateCall2(AsanRegisterGlobals,
                   IRB.CreatePointerCast(AllGlobals, IntptrTy),
                   ConstantInt::get(IntptrTy, n));
@@ -645,122 +1177,132 @@ bool AddressSanitizer::insertGlobalRedzones(Module &M) {
       GlobalValue::InternalLinkage, kAsanModuleDtorName, &M);
   BasicBlock *AsanDtorBB = BasicBlock::Create(*C, "", AsanDtorFunction);
   IRBuilder<> IRB_Dtor(ReturnInst::Create(*C, AsanDtorBB));
-  Function *AsanUnregisterGlobals =
-      checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-          kAsanUnregisterGlobalsName,
-          IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
-  AsanUnregisterGlobals->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
-
   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;
 }
 
-// virtual
-bool AddressSanitizer::runOnModule(Module &M) {
-  // Initialize the private fields. No one has accessed them before.
-  TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
-  if (!TD)
+bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
+  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
+  if (!DLP)
     return false;
-  BL.reset(new FunctionBlackList(ClBlackListFile));
-
+  DL = &DLP->getDataLayout();
   C = &(M.getContext());
-  LongSize = TD->getPointerSizeInBits();
+  int LongSize = DL->getPointerSizeInBits();
   IntptrTy = Type::getIntNTy(*C, LongSize);
-  IntptrPtrTy = PointerType::get(IntptrTy, 0);
+  Mapping = getShadowMapping(M, LongSize);
+  initializeCallbacks(M);
 
-  AsanCtorFunction = Function::Create(
-      FunctionType::get(Type::getVoidTy(*C), false),
-      GlobalValue::InternalLinkage, kAsanModuleCtorName, &M);
-  BasicBlock *AsanCtorBB = BasicBlock::Create(*C, "", AsanCtorFunction);
-  CtorInsertBefore = ReturnInst::Create(*C, AsanCtorBB);
+  bool Changed = false;
 
-  // call __asan_init in the module ctor.
-  IRBuilder<> IRB(CtorInsertBefore);
-  AsanInitFunction = checkInterfaceFunction(
-      M.getOrInsertFunction(kAsanInitName, IRB.getVoidTy(), NULL));
-  AsanInitFunction->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
-  IRB.CreateCall(AsanInitFunction);
+  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.
   for (size_t AccessIsWrite = 0; AccessIsWrite <= 1; AccessIsWrite++) {
     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.
-      if (ClMergeCallbacks)
-        AsanErrorCallback[AccessIsWrite][AccessSizeIndex] = cast<Function>(
-          M.getOrInsertFunction(FunctionName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy,
-                                IntptrTy, NULL));
-      else
-        AsanErrorCallback[AccessIsWrite][AccessSizeIndex] = cast<Function>(
-          M.getOrInsertFunction(FunctionName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, NULL));
+      AsanErrorCallback[AccessIsWrite][AccessSizeIndex] =
+          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(
+              kAsanReportLoadN, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+  AsanErrorCallbackSized[1] = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+              kAsanReportStoreN, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, 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));
+  AsanCovIndirCallFunction = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      kAsanCovIndirCallName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, 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);
+}
 
-  llvm::Triple targetTriple(M.getTargetTriple());
-  bool isAndroid = targetTriple.getEnvironment() == llvm::Triple::ANDROIDEABI;
-
-  MappingOffset = isAndroid ? kDefaultShadowOffsetAndroid :
-    (LongSize == 32 ? kDefaultShadowOffset32 : kDefaultShadowOffset64);
-  if (ClMappingOffsetLog >= 0) {
-    if (ClMappingOffsetLog == 0) {
-      // special case
-      MappingOffset = 0;
-    } else {
-      MappingOffset = 1ULL << ClMappingOffsetLog;
-    }
-  }
-  MappingScale = kDefaultShadowScale;
-  if (ClMappingScale) {
-    MappingScale = ClMappingScale;
-  }
-  // Redzone used for stack and globals is at least 32 bytes.
-  // For scales 6 and 7, the redzone has to be 64 and 128 bytes respectively.
-  RedzoneSize = std::max(32, (int)(1 << MappingScale));
-
-  bool Res = false;
+// virtual
+bool AddressSanitizer::doInitialization(Module &M) {
+  // Initialize the private fields. No one has accessed them before.
+  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
+  if (!DLP)
+    report_fatal_error("data layout missing");
+  DL = &DLP->getDataLayout();
 
