Replace OwningPtr<T> with std::unique_ptr<T>.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Instrumentation / AddressSanitizer.cpp
index 0b3ee86114319c2187dace8c956899d1a0b88201..e8d2e0a0085d8a4f74e305da5d5dfcd3b6be4928 100644 (file)
 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
-#include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
 #include "llvm/ADT/Triple.h"
-#include "llvm/DIBuilder.h"
+#include "llvm/IR/CallSite.h"
+#include "llvm/IR/DIBuilder.h"
 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
 #include "llvm/IR/Function.h"
 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
+#include "llvm/IR/InstVisitor.h"
 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/IR/MDBuilder.h"
 #include "llvm/IR/Module.h"
 #include "llvm/IR/Type.h"
-#include "llvm/InstVisitor.h"
-#include "llvm/Support/CallSite.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
@@ -56,9 +56,11 @@ using namespace llvm;
 static const uint64_t kDefaultShadowScale = 3;
 static const uint64_t kDefaultShadowOffset32 = 1ULL << 29;
 static const uint64_t kDefaultShadowOffset64 = 1ULL << 44;
-static const uint64_t kDefaultShort64bitShadowOffset = 0x7FFF8000;  // < 2G.
+static const uint64_t kSmallX86_64ShadowOffset = 0x7FFF8000;  // < 2G.
 static const uint64_t kPPC64_ShadowOffset64 = 1ULL << 41;
 static const uint64_t kMIPS32_ShadowOffset32 = 0x0aaa8000;
+static const uint64_t kFreeBSD_ShadowOffset32 = 1ULL << 30;
+static const uint64_t kFreeBSD_ShadowOffset64 = 1ULL << 46;
 
 static const size_t kMinStackMallocSize = 1 << 6;  // 64B
 static const size_t kMaxStackMallocSize = 1 << 16;  // 64K
@@ -78,9 +80,9 @@ 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_v3";
 static const char *const kAsanCovName = "__sanitizer_cov";
+static const char *const kAsanPtrCmp = "__sanitizer_ptr_cmp";
+static const char *const kAsanPtrSub = "__sanitizer_ptr_sub";
 static const char *const kAsanHandleNoReturnName = "__asan_handle_no_return";
-static const char *const kAsanMappingOffsetName = "__asan_mapping_offset";
-static const char *const kAsanMappingScaleName = "__asan_mapping_scale";
 static const int         kMaxAsanStackMallocSizeClass = 10;
 static const char *const kAsanStackMallocNameTemplate = "__asan_stack_malloc_";
 static const char *const kAsanStackFreeNameTemplate = "__asan_stack_free_";
@@ -130,12 +132,16 @@ static cl::opt<bool> ClUseAfterReturn("asan-use-after-return",
 // 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> ClCoverage("asan-coverage",
-       cl::desc("ASan coverage"), cl::Hidden, cl::init(false));
+static cl::opt<int> ClCoverage("asan-coverage",
+       cl::desc("ASan coverage. 0: none, 1: entry block, 2: all blocks"),
+       cl::Hidden, cl::init(false));
 static cl::opt<bool> ClInitializers("asan-initialization-order",
        cl::desc("Handle C++ initializer order"), cl::Hidden, cl::init(false));
 static cl::opt<bool> ClMemIntrin("asan-memintrin",
        cl::desc("Handle memset/memcpy/memmove"), cl::Hidden, cl::init(true));
+static cl::opt<bool> 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));
@@ -161,11 +167,6 @@ static cl::opt<bool> ClKeepUninstrumented("asan-keep-uninstrumented-functions",
 //    Shadow = (Mem >> scale) + (1 << offset_log)
 static cl::opt<int> ClMappingScale("asan-mapping-scale",
        cl::desc("scale of asan shadow mapping"), cl::Hidden, cl::init(0));
-static cl::opt<int> ClMappingOffsetLog("asan-mapping-offset-log",
-       cl::desc("offset of asan shadow mapping"), cl::Hidden, cl::init(-1));
-static cl::opt<bool> ClShort64BitOffset("asan-short-64bit-mapping-offset",
-       cl::desc("Use short immediate constant as the mapping offset for 64bit"),
-       cl::Hidden, cl::init(true));
 
