]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - library/alloc/src/rc.rs
Move `{core,std}::stream::Stream` to `{core,std}::async_iter::AsyncIterator`.
[rust.git] / library / alloc / src / rc.rs
1 //! Single-threaded reference-counting pointers. 'Rc' stands for 'Reference
2 //! Counted'.
3 //!
4 //! The type [`Rc<T>`][`Rc`] provides shared ownership of a value of type `T`,
5 //! allocated in the heap. Invoking [`clone`][clone] on [`Rc`] produces a new
6 //! pointer to the same allocation in the heap. When the last [`Rc`] pointer to a
7 //! given allocation is destroyed, the value stored in that allocation (often
8 //! referred to as "inner value") is also dropped.
9 //!
10 //! Shared references in Rust disallow mutation by default, and [`Rc`]
11 //! is no exception: you cannot generally obtain a mutable reference to
12 //! something inside an [`Rc`]. If you need mutability, put a [`Cell`]
13 //! or [`RefCell`] inside the [`Rc`]; see [an example of mutability
14 //! inside an `Rc`][mutability].
15 //!
16 //! [`Rc`] uses non-atomic reference counting. This means that overhead is very
17 //! low, but an [`Rc`] cannot be sent between threads, and consequently [`Rc`]
18 //! does not implement [`Send`][send]. As a result, the Rust compiler
19 //! will check *at compile time* that you are not sending [`Rc`]s between
20 //! threads. If you need multi-threaded, atomic reference counting, use
21 //! [`sync::Arc`][arc].
22 //!
23 //! The [`downgrade`][downgrade] method can be used to create a non-owning
24 //! [`Weak`] pointer. A [`Weak`] pointer can be [`upgrade`][upgrade]d
25 //! to an [`Rc`], but this will return [`None`] if the value stored in the allocation has
26 //! already been dropped. In other words, `Weak` pointers do not keep the value
27 //! inside the allocation alive; however, they *do* keep the allocation
28 //! (the backing store for the inner value) alive.
29 //!
30 //! A cycle between [`Rc`] pointers will never be deallocated. For this reason,
31 //! [`Weak`] is used to break cycles. For example, a tree could have strong
32 //! [`Rc`] pointers from parent nodes to children, and [`Weak`] pointers from
33 //! children back to their parents.
34 //!
35 //! `Rc<T>` automatically dereferences to `T` (via the [`Deref`] trait),
36 //! so you can call `T`'s methods on a value of type [`Rc<T>`][`Rc`]. To avoid name
37 //! clashes with `T`'s methods, the methods of [`Rc<T>`][`Rc`] itself are associated
38 //! functions, called using [fully qualified syntax]:
39 //!
40 //! ```
41 //! use std::rc::Rc;
42 //!
43 //! let my_rc = Rc::new(());
44 //! let my_weak = Rc::downgrade(&my_rc);
45 //! ```
46 //!
47 //! `Rc<T>`'s implementations of traits like `Clone` may also be called using
48 //! fully qualified syntax. Some people prefer to use fully qualified syntax,
49 //! while others prefer using method-call syntax.
50 //!
51 //! ```
52 //! use std::rc::Rc;
53 //!
54 //! let rc = Rc::new(());
55 //! // Method-call syntax
56 //! let rc2 = rc.clone();
57 //! // Fully qualified syntax
58 //! let rc3 = Rc::clone(&rc);
59 //! ```
60 //!
61 //! [`Weak<T>`][`Weak`] does not auto-dereference to `T`, because the inner value may have
62 //! already been dropped.
63 //!
64 //! # Cloning references
65 //!
66 //! Creating a new reference to the same allocation as an existing reference counted pointer
67 //! is done using the `Clone` trait implemented for [`Rc<T>`][`Rc`] and [`Weak<T>`][`Weak`].
68 //!
69 //! ```
70 //! use std::rc::Rc;
71 //!
72 //! let foo = Rc::new(vec![1.0, 2.0, 3.0]);
73 //! // The two syntaxes below are equivalent.