-  if (ClGlobals)
-    Res |= insertGlobalRedzones(M);
-
-  if (ClMappingOffsetLog >= 0) {
-    // Tell the run-time the current values of mapping offset and scale.
-    GlobalValue *asan_mapping_offset =
-        new GlobalVariable(M, IntptrTy, true, GlobalValue::LinkOnceODRLinkage,
-                       ConstantInt::get(IntptrTy, MappingOffset),
-                       kAsanMappingOffsetName);
-    // Read the global, otherwise it may be optimized away.
-    IRB.CreateLoad(asan_mapping_offset, true);
-  }
-  if (ClMappingScale) {
-    GlobalValue *asan_mapping_scale =
-        new GlobalVariable(M, IntptrTy, true, GlobalValue::LinkOnceODRLinkage,
-                           ConstantInt::get(IntptrTy, MappingScale),
-                           kAsanMappingScaleName);
-    // Read the global, otherwise it may be optimized away.
-    IRB.CreateLoad(asan_mapping_scale, true);
-  }
+  GlobalsMD.init(M);
 
+  C = &(M.getContext());
+  LongSize = DL->getPointerSizeInBits();
+  IntptrTy = Type::getIntNTy(*C, LongSize);
 
-  for (Module::iterator F = M.begin(), E = M.end(); F != E; ++F) {
-    if (F->isDeclaration()) continue;
-    Res |= handleFunction(M, *F);
-  }
+  AsanCtorFunction = Function::Create(
+      FunctionType::get(Type::getVoidTy(*C), false),
+      GlobalValue::InternalLinkage, kAsanModuleCtorName, &M);
+  BasicBlock *AsanCtorBB = BasicBlock::Create(*C, "", AsanCtorFunction);
+  // call __asan_init in the module ctor.
+  IRBuilder<> IRB(ReturnInst::Create(*C, AsanCtorBB));
+  AsanInitFunction = checkInterfaceFunction(
+      M.getOrInsertFunction(kAsanInitName, IRB.getVoidTy(), NULL));
+  AsanInitFunction->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
+  IRB.CreateCall(AsanInitFunction);
 
-  appendToGlobalCtors(M, AsanCtorFunction, kAsanCtorAndCtorPriority);
+  Mapping = getShadowMapping(M, LongSize);
 
-  return Res;
+  appendToGlobalCtors(M, AsanCtorFunction, kAsanCtorAndDtorPriority);
+  return true;
 }
 
 bool AddressSanitizer::maybeInsertAsanInitAtFunctionEntry(Function &F) {
@@ -779,196 +1321,236 @@ bool AddressSanitizer::maybeInsertAsanInitAtFunctionEntry(Function &F) {
   return false;
 }
 
-bool AddressSanitizer::handleFunction(Module &M, Function &F) {
-  if (BL->isIn(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 = &BB == &F.getEntryBlock()
+                          ? IP->getDebugLoc().getFnDebugLoc(*C)
+                          : IP->getDebugLoc();
+  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,
+                                      ArrayRef<Instruction*> IndirCalls) {
+  if (!ClCoverage) return false;
+
+  if (ClCoverage == 1 ||
+      (unsigned)ClCoverageBlockThreshold < AllBlocks.size()) {
+    InjectCoverageAtBlock(F, F.getEntryBlock());
+  } else {
+    for (auto BB : AllBlocks)
+      InjectCoverageAtBlock(F, *BB);
+  }
+  InjectCoverageForIndirectCalls(F, IndirCalls);
+  return true;
+}
+
+// On every indirect call we call a run-time function
+// __sanitizer_cov_indir_call* with two parameters:
+//   - callee address,
+//   - global cache array that contains kCacheSize pointers (zero-initialed).
+//     The cache is used to speed up recording the caller-callee pairs.
+// The address of the caller is passed implicitly via caller PC.
+// kCacheSize is encoded in the name of the run-time function.
+void AddressSanitizer::InjectCoverageForIndirectCalls(
+    Function &F, ArrayRef<Instruction *> IndirCalls) {
+  if (ClCoverage < 4 || IndirCalls.empty()) return;
+  const int kCacheSize = 16;
+  const int kCacheAlignment = 64;  // Align for better performance.
+  Type *Ty = ArrayType::get(IntptrTy, kCacheSize);
+  GlobalVariable *CalleeCache =
+      new GlobalVariable(*F.getParent(), Ty, false, GlobalValue::PrivateLinkage,
+                         Constant::getNullValue(Ty), "__asan_gen_callee_cache");
+  CalleeCache->setAlignment(kCacheAlignment);
+  for (auto I : IndirCalls) {
+    IRBuilder<> IRB(I);
+    CallSite CS(I);
+    IRB.CreateCall2(AsanCovIndirCallFunction,
+                    IRB.CreatePointerCast(CS.getCalledValue(), IntptrTy),
+                    IRB.CreatePointerCast(CalleeCache, IntptrTy));
+  }
+}
+
+bool AddressSanitizer::runOnFunction(Function &F) {
   if (&F == AsanCtorFunction) return false;
+  if (F.getLinkage() == GlobalValue::AvailableExternallyLinkage) return false;
+  DEBUG(dbgs() << "ASAN instrumenting:\n" << F << "\n");
+  initializeCallbacks(*F.getParent());
 