 // Optimization flags. Not user visible, used mostly for testing
 // and benchmarking the tool.
@@ -234,11 +235,12 @@ struct ShadowMapping {
   bool OrShadowOffset;
 };
 
-static ShadowMapping getShadowMapping(const Module &M, int LongSize,
-                                      bool ZeroBaseShadow) {
+static ShadowMapping getShadowMapping(const Module &M, int LongSize) {
   llvm::Triple TargetTriple(M.getTargetTriple());
   bool IsAndroid = TargetTriple.getEnvironment() == llvm::Triple::Android;
-  bool IsMacOSX = TargetTriple.getOS() == llvm::Triple::MacOSX;
+  // bool IsMacOSX = TargetTriple.getOS() == llvm::Triple::MacOSX;
+  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;
@@ -247,22 +249,24 @@ static ShadowMapping getShadowMapping(const Module &M, int LongSize,
 
   ShadowMapping Mapping;
 
-  // OR-ing shadow offset if more efficient (at least on x86),
-  // but on ppc64 we have to use add since the shadow offset is not neccesary
-  // 1/8-th of the address space.
-  Mapping.OrShadowOffset = !IsPPC64 && !ClShort64BitOffset;
-
-  Mapping.Offset = (IsAndroid || ZeroBaseShadow) ? 0 :
-      (LongSize == 32 ?
-       (IsMIPS32 ? kMIPS32_ShadowOffset32 : kDefaultShadowOffset32) :
-       IsPPC64 ? kPPC64_ShadowOffset64 : kDefaultShadowOffset64);
-  if (!ZeroBaseShadow && ClShort64BitOffset && IsX86_64 && !IsMacOSX) {
-    assert(LongSize == 64);
-    Mapping.Offset = kDefaultShort64bitShadowOffset;
-  }
-  if (!ZeroBaseShadow && ClMappingOffsetLog >= 0) {
-    // Zero offset log is the special case.
-    Mapping.Offset = (ClMappingOffsetLog == 0) ? 0 : 1ULL << ClMappingOffsetLog;
+  if (LongSize == 32) {
+    if (IsAndroid)
+      Mapping.Offset = 0;
+    else if (IsMIPS32)
+      Mapping.Offset = kMIPS32_ShadowOffset32;
+    else if (IsFreeBSD)
+      Mapping.Offset = kFreeBSD_ShadowOffset32;
+    else
+      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;
@@ -270,6 +274,11 @@ static ShadowMapping getShadowMapping(const Module &M, int LongSize,
     Mapping.Scale = ClMappingScale;
   }
 
+  // OR-ing shadow offset if more efficient (at least on x86) if the offset
+  // is a power of two, but on ppc64 we have to use add since the shadow
+  // offset is not necessary 1/8-th of the address space.
+  Mapping.OrShadowOffset = !IsPPC64 && !(Mapping.Offset & (Mapping.Offset - 1));
+
   return Mapping;
 }
 
@@ -284,19 +293,18 @@ struct AddressSanitizer : public FunctionPass {
   AddressSanitizer(bool CheckInitOrder = true,
                    bool CheckUseAfterReturn = false,
                    bool CheckLifetime = false,
-                   StringRef BlacklistFile = StringRef(),
-                   bool ZeroBaseShadow = false)
+                   StringRef BlacklistFile = StringRef())
       : FunctionPass(ID),
         CheckInitOrder(CheckInitOrder || ClInitializers),
         CheckUseAfterReturn(CheckUseAfterReturn || ClUseAfterReturn),
         CheckLifetime(CheckLifetime || ClCheckLifetime),
         BlacklistFile(BlacklistFile.empty() ? ClBlacklistFile
-                                            : BlacklistFile),
-        ZeroBaseShadow(ZeroBaseShadow) {}
-  virtual const char *getPassName() const {
+                                            : BlacklistFile) {}
+  const char *getPassName() const override {
     return "AddressSanitizerFunctionPass";
   }
   void instrumentMop(Instruction *I);
+  void instrumentPointerComparisonOrSubtraction(Instruction *I);
   void instrumentAddress(Instruction *OrigIns, Instruction *InsertBefore,
                          Value *Addr, uint32_t TypeSize, bool IsWrite,
                          Value *SizeArgument);
@@ -310,10 +318,9 @@ struct AddressSanitizer : public FunctionPass {
                                    Value *Size,
                                    Instruction *InsertBefore, bool IsWrite);
   Value *memToShadow(Value *Shadow, IRBuilder<> &IRB);
-  bool runOnFunction(Function &F);
+  bool runOnFunction(Function &F) override;
   bool maybeInsertAsanInitAtFunctionEntry(Function &F);
-  void emitShadowMapping(Module &M, IRBuilder<> &IRB) const;
-  virtual bool doInitialization(Module &M);
+  bool doInitialization(Module &M) override;
   static char ID;  // Pass identification, replacement for typeid
 