74 //! let a = foo.clone();
75 //! let b = Rc::clone(&foo);
76 //! // a and b both point to the same memory location as foo.
77 //! ```
78 //!
79 //! The `Rc::clone(&from)` syntax is the most idiomatic because it conveys more explicitly
80 //! the meaning of the code. In the example above, this syntax makes it easier to see that
81 //! this code is creating a new reference rather than copying the whole content of foo.
82 //!
83 //! # Examples
84 //!
85 //! Consider a scenario where a set of `Gadget`s are owned by a given `Owner`.
86 //! We want to have our `Gadget`s point to their `Owner`. We can't do this with
87 //! unique ownership, because more than one gadget may belong to the same
88 //! `Owner`. [`Rc`] allows us to share an `Owner` between multiple `Gadget`s,
89 //! and have the `Owner` remain allocated as long as any `Gadget` points at it.
90 //!
91 //! ```
92 //! use std::rc::Rc;
93 //!
94 //! struct Owner {
95 //!     name: String,
96 //!     // ...other fields
97 //! }
98 //!
99 //! struct Gadget {
100 //!     id: i32,
101 //!     owner: Rc<Owner>,
102 //!     // ...other fields
103 //! }
104 //!
105 //! fn main() {
106 //!     // Create a reference-counted `Owner`.
107 //!     let gadget_owner: Rc<Owner> = Rc::new(
108 //!         Owner {
109 //!             name: "Gadget Man".to_string(),
110 //!         }
111 //!     );
112 //!
113 //!     // Create `Gadget`s belonging to `gadget_owner`. Cloning the `Rc<Owner>`
114 //!     // gives us a new pointer to the same `Owner` allocation, incrementing
115 //!     // the reference count in the process.
116 //!     let gadget1 = Gadget {
117 //!         id: 1,
118 //!         owner: Rc::clone(&gadget_owner),
119 //!     };
120 //!     let gadget2 = Gadget {
121 //!         id: 2,
122 //!         owner: Rc::clone(&gadget_owner),
123 //!     };
124 //!
125 //!     // Dispose of our local variable `gadget_owner`.
126 //!     drop(gadget_owner);
127 //!
128 //!     // Despite dropping `gadget_owner`, we're still able to print out the name
129 //!     // of the `Owner` of the `Gadget`s. This is because we've only dropped a
130 //!     // single `Rc<Owner>`, not the `Owner` it points to. As long as there are
131 //!     // other `Rc<Owner>` pointing at the same `Owner` allocation, it will remain
132 //!     // live. The field projection `gadget1.owner.name` works because
133 //!     // `Rc<Owner>` automatically dereferences to `Owner`.
134 //!     println!("Gadget {} owned by {}", gadget1.id, gadget1.owner.name);
135 //!     println!("Gadget {} owned by {}", gadget2.id, gadget2.owner.name);
136 //!
137 //!     // At the end of the function, `gadget1` and `gadget2` are destroyed, and
138 //!     // with them the last counted references to our `Owner`. Gadget Man now
139 //!     // gets destroyed as well.
140 //! }
141 //! ```
142 //!
143 //! If our requirements change, and we also need to be able to traverse from
144 //! `Owner` to `Gadget`, we will run into problems. An [`Rc`] pointer from `Owner`
145 //! to `Gadget` introduces a cycle. This means that their
146 //! reference counts can never reach 0, and the allocation will never be destroyed:
147 //! a memory leak. In order to get around this, we can use [`Weak`]
148 //! pointers.
149 //!
150 //! Rust actually makes it somewhat difficult to produce this loop in the first
151 //! place. In order to end up with two values that point at each other, one of
152 //! them needs to be mutable. This is difficult because [`Rc`] enforces
153 //! memory safety by only giving out shared references to the value it wraps,
154 //! and these don't allow direct mutation. We need to wrap the part of the
155 //! value we wish to mutate in a [`RefCell`], which provides *interior
156 //! mutability*: a method to achieve mutability through a shared reference.
157 //! [`RefCell`] enforces Rust's borrowing rules at runtime.
158 //!
