]> Gitweb @ Texas Instruments - Open Source Git Repositories - git.TI.com/gitweb - opencl/llvm.git/blobdiff - lib/Transforms/Instrumentation/AddressSanitizer.cpp
[ASan/Win] Move the shadow to 0x30000000
[opencl/llvm.git] / lib / Transforms / Instrumentation / AddressSanitizer.cpp
index f683bfb16c73fac461d1a558eb512982381179d9..25f1f022c40c9aac5926886811cf4ec22255490a 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "asan"
-
 #include "llvm/Transforms/Instrumentation.h"
 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/DenseSet.h"
 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
-#include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
 #include "llvm/ADT/Triple.h"
-#include "llvm/DIBuilder.h"
+#include "llvm/IR/CallSite.h"
+#include "llvm/IR/DIBuilder.h"
 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.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/MC/MCSectionMachO.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/Endian.h"
-#include "llvm/Support/system_error.h"
+#include "llvm/Support/SwapByteOrder.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 "llvm/Transforms/Utils/SpecialCaseList.h"
 #include <algorithm>
 #include <string>
+#include <system_error>
 
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "asan"
+
 static const uint64_t kDefaultShadowScale = 3;
 static const uint64_t kDefaultShadowOffset32 = 1ULL << 29;
+static const uint64_t kIOSShadowOffset32 = 1ULL << 30;
 static const uint64_t kDefaultShadowOffset64 = 1ULL << 44;
-static const uint64_t kDefaultShort64bitShadowOffset = 0x7FFF8000;  // < 2G.
+static const uint64_t kSmallX86_64ShadowOffset = 0x7FFF8000;  // < 2G.
 static const uint64_t kPPC64_ShadowOffset64 = 1ULL << 41;
-static const uint64_t kMIPS32_ShadowOffset32 = 0x0aaa8000;
+static const uint64_t kMIPS32_ShadowOffset32 = 0x0aaa0000;
+static const uint64_t kMIPS64_ShadowOffset64 = 1ULL << 36;
+static const uint64_t kFreeBSD_ShadowOffset32 = 1ULL << 30;
+static const uint64_t kFreeBSD_ShadowOffset64 = 1ULL << 46;
+static const uint64_t kWindowsShadowOffset32 = 3ULL << 28;
 
 static const size_t kMinStackMallocSize = 1 << 6;  // 64B
 static const size_t kMaxStackMallocSize = 1 << 16;  // 64K
@@ -67,7 +76,7 @@ static const uintptr_t kRetiredStackFrameMagic = 0x45E0360E;
 
 static const char *const kAsanModuleCtorName = "asan.module_ctor";
 static const char *const kAsanModuleDtorName = "asan.module_dtor";
-static const int         kAsanCtorAndCtorPriority = 1;
+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";
@@ -76,15 +85,15 @@ 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_v3";
-static const char *const kAsanCovName = "__sanitizer_cov";
+static const char *const kAsanInitName = "__asan_init_v5";
+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_";
 static const char *const kAsanGenPrefix = "__asan_gen_";
+static const char *const kSanCovGenPrefix = "__sancov_gen_";
 static const char *const kAsanPoisonStackMemoryName =
     "__asan_poison_stack_memory";
 static const char *const kAsanUnpoisonStackMemoryName =
@@ -100,6 +109,12 @@ static const int kAsanStackAfterReturnMagic = 0xf5;
 // Accesses sizes are powers of two: 1, 2, 4, 8, 16.
 static const size_t kNumberOfAccessSizes = 5;
 
+static const unsigned kAllocaRzSize = 32;
+static const unsigned kAsanAllocaLeftMagic = 0xcacacacaU;
+static const unsigned kAsanAllocaRightMagic = 0xcbcbcbcbU;
+static const unsigned kAsanAllocaPartialVal1 = 0xcbcbcb00U;
+static const unsigned kAsanAllocaPartialVal2 = 0x000000cbU;
+
 // Command-line flags.
 
 // This flag may need to be replaced with -f[no-]asan-reads.
@@ -124,48 +139,37 @@ 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> ClCoverage("asan-coverage",
-       cl::desc("ASan coverage"), 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));
+       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<std::string> ClBlacklistFile("asan-blacklist",
-       cl::desc("File containing the list of objects to ignore "
-                "during instrumentation"), cl::Hidden);
-
-// 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));
+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_"));
+static cl::opt<bool> ClInstrumentAllocas("asan-instrument-allocas",
+       cl::desc("instrument dynamic allocas"), cl::Hidden, cl::init(false));
 
 // These flags allow to change the shadow mapping.
 // The shadow mapping looks like
 //    Shadow = (Mem >> scale) + (1 << offset_log)
 static cl::opt<int> ClMappingScale("asan-mapping-scale",
        cl::desc("scale of asan shadow mapping"), cl::Hidden, cl::init(0));
-static cl::opt<int> ClMappingOffsetLog("asan-mapping-offset-log",
-       cl::desc("offset of asan shadow mapping"), cl::Hidden, cl::init(-1));
-static cl::opt<bool> ClShort64BitOffset("asan-short-64bit-mapping-offset",
-       cl::desc("Use short immediate constant as the mapping offset for 64bit"),
-       cl::Hidden, cl::init(true));
 
 // Optimization flags. Not user visible, used mostly for testing
 // and benchmarking the tool.
@@ -181,6 +185,11 @@ static cl::opt<bool> ClCheckLifetime("asan-check-lifetime",
        cl::desc("Use llvm.lifetime intrinsics to insert extra checks"),
        cl::Hidden, cl::init(false));
 
+static cl::opt<bool> ClDynamicAllocaStack(
+    "asan-stack-dynamic-alloca",
+    cl::desc("Use dynamic alloca to represent stack variables"), cl::Hidden,
+    cl::init(false));
+
 // Debug flags.
 static cl::opt<int> ClDebug("asan-debug", cl::desc("debug"), cl::Hidden,
                             cl::init(0));
@@ -195,35 +204,88 @@ static cl::opt<int> ClDebugMax("asan-debug-max", cl::desc("Debug man inst"),
 
 STATISTIC(NumInstrumentedReads, "Number of instrumented reads");
 STATISTIC(NumInstrumentedWrites, "Number of instrumented writes");
+STATISTIC(NumInstrumentedDynamicAllocas,
+          "Number of instrumented dynamic allocas");
 STATISTIC(NumOptimizedAccessesToGlobalArray,
           "Number of optimized accesses to global arrays");
 STATISTIC(NumOptimizedAccessesToGlobalVar,
           "Number of optimized accesses to global vars");
 
 namespace {
-/// A set of dynamically initialized globals extracted from metadata.
-class SetOfDynamicallyInitializedGlobals {
+/// Frontend-provided metadata for source location.
+struct LocationMetadata {
+  StringRef Filename;
+  int LineNo;
+  int ColumnNo;
+
+  LocationMetadata() : Filename(), LineNo(0), ColumnNo(0) {}
+
+  bool empty() const { return Filename.empty(); }
+
+  void parse(MDNode *MDN) {
+    assert(MDN->getNumOperands() == 3);
+    MDString *MDFilename = cast<MDString>(MDN->getOperand(0));
+    Filename = MDFilename->getString();
+    LineNo =
+        mdconst::extract<ConstantInt>(MDN->getOperand(1))->getLimitedValue();
+    ColumnNo =
+        mdconst::extract<ConstantInt>(MDN->getOperand(2))->getLimitedValue();
+  }
+};
+
+/// Frontend-provided metadata for global variables.
+class GlobalsMetadata {
  public:
-  void Init(Module& M) {
-    // Clang generates metadata identifying all dynamically initialized globals.
-    NamedMDNode *DynamicGlobals =
-        M.getNamedMetadata("llvm.asan.dynamically_initialized_globals");
-    if (!DynamicGlobals)
+  struct Entry {
+    Entry()
+        : SourceLoc(), Name(), IsDynInit(false),
+          IsBlacklisted(false) {}
+    LocationMetadata SourceLoc;
+    StringRef Name;
+    bool IsDynInit;
+    bool IsBlacklisted;
+  };
+
+  GlobalsMetadata() : inited_(false) {}
+
+  void init(Module& M) {
+    assert(!inited_);
+    inited_ = true;
+    NamedMDNode *Globals = M.getNamedMetadata("llvm.asan.globals");
+    if (!Globals)
       return;
-    for (int i = 0, n = DynamicGlobals->getNumOperands(); i < n; ++i) {
-      MDNode *MDN = DynamicGlobals->getOperand(i);
-      assert(MDN->getNumOperands() == 1);
-      Value *VG = MDN->getOperand(0);
-      // The optimizer may optimize away a global entirely, in which case we
-      // cannot instrument access to it.
-      if (!VG)
+    for (auto MDN : Globals->operands()) {
+      // Metadata node contains the global and the fields of "Entry".
+      assert(MDN->getNumOperands() == 5);
+      auto *GV = mdconst::extract_or_null<GlobalVariable>(MDN->getOperand(0));
+      // The optimizer may optimize away a global entirely.
+      if (!GV)
         continue;
-      DynInitGlobals.insert(cast<GlobalVariable>(VG));
+      // We can already have an entry for GV if it was merged with another
+      // global.
+      Entry &E = Entries[GV];
+      if (auto *Loc = cast_or_null<MDNode>(MDN->getOperand(1)))
+        E.SourceLoc.parse(Loc);
+      if (auto *Name = cast_or_null<MDString>(MDN->getOperand(2)))
+        E.Name = Name->getString();
+      ConstantInt *IsDynInit =
+          mdconst::extract<ConstantInt>(MDN->getOperand(3));
+      E.IsDynInit |= IsDynInit->isOne();
+      ConstantInt *IsBlacklisted =
+          mdconst::extract<ConstantInt>(MDN->getOperand(4));
+      E.IsBlacklisted |= IsBlacklisted->isOne();
     }
   }
-  bool Contains(GlobalVariable *G) { return DynInitGlobals.count(G) != 0; }
+
+  /// Returns metadata entry for a given global.
+  Entry get(GlobalVariable *G) const {
+    auto Pos = Entries.find(G);
+    return (Pos != Entries.end()) ? Pos->second : Entry();
+  }
+
  private:
-  SmallSet<GlobalValue*, 32> DynInitGlobals;
+  bool inited_;
+  DenseMap<GlobalVariable*, Entry> Entries;
 };
 
 /// This struct defines the shadow mapping using the rule:
@@ -234,35 +296,46 @@ struct ShadowMapping {
   bool OrShadowOffset;
 };
 
-static ShadowMapping getShadowMapping(const Module &M, int LongSize,
-                                      bool ZeroBaseShadow) {
-  llvm::Triple TargetTriple(M.getTargetTriple());
+static ShadowMapping getShadowMapping(Triple &TargetTriple, int LongSize) {
   bool IsAndroid = TargetTriple.getEnvironment() == llvm::Triple::Android;
-  bool IsMacOSX = TargetTriple.getOS() == llvm::Triple::MacOSX;
+  bool IsIOS = TargetTriple.isiOS();
+  bool IsFreeBSD = TargetTriple.isOSFreeBSD();
+  bool IsLinux = TargetTriple.isOSLinux();
   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;
+  bool IsMIPS64 = TargetTriple.getArch() == llvm::Triple::mips64 ||
+                  TargetTriple.getArch() == llvm::Triple::mips64el;
+  bool IsWindows = TargetTriple.isOSWindows();
 