  private:
@@ -323,16 +330,16 @@ struct AddressSanitizer : public FunctionPass {
   bool LooksLikeCodeInBug11395(Instruction *I);
   void FindDynamicInitializers(Module &M);
   bool GlobalIsLinkerInitialized(GlobalVariable *G);
-  bool InjectCoverage(Function &F);
+  bool InjectCoverage(Function &F, const ArrayRef<BasicBlock*> AllBlocks);
+  void InjectCoverageAtBlock(Function &F, BasicBlock &BB);
 
   bool CheckInitOrder;
   bool CheckUseAfterReturn;
   bool CheckLifetime;
   SmallString<64> BlacklistFile;
-  bool ZeroBaseShadow;
 
   LLVMContext *C;
-  DataLayout *TD;
+  const DataLayout *DL;
   int LongSize;
   Type *IntptrTy;
   ShadowMapping Mapping;
@@ -340,7 +347,8 @@ struct AddressSanitizer : public FunctionPass {
   Function *AsanInitFunction;
   Function *AsanHandleNoReturnFunc;
   Function *AsanCovFunction;
-  OwningPtr<SpecialCaseList> BL;
+  Function *AsanPtrCmpFunction, *AsanPtrSubFunction;
+  std::unique_ptr<SpecialCaseList> BL;
   // This array is indexed by AccessIsWrite and log2(AccessSize).
   Function *AsanErrorCallback[2][kNumberOfAccessSizes];
   // This array is indexed by AccessIsWrite.
@@ -354,16 +362,14 @@ struct AddressSanitizer : public FunctionPass {
 class AddressSanitizerModule : public ModulePass {
  public:
   AddressSanitizerModule(bool CheckInitOrder = true,
-                         StringRef BlacklistFile = StringRef(),
-                         bool ZeroBaseShadow = false)
+                         StringRef BlacklistFile = StringRef())
       : ModulePass(ID),
         CheckInitOrder(CheckInitOrder || ClInitializers),
         BlacklistFile(BlacklistFile.empty() ? ClBlacklistFile
-                                            : BlacklistFile),
-        ZeroBaseShadow(ZeroBaseShadow) {}
-  bool runOnModule(Module &M);
+                                            : BlacklistFile) {}
+  bool runOnModule(Module &M) override;
   static char ID;  // Pass identification, replacement for typeid
-  virtual const char *getPassName() const {
+  const char *getPassName() const override {
     return "AddressSanitizerModule";
   }
 
@@ -378,13 +384,12 @@ class AddressSanitizerModule : public ModulePass {
 
   bool CheckInitOrder;
   SmallString<64> BlacklistFile;
-  bool ZeroBaseShadow;
 
-  OwningPtr<SpecialCaseList> BL;
+  std::unique_ptr<SpecialCaseList> BL;
   SetOfDynamicallyInitializedGlobals DynamicallyInitializedGlobals;
   Type *IntptrTy;
   LLVMContext *C;
-  DataLayout *TD;
+  const DataLayout *DL;
   ShadowMapping Mapping;
   Function *AsanPoisonGlobals;
   Function *AsanUnpoisonGlobals;
@@ -515,7 +520,7 @@ struct FunctionStackPoisoner : public InstVisitor<FunctionStackPoisoner> {
 