159 //! ```
160 //! use std::rc::Rc;
161 //! use std::rc::Weak;
162 //! use std::cell::RefCell;
163 //!
164 //! struct Owner {
165 //!     name: String,
166 //!     gadgets: RefCell<Vec<Weak<Gadget>>>,
167 //!     // ...other fields
168 //! }
169 //!
170 //! struct Gadget {
171 //!     id: i32,
172 //!     owner: Rc<Owner>,
173 //!     // ...other fields
174 //! }
175 //!
176 //! fn main() {
177 //!     // Create a reference-counted `Owner`. Note that we've put the `Owner`'s
178 //!     // vector of `Gadget`s inside a `RefCell` so that we can mutate it through
179 //!     // a shared reference.
180 //!     let gadget_owner: Rc<Owner> = Rc::new(
181 //!         Owner {
182 //!             name: "Gadget Man".to_string(),
183 //!             gadgets: RefCell::new(vec![]),
184 //!         }
185 //!     );
186 //!
187 //!     // Create `Gadget`s belonging to `gadget_owner`, as before.
188 //!     let gadget1 = Rc::new(
189 //!         Gadget {
190 //!             id: 1,
191 //!             owner: Rc::clone(&gadget_owner),
192 //!         }
193 //!     );
194 //!     let gadget2 = Rc::new(
195 //!         Gadget {
196 //!             id: 2,
197 //!             owner: Rc::clone(&gadget_owner),
198 //!         }
199 //!     );
200 //!
201 //!     // Add the `Gadget`s to their `Owner`.
202 //!     {
203 //!         let mut gadgets = gadget_owner.gadgets.borrow_mut();
204 //!         gadgets.push(Rc::downgrade(&gadget1));
205 //!         gadgets.push(Rc::downgrade(&gadget2));
206 //!
207 //!         // `RefCell` dynamic borrow ends here.
208 //!     }
209 //!
210 //!     // Iterate over our `Gadget`s, printing their details out.
211 //!     for gadget_weak in gadget_owner.gadgets.borrow().iter() {
212 //!
213 //!         // `gadget_weak` is a `Weak<Gadget>`. Since `Weak` pointers can't
214 //!         // guarantee the allocation still exists, we need to call
215 //!         // `upgrade`, which returns an `Option<Rc<Gadget>>`.
216 //!         //
217 //!         // In this case we know the allocation still exists, so we simply
218 //!         // `unwrap` the `Option`. In a more complicated program, you might
219 //!         // need graceful error handling for a `None` result.
220 //!
221 //!         let gadget = gadget_weak.upgrade().unwrap();
222 //!         println!("Gadget {} owned by {}", gadget.id, gadget.owner.name);
223 //!     }
224 //!
225 //!     // At the end of the function, `gadget_owner`, `gadget1`, and `gadget2`
226 //!     // are destroyed. There are now no strong (`Rc`) pointers to the
227 //!     // gadgets, so they are destroyed. This zeroes the reference count on
228 //!     // Gadget Man, so he gets destroyed as well.
229 //! }
230 //! ```
231 //!