   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 if (IsIOS)
+      Mapping.Offset = kIOSShadowOffset32;
+    else if (IsWindows)
+      Mapping.Offset = kWindowsShadowOffset32;
+    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 if (IsMIPS64)
+      Mapping.Offset = kMIPS64_ShadowOffset64;
+    else
+      Mapping.Offset = kDefaultShadowOffset64;
   }
 
   Mapping.Scale = kDefaultShadowScale;
@@ -270,6 +343,11 @@ 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;
 }
 
@@ -281,110 +359,89 @@ static size_t RedzoneSizeForScale(int MappingScale) {
 
 /// AddressSanitizer: instrument the code in module to find memory bugs.
 struct AddressSanitizer : public FunctionPass {
-  AddressSanitizer(bool CheckInitOrder = true,
-                   bool CheckUseAfterReturn = false,
-                   bool CheckLifetime = false,
-                   StringRef BlacklistFile = StringRef(),
-                   bool ZeroBaseShadow = false)
-      : FunctionPass(ID),
-        CheckInitOrder(CheckInitOrder || ClInitializers),
-        CheckUseAfterReturn(CheckUseAfterReturn || ClUseAfterReturn),
-        CheckLifetime(CheckLifetime || ClCheckLifetime),
-        BlacklistFile(BlacklistFile.empty() ? ClBlacklistFile
-                                            : BlacklistFile),
-        ZeroBaseShadow(ZeroBaseShadow) {}
-  virtual const char *getPassName() const {
+  AddressSanitizer() : FunctionPass(ID) {
+    initializeAddressSanitizerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+  }
+  const char *getPassName() const override {
     return "AddressSanitizerFunctionPass";
   }
-  void instrumentMop(Instruction *I);
+  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+    AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
+  }
+  void instrumentMop(Instruction *I, bool UseCalls);
+  void instrumentPointerComparisonOrSubtraction(Instruction *I);
   void instrumentAddress(Instruction *OrigIns, Instruction *InsertBefore,
                          Value *Addr, uint32_t TypeSize, bool IsWrite,
-                         Value *SizeArgument);
+                         Value *SizeArgument, bool UseCalls);
   Value *createSlowPathCmp(IRBuilder<> &IRB, Value *AddrLong,
                            Value *ShadowValue, uint32_t TypeSize);
   Instruction *generateCrashCode(Instruction *InsertBefore, Value *Addr,
                                  bool IsWrite, size_t AccessSizeIndex,
                                  Value *SizeArgument);
-  bool instrumentMemIntrinsic(MemIntrinsic *MI);
-  void instrumentMemIntrinsicParam(Instruction *OrigIns, Value *Addr,
-                                   Value *Size,
-                                   Instruction *InsertBefore, bool IsWrite);
+  void instrumentMemIntrinsic(MemIntrinsic *MI);
   Value *memToShadow(Value *Shadow, IRBuilder<> &IRB);
-  bool runOnFunction(Function &F);
+  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
 
+  DominatorTree &getDominatorTree() const { return *DT; }
+
  private:
   void initializeCallbacks(Module &M);
 
-  bool ShouldInstrumentGlobal(GlobalVariable *G);
   bool LooksLikeCodeInBug11395(Instruction *I);
-  void FindDynamicInitializers(Module &M);
   bool GlobalIsLinkerInitialized(GlobalVariable *G);
-  bool InjectCoverage(Function &F);
-
-  bool CheckInitOrder;
-  bool CheckUseAfterReturn;
-  bool CheckLifetime;
-  SmallString<64> BlacklistFile;
-  bool ZeroBaseShadow;
 
   LLVMContext *C;
-  DataLayout *TD;
+  const DataLayout *DL;
+  Triple TargetTriple;
   int LongSize;
   Type *IntptrTy;
   ShadowMapping Mapping;
+  DominatorTree *DT;
   Function *AsanCtorFunction;
   Function *AsanInitFunction;
   Function *AsanHandleNoReturnFunc;
-  Function *AsanCovFunction;
-  OwningPtr<SpecialCaseList> BL;
+  Function *AsanPtrCmpFunction, *AsanPtrSubFunction;
   // This array is indexed by AccessIsWrite and log2(AccessSize).
   Function *AsanErrorCallback[2][kNumberOfAccessSizes];
+  Function *AsanMemoryAccessCallback[2][kNumberOfAccessSizes];
   // This array is indexed by AccessIsWrite.
-  Function *AsanErrorCallbackSized[2];
+  Function *AsanErrorCallbackSized[2],
+           *AsanMemoryAccessCallbackSized[2];
+  Function *AsanMemmove, *AsanMemcpy, *AsanMemset;
   InlineAsm *EmptyAsm;
-  SetOfDynamicallyInitializedGlobals DynamicallyInitializedGlobals;
+  GlobalsMetadata GlobalsMD;
 
   friend struct FunctionStackPoisoner;
 };
 
 class AddressSanitizerModule : public ModulePass {
  public:
-  AddressSanitizerModule(bool CheckInitOrder = true,
-                         StringRef BlacklistFile = StringRef(),
-                         bool ZeroBaseShadow = false)
-      : ModulePass(ID),
-        CheckInitOrder(CheckInitOrder || ClInitializers),
-        BlacklistFile(BlacklistFile.empty() ? ClBlacklistFile
-                                            : BlacklistFile),
-        ZeroBaseShadow(ZeroBaseShadow) {}
-  bool runOnModule(Module &M);
+  AddressSanitizerModule() : ModulePass(ID) {}
+  bool runOnModule(Module &M) override;
   static char ID;  // Pass identification, replacement for typeid
-  virtual const char *getPassName() const {
+  const char *getPassName() const override {
     return "AddressSanitizerModule";
   }
 
  private:
   void initializeCallbacks(Module &M);
 
+  bool InstrumentGlobals(IRBuilder<> &IRB, Module &M);
   bool ShouldInstrumentGlobal(GlobalVariable *G);
+  void poisonOneInitializer(Function &GlobalInit, GlobalValue *ModuleName);
   void createInitializerPoisonCalls(Module &M, GlobalValue *ModuleName);
   size_t MinRedzoneSizeForGlobal() const {
     return RedzoneSizeForScale(Mapping.Scale);
   }
 
-  bool CheckInitOrder;
-  SmallString<64> BlacklistFile;
-  bool ZeroBaseShadow;
-
-  OwningPtr<SpecialCaseList> BL;
-  SetOfDynamicallyInitializedGlobals DynamicallyInitializedGlobals;
+  GlobalsMetadata GlobalsMD;
   Type *IntptrTy;
   LLVMContext *C;
-  DataLayout *TD;
+  const DataLayout *DL;
+  Triple TargetTriple;
   ShadowMapping Mapping;
   Function *AsanPoisonGlobals;
   Function *AsanUnpoisonGlobals;
@@ -427,25 +484,44 @@ struct FunctionStackPoisoner : public InstVisitor<FunctionStackPoisoner> {
   };
   SmallVector<AllocaPoisonCall, 8> AllocaPoisonCallVec;
 
+  // Stores left and right redzone shadow addresses for dynamic alloca
+  // and pointer to alloca instruction itself.
+  // LeftRzAddr is a shadow address for alloca left redzone.
+  // RightRzAddr is a shadow address for alloca right redzone.
+  struct DynamicAllocaCall {
+    AllocaInst *AI;
+    Value *LeftRzAddr;
+    Value *RightRzAddr;
+    bool Poison;
+    explicit DynamicAllocaCall(AllocaInst *AI,
+                      Value *LeftRzAddr = nullptr,
+                      Value *RightRzAddr = nullptr)
+      : AI(AI), LeftRzAddr(LeftRzAddr), RightRzAddr(RightRzAddr), Poison(true)
+    {}
+  };
+  SmallVector<DynamicAllocaCall, 1> DynamicAllocaVec;
+
   // Maps Value to an AllocaInst from which the Value is originated.
   typedef DenseMap<Value*, AllocaInst*> AllocaForValueMapTy;
   AllocaForValueMapTy AllocaForValue;
 
+  bool HasNonEmptyInlineAsm;
+  std::unique_ptr<CallInst> EmptyInlineAsm;
+
   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) {}
+      : F(F), ASan(ASan), DIB(*F.getParent(), /*AllowUnresolved*/ false),
+        C(ASan.C), IntptrTy(ASan.IntptrTy),
+        IntptrPtrTy(PointerType::get(IntptrTy, 0)), Mapping(ASan.Mapping),
+        StackAlignment(1 << Mapping.Scale), HasNonEmptyInlineAsm(false),
+        EmptyInlineAsm(CallInst::Create(ASan.EmptyAsm)) {}
 
   bool runOnFunction() {
     if (!ClStack) return false;
     // Collect alloca, ret, lifetime instructions etc.
-    for (df_iterator<BasicBlock*> DI = df_begin(&F.getEntryBlock()),
-         DE = df_end(&F.getEntryBlock()); DI != DE; ++DI) {
-      BasicBlock *BB = *DI;
+    for (BasicBlock *BB : depth_first(&F.getEntryBlock()))
       visit(*BB);
-    }
-    if (AllocaVec.empty()) return false;
+
+    if (AllocaVec.empty() && DynamicAllocaVec.empty()) return false;
 
     initializeCallbacks(*F.getParent());
 
@@ -457,7 +533,7 @@ struct FunctionStackPoisoner : public InstVisitor<FunctionStackPoisoner> {
     return true;
   }
 
-  // Finds all static Alloca instructions and puts
+  // Finds all Alloca instructions and puts
   // poisoned red zones around all of them.
   // Then unpoison everything back before the function returns.
   void poisonStack();
@@ -468,18 +544,70 @@ struct FunctionStackPoisoner : public InstVisitor<FunctionStackPoisoner> {
     RetVec.push_back(&RI);
   }
 
+  // Unpoison dynamic allocas redzones.
+  void unpoisonDynamicAlloca(DynamicAllocaCall &AllocaCall) {
+    if (!AllocaCall.Poison)
+      return;
+    for (auto Ret : RetVec) {
+      IRBuilder<> IRBRet(Ret);
+      PointerType *Int32PtrTy = PointerType::getUnqual(IRBRet.getInt32Ty());
+      Value *Zero = Constant::getNullValue(IRBRet.getInt32Ty());
+      Value *PartialRzAddr = IRBRet.CreateSub(AllocaCall.RightRzAddr,
+                                              ConstantInt::get(IntptrTy, 4));
+      IRBRet.CreateStore(Zero, IRBRet.CreateIntToPtr(AllocaCall.LeftRzAddr,
+                                                     Int32PtrTy));
+      IRBRet.CreateStore(Zero, IRBRet.CreateIntToPtr(PartialRzAddr,
+                                                     Int32PtrTy));
+      IRBRet.CreateStore(Zero, IRBRet.CreateIntToPtr(AllocaCall.RightRzAddr,
+                                                     Int32PtrTy));
+    }
+  }
+
+  // Right shift for BigEndian and left shift for LittleEndian.
+  Value *shiftAllocaMagic(Value *Val, IRBuilder<> &IRB, Value *Shift) {
+    return ASan.DL->isLittleEndian() ? IRB.CreateShl(Val, Shift)
+                                     : IRB.CreateLShr(Val, Shift);
+  }
+
+  // Compute PartialRzMagic for dynamic alloca call. Since we don't know the
+  // size of requested memory until runtime, we should compute it dynamically.
+  // If PartialSize is 0, PartialRzMagic would contain kAsanAllocaRightMagic,
+  // otherwise it would contain the value that we will use to poison the
+  // partial redzone for alloca call.
+  Value *computePartialRzMagic(Value *PartialSize, IRBuilder<> &IRB);
+
+  // Deploy and poison redzones around dynamic alloca call. To do this, we
+  // should replace this call with another one with changed parameters and
+  // replace all its uses with new address, so
+  //   addr = alloca type, old_size, align
+  // is replaced by
+  //   new_size = (old_size + additional_size) * sizeof(type)
+  //   tmp = alloca i8, new_size, max(align, 32)
+  //   addr = tmp + 32 (first 32 bytes are for the left redzone).
+  // Additional_size is added to make new memory allocation contain not only
+  // requested memory, but also left, partial and right redzones.
+  // After that, we should poison redzones:
+  // (1) Left redzone with kAsanAllocaLeftMagic.
+  // (2) Partial redzone with the value, computed in runtime by
+  //     computePartialRzMagic function.
+  // (3) Right redzone with kAsanAllocaRightMagic.
+  void handleDynamicAllocaCall(DynamicAllocaCall &AllocaCall);
+
   /// \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);
+    if (isDynamicAlloca(AI))
+      DynamicAllocaVec.push_back(DynamicAllocaCall(&AI));
+    else
+      AllocaVec.push_back(&AI);
   }
 