   uint64_t getAllocaSizeInBytes(AllocaInst *AI) const {
     Type *Ty = AI->getAllocatedType();
-    uint64_t SizeInBytes = ASan.TD->getTypeAllocSize(Ty);
+    uint64_t SizeInBytes = ASan.DL->getTypeAllocSize(Ty);
     return SizeInBytes;
   }
   /// Finds alloca where the value comes from.
@@ -536,9 +541,9 @@ INITIALIZE_PASS(AddressSanitizer, "asan",
     false, false)
 FunctionPass *llvm::createAddressSanitizerFunctionPass(
     bool CheckInitOrder, bool CheckUseAfterReturn, bool CheckLifetime,
-    StringRef BlacklistFile, bool ZeroBaseShadow) {
+    StringRef BlacklistFile) {
   return new AddressSanitizer(CheckInitOrder, CheckUseAfterReturn,
-                              CheckLifetime, BlacklistFile, ZeroBaseShadow);
+                              CheckLifetime, BlacklistFile);
 }
 
 char AddressSanitizerModule::ID = 0;
@@ -546,9 +551,8 @@ INITIALIZE_PASS(AddressSanitizerModule, "asan-module",
     "AddressSanitizer: detects use-after-free and out-of-bounds bugs."
     "ModulePass", false, false)
 ModulePass *llvm::createAddressSanitizerModulePass(
-    bool CheckInitOrder, StringRef BlacklistFile, bool ZeroBaseShadow) {
-  return new AddressSanitizerModule(CheckInitOrder, BlacklistFile,
-                                    ZeroBaseShadow);
+    bool CheckInitOrder, StringRef BlacklistFile) {
+  return new AddressSanitizerModule(CheckInitOrder, BlacklistFile);
 }
 
 static size_t TypeSizeToSizeIndex(uint32_t TypeSize) {
@@ -558,12 +562,16 @@ static size_t TypeSizeToSizeIndex(uint32_t TypeSize) {
 }
 
 // \brief Create a constant for Str so that we can pass it to the run-time lib.
-static GlobalVariable *createPrivateGlobalForString(Module &M, StringRef Str) {
+static GlobalVariable *createPrivateGlobalForString(
+    Module &M, StringRef Str, bool AllowMerging) {
   Constant *StrConst = ConstantDataArray::getString(M.getContext(), Str);
-  GlobalVariable *GV = new GlobalVariable(M, StrConst->getType(), true,
-                            GlobalValue::InternalLinkage, StrConst,
-                            kAsanGenPrefix);
-  GV->setUnnamedAddr(true);  // Ok to merge these.
+  // 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;
 }
@@ -617,7 +625,7 @@ bool AddressSanitizer::instrumentMemIntrinsic(MemIntrinsic *MI) {
 
     Value *Cmp = IRB.CreateICmpNE(Length,
                                   Constant::getNullValue(Length->getType()));
-    InsertBefore = SplitBlockAndInsertIfThen(cast<Instruction>(Cmp), false);
+    InsertBefore = SplitBlockAndInsertIfThen(Cmp, InsertBefore, false);
   }
 
   instrumentMemIntrinsicParam(MI, Dst, Length, InsertBefore, true);
@@ -652,6 +660,29 @@ static Value *isInterestingMemoryAccess(Instruction *I, bool *IsWrite) {
   return NULL;
 }
 
+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
@@ -659,6 +690,18 @@ bool AddressSanitizer::GlobalIsLinkerInitialized(GlobalVariable *G) {
   return G->hasInitializer() && !DynamicallyInitializedGlobals.Contains(G);
 }
 
+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 IsWrite = false;
   Value *Addr = isInterestingMemoryAccess(I, &IsWrite);
@@ -687,7 +730,7 @@ void AddressSanitizer::instrumentMop(Instruction *I) {
   Type *OrigTy = cast<PointerType>(OrigPtrTy)->getElementType();
 
   assert(OrigTy->isSized());
-  uint32_t TypeSize = TD->getTypeStoreSizeInBits(OrigTy);
+  uint32_t TypeSize = DL->getTypeStoreSizeInBits(OrigTy);
 
   assert((TypeSize % 8) == 0);
 