-  // If needed, insert __asan_init before checking for AddressSafety attr.
+  // If needed, insert __asan_init before checking for SanitizeAddress attr.
   maybeInsertAsanInitAtFunctionEntry(F);
 
-  if (!F.hasFnAttr(Attribute::AddressSafety)) return false;
+  if (!F.hasFnAttribute(Attribute::SanitizeAddress))
+    return false;
 
   if (!ClDebugFunc.empty() && ClDebugFunc != F.getName())
     return false;
-  // We want to instrument every address only once per basic block
-  // (unless there are calls between uses).
+
+  // We want to instrument every address only once per basic block (unless there
+  // are calls between uses).
   SmallSet<Value*, 16> TempsToInstrument;
   SmallVector<Instruction*, 16> ToInstrument;
   SmallVector<Instruction*, 8> NoReturnCalls;
+  SmallVector<BasicBlock*, 16> AllBlocks;
+  SmallVector<Instruction*, 16> PointerComparisonsOrSubtracts;
+  SmallVector<Instruction*, 8> IndirCalls;
+  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 {
-        if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
+        if (isa<AllocaInst>(Inst))
+          NumAllocas++;
+        CallSite CS(&Inst);
+        if (CS) {
           // A call inside BB.
           TempsToInstrument.clear();
-          if (CI->doesNotReturn()) {
-            NoReturnCalls.push_back(CI);
-          }
+          if (CS.doesNotReturn())
+            NoReturnCalls.push_back(CS.getInstruction());
+          if (ClCoverage >= 4 && !CS.getCalledFunction())
+            IndirCalls.push_back(&Inst);
         }
         continue;
       }
-      ToInstrument.push_back(BI);
+      ToInstrument.push_back(&Inst);
       NumInsnsPerBB++;
       if (NumInsnsPerBB >= ClMaxInsnsToInstrumentPerBB)
         break;
     }
   }
 
-  AsanFunctionContext AFC(F);
+  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(AFC, Inst);
+      if (isInterestingMemoryAccess(Inst, &IsWrite, &Alignment))
+        instrumentMop(Inst, UseCalls);
       else
-        instrumentMemIntrinsic(AFC, cast<MemIntrinsic>(Inst));
+        instrumentMemIntrinsic(cast<MemIntrinsic>(Inst));
     }
     NumInstrumented++;
   }
 
-  // Create PHI nodes and crash callbacks if we are merging crash callbacks.
-  if (NumInstrumented) {
-    for (size_t IsWrite = 0; IsWrite <= 1; IsWrite++) {
-      for (size_t AccessSizeIndex = 0; AccessSizeIndex < kNumberOfAccessSizes;
-           AccessSizeIndex++) {
-        BasicBlock *BB = AFC.CrashBlock[IsWrite][AccessSizeIndex];
-        if (!BB) continue;
-        assert(ClMergeCallbacks);
-        AsanFunctionContext::CrashArgsVec &Args =
-            AFC.CrashArgs[IsWrite][AccessSizeIndex];
-        IRBuilder<> IRB(BB->getFirstNonPHI());
-        size_t n = Args.size();
-        PHINode *PN1 = IRB.CreatePHI(IntptrTy, n);
-        PHINode *PN2 = IRB.CreatePHI(IntptrTy, n);
-        // We need to match crash parameters and the predecessors.
-        for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB);
-             PI != PE; ++PI) {
-          n--;
-          PN1->addIncoming(Args[n].Arg1, *PI);
-          PN2->addIncoming(Args[n].Arg2, *PI);
-        }
-        assert(n == 0);
-        generateCrashCode(BB, PN1, PN2, IsWrite, AccessSizeIndex);
-      }
-    }
-  }
-
-  DEBUG(dbgs() << F);
-
-  bool ChangedStack = poisonStackInFunction(M, F);
+  FunctionStackPoisoner FSP(F, *this);
+  bool ChangedStack = FSP.runOnFunction();
 