   /// \brief Collect lifetime intrinsic calls to check for use-after-scope
   /// errors.
   void visitIntrinsicInst(IntrinsicInst &II) {
-    if (!ASan.CheckLifetime) return;
+    if (!ClCheckLifetime) return;
     Intrinsic::ID ID = II.getIntrinsicID();
     if (ID != Intrinsic::lifetime_start &&
         ID != Intrinsic::lifetime_end)
@@ -502,53 +630,72 @@ struct FunctionStackPoisoner : public InstVisitor<FunctionStackPoisoner> {
     AllocaPoisonCallVec.push_back(APC);
   }
 
+  void visitCallInst(CallInst &CI) {
+    HasNonEmptyInlineAsm |=
+        CI.isInlineAsm() && !CI.isIdenticalTo(EmptyInlineAsm.get());
+  }
+
   // ---------------------- Helpers.
   void initializeCallbacks(Module &M);
 
+  bool doesDominateAllExits(const Instruction *I) const {
+    for (auto Ret : RetVec) {
+      if (!ASan.getDominatorTree().dominates(I, Ret))
+        return false;
+    }
+    return true;
+  }
+
+  bool isDynamicAlloca(AllocaInst &AI) const {
+    return AI.isArrayAllocation() || !AI.isStaticAlloca();
+  }
+
   // Check if we want (and can) handle this alloca.
   bool isInterestingAlloca(AllocaInst &AI) const {
-    return (!AI.isArrayAllocation() && AI.isStaticAlloca() &&
-            AI.getAllocatedType()->isSized() &&
+    return (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.TD->getTypeAllocSize(Ty);
+    uint64_t SizeInBytes = ASan.DL->getTypeAllocSize(Ty);
     return SizeInBytes;
   }
   /// Finds alloca where the value comes from.
   AllocaInst *findAllocaForValue(Value *V);
-  void poisonRedZones(const ArrayRef<uint8_t> ShadowBytes, IRBuilder<> &IRB,
+  void poisonRedZones(ArrayRef<uint8_t> ShadowBytes, IRBuilder<> &IRB,
                       Value *ShadowBase, bool DoPoison);
   void poisonAlloca(Value *V, uint64_t Size, IRBuilder<> &IRB, bool DoPoison);
 
   void SetShadowToStackAfterReturnInlined(IRBuilder<> &IRB, Value *ShadowBase,
                                           int Size);
+  Value *createAllocaForLayout(IRBuilder<> &IRB, const ASanStackFrameLayout &L,
+                               bool Dynamic);
+  PHINode *createPHI(IRBuilder<> &IRB, Value *Cond, Value *ValueIfTrue,
+                     Instruction *ThenTerm, Value *ValueIfFalse);
 };
 
 }  // namespace
 
 char AddressSanitizer::ID = 0;
-INITIALIZE_PASS(AddressSanitizer, "asan",
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(AddressSanitizer, "asan",
     "AddressSanitizer: detects use-after-free and out-of-bounds bugs.",
     false, false)
-FunctionPass *llvm::createAddressSanitizerFunctionPass(
-    bool CheckInitOrder, bool CheckUseAfterReturn, bool CheckLifetime,
-    StringRef BlacklistFile, bool ZeroBaseShadow) {
-  return new AddressSanitizer(CheckInitOrder, CheckUseAfterReturn,
-                              CheckLifetime, BlacklistFile, ZeroBaseShadow);
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_END(AddressSanitizer, "asan",
+    "AddressSanitizer: detects use-after-free and out-of-bounds bugs.",
+    false, false)
+FunctionPass *llvm::createAddressSanitizerFunctionPass() {
+  return new AddressSanitizer();
 }
 
 char AddressSanitizerModule::ID = 0;
 INITIALIZE_PASS(AddressSanitizerModule, "asan-module",
     "AddressSanitizer: detects use-after-free and out-of-bounds bugs."
     "ModulePass", false, false)
-ModulePass *llvm::createAddressSanitizerModulePass(
-    bool CheckInitOrder, StringRef BlacklistFile, bool ZeroBaseShadow) {
-  return new AddressSanitizerModule(CheckInitOrder, BlacklistFile,
-                                    ZeroBaseShadow);
+ModulePass *llvm::createAddressSanitizerModulePass() {
+  return new AddressSanitizerModule();
 }
 
 static size_t TypeSizeToSizeIndex(uint32_t TypeSize) {
@@ -558,18 +705,39 @@ 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;
 }
 
+/// \brief Create a global describing a source location.
+static GlobalVariable *createPrivateGlobalForSourceLoc(Module &M,
+                                                       LocationMetadata MD) {
+  Constant *LocData[] = {
+      createPrivateGlobalForString(M, MD.Filename, true),
+      ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(M.getContext()), MD.LineNo),
+      ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(M.getContext()), MD.ColumnNo),
+  };
+  auto LocStruct = ConstantStruct::getAnon(LocData);
+  auto GV = new GlobalVariable(M, LocStruct->getType(), true,
+                               GlobalValue::PrivateLinkage, LocStruct,
+                               kAsanGenPrefix);
+  GV->setUnnamedAddr(true);
+  return GV;
+}
+
 static bool GlobalWasGeneratedByAsan(GlobalVariable *G) {
-  return G->getName().find(kAsanGenPrefix) == 0;
+  return G->getName().find(kAsanGenPrefix) == 0 ||
+         G->getName().find(kSanCovGenPrefix) == 0;
 }
 
 Value *AddressSanitizer::memToShadow(Value *Shadow, IRBuilder<> &IRB) {
@@ -584,90 +752,111 @@ Value *AddressSanitizer::memToShadow(Value *Shadow, IRBuilder<> &IRB) {
     return IRB.CreateAdd(Shadow, ConstantInt::get(IntptrTy, Mapping.Offset));
 }
 
-void AddressSanitizer::instrumentMemIntrinsicParam(
-    Instruction *OrigIns,
-    Value *Addr, Value *Size, Instruction *InsertBefore, bool IsWrite) {
-  IRBuilder<> IRB(InsertBefore);
-  if (Size->getType() != IntptrTy)
-    Size = IRB.CreateIntCast(Size, IntptrTy, false);
-  // Check the first byte.
-  instrumentAddress(OrigIns, InsertBefore, Addr, 8, IsWrite, Size);
-  // Check the last byte.
-  IRB.SetInsertPoint(InsertBefore);
-  Value *SizeMinusOne = IRB.CreateSub(Size, ConstantInt::get(IntptrTy, 1));
-  Value *AddrLong = IRB.CreatePointerCast(Addr, IntptrTy);
-  Value *AddrLast = IRB.CreateAdd(AddrLong, SizeMinusOne);
-  instrumentAddress(OrigIns, InsertBefore, AddrLast, 8, IsWrite, Size);
-}
-
 // Instrument memset/memmove/memcpy
-bool AddressSanitizer::instrumentMemIntrinsic(MemIntrinsic *MI) {
-  Value *Dst = MI->getDest();
-  MemTransferInst *MemTran = dyn_cast<MemTransferInst>(MI);
-  Value *Src = MemTran ? MemTran->getSource() : 0;
-  Value *Length = MI->getLength();
-
-  Constant *ConstLength = dyn_cast<Constant>(Length);
-  Instruction *InsertBefore = MI;
-  if (ConstLength) {
-    if (ConstLength->isNullValue()) return false;
-  } else {
-    // The size is not a constant so it could be zero -- check at run-time.
-    IRBuilder<> IRB(InsertBefore);
-
-    Value *Cmp = IRB.CreateICmpNE(Length,
-                                  Constant::getNullValue(Length->getType()));
-    InsertBefore = SplitBlockAndInsertIfThen(cast<Instruction>(Cmp), false);
+void AddressSanitizer::instrumentMemIntrinsic(MemIntrinsic *MI) {
+  IRBuilder<> IRB(MI);
+  if (isa<MemTransferInst>(MI)) {
+    IRB.CreateCall3(
+        isa<MemMoveInst>(MI) ? AsanMemmove : AsanMemcpy,
+        IRB.CreatePointerCast(MI->getOperand(0), IRB.getInt8PtrTy()),
+        IRB.CreatePointerCast(MI->getOperand(1), IRB.getInt8PtrTy()),
+        IRB.CreateIntCast(MI->getOperand(2), IntptrTy, false));
+  } else if (isa<MemSetInst>(MI)) {
+    IRB.CreateCall3(
+        AsanMemset,
+        IRB.CreatePointerCast(MI->getOperand(0), IRB.getInt8PtrTy()),
+        IRB.CreateIntCast(MI->getOperand(1), IRB.getInt32Ty(), false),
+        IRB.CreateIntCast(MI->getOperand(2), IntptrTy, false));
   }
-
-  instrumentMemIntrinsicParam(MI, Dst, Length, InsertBefore, true);
-  if (Src)
-    instrumentMemIntrinsicParam(MI, Src, Length, InsertBefore, false);
-  return true;
+  MI->eraseFromParent();
 }
 