@@ -780,7 +823,7 @@ void AddressSanitizer::instrumentAddress(Instruction *OrigIns,
 
   if (ClAlwaysSlowPath || (TypeSize < 8 * Granularity)) {
     TerminatorInst *CheckTerm =
-        SplitBlockAndInsertIfThen(cast<Instruction>(Cmp), false);
+        SplitBlockAndInsertIfThen(Cmp, InsertBefore, false);
     assert(dyn_cast<BranchInst>(CheckTerm)->isUnconditional());
     BasicBlock *NextBB = CheckTerm->getSuccessor(0);
     IRB.SetInsertPoint(CheckTerm);
@@ -791,7 +834,7 @@ void AddressSanitizer::instrumentAddress(Instruction *OrigIns,
     BranchInst *NewTerm = BranchInst::Create(CrashBlock, NextBB, Cmp2);
     ReplaceInstWithInst(CheckTerm, NewTerm);
   } else {
-    CrashTerm = SplitBlockAndInsertIfThen(cast<Instruction>(Cmp), true);
+    CrashTerm = SplitBlockAndInsertIfThen(Cmp, InsertBefore, true);
   }
 
   Instruction *Crash = generateCrashCode(
@@ -908,15 +951,18 @@ void AddressSanitizerModule::initializeCallbacks(Module &M) {
 // redzones and inserts this function into llvm.global_ctors.
 bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
   if (!ClGlobals) return false;
-  TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
-  if (!TD)
+
+  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
+  if (!DLP)
     return false;
+  DL = &DLP->getDataLayout();
+
   BL.reset(SpecialCaseList::createOrDie(BlacklistFile));
   if (BL->isIn(M)) return false;
   C = &(M.getContext());
-  int LongSize = TD->getPointerSizeInBits();
+  int LongSize = DL->getPointerSizeInBits();
   IntptrTy = Type::getIntNTy(*C, LongSize);
-  Mapping = getShadowMapping(M, LongSize, ZeroBaseShadow);
+  Mapping = getShadowMapping(M, LongSize);
   initializeCallbacks(M);
   DynamicallyInitializedGlobals.Init(M);
 
@@ -950,18 +996,17 @@ bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
 
   bool HasDynamicallyInitializedGlobals = false;
 
-  GlobalVariable *ModuleName = createPrivateGlobalForString(
-      M, M.getModuleIdentifier());
   // We shouldn't merge same module names, as this string serves as unique
   // module ID in runtime.
-  ModuleName->setUnnamedAddr(false);
+  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];
     PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(G->getType());
     Type *Ty = PtrTy->getElementType();
-    uint64_t SizeInBytes = TD->getTypeAllocSize(Ty);
+    uint64_t SizeInBytes = DL->getTypeAllocSize(Ty);
     uint64_t MinRZ = MinRedzoneSizeForGlobal();
     // MinRZ <= RZ <= kMaxGlobalRedzone
     // and trying to make RZ to be ~ 1/4 of SizeInBytes.
@@ -985,7 +1030,8 @@ bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
         NewTy, G->getInitializer(),
         Constant::getNullValue(RightRedZoneTy), NULL);
 
-    GlobalVariable *Name = createPrivateGlobalForString(M, G->getName());
+    GlobalVariable *Name =
+        createPrivateGlobalForString(M, G->getName(), /*AllowMerging*/true);
 
     // Create a new global variable with enough space for a redzone.
     GlobalValue::LinkageTypes Linkage = G->getLinkage();
@@ -1074,42 +1120,30 @@ void AddressSanitizer::initializeCallbacks(Module &M) {
   AsanHandleNoReturnFunc = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
       kAsanHandleNoReturnName, IRB.getVoidTy(), NULL));
   AsanCovFunction = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-      kAsanCovName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, NULL));
+      kAsanCovName, IRB.getVoidTy(), NULL));
+  AsanPtrCmpFunction = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      kAsanPtrCmp, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+  AsanPtrSubFunction = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      kAsanPtrSub, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
   // We insert an empty inline asm after __asan_report* to avoid callback merge.
   EmptyAsm = InlineAsm::get(FunctionType::get(IRB.getVoidTy(), false),
                             StringRef(""), StringRef(""),
                             /*hasSideEffects=*/true);
 }
 