   // 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(M.getOrInsertFunction(kAsanHandleNoReturnName,
-                                         IRB.getVoidTy(), NULL));
+    IRB.CreateCall(AsanHandleNoReturnFunc);
   }
 
-  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, IndirCalls))
+    res = true;
 
-static void PoisonShadowPartialRightRedzone(uint8_t *Shadow,
-                                            size_t Size,
-                                            size_t RedzoneSize,
-                                            size_t ShadowGranularity,
-                                            uint8_t Magic) {
-  for (size_t i = 0; i < RedzoneSize;
-       i+= ShadowGranularity, Shadow++) {
-    if (i + ShadowGranularity <= Size) {
-      *Shadow = 0;  // fully addressable
-    } else if (i >= Size) {
-      *Shadow = Magic;  // unaddressable
+  DEBUG(dbgs() << "ASAN done instrumenting: " << res << " " << F << "\n");
+
+  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");
     }
   }
-}
 
-void AddressSanitizer::PoisonStack(const ArrayRef<AllocaInst*> &AllocaVec,
-                                   IRBuilder<> IRB,
-                                   Value *ShadowBase, bool DoPoison) {
-  size_t ShadowRZSize = RedzoneSize >> MappingScale;
-  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 >> MappingScale) - ShadowRZSize));
-      size_t AddressableBytes = RedzoneSize - (AlignedSize - SizeInBytes);
-      uint32_t Poison = 0;
-      if (DoPoison) {
-        PoisonShadowPartialRightRedzone((uint8_t*)&Poison, AddressableBytes,
-                                        RedzoneSize,
-                                        1ULL << MappingScale,
-                                        kAsanStackPartialRedzoneMagic);
-      }
-      Value *PartialPoison = ConstantInt::get(RZTy, Poison);
-      IRB.CreateStore(PartialPoison, IRB.CreateIntToPtr(Ptr, RZPtrTy));
-    }
-
-    // Poison the full redzone at right.
-    Ptr = IRB.CreateAdd(ShadowBase,
-                        ConstantInt::get(IntptrTy, Pos >> MappingScale));
-    Value *Poison = i == AllocaVec.size() - 1 ? PoisonRight : PoisonMid;
-    IRB.CreateStore(Poison, IRB.CreateIntToPtr(Ptr, RZPtrTy));
-
-    Pos += RedzoneSize;
-  }
+  return res;
 }
 
 // Workaround for bug 11395: we don't want to instrument stack in functions
@@ -983,142 +1565,301 @@ bool AddressSanitizer::LooksLikeCodeInBug11395(Instruction *I) {
   return true;
 }
 
-// Find all static Alloca instructions and put
-// poisoned red zones around all of them.
-// Then unpoison everything back before the function returns.
-//
-// Stack poisoning does not play well with exception handling.
-// When an exception is thrown, we essentially bypass the code
-// that unpoisones the stack. This is why the run-time library has
-// to intercept __cxa_throw (as well as longjmp, etc) and unpoison the entire
-// stack in the interceptor. This however does not work inside the
-// actual function which catches the exception. Most likely because the
-// compiler hoists the load of the shadow value somewhere too high.
-// This causes asan to report a non-existing bug on 453.povray.
-// It sounds like an LLVM bug.
-bool AddressSanitizer::poisonStackInFunction(Module &M, Function &F) {
-  if (!ClStack) return false;
-  SmallVector<AllocaInst*, 16> AllocaVec;
-  SmallVector<Instruction*, 8> RetVec;
-  uint64_t TotalSize = 0;
-
-  // Filter out Alloca instructions we want (and can) handle.
-  // Collect Ret instructions.
-  for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end();
-       FI != FE; ++FI) {
-    BasicBlock &BB = *FI;
-    for (BasicBlock::iterator BI = BB.begin(), BE = BB.end();
-         BI != BE; ++BI) {
-      if (isa<ReturnInst>(BI)) {
-          RetVec.push_back(BI);
-          continue;
-      }
+void FunctionStackPoisoner::initializeCallbacks(Module &M) {
+  IRBuilder<> IRB(*C);
+  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));
+}
 
-      AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(BI);
-      if (!AI) continue;
-      if (AI->isArrayAllocation()) continue;
-      if (!AI->isStaticAlloca()) continue;
-      if (!AI->getAllocatedType()->isSized()) continue;
-      if (AI->getAlignment() > RedzoneSize) continue;
-      AllocaVec.push_back(AI);
-      uint64_t AlignedSize =  getAlignedAllocaSize(AI);
-      TotalSize += AlignedSize;
+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];
+      }
+      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()));
     }
   }
+}
+
+// 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");
+}
 