 // If I is an interesting memory access, return the PointerOperand
-// and set IsWrite. Otherwise return NULL.
-static Value *isInterestingMemoryAccess(Instruction *I, bool *IsWrite) {
+// and set IsWrite/Alignment. Otherwise return nullptr.
+static Value *isInterestingMemoryAccess(Instruction *I, bool *IsWrite,
+                                        unsigned *Alignment) {
+  // Skip memory accesses inserted by another instrumentation.
+  if (I->getMetadata("nosanitize"))
+    return nullptr;
   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
-    if (!ClInstrumentReads) return NULL;
+    if (!ClInstrumentReads) return nullptr;
     *IsWrite = false;
+    *Alignment = LI->getAlignment();
     return LI->getPointerOperand();
   }
   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
-    if (!ClInstrumentWrites) return NULL;
+    if (!ClInstrumentWrites) return nullptr;
     *IsWrite = true;
+    *Alignment = SI->getAlignment();
     return SI->getPointerOperand();
   }
   if (AtomicRMWInst *RMW = dyn_cast<AtomicRMWInst>(I)) {
-    if (!ClInstrumentAtomics) return NULL;
+    if (!ClInstrumentAtomics) return nullptr;
     *IsWrite = true;
+    *Alignment = 0;
     return RMW->getPointerOperand();
   }
   if (AtomicCmpXchgInst *XCHG = dyn_cast<AtomicCmpXchgInst>(I)) {
-    if (!ClInstrumentAtomics) return NULL;
+    if (!ClInstrumentAtomics) return nullptr;
     *IsWrite = true;
+    *Alignment = 0;
     return XCHG->getPointerOperand();
   }
-  return NULL;
+  return nullptr;
+}
+
+static bool isPointerOperand(Value *V) {
+  return V->getType()->isPointerTy() || isa<PtrToIntInst>(V);
+}
+
+// This is a rough heuristic; it may cause both false positives and
+// false negatives. The proper implementation requires cooperation with
+// the frontend.
+static bool isInterestingPointerComparisonOrSubtraction(Instruction *I) {
+  if (ICmpInst *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(I)) {
+    if (!Cmp->isRelational())
+      return false;
+  } else if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
+    if (BO->getOpcode() != Instruction::Sub)
+      return false;
+  } else {
+    return false;
+  }
+  if (!isPointerOperand(I->getOperand(0)) ||
+      !isPointerOperand(I->getOperand(1)))
+      return false;
+  return true;
 }
 
 bool AddressSanitizer::GlobalIsLinkerInitialized(GlobalVariable *G) {
   // If a global variable does not have dynamic initialization we don't
   // have to instrument it.  However, if a global does not have initializer
   // at all, we assume it has dynamic initializer (in other TU).
-  return G->hasInitializer() && !DynamicallyInitializedGlobals.Contains(G);
+  return G->hasInitializer() && !GlobalsMD.get(G).IsDynInit;
 }
 
-void AddressSanitizer::instrumentMop(Instruction *I) {
+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;
-  Value *Addr = isInterestingMemoryAccess(I, &IsWrite);
+  unsigned Alignment = 0;
+  Value *Addr = isInterestingMemoryAccess(I, &IsWrite, &Alignment);
   assert(Addr);
   if (ClOpt && ClOptGlobals) {
     if (GlobalVariable *G = dyn_cast<GlobalVariable>(Addr)) {
       // If initialization order checking is disabled, a simple access to a
       // dynamically initialized global is always valid.
-      if (!CheckInitOrder || GlobalIsLinkerInitialized(G)) {
+      if (!ClInitializers || GlobalIsLinkerInitialized(G)) {
         NumOptimizedAccessesToGlobalVar++;
         return;
       }
@@ -687,7 +876,7 @@ 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);
 
@@ -696,22 +885,29 @@ void AddressSanitizer::instrumentMop(Instruction *I) {
   else
     NumInstrumentedReads++;
 
-  // Instrument a 1-, 2-, 4-, 8-, or 16- byte access with one check.
-  if (TypeSize == 8  || TypeSize == 16 ||
-      TypeSize == 32 || TypeSize == 64 || TypeSize == 128)
-    return instrumentAddress(I, I, Addr, TypeSize, IsWrite, 0);
-  // Instrument unusual size (but still multiple of 8).
+  unsigned Granularity = 1 << Mapping.Scale;
+  // Instrument a 1-, 2-, 4-, 8-, or 16- byte access with one check
+  // if the data is properly aligned.
+  if ((TypeSize == 8 || TypeSize == 16 || TypeSize == 32 || TypeSize == 64 ||
+       TypeSize == 128) &&
+      (Alignment >= Granularity || Alignment == 0 || Alignment >= TypeSize / 8))
+    return instrumentAddress(I, I, Addr, TypeSize, IsWrite, nullptr, UseCalls);
+  // Instrument unusual size or unusual alignment.
   // We can not do it with a single check, so we do 1-byte check for the first
   // and the last bytes. We call __asan_report_*_n(addr, real_size) to be able
   // to report the actual access size.
   IRBuilder<> IRB(I);
-  Value *LastByte =  IRB.CreateIntToPtr(
-      IRB.CreateAdd(IRB.CreatePointerCast(Addr, IntptrTy),
-                    ConstantInt::get(IntptrTy, TypeSize / 8 - 1)),
-      OrigPtrTy);
   Value *Size = ConstantInt::get(IntptrTy, TypeSize / 8);
-  instrumentAddress(I, I, Addr, 8, IsWrite, Size);
-  instrumentAddress(I, I, LastByte, 8, IsWrite, Size);
+  Value *AddrLong = IRB.CreatePointerCast(Addr, IntptrTy);
+  if (UseCalls) {
+    IRB.CreateCall2(AsanMemoryAccessCallbackSized[IsWrite], AddrLong, Size);
+  } else {
+    Value *LastByte = IRB.CreateIntToPtr(
+        IRB.CreateAdd(AddrLong, ConstantInt::get(IntptrTy, TypeSize / 8 - 1)),
+        OrigPtrTy);
+    instrumentAddress(I, I, Addr, 8, IsWrite, Size, false);
+    instrumentAddress(I, I, LastByte, 8, IsWrite, Size, false);
+  }
 }
 
 // Validate the result of Module::getOrInsertFunction called for an interface
@@ -759,11 +955,18 @@ Value *AddressSanitizer::createSlowPathCmp(IRBuilder<> &IRB, Value *AddrLong,
 }
 
 void AddressSanitizer::instrumentAddress(Instruction *OrigIns,
-                                         Instruction *InsertBefore,
-                                         Value *Addr, uint32_t TypeSize,
-                                         bool IsWrite, Value *SizeArgument) {
+                                         Instruction *InsertBefore, Value *Addr,
+                                         uint32_t TypeSize, bool IsWrite,
+                                         Value *SizeArgument, bool UseCalls) {
   IRBuilder<> IRB(InsertBefore);
   Value *AddrLong = IRB.CreatePointerCast(Addr, IntptrTy);
+  size_t AccessSizeIndex = TypeSizeToSizeIndex(TypeSize);
+
+  if (UseCalls) {
+    IRB.CreateCall(AsanMemoryAccessCallback[IsWrite][AccessSizeIndex],
+                   AddrLong);
+    return;
+  }
 
   Type *ShadowTy  = IntegerType::get(
       *C, std::max(8U, TypeSize >> Mapping.Scale));
@@ -774,13 +977,15 @@ void AddressSanitizer::instrumentAddress(Instruction *OrigIns,
       IRB.CreateIntToPtr(ShadowPtr, ShadowPtrTy));
 
   Value *Cmp = IRB.CreateICmpNE(ShadowValue, CmpVal);
-  size_t AccessSizeIndex = TypeSizeToSizeIndex(TypeSize);
   size_t Granularity = 1 << Mapping.Scale;
-  TerminatorInst *CrashTerm = 0;
+  TerminatorInst *CrashTerm = nullptr;
 
   if (ClAlwaysSlowPath || (TypeSize < 8 * Granularity)) {
+    // We use branch weights for the slow path check, to indicate that the slow
+    // path is rarely taken. This seems to be the case for SPEC benchmarks.
     TerminatorInst *CheckTerm =
-        SplitBlockAndInsertIfThen(cast<Instruction>(Cmp), false);
+        SplitBlockAndInsertIfThen(Cmp, InsertBefore, false,
+            MDBuilder(*C).createBranchWeights(1, 100000));
     assert(dyn_cast<BranchInst>(CheckTerm)->isUnconditional());
     BasicBlock *NextBB = CheckTerm->getSuccessor(0);
     IRB.SetInsertPoint(CheckTerm);
@@ -791,7 +996,7 @@ 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(
@@ -799,27 +1004,38 @@ void AddressSanitizer::instrumentAddress(Instruction *OrigIns,
   Crash->setDebugLoc(OrigIns->getDebugLoc());
 }
 
-void AddressSanitizerModule::createInitializerPoisonCalls(
-    Module &M, GlobalValue *ModuleName) {
-  // We do all of our poisoning and unpoisoning within _GLOBAL__I_a.
-  Function *GlobalInit = M.getFunction("_GLOBAL__I_a");
-  // If that function is not present, this TU contains no globals, or they have
-  // all been optimized away
-  if (!GlobalInit)
-    return;
-
+void AddressSanitizerModule::poisonOneInitializer(Function &GlobalInit,
+                                                  GlobalValue *ModuleName) {
   // Set up the arguments to our poison/unpoison functions.
-  IRBuilder<> IRB(GlobalInit->begin()->getFirstInsertionPt());
+  IRBuilder<> IRB(GlobalInit.begin()->getFirstInsertionPt());
 
   // Add a call to poison all external globals before the given function starts.
   Value *ModuleNameAddr = ConstantExpr::getPointerCast(ModuleName, IntptrTy);
   IRB.CreateCall(AsanPoisonGlobals, ModuleNameAddr);
 
   // Add calls to unpoison all globals before each return instruction.
-  for (Function::iterator I = GlobalInit->begin(), E = GlobalInit->end();
-      I != E; ++I) {
-    if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(I->getTerminator())) {
+  for (auto &BB : GlobalInit.getBasicBlockList())
+    if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB.getTerminator()))
       CallInst::Create(AsanUnpoisonGlobals, "", RI);
+}
+
+void AddressSanitizerModule::createInitializerPoisonCalls(
+    Module &M, GlobalValue *ModuleName) {
+  GlobalVariable *GV = M.getGlobalVariable("llvm.global_ctors");
+
+  ConstantArray *CA = cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
+  for (Use &OP : CA->operands()) {
+    if (isa<ConstantAggregateZero>(OP))
+      continue;
+    ConstantStruct *CS = cast<ConstantStruct>(OP);
+
+    // Must have a function or null ptr.
+    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);
     }
   }
 }
@@ -828,16 +1044,19 @@ bool AddressSanitizerModule::ShouldInstrumentGlobal(GlobalVariable *G) {
   Type *Ty = cast<PointerType>(G->getType())->getElementType();
   DEBUG(dbgs() << "GLOBAL: " << *G << "\n");
 