-void AddressSanitizer::emitShadowMapping(Module &M, IRBuilder<> &IRB) const {
-  // Tell the values of mapping offset and scale to the run-time.
-  GlobalValue *asan_mapping_offset =
-      new GlobalVariable(M, IntptrTy, true, GlobalValue::LinkOnceODRLinkage,
-                     ConstantInt::get(IntptrTy, Mapping.Offset),
-                     kAsanMappingOffsetName);
-  // Read the global, otherwise it may be optimized away.
-  IRB.CreateLoad(asan_mapping_offset, true);
-
-  GlobalValue *asan_mapping_scale =
-      new GlobalVariable(M, IntptrTy, true, GlobalValue::LinkOnceODRLinkage,
-                         ConstantInt::get(IntptrTy, Mapping.Scale),
-                         kAsanMappingScaleName);
-  // Read the global, otherwise it may be optimized away.
-  IRB.CreateLoad(asan_mapping_scale, true);
-}
-
 // virtual
 bool AddressSanitizer::doInitialization(Module &M) {
   // Initialize the private fields. No one has accessed them before.
-  TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
-
-  if (!TD)
+  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
+  if (!DLP)
     return false;
+  DL = &DLP->getDataLayout();
+
   BL.reset(SpecialCaseList::createOrDie(BlacklistFile));
   DynamicallyInitializedGlobals.Init(M);
 
   C = &(M.getContext());
-  LongSize = TD->getPointerSizeInBits();
+  LongSize = DL->getPointerSizeInBits();
   IntptrTy = Type::getIntNTy(*C, LongSize);
 
   AsanCtorFunction = Function::Create(
@@ -1123,8 +1157,7 @@ bool AddressSanitizer::doInitialization(Module &M) {
   AsanInitFunction->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
   IRB.CreateCall(AsanInitFunction);
 
-  Mapping = getShadowMapping(M, LongSize, ZeroBaseShadow);
-  emitShadowMapping(M, IRB);
+  Mapping = getShadowMapping(M, LongSize);
 
   appendToGlobalCtors(M, AsanCtorFunction, kAsanCtorAndCtorPriority);
   return true;
@@ -1146,9 +1179,42 @@ bool AddressSanitizer::maybeInsertAsanInitAtFunctionEntry(Function &F) {
   return false;
 }
 
+void AddressSanitizer::InjectCoverageAtBlock(Function &F, BasicBlock &BB) {
+  BasicBlock::iterator IP = BB.getFirstInsertionPt(), BE = BB.end();
+  // Skip static allocas at the top of the entry block so they don't become
+  // dynamic when we split the block.  If we used our optimized stack layout,
+  // then there will only be one alloca and it will come first.
+  for (; IP != BE; ++IP) {
+    AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(IP);
+    if (!AI || !AI->isStaticAlloca())
+      break;
+  }
+
+  IRBuilder<> IRB(IP);
+  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);
+  // We pass &F to __sanitizer_cov. We could avoid this and rely on
+  // GET_CALLER_PC, but having the PC of the first instruction is just nice.
+  Instruction *Call = IRB.CreateCall(AsanCovFunction);
+  Call->setDebugLoc(IP->getDebugLoc());
+  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:
+// as the function and inject this code into the entry block (-asan-coverage=1)
+// or all blocks (-asan-coverage=2):
 // if (*Guard) {
 //    __sanitizer_cov(&F);
 //    *Guard = 1;
@@ -1157,33 +1223,24 @@ bool AddressSanitizer::maybeInsertAsanInitAtFunctionEntry(Function &F) {
 // 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 was ever executed.
-// No counters, no per-basic-block or per-edge 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) {
+bool AddressSanitizer::InjectCoverage(Function &F,
+                                      const ArrayRef<BasicBlock *> AllBlocks) {
   if (!ClCoverage) return false;
-  IRBuilder<> IRB(F.getEntryBlock().getFirstInsertionPt());
-  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(cast<Instruction>(Cmp), false);
-  IRB.SetInsertPoint(Ins);
-  // We pass &F to __sanitizer_cov. We could avoid this and rely on
-  // GET_CALLER_PC, but having the PC of the first instruction is just nice.
-  IRB.CreateCall(AsanCovFunction, IRB.CreatePointerCast(&F, IntptrTy));
-  StoreInst *Store = IRB.CreateStore(ConstantInt::get(Int8Ty, 1), Guard);
-  Store->setAtomic(Monotonic);
-  Store->setAlignment(1);
+
+  if (ClCoverage == 1) {
+    InjectCoverageAtBlock(F, F.getEntryBlock());
+  } else {
+    for (size_t i = 0, n = AllBlocks.size(); i < n; i++)
+      InjectCoverageAtBlock(F, *AllBlocks[i]);
+  }
   return true;
 }
 