-  if (AllocaVec.empty()) return false;
+// 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()));
+  }
+}
 
-  uint64_t LocalStackSize = TotalSize + (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 = ClUseAfterReturn
-      && 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);
-  MyAlloca->setAlignment(RedzoneSize);
+  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) {
-    Value *AsanStackMallocFunc = M.getOrInsertFunction(
-        kAsanStackMallocName, IntptrTy, IntptrTy, IntptrTy, NULL);
-    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 (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);
-    AI->replaceAllUsesWith(
-        IRB.CreateIntToPtr(
-            IRB.CreateAdd(LocalStackBase, ConstantInt::get(IntptrTy, Pos)),
-            AI->getType()));
-    Pos += AlignedSize + RedzoneSize;
+  for (const auto &Desc : SVD) {
+    AllocaInst *AI = Desc.AI;
+    Value *NewAllocaPtr = IRB.CreateIntToPtr(
+        IRB.CreateAdd(LocalStackBase, ConstantInt::get(IntptrTy, Desc.Offset)),
+        AI->getType());
+    replaceDbgDeclareForAlloca(AI, NewAllocaPtr, DIB);
+    AI->replaceAllUsesWith(NewAllocaPtr);
   }
-  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, LongSize/8));
-  BasePlus1 = IRB.CreateIntToPtr(BasePlus1, IntptrPtrTy);
-  Value *Description = IRB.CreatePointerCast(
-      createPrivateGlobalForString(M, StackDescription.str()),
-      IntptrTy);
+  // 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(), 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 = memToShadow(LocalStackBase, IRB);
-  PoisonStack(ArrayRef<AllocaInst*>(AllocaVec), IRB, ShadowBase, true);
+  Value *ShadowBase = ASan.memToShadow(LocalStackBase, IRB);
+  poisonRedZones(L.ShadowBytes, IRB, ShadowBase, true);
 
-  Value *AsanStackFreeFunc = NULL;
-  if (DoStackMalloc) {
-    AsanStackFreeFunc = M.getOrInsertFunction(
-        kAsanStackFreeName, IRB.getVoidTy(),
-        IntptrTy, IntptrTy, IntptrTy, NULL);
-  }
-
-  // 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.
-    PoisonStack(ArrayRef<AllocaInst*>(AllocaVec), IRBRet, ShadowBase, false);
-
     if (DoStackMalloc) {
-      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);
     }
   }
 
-  if (ClDebugStack) {
-    DEBUG(dbgs() << F);
-  }
+  // We are done. Remove the old unused alloca instructions.
+  for (auto AI : AllocaVec)
+    AI->eraseFromParent();
+}
 
-  return true;
+void FunctionStackPoisoner::poisonAlloca(Value *V, uint64_t Size,
+                                         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);
+  IRB.CreateCall2(DoPoison ? AsanPoisonStackMemoryFunc
+                           : AsanUnpoisonStackMemoryFunc,
+                  AddrArg, SizeArg);
+}
+
+// Handling llvm.lifetime intrinsics for a given %alloca:
+// (1) collect all llvm.lifetime.xxx(%size, %value) describing the alloca.
+// (2) if %size is constant, poison memory for llvm.lifetime.end (to detect
+//     invalid accesses) and unpoison it for llvm.lifetime.start (the memory
+//     could be poisoned by previous llvm.lifetime.end instruction, as the
+//     variable may go in and out of scope several times, e.g. in loops).
+// (3) if we poisoned at least one %alloca in a function,
+//     unpoison the whole stack frame at function exit.
+
+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 : nullptr;
+  // See if we've already calculated (or started to calculate) alloca for a
+  // given value.
+  AllocaForValueMapTy::iterator I = AllocaForValue.find(V);
+  if (I != AllocaForValue.end())
+    return I->second;
+  // Store 0 while we're calculating alloca for value V to avoid
+  // infinite recursion if the value references itself.
+  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)) {
+    for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+      Value *IncValue = PN->getIncomingValue(i);
+      // Allow self-referencing phi-nodes.
+      if (IncValue == PN) continue;
+      AllocaInst *IncValueAI = findAllocaForValue(IncValue);
+      // AI for incoming values should exist and should all be equal.
+      if (IncValueAI == nullptr || (Res != nullptr && IncValueAI != Res))
+        return nullptr;
+      Res = IncValueAI;
+    }
+  }
+  if (Res)
+    AllocaForValue[V] = Res;
+  return Res;
 }