-  if (BL->isIn(*G)) return false;
+  if (GlobalsMD.get(G).IsBlacklisted) return false;
   if (!Ty->isSized()) return false;
   if (!G->hasInitializer()) return false;
   if (GlobalWasGeneratedByAsan(G)) return false;  // Our own global.
   // Touch only those globals that will not be defined in other modules.
-  // Don't handle ODR type linkages since other modules may be built w/o asan.
+  // Don't handle ODR linkage types and COMDATs since other modules may be built
+  // without ASan.
   if (G->getLinkage() != GlobalVariable::ExternalLinkage &&
       G->getLinkage() != GlobalVariable::PrivateLinkage &&
       G->getLinkage() != GlobalVariable::InternalLinkage)
     return false;
+  if (G->hasComdat())
+    return false;
   // Two problems with thread-locals:
   //   - The address of the main thread's copy can't be computed at link-time.
   //   - Need to poison all copies, not just the main thread's one.
@@ -846,38 +1065,61 @@ bool AddressSanitizerModule::ShouldInstrumentGlobal(GlobalVariable *G) {
   // 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);
-    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.find("__OBJC,") == 0) ||
-        (Section.find("__DATA, __objc_") == 0)) {
-      DEBUG(dbgs() << "Ignoring ObjC runtime global: " << *G);
-      return false;
+
+    if (TargetTriple.isOSBinFormatMachO()) {
+      StringRef ParsedSegment, ParsedSection;
+      unsigned TAA = 0, StubSize = 0;
+      bool TAAParsed;
+      std::string ErrorCode =
+        MCSectionMachO::ParseSectionSpecifier(Section, ParsedSegment,
+                                              ParsedSection, TAA, TAAParsed,
+                                              StubSize);
+      if (!ErrorCode.empty()) {
+        report_fatal_error("Invalid section specifier '" + ParsedSection +
+                           "': " + ErrorCode + ".");
+      }
+
+      // 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 (ParsedSegment == "__OBJC" ||
+          (ParsedSegment == "__DATA" && ParsedSection.startswith("__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 (ParsedSegment == "__DATA" && ParsedSection == "__cfstring") {
+        DEBUG(dbgs() << "Ignoring CFString: " << *G << "\n");
+        return false;
+      }
+      // The linker merges the contents of cstring_literals and removes the
+      // trailing zeroes.
+      if (ParsedSegment == "__TEXT" && (TAA & MachO::S_CSTRING_LITERALS)) {
+        DEBUG(dbgs() << "Ignoring a cstring literal: " << *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.find("__DATA,__cfstring") == 0) {
-      DEBUG(dbgs() << "Ignoring CFString: " << *G);
+
+    // Callbacks put into the CRT initializer/terminator sections
+    // should not be instrumented.
+    // See https://code.google.com/p/address-sanitizer/issues/detail?id=305
+    // and http://msdn.microsoft.com/en-US/en-en/library/bb918180(v=vs.120).aspx
+    if (Section.startswith(".CRT")) {
+      DEBUG(dbgs() << "Ignoring a global initializer callback: " << *G << "\n");
       return false;
     }
+
+    // Globals from llvm.metadata aren't emitted, do not instrument them.
+    if (Section == "llvm.metadata") return false;
   }
 
   return true;
@@ -887,45 +1129,33 @@ void AddressSanitizerModule::initializeCallbacks(Module &M) {
   IRBuilder<> IRB(*C);
   // Declare our poisoning and unpoisoning functions.
   AsanPoisonGlobals = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-      kAsanPoisonGlobalsName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, NULL));
+      kAsanPoisonGlobalsName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, nullptr));
   AsanPoisonGlobals->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
   AsanUnpoisonGlobals = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-      kAsanUnpoisonGlobalsName, IRB.getVoidTy(), NULL));
+      kAsanUnpoisonGlobalsName, IRB.getVoidTy(), nullptr));
   AsanUnpoisonGlobals->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
   // Declare functions that register/unregister globals.
   AsanRegisterGlobals = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
       kAsanRegisterGlobalsName, IRB.getVoidTy(),
-      IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+      IntptrTy, IntptrTy, nullptr));
   AsanRegisterGlobals->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
   AsanUnregisterGlobals = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
       kAsanUnregisterGlobalsName,
-      IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+      IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, nullptr));
   AsanUnregisterGlobals->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
 }
 
 // This function replaces all global variables with new variables that have
 // trailing redzones. It also creates a function that poisons
 // redzones and inserts this function into llvm.global_ctors.
-bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
-  if (!ClGlobals) return false;
-  TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
-  if (!TD)
-    return false;
-  BL.reset(SpecialCaseList::createOrDie(BlacklistFile));
-  if (BL->isIn(M)) return false;
-  C = &(M.getContext());
-  int LongSize = TD->getPointerSizeInBits();
-  IntptrTy = Type::getIntNTy(*C, LongSize);
-  Mapping = getShadowMapping(M, LongSize, ZeroBaseShadow);
-  initializeCallbacks(M);
-  DynamicallyInitializedGlobals.Init(M);
+bool AddressSanitizerModule::InstrumentGlobals(IRBuilder<> &IRB, Module &M) {
+  GlobalsMD.init(M);
 
   SmallVector<GlobalVariable *, 16> GlobalsToChange;
 
-  for (Module::GlobalListType::iterator G = M.global_begin(),
-       E = M.global_end(); G != E; ++G) {
-    if (ShouldInstrumentGlobal(G))
-      GlobalsToChange.push_back(G);
+  for (auto &G : M.globals()) {
+    if (ShouldInstrumentGlobal(&G))
+      GlobalsToChange.push_back(&G);
   }
 
   size_t n = GlobalsToChange.size();
@@ -938,30 +1168,34 @@ bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
   //   const char *name;
   //   const char *module_name;
   //   size_t has_dynamic_init;
+  //   void *source_location;
   // We initialize an array of such structures and pass it to a run-time call.
-  StructType *GlobalStructTy = StructType::get(IntptrTy, IntptrTy,
-                                               IntptrTy, IntptrTy,
-                                               IntptrTy, IntptrTy, NULL);
+  StructType *GlobalStructTy =
+      StructType::get(IntptrTy, IntptrTy, IntptrTy, IntptrTy, IntptrTy,
+                      IntptrTy, IntptrTy, nullptr);
   SmallVector<Constant *, 16> Initializers(n);
 
-  Function *CtorFunc = M.getFunction(kAsanModuleCtorName);
-  assert(CtorFunc);
-  IRBuilder<> IRB(CtorFunc->getEntryBlock().getTerminator());
-
   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];
+
+    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 SizeInBytes = DL->getTypeAllocSize(Ty);
     uint64_t MinRZ = MinRedzoneSizeForGlobal();
     // MinRZ <= RZ <= kMaxGlobalRedzone
     // and trying to make RZ to be ~ 1/4 of SizeInBytes.
@@ -974,18 +1208,11 @@ bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
       RightRedzoneSize += MinRZ - (SizeInBytes % MinRZ);
     assert(((RightRedzoneSize + SizeInBytes) % MinRZ) == 0);
     Type *RightRedZoneTy = ArrayType::get(IRB.getInt8Ty(), RightRedzoneSize);
-    // Determine whether this global should be poisoned in initialization.
-    bool GlobalHasDynamicInitializer =
-        DynamicallyInitializedGlobals.Contains(G);
-    // Don't check initialization order if this global is blacklisted.
-    GlobalHasDynamicInitializer &= !BL->isIn(*G, "init");
 
-    StructType *NewTy = StructType::get(Ty, RightRedZoneTy, NULL);
+    StructType *NewTy = StructType::get(Ty, RightRedZoneTy, nullptr);
     Constant *NewInitializer = ConstantStruct::get(
         NewTy, G->getInitializer(),
-        Constant::getNullValue(RightRedZoneTy), NULL);
-
-    GlobalVariable *Name = createPrivateGlobalForString(M, G->getName());
+        Constant::getNullValue(RightRedZoneTy), nullptr);
 
     // Create a new global variable with enough space for a redzone.
     GlobalValue::LinkageTypes Linkage = G->getLinkage();
@@ -1006,18 +1233,23 @@ bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
     NewGlobal->takeName(G);
     G->eraseFromParent();
 
+    Constant *SourceLoc;
+    if (!MD.SourceLoc.empty()) {
+      auto SourceLocGlobal = createPrivateGlobalForSourceLoc(M, MD.SourceLoc);
+      SourceLoc = ConstantExpr::getPointerCast(SourceLocGlobal, IntptrTy);
+    } else {
+      SourceLoc = ConstantInt::get(IntptrTy, 0);
+    }
+
     Initializers[i] = ConstantStruct::get(
-        GlobalStructTy,
-        ConstantExpr::getPointerCast(NewGlobal, IntptrTy),
+        GlobalStructTy, ConstantExpr::getPointerCast(NewGlobal, IntptrTy),
         ConstantInt::get(IntptrTy, SizeInBytes),
         ConstantInt::get(IntptrTy, SizeInBytes + RightRedzoneSize),
         ConstantExpr::getPointerCast(Name, IntptrTy),
         ConstantExpr::getPointerCast(ModuleName, IntptrTy),
-        ConstantInt::get(IntptrTy, GlobalHasDynamicInitializer),
-        NULL);
+        ConstantInt::get(IntptrTy, MD.IsDynInit), SourceLoc, nullptr);
 
-    // Populate the first and last globals declared in this TU.
-    if (CheckInitOrder && GlobalHasDynamicInitializer)
+    if (ClInitializers && MD.IsDynInit)
       HasDynamicallyInitializedGlobals = true;
 
     DEBUG(dbgs() << "NEW GLOBAL: " << *NewGlobal << "\n");
@@ -1029,7 +1261,7 @@ bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
       ConstantArray::get(ArrayOfGlobalStructTy, Initializers), "");
 
   // Create calls for poisoning before initializers run and unpoisoning after.
-  if (CheckInitOrder && HasDynamicallyInitializedGlobals)
+  if (HasDynamicallyInitializedGlobals)
     createInitializerPoisonCalls(M, ModuleName);
   IRB.CreateCall2(AsanRegisterGlobals,
                   IRB.CreatePointerCast(AllGlobals, IntptrTy),
@@ -1045,12 +1277,36 @@ bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
   IRB_Dtor.CreateCall2(AsanUnregisterGlobals,
                        IRB.CreatePointerCast(AllGlobals, IntptrTy),
                        ConstantInt::get(IntptrTy, n));
-  appendToGlobalDtors(M, AsanDtorFunction, kAsanCtorAndCtorPriority);
+  appendToGlobalDtors(M, AsanDtorFunction, kAsanCtorAndDtorPriority);
 