@@ -1208,12 +1265,15 @@ bool AddressSanitizer::runOnFunction(Function &F) {
   SmallSet<Value*, 16> TempsToInstrument;
   SmallVector<Instruction*, 16> ToInstrument;
   SmallVector<Instruction*, 8> NoReturnCalls;
+  SmallVector<BasicBlock*, 16> AllBlocks;
+  SmallVector<Instruction*, 16> PointerComparisonsOrSubtracts;
   int NumAllocas = 0;
   bool IsWrite;
 
   // Fill the set of memory operations to instrument.
   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end();
        FI != FE; ++FI) {
+    AllBlocks.push_back(FI);
     TempsToInstrument.clear();
     int NumInsnsPerBB = 0;
     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end();
@@ -1224,6 +1284,10 @@ bool AddressSanitizer::runOnFunction(Function &F) {
           if (!TempsToInstrument.insert(Addr))
             continue;  // We've seen this temp in the current BB.
         }
+      } else if (ClInvalidPointerPairs &&
+                 isInterestingPointerComparisonOrSubtraction(BI)) {
+        PointerComparisonsOrSubtracts.push_back(BI);
+        continue;
       } else if (isa<MemIntrinsic>(BI) && ClMemIntrin) {
         // ok, take it.
       } else {
@@ -1281,9 +1345,14 @@ bool AddressSanitizer::runOnFunction(Function &F) {
     IRB.CreateCall(AsanHandleNoReturnFunc);
   }
 
+  for (size_t i = 0, n = PointerComparisonsOrSubtracts.size(); i != n; i++) {
+    instrumentPointerComparisonOrSubtraction(PointerComparisonsOrSubtracts[i]);
+    NumInstrumented++;
+  }
+
   bool res = NumInstrumented > 0 || ChangedStack || !NoReturnCalls.empty();
 
-  if (InjectCoverage(F))
+  if (InjectCoverage(F, AllBlocks))
     res = true;
 
   DEBUG(dbgs() << "ASAN done instrumenting: " << res << " " << F << "\n");
@@ -1339,27 +1408,26 @@ FunctionStackPoisoner::poisonRedZones(const ArrayRef<uint8_t> ShadowBytes,
                                       IRBuilder<> &IRB, Value *ShadowBase,
                                       bool DoPoison) {
   size_t n = ShadowBytes.size();
-  size_t LargeStoreSize = ASan.LongSize / 8;
-  size_t i;
-  for (i = 0; i + LargeStoreSize - 1 < n; i += LargeStoreSize) {
-    uint64_t Val = 0;
-    for (size_t j = 0; j < LargeStoreSize; j++) {
-      if (ASan.TD->isLittleEndian())
-        Val |= (uint64_t)ShadowBytes[i + j] << (8 * j);
-      else
-        Val = (Val << 8) | ShadowBytes[i + j];
+  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()));
     }
-    if (!Val) continue;
-    Value *Ptr = IRB.CreateAdd(ShadowBase, ConstantInt::get(IntptrTy, i));
-    Value *Poison = ConstantInt::get(IntptrTy, DoPoison ? Val : 0);
-    IRB.CreateStore(Poison, IRB.CreateIntToPtr(Ptr, IntptrPtrTy));
-  }
-  for (; i < n; i++) {
-    uint8_t Val =  ShadowBytes[i];
-    if (!Val) continue;
-    Value *Ptr = IRB.CreateAdd(ShadowBase, ConstantInt::get(IntptrTy, i));
-    Value *Poison = ConstantInt::get(IRB.getInt8Ty(), DoPoison ? Val : 0);
-    IRB.CreateStore(Poison, IRB.CreateIntToPtr(Ptr, IRB.getInt8PtrTy()));
   }
 }
 