   DEBUG(dbgs() << M);
   return true;
 }
 
+bool AddressSanitizerModule::runOnModule(Module &M) {
+  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
+  if (!DLP)
+    return false;
+  DL = &DLP->getDataLayout();
+  C = &(M.getContext());
+  int LongSize = DL->getPointerSizeInBits();
+  IntptrTy = Type::getIntNTy(*C, LongSize);
+  TargetTriple = Triple(M.getTargetTriple());
+  Mapping = getShadowMapping(TargetTriple, LongSize);
+  initializeCallbacks(M);
+
+  bool Changed = false;
+
+  Function *CtorFunc = M.getFunction(kAsanModuleCtorName);
+  assert(CtorFunc);
+  IRBuilder<> IRB(CtorFunc->getEntryBlock().getTerminator());
+
+  if (ClGlobals)
+    Changed |= InstrumentGlobals(IRB, M);
+
+  return Changed;
+}
+
 void AddressSanitizer::initializeCallbacks(Module &M) {
   IRBuilder<> IRB(*C);
   // Create __asan_report* callbacks.
@@ -1058,59 +1314,67 @@ void AddressSanitizer::initializeCallbacks(Module &M) {
     for (size_t AccessSizeIndex = 0; AccessSizeIndex < kNumberOfAccessSizes;
          AccessSizeIndex++) {
       // IsWrite and TypeSize are encoded in the function name.
-      std::string FunctionName = std::string(kAsanReportErrorTemplate) +
+      std::string Suffix =
           (AccessIsWrite ? "store" : "load") + itostr(1 << AccessSizeIndex);
-      // If we are merging crash callbacks, they have two parameters.
       AsanErrorCallback[AccessIsWrite][AccessSizeIndex] =
-          checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-              FunctionName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, NULL));
+          checkInterfaceFunction(
+              M.getOrInsertFunction(kAsanReportErrorTemplate + Suffix,
+                                    IRB.getVoidTy(), IntptrTy, nullptr));
+      AsanMemoryAccessCallback[AccessIsWrite][AccessSizeIndex] =
+          checkInterfaceFunction(
+              M.getOrInsertFunction(ClMemoryAccessCallbackPrefix + Suffix,
+                                    IRB.getVoidTy(), IntptrTy, nullptr));
     }
   }
   AsanErrorCallbackSized[0] = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-              kAsanReportLoadN, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+              kAsanReportLoadN, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, nullptr));
   AsanErrorCallbackSized[1] = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-              kAsanReportStoreN, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
-
-  AsanHandleNoReturnFunc = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-      kAsanHandleNoReturnName, IRB.getVoidTy(), NULL));
-  AsanCovFunction = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-      kAsanCovName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, NULL));
+              kAsanReportStoreN, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, nullptr));
+
+  AsanMemoryAccessCallbackSized[0] = checkInterfaceFunction(
+      M.getOrInsertFunction(ClMemoryAccessCallbackPrefix + "loadN",
+                            IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, nullptr));
+  AsanMemoryAccessCallbackSized[1] = checkInterfaceFunction(
+      M.getOrInsertFunction(ClMemoryAccessCallbackPrefix + "storeN",
+                            IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, nullptr));
+
+  AsanMemmove = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      ClMemoryAccessCallbackPrefix + "memmove", IRB.getInt8PtrTy(),
+      IRB.getInt8PtrTy(), IRB.getInt8PtrTy(), IntptrTy, nullptr));
+  AsanMemcpy = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      ClMemoryAccessCallbackPrefix + "memcpy", IRB.getInt8PtrTy(),
+      IRB.getInt8PtrTy(), IRB.getInt8PtrTy(), IntptrTy, nullptr));
+  AsanMemset = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      ClMemoryAccessCallbackPrefix + "memset", IRB.getInt8PtrTy(),
+      IRB.getInt8PtrTy(), IRB.getInt32Ty(), IntptrTy, nullptr));
+
+  AsanHandleNoReturnFunc = checkInterfaceFunction(
+      M.getOrInsertFunction(kAsanHandleNoReturnName, IRB.getVoidTy(), nullptr));
+
+  AsanPtrCmpFunction = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      kAsanPtrCmp, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, nullptr));
+  AsanPtrSubFunction = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+      kAsanPtrSub, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, nullptr));
   // We insert an empty inline asm after __asan_report* to avoid callback merge.
   EmptyAsm = InlineAsm::get(FunctionType::get(IRB.getVoidTy(), false),
                             StringRef(""), StringRef(""),
                             /*hasSideEffects=*/true);
 }
 
-void AddressSanitizer::emitShadowMapping(Module &M, IRBuilder<> &IRB) const {
-  // Tell the values of mapping offset and scale to the run-time.
-  GlobalValue *asan_mapping_offset =
-      new GlobalVariable(M, IntptrTy, true, GlobalValue::LinkOnceODRLinkage,
-                     ConstantInt::get(IntptrTy, Mapping.Offset),
-                     kAsanMappingOffsetName);
-  // Read the global, otherwise it may be optimized away.
-  IRB.CreateLoad(asan_mapping_offset, true);
-
-  GlobalValue *asan_mapping_scale =
-      new GlobalVariable(M, IntptrTy, true, GlobalValue::LinkOnceODRLinkage,
-                         ConstantInt::get(IntptrTy, Mapping.Scale),
-                         kAsanMappingScaleName);
-  // Read the global, otherwise it may be optimized away.
-  IRB.CreateLoad(asan_mapping_scale, true);
-}
-
 // virtual
 bool AddressSanitizer::doInitialization(Module &M) {
   // Initialize the private fields. No one has accessed them before.
-  TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
+  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
+  if (!DLP)
+    report_fatal_error("data layout missing");
+  DL = &DLP->getDataLayout();
 
-  if (!TD)
-    return false;
-  BL.reset(SpecialCaseList::createOrDie(BlacklistFile));
-  DynamicallyInitializedGlobals.Init(M);
+  GlobalsMD.init(M);
 
   C = &(M.getContext());
-  LongSize = TD->getPointerSizeInBits();
+  LongSize = DL->getPointerSizeInBits();
   IntptrTy = Type::getIntNTy(*C, LongSize);
+  TargetTriple = Triple(M.getTargetTriple());
 
   AsanCtorFunction = Function::Create(
       FunctionType::get(Type::getVoidTy(*C), false),
@@ -1119,14 +1383,13 @@ bool AddressSanitizer::doInitialization(Module &M) {
   // call __asan_init in the module ctor.
   IRBuilder<> IRB(ReturnInst::Create(*C, AsanCtorBB));
   AsanInitFunction = checkInterfaceFunction(
-      M.getOrInsertFunction(kAsanInitName, IRB.getVoidTy(), NULL));
+      M.getOrInsertFunction(kAsanInitName, IRB.getVoidTy(), nullptr));
   AsanInitFunction->setLinkage(Function::ExternalLinkage);
   IRB.CreateCall(AsanInitFunction);
 
-  Mapping = getShadowMapping(M, LongSize, ZeroBaseShadow);
-  emitShadowMapping(M, IRB);
+  Mapping = getShadowMapping(TargetTriple, LongSize);
 
-  appendToGlobalCtors(M, AsanCtorFunction, kAsanCtorAndCtorPriority);
+  appendToGlobalCtors(M, AsanCtorFunction, kAsanCtorAndDtorPriority);
   return true;
 }
 
@@ -1146,66 +1409,14 @@ bool AddressSanitizer::maybeInsertAsanInitAtFunctionEntry(Function &F) {
   return false;
 }
 
-// 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:
-// if (*Guard) {
-//    __sanitizer_cov(&F);
-//    *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 was ever executed.
-// No counters, no per-basic-block or 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) {
-  if (!ClCoverage) return false;
-
-  // 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.
-  BasicBlock &Entry = F.getEntryBlock();
-  BasicBlock::iterator IP = Entry.getFirstInsertionPt(), BE = Entry.end();
-  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(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);
-  return true;
-}
-
 bool AddressSanitizer::runOnFunction(Function &F) {
-  if (BL->isIn(F)) return false;
   if (&F == AsanCtorFunction) return false;
   if (F.getLinkage() == GlobalValue::AvailableExternallyLinkage) return false;
   DEBUG(dbgs() << "ASAN instrumenting:\n" << F << "\n");
   initializeCallbacks(*F.getParent());
 
+  DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
+
   // If needed, insert __asan_init before checking for SanitizeAddress attr.
   maybeInsertAsanInitAtFunctionEntry(F);
 
@@ -1220,28 +1431,35 @@ bool AddressSanitizer::runOnFunction(Function &F) {
   SmallSet<Value*, 16> TempsToInstrument;
   SmallVector<Instruction*, 16> ToInstrument;
   SmallVector<Instruction*, 8> NoReturnCalls;
+  SmallVector<BasicBlock*, 16> AllBlocks;
+  SmallVector<Instruction*, 16> PointerComparisonsOrSubtracts;
   int NumAllocas = 0;
   bool IsWrite;
+  unsigned Alignment;
 
   // Fill the set of memory operations to instrument.
-  for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end();
-       FI != FE; ++FI) {
+  for (auto &BB : F) {
+    AllBlocks.push_back(&BB);
     TempsToInstrument.clear();
     int NumInsnsPerBB = 0;
-    for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end();
-         BI != BE; ++BI) {
-      if (LooksLikeCodeInBug11395(BI)) return false;
-      if (Value *Addr = isInterestingMemoryAccess(BI, &IsWrite)) {
+    for (auto &Inst : BB) {
+      if (LooksLikeCodeInBug11395(&Inst)) return false;
+      if (Value *Addr =
+              isInterestingMemoryAccess(&Inst, &IsWrite, &Alignment)) {
         if (ClOpt && ClOptSameTemp) {
-          if (!TempsToInstrument.insert(Addr))
+          if (!TempsToInstrument.insert(Addr).second)
             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 (isa<AllocaInst>(BI))
+        if (isa<AllocaInst>(Inst))
           NumAllocas++;
-        CallSite CS(BI);
+        CallSite CS(&Inst);
         if (CS) {
           // A call inside BB.
           TempsToInstrument.clear();
@@ -1250,32 +1468,25 @@ bool AddressSanitizer::runOnFunction(Function &F) {
         }
         continue;
       }
-      ToInstrument.push_back(BI);
+      ToInstrument.push_back(&Inst);
       NumInsnsPerBB++;
       if (NumInsnsPerBB >= ClMaxInsnsToInstrumentPerBB)
         break;
     }
   }
 
-  Function *UninstrumentedDuplicate = 0;
-  bool LikelyToInstrument =
-      !NoReturnCalls.empty() || !ToInstrument.empty() || (NumAllocas > 0);
-  if (ClKeepUninstrumented && LikelyToInstrument) {
-    ValueToValueMapTy VMap;
-    UninstrumentedDuplicate = CloneFunction(&F, VMap, false);
-    UninstrumentedDuplicate->removeFnAttr(Attribute::SanitizeAddress);
-    UninstrumentedDuplicate->setName("NOASAN_" + F.getName());
-    F.getParent()->getFunctionList().push_back(UninstrumentedDuplicate);
-  }
+  bool UseCalls = false;
+  if (ClInstrumentationWithCallsThreshold >= 0 &&
+      ToInstrument.size() > (unsigned)ClInstrumentationWithCallsThreshold)
+    UseCalls = true;
 
   // Instrument.
   int NumInstrumented = 0;
-  for (size_t i = 0, n = ToInstrument.size(); i != n; i++) {
-    Instruction *Inst = ToInstrument[i];
+  for (auto Inst : ToInstrument) {
     if (ClDebugMin < 0 || ClDebugMax < 0 ||
         (NumInstrumented >= ClDebugMin && NumInstrumented <= ClDebugMax)) {
-      if (isInterestingMemoryAccess(Inst, &IsWrite))
-        instrumentMop(Inst);
+      if (isInterestingMemoryAccess(Inst, &IsWrite, &Alignment))
+        instrumentMop(Inst, UseCalls);
       else
         instrumentMemIntrinsic(cast<MemIntrinsic>(Inst));
     }
@@ -1287,33 +1498,20 @@ bool AddressSanitizer::runOnFunction(Function &F) {
 
   // We must unpoison the stack before every NoReturn call (throw, _exit, etc).
   // See e.g. http://code.google.com/p/address-sanitizer/issues/detail?id=37
-  for (size_t i = 0, n = NoReturnCalls.size(); i != n; i++) {
-    Instruction *CI = NoReturnCalls[i];
+  for (auto CI : NoReturnCalls) {
     IRBuilder<> IRB(CI);
     IRB.CreateCall(AsanHandleNoReturnFunc);
   }
 
-  bool res = NumInstrumented > 0 || ChangedStack || !NoReturnCalls.empty();
+  for (auto Inst : PointerComparisonsOrSubtracts) {
+    instrumentPointerComparisonOrSubtraction(Inst);
+    NumInstrumented++;
+  }
 
-  if (InjectCoverage(F))
-    res = true;
+  bool res = NumInstrumented > 0 || ChangedStack || !NoReturnCalls.empty();
 
   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 {
-      // The function was instrumented. We must have the duplicate.
-      assert(UninstrumentedDuplicate);
-      UninstrumentedDuplicate->setSection("NOASAN");
-      assert(!F.hasSection());
-      F.setSection("ASAN");
-    }
-  }
-
   return res;
 }
 
@@ -1333,45 +1531,45 @@ 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));
+    AsanStackMallocFunc[i] = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
+        kAsanStackMallocNameTemplate + Suffix, IntptrTy, IntptrTy, nullptr));
+    AsanStackFreeFunc[i] = checkInterfaceFunction(
+        M.getOrInsertFunction(kAsanStackFreeNameTemplate + Suffix,
+                              IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, nullptr));
   }
-  AsanPoisonStackMemoryFunc = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-      kAsanPoisonStackMemoryName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
-  AsanUnpoisonStackMemoryFunc = checkInterfaceFunction(M.getOrInsertFunction(
-      kAsanUnpoisonStackMemoryName, IRB.getVoidTy(), IntptrTy, IntptrTy, NULL));
+  AsanPoisonStackMemoryFunc = checkInterfaceFunction(
+      M.getOrInsertFunction(kAsanPoisonStackMemoryName, IRB.getVoidTy(),
+                            IntptrTy, IntptrTy, nullptr));
+  AsanUnpoisonStackMemoryFunc = checkInterfaceFunction(
+      M.getOrInsertFunction(kAsanUnpoisonStackMemoryName, IRB.getVoidTy(),
+                            IntptrTy, IntptrTy, nullptr));
 }
 
 void
-FunctionStackPoisoner::poisonRedZones(const ArrayRef<uint8_t> ShadowBytes,
+FunctionStackPoisoner::poisonRedZones(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()));
   }
 }
 
@@ -1402,17 +1600,63 @@ void FunctionStackPoisoner::SetShadowToStackAfterReturnInlined(
   }
 }
 
+static DebugLoc getFunctionEntryDebugLocation(Function &F) {
+  for (const auto &Inst : F.getEntryBlock())
+    if (!isa<AllocaInst>(Inst))
+      return Inst.getDebugLoc();
+  return DebugLoc();
+}
+
+PHINode *FunctionStackPoisoner::createPHI(IRBuilder<> &IRB, Value *Cond,
+                                          Value *ValueIfTrue,
+                                          Instruction *ThenTerm,
+                                          Value *ValueIfFalse) {
+  PHINode *PHI = IRB.CreatePHI(IntptrTy, 2);
+  BasicBlock *CondBlock = cast<Instruction>(Cond)->getParent();
+  PHI->addIncoming(ValueIfFalse, CondBlock);
+  BasicBlock *ThenBlock = ThenTerm->getParent();
+  PHI->addIncoming(ValueIfTrue, ThenBlock);
+  return PHI;
+}
+
+Value *FunctionStackPoisoner::createAllocaForLayout(
+    IRBuilder<> &IRB, const ASanStackFrameLayout &L, bool Dynamic) {
+  AllocaInst *Alloca;
+  if (Dynamic) {
+    Alloca = IRB.CreateAlloca(IRB.getInt8Ty(),
+                              ConstantInt::get(IRB.getInt64Ty(), L.FrameSize),
+                              "MyAlloca");
+  } else {
+    Alloca = IRB.CreateAlloca(ArrayType::get(IRB.getInt8Ty(), L.FrameSize),
+                              nullptr, "MyAlloca");
+    assert(Alloca->isStaticAlloca());
+  }
+  assert((ClRealignStack & (ClRealignStack - 1)) == 0);
+  size_t FrameAlignment = std::max(L.FrameAlignment, (size_t)ClRealignStack);
+  Alloca->setAlignment(FrameAlignment);
+  return IRB.CreatePointerCast(Alloca, IntptrTy);
+}
+
 void FunctionStackPoisoner::poisonStack() {
+  assert(AllocaVec.size() > 0 || DynamicAllocaVec.size() > 0);
+
+  if (ClInstrumentAllocas)
+    // Handle dynamic allocas.
+    for (auto &AllocaCall : DynamicAllocaVec)
+      handleDynamicAllocaCall(AllocaCall);
+
+  if (AllocaVec.size() == 0) return;
+
   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 (size_t i = 0, n = AllocaVec.size(); i < n; i++) {
-    AllocaInst *AI = AllocaVec[i];
+  for (AllocaInst *AI : AllocaVec) {
     ASanStackVariableDescription D = { AI->getName().data(),
                                    getAllocaSizeInBytes(AI),
                                    AI->getAlignment(), AI, 0};
@@ -1426,47 +1670,62 @@ void FunctionStackPoisoner::poisonStack() {
   DEBUG(dbgs() << L.DescriptionString << " --- " << L.FrameSize << "\n");
   uint64_t LocalStackSize = L.FrameSize;
   bool DoStackMalloc =
-      ASan.CheckUseAfterReturn && LocalStackSize <= kMaxStackMallocSize;
+      ClUseAfterReturn && LocalStackSize <= kMaxStackMallocSize;
+  // Don't do dynamic alloca in presence of inline asm: too often it
+  // makes assumptions on which registers are available.
+  bool DoDynamicAlloca = ClDynamicAllocaStack && !HasNonEmptyInlineAsm;
 
-  Type *ByteArrayTy = ArrayType::get(IRB.getInt8Ty(), LocalStackSize);
-  AllocaInst *MyAlloca =
-      new AllocaInst(ByteArrayTy, "MyAlloca", InsBefore);
-  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;
+  Value *StaticAlloca =
+      DoDynamicAlloca ? nullptr : createAllocaForLayout(IRB, L, false);
+
+  Value *FakeStack;
+  Value *LocalStackBase;
 
   if (DoStackMalloc) {
-    // LocalStackBase = OrigStackBase
-    // if (__asan_option_detect_stack_use_after_return)
-    //   LocalStackBase = __asan_stack_malloc_N(LocalStackBase, OrigStackBase);
-    StackMallocIdx = StackMallocSizeClass(LocalStackSize);
-    assert(StackMallocIdx <= kMaxAsanStackMallocSizeClass);
+    // void *FakeStack = __asan_option_detect_stack_use_after_return
+    //     ? __asan_stack_malloc_N(LocalStackSize)
+    //     : nullptr;
+    // void *LocalStackBase = (FakeStack) ? FakeStack : alloca(LocalStackSize);
     Constant *OptionDetectUAR = F.getParent()->getOrInsertGlobal(
         kAsanOptionDetectUAR, IRB.getInt32Ty());
-    Value *Cmp = IRB.CreateICmpNE(IRB.CreateLoad(OptionDetectUAR),
-                                  Constant::getNullValue(IRB.getInt32Ty()));
+    Value *UARIsEnabled =
+        IRB.CreateICmpNE(IRB.CreateLoad(OptionDetectUAR),
+                         Constant::getNullValue(IRB.getInt32Ty()));
     Instruction *Term =
-        SplitBlockAndInsertIfThen(cast<Instruction>(Cmp), false);
-    BasicBlock *CmpBlock = cast<Instruction>(Cmp)->getParent();
+        SplitBlockAndInsertIfThen(UARIsEnabled, InsBefore, false);
     IRBuilder<> IRBIf(Term);
-    LocalStackBase = IRBIf.CreateCall2(
-        AsanStackMallocFunc[StackMallocIdx],
-        ConstantInt::get(IntptrTy, LocalStackSize), OrigStackBase);
-    BasicBlock *SetBlock = cast<Instruction>(LocalStackBase)->getParent();
+    IRBIf.SetCurrentDebugLocation(EntryDebugLocation);
+    StackMallocIdx = StackMallocSizeClass(LocalStackSize);
+    assert(StackMallocIdx <= kMaxAsanStackMallocSizeClass);
+    Value *FakeStackValue =
+        IRBIf.CreateCall(AsanStackMallocFunc[StackMallocIdx],
+                         ConstantInt::get(IntptrTy, LocalStackSize));
+    IRB.SetInsertPoint(InsBefore);
+    IRB.SetCurrentDebugLocation(EntryDebugLocation);
+    FakeStack = createPHI(IRB, UARIsEnabled, FakeStackValue, Term,
+                          ConstantInt::get(IntptrTy, 0));
+
+    Value *NoFakeStack =
+        IRB.CreateICmpEQ(FakeStack, Constant::getNullValue(IntptrTy));
+    Term = SplitBlockAndInsertIfThen(NoFakeStack, InsBefore, false);
+    IRBIf.SetInsertPoint(Term);
+    IRBIf.SetCurrentDebugLocation(EntryDebugLocation);
+    Value *AllocaValue =
+        DoDynamicAlloca ? createAllocaForLayout(IRBIf, L, true) : StaticAlloca;
     IRB.SetInsertPoint(InsBefore);
-    PHINode *Phi = IRB.CreatePHI(IntptrTy, 2);
-    Phi->addIncoming(OrigStackBase, CmpBlock);
-    Phi->addIncoming(LocalStackBase, SetBlock);
-    LocalStackBase = Phi;
+    IRB.SetCurrentDebugLocation(EntryDebugLocation);
+    LocalStackBase = createPHI(IRB, NoFakeStack, AllocaValue, Term, FakeStack);
+  } else {
+    // void *FakeStack = nullptr;
+    // void *LocalStackBase = alloca(LocalStackSize);
+    FakeStack = ConstantInt::get(IntptrTy, 0);
+    LocalStackBase =
+        DoDynamicAlloca ? createAllocaForLayout(IRB, L, true) : StaticAlloca;
   }
 
   // Insert poison calls for lifetime intrinsics for alloca.
   bool HavePoisonedAllocas = false;
-  for (size_t i = 0, n = AllocaPoisonCallVec.size(); i < n; i++) {
-    const AllocaPoisonCall &APC = AllocaPoisonCallVec[i];
+  for (const auto &APC : AllocaPoisonCallVec) {
     assert(APC.InsBefore);
     assert(APC.AI);
     IRBuilder<> IRB(APC.InsBefore);
@@ -1475,11 +1734,10 @@ void FunctionStackPoisoner::poisonStack() {
   }
 
   // Replace Alloca instructions with base+offset.
-  for (size_t i = 0, n = SVD.size(); i < n; i++) {
-    AllocaInst *AI = SVD[i].AI;
+  for (const auto &Desc : SVD) {
+    AllocaInst *AI = Desc.AI;
     Value *NewAllocaPtr = IRB.CreateIntToPtr(
-        IRB.CreateAdd(LocalStackBase,
-                      ConstantInt::get(IntptrTy, SVD[i].Offset)),
+        IRB.CreateAdd(LocalStackBase, ConstantInt::get(IntptrTy, Desc.Offset)),
         AI->getType());
     replaceDbgDeclareForAlloca(AI, NewAllocaPtr, DIB);
     AI->replaceAllUsesWith(NewAllocaPtr);
@@ -1495,7 +1753,8 @@ 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);
@@ -1510,33 +1769,36 @@ void FunctionStackPoisoner::poisonStack() {
   Value *ShadowBase = ASan.memToShadow(LocalStackBase, IRB);
   poisonRedZones(L.ShadowBytes, IRB, ShadowBase, true);
 