@@ -1436,8 +1504,7 @@ void FunctionStackPoisoner::poisonStack() {
         kAsanOptionDetectUAR, IRB.getInt32Ty());
     Value *Cmp = IRB.CreateICmpNE(IRB.CreateLoad(OptionDetectUAR),
                                   Constant::getNullValue(IRB.getInt32Ty()));
-    Instruction *Term =
-        SplitBlockAndInsertIfThen(cast<Instruction>(Cmp), false);
+    Instruction *Term = SplitBlockAndInsertIfThen(Cmp, InsBefore, false);
     BasicBlock *CmpBlock = cast<Instruction>(Cmp)->getParent();
     IRBuilder<> IRBIf(Term);
     LocalStackBase = IRBIf.CreateCall2(
@@ -1483,7 +1550,8 @@ void FunctionStackPoisoner::poisonStack() {
     IRB.CreateAdd(LocalStackBase, ConstantInt::get(IntptrTy, ASan.LongSize/8)),
     IntptrPtrTy);
   GlobalVariable *StackDescriptionGlobal =
-      createPrivateGlobalForString(*F.getParent(), L.DescriptionString);
+      createPrivateGlobalForString(*F.getParent(), L.DescriptionString,
+                                   /*AllowMerging*/true);
   Value *Description = IRB.CreatePointerCast(StackDescriptionGlobal,
                                              IntptrTy);
   IRB.CreateStore(Description, BasePlus1);
@@ -1498,28 +1566,31 @@ void FunctionStackPoisoner::poisonStack() {
   Value *ShadowBase = ASan.memToShadow(LocalStackBase, IRB);
   poisonRedZones(L.ShadowBytes, IRB, ShadowBase, true);
 
-  // Unpoison the stack before all ret instructions.
+  // (Un)poison the stack before all ret instructions.
   for (size_t i = 0, n = RetVec.size(); i < n; i++) {
     Instruction *Ret = RetVec[i];
     IRBuilder<> IRBRet(Ret);
     // Mark the current frame as retired.
     IRBRet.CreateStore(ConstantInt::get(IntptrTy, kRetiredStackFrameMagic),
                        BasePlus0);
-    // Unpoison the stack.
-    poisonRedZones(L.ShadowBytes, IRBRet, ShadowBase, false);
     if (DoStackMalloc) {
       assert(StackMallocIdx >= 0);
-      // In use-after-return mode, mark the whole stack frame unaddressable.
+      // 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) {
-        // For small sizes inline the whole thing:
-        // if LocalStackBase != OrigStackBase:
-        //     memset(ShadowBase, kAsanStackAfterReturnMagic, ShadowSize);
-        //     **SavedFlagPtr(LocalStackBase) = 0
-        // FIXME: if LocalStackBase != OrigStackBase don't call poisonRedZones.
-        Value *Cmp = IRBRet.CreateICmpNE(LocalStackBase, OrigStackBase);
-        TerminatorInst *PoisonTerm =
-            SplitBlockAndInsertIfThen(cast<Instruction>(Cmp), false);
-        IRBuilder<> IRBPoison(PoisonTerm);
         int ClassSize = kMinStackMallocSize << StackMallocIdx;
         SetShadowToStackAfterReturnInlined(IRBPoison, ShadowBase,
                                            ClassSize >> Mapping.Scale);
@@ -1533,15 +1604,20 @@ void FunctionStackPoisoner::poisonStack() {
             IRBPoison.CreateIntToPtr(SavedFlagPtr, IRBPoison.getInt8PtrTy()));
       } else {
         // For larger frames call __asan_stack_free_*.
-        IRBRet.CreateCall3(AsanStackFreeFunc[StackMallocIdx], LocalStackBase,
-                           ConstantInt::get(IntptrTy, LocalStackSize),
-                           OrigStackBase);
+        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);
     }
   }