-  // Unpoison the stack before all ret instructions.
-  for (size_t i = 0, n = RetVec.size(); i < n; i++) {
-    Instruction *Ret = RetVec[i];
+  // (Un)poison the stack before all ret instructions.
+  for (auto Ret : RetVec) {
     IRBuilder<> IRBRet(Ret);
     // Mark the current frame as retired.
     IRBRet.CreateStore(ConstantInt::get(IntptrTy, kRetiredStackFrameMagic),
                        BasePlus0);
-    // Unpoison the stack.
-    poisonRedZones(L.ShadowBytes, IRBRet, ShadowBase, false);
     if (DoStackMalloc) {
       assert(StackMallocIdx >= 0);
-      // In use-after-return mode, mark the whole stack frame unaddressable.
+      // if FakeStack != 0  // LocalStackBase == FakeStack
+      //     // 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(FakeStack) = 0
+      //     else
+      //         __asan_stack_free_N(FakeStack, LocalStackSize)
+      // else
+      //     <This is not a fake stack; unpoison the redzones>
+      Value *Cmp =
+          IRBRet.CreateICmpNE(FakeStack, Constant::getNullValue(IntptrTy));
+      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);
         Value *SavedFlagPtrPtr = IRBPoison.CreateAdd(
-            LocalStackBase,
+            FakeStack,
             ConstantInt::get(IntptrTy, ClassSize - ASan.LongSize / 8));
         Value *SavedFlagPtr = IRBPoison.CreateLoad(
             IRBPoison.CreateIntToPtr(SavedFlagPtrPtr, IntptrPtrTy));
@@ -1545,21 +1807,29 @@ 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.CreateCall2(AsanStackFreeFunc[StackMallocIdx], FakeStack,
+                              ConstantInt::get(IntptrTy, LocalStackSize));
       }
+
+      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 (ClInstrumentAllocas)
+    // Unpoison dynamic allocas.
+    for (auto &AllocaCall : DynamicAllocaVec)
+      unpoisonDynamicAlloca(AllocaCall);
+
   // We are done. Remove the old unused alloca instructions.
-  for (size_t i = 0, n = AllocaVec.size(); i < n; i++)
-    AllocaVec[i]->eraseFromParent();
+  for (auto AI : AllocaVec)
+    AI->eraseFromParent();
 }
 
 void FunctionStackPoisoner::poisonAlloca(Value *V, uint64_t Size,
@@ -1584,7 +1854,7 @@ void FunctionStackPoisoner::poisonAlloca(Value *V, uint64_t Size,
 AllocaInst *FunctionStackPoisoner::findAllocaForValue(Value *V) {
   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V))
     // We're intested only in allocas we can handle.
-    return isInterestingAlloca(*AI) ? AI : 0;
+    return isInterestingAlloca(*AI) ? AI : nullptr;
   // See if we've already calculated (or started to calculate) alloca for a
   // given value.
   AllocaForValueMapTy::iterator I = AllocaForValue.find(V);
@@ -1592,8 +1862,8 @@ AllocaInst *FunctionStackPoisoner::findAllocaForValue(Value *V) {
     return I->second;
   // Store 0 while we're calculating alloca for value V to avoid
   // infinite recursion if the value references itself.
-  AllocaForValue[V] = 0;
-  AllocaInst *Res = 0;
+  AllocaForValue[V] = nullptr;
+  AllocaInst *Res = nullptr;
   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
     Res = findAllocaForValue(CI->getOperand(0));
   else if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V)) {
@@ -1603,12 +1873,149 @@ AllocaInst *FunctionStackPoisoner::findAllocaForValue(Value *V) {
       if (IncValue == PN) continue;
       AllocaInst *IncValueAI = findAllocaForValue(IncValue);
       // AI for incoming values should exist and should all be equal.
-      if (IncValueAI == 0 || (Res != 0 && IncValueAI != Res))
-        return 0;
+      if (IncValueAI == nullptr || (Res != nullptr && IncValueAI != Res))
+        return nullptr;
       Res = IncValueAI;
     }
   }
-  if (Res != 0)
+  if (Res)
     AllocaForValue[V] = Res;
   return Res;
 }
+
+// Compute PartialRzMagic for dynamic alloca call. PartialRzMagic is
+// constructed from two separate 32-bit numbers: PartialRzMagic = Val1 | Val2.
+// (1) Val1 is resposible for forming base value for PartialRzMagic, containing
+//     only 00 for fully addressable and 0xcb for fully poisoned bytes for each
+//     8-byte chunk of user memory respectively.
+// (2) Val2 forms the value for marking first poisoned byte in shadow memory
+//     with appropriate value (0x01 - 0x07 or 0xcb if Padding % 8 == 0).
+
+// Shift = Padding & ~7; // the number of bits we need to shift to access first
+//                          chunk in shadow memory, containing nonzero bytes.
+// Example:
+// Padding = 21                       Padding = 16
+// Shadow:  |00|00|05|cb|          Shadow:  |00|00|cb|cb|
+//                ^                               ^
+//                |                               |
+// Shift = 21 & ~7 = 16            Shift = 16 & ~7 = 16
+//
+// Val1 = 0xcbcbcbcb << Shift;
+// PartialBits = Padding ? Padding & 7 : 0xcb;
+// Val2 = PartialBits << Shift;
+// Result = Val1 | Val2;
+Value *FunctionStackPoisoner::computePartialRzMagic(Value *PartialSize,
+                                                    IRBuilder<> &IRB) {
+  PartialSize = IRB.CreateIntCast(PartialSize, IRB.getInt32Ty(), false);
+  Value *Shift = IRB.CreateAnd(PartialSize, IRB.getInt32(~7));
+  unsigned Val1Int = kAsanAllocaPartialVal1;
+  unsigned Val2Int = kAsanAllocaPartialVal2;
+  if (!ASan.DL->isLittleEndian()) {
+    Val1Int = sys::getSwappedBytes(Val1Int);
+    Val2Int = sys::getSwappedBytes(Val2Int);
+  }
+  Value *Val1 = shiftAllocaMagic(IRB.getInt32(Val1Int), IRB, Shift);
+  Value *PartialBits = IRB.CreateAnd(PartialSize, IRB.getInt32(7));
+  // For BigEndian get 0x000000YZ -> 0xYZ000000.
+  if (ASan.DL->isBigEndian())
+    PartialBits = IRB.CreateShl(PartialBits, IRB.getInt32(24));
+  Value *Val2 = IRB.getInt32(Val2Int);
+  Value *Cond =
+      IRB.CreateICmpNE(PartialBits, Constant::getNullValue(IRB.getInt32Ty()));
+  Val2 = IRB.CreateSelect(Cond, shiftAllocaMagic(PartialBits, IRB, Shift),
+                          shiftAllocaMagic(Val2, IRB, Shift));
+  return IRB.CreateOr(Val1, Val2);
+}
+
+void FunctionStackPoisoner::handleDynamicAllocaCall(
+    DynamicAllocaCall &AllocaCall) {
+  AllocaInst *AI = AllocaCall.AI;
+  if (!doesDominateAllExits(AI)) {
+    // We do not yet handle complex allocas
+    AllocaCall.Poison = false;
+    return;
+  }
+
+  IRBuilder<> IRB(AI);
+
+  PointerType *Int32PtrTy = PointerType::getUnqual(IRB.getInt32Ty());
+  const unsigned Align = std::max(kAllocaRzSize, AI->getAlignment());
+  const uint64_t AllocaRedzoneMask = kAllocaRzSize - 1;
+
+  Value *Zero = Constant::getNullValue(IntptrTy);
+  Value *AllocaRzSize = ConstantInt::get(IntptrTy, kAllocaRzSize);
+  Value *AllocaRzMask = ConstantInt::get(IntptrTy, AllocaRedzoneMask);
+  Value *NotAllocaRzMask = ConstantInt::get(IntptrTy, ~AllocaRedzoneMask);
+
+  // Since we need to extend alloca with additional memory to locate
+  // redzones, and OldSize is number of allocated blocks with
+  // ElementSize size, get allocated memory size in bytes by
+  // OldSize * ElementSize.
+  unsigned ElementSize = ASan.DL->getTypeAllocSize(AI->getAllocatedType());
+  Value *OldSize = IRB.CreateMul(AI->getArraySize(),
+                                 ConstantInt::get(IntptrTy, ElementSize));
+
+  // PartialSize = OldSize % 32
+  Value *PartialSize = IRB.CreateAnd(OldSize, AllocaRzMask);
+
+  // Misalign = kAllocaRzSize - PartialSize;
+  Value *Misalign = IRB.CreateSub(AllocaRzSize, PartialSize);
+
+  // PartialPadding = Misalign != kAllocaRzSize ? Misalign : 0;
+  Value *Cond = IRB.CreateICmpNE(Misalign, AllocaRzSize);
+  Value *PartialPadding = IRB.CreateSelect(Cond, Misalign, Zero);
+
+  // AdditionalChunkSize = Align + PartialPadding + kAllocaRzSize
+  // Align is added to locate left redzone, PartialPadding for possible
+  // partial redzone and kAllocaRzSize for right redzone respectively.
+  Value *AdditionalChunkSize = IRB.CreateAdd(
+      ConstantInt::get(IntptrTy, Align + kAllocaRzSize), PartialPadding);
+
+  Value *NewSize = IRB.CreateAdd(OldSize, AdditionalChunkSize);
+
+  // Insert new alloca with new NewSize and Align params.
+  AllocaInst *NewAlloca = IRB.CreateAlloca(IRB.getInt8Ty(), NewSize);
+  NewAlloca->setAlignment(Align);
+
+  // NewAddress = Address + Align
+  Value *NewAddress = IRB.CreateAdd(IRB.CreatePtrToInt(NewAlloca, IntptrTy),
+                                    ConstantInt::get(IntptrTy, Align));
+
+  Value *NewAddressPtr = IRB.CreateIntToPtr(NewAddress, AI->getType());
+
+  // LeftRzAddress = NewAddress - kAllocaRzSize
+  Value *LeftRzAddress = IRB.CreateSub(NewAddress, AllocaRzSize);
+
+  // Poisoning left redzone.
+  AllocaCall.LeftRzAddr = ASan.memToShadow(LeftRzAddress, IRB);
+  IRB.CreateStore(ConstantInt::get(IRB.getInt32Ty(), kAsanAllocaLeftMagic),
+                  IRB.CreateIntToPtr(AllocaCall.LeftRzAddr, Int32PtrTy));
+
+  // PartialRzAligned = PartialRzAddr & ~AllocaRzMask
+  Value *PartialRzAddr = IRB.CreateAdd(NewAddress, OldSize);
+  Value *PartialRzAligned = IRB.CreateAnd(PartialRzAddr, NotAllocaRzMask);
+
+  // Poisoning partial redzone.
+  Value *PartialRzMagic = computePartialRzMagic(PartialSize, IRB);
+  Value *PartialRzShadowAddr = ASan.memToShadow(PartialRzAligned, IRB);
+  IRB.CreateStore(PartialRzMagic,
+                  IRB.CreateIntToPtr(PartialRzShadowAddr, Int32PtrTy));
+
+  // RightRzAddress
+  //   =  (PartialRzAddr + AllocaRzMask) & ~AllocaRzMask
+  Value *RightRzAddress = IRB.CreateAnd(
+      IRB.CreateAdd(PartialRzAddr, AllocaRzMask), NotAllocaRzMask);
+
+  // Poisoning right redzone.
+  AllocaCall.RightRzAddr = ASan.memToShadow(RightRzAddress, IRB);
+  IRB.CreateStore(ConstantInt::get(IRB.getInt32Ty(), kAsanAllocaRightMagic),
+                  IRB.CreateIntToPtr(AllocaCall.RightRzAddr, Int32PtrTy));
+
+  // Replace all uses of AddessReturnedByAlloca with NewAddress.
+  AI->replaceAllUsesWith(NewAddressPtr);
+
+  // We are done. Erase old alloca and store left, partial and right redzones
+  // shadow addresses for future unpoisoning.
+  AI->eraseFromParent();
+  NumInstrumentedDynamicAllocas++;
+}