232 //! [clone]: Clone::clone
233 //! [`Cell`]: core::cell::Cell
234 //! [`RefCell`]: core::cell::RefCell
235 //! [send]: core::marker::Send
236 //! [arc]: crate::sync::Arc
237 //! [`Deref`]: core::ops::Deref
238 //! [downgrade]: Rc::downgrade
239 //! [upgrade]: Weak::upgrade
240 //! [mutability]: core::cell#introducing-mutability-inside-of-something-immutable
241 //! [fully qualified syntax]: https://doc.rust-lang.org/book/ch19-03-advanced-traits.html#fully-qualified-syntax-for-disambiguation-calling-methods-with-the-same-name
242
243 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
244
245 #[cfg(not(test))]
246 use crate::boxed::Box;
247 #[cfg(test)]
248 use std::boxed::Box;
249
250 use core::any::Any;
251 use core::borrow;
252 use core::cell::Cell;
253 use core::cmp::Ordering;
254 use core::convert::{From, TryFrom};
255 use core::fmt;
256 use core::hash::{Hash, Hasher};
257 use core::intrinsics::abort;
258 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
259 use core::iter;
260 use core::marker::{self, PhantomData, Unpin, Unsize};
261 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
262 use core::mem::size_of_val;
263 use core::mem::{self, align_of_val_raw, forget};
264 use core::ops::{CoerceUnsized, Deref, DispatchFromDyn, Receiver};
265 use core::panic::{RefUnwindSafe, UnwindSafe};
266 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
267 use core::pin::Pin;
268 use core::ptr::{self, NonNull};
269 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
270 use core::slice::from_raw_parts_mut;
271
272 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
273 use crate::alloc::handle_alloc_error;
274 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
275 use crate::alloc::{box_free, WriteCloneIntoRaw};
276 use crate::alloc::{AllocError, Allocator, Global, Layout};
277 use crate::borrow::{Cow, ToOwned};
278 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
279 use crate::string::String;
280 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
281 use crate::vec::Vec;
282
283 #[cfg(test)]
284 mod tests;
285
286 // This is repr(C) to future-proof against possible field-reordering, which
287 // would interfere with otherwise safe [into|from]_raw() of transmutable
288 // inner types.
289 #[repr(C)]
290 struct RcBox<T: ?Sized> {
291     strong: Cell<usize>,
292     weak: Cell<usize>,
293     value: T,
294 }
295
296 /// A single-threaded reference-counting pointer. 'Rc' stands for 'Reference
297 /// Counted'.
298 ///
299 /// See the [module-level documentation](./index.html) for more details.
300 ///
301 /// The inherent methods of `Rc` are all associated functions, which means
302 /// that you have to call them as e.g., [`Rc::get_mut(&mut value)`][get_mut] instead of
303 /// `value.get_mut()`. This avoids conflicts with methods of the inner type `T`.
304 ///
305 /// [get_mut]: Rc::get_mut
306 #[cfg_attr(not(test), rustc_diagnostic_item = "Rc")]
307 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
308 #[rustc_insignificant_dtor]
309 pub struct Rc<T: ?Sized> {
310     ptr: NonNull<RcBox<T>>,
311     phantom: PhantomData<RcBox<T>>,
312 }
313
314 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
315 impl<T: ?Sized> !marker::Send for Rc<T> {}
316
317 // Note that this negative impl isn't strictly necessary for correctness,
318 // as `Rc` transitively contains a `Cell`, which is itself `!Sync`.
319 // However, given how important `Rc`'s `!Sync`-ness is,
320 // having an explicit negative impl is nice for documentation purposes
321 // and results in nicer error messages.
322 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
323 impl<T: ?Sized> !marker::Sync for Rc<T> {}
324
325 #[stable(feature = "catch_unwind", since = "1.9.0")]
326 impl<T: RefUnwindSafe + ?Sized> UnwindSafe for Rc<T> {}
327 #[stable(feature = "rc_ref_unwind_safe", since = "1.58.0")]
328 impl<T: RefUnwindSafe + ?Sized> RefUnwindSafe for Rc<T> {}
329
330 #[unstable(feature = "coerce_unsized", issue = "27732")]
331 impl<T: ?Sized + Unsize<U>, U: ?Sized> CoerceUnsized<Rc<U>> for Rc<T> {}
332
333 #[unstable(feature = "dispatch_from_dyn", issue = "none")]
334 impl<T: ?Sized + Unsize<U>, U: ?Sized> DispatchFromDyn<Rc<U>> for Rc<T> {}
335
336 impl<T: ?Sized> Rc<T> {
337     #[inline(always)]
338     fn inner(&self) -> &RcBox<T> {
339         // This unsafety is ok because while this Rc is alive we're guaranteed
340         // that the inner pointer is valid.
341         unsafe { self.ptr.as_ref() }
342     }
343
344     unsafe fn from_inner(ptr: NonNull<RcBox<T>>) -> Self {
345         Self { ptr, phantom: PhantomData }
346     }
347
348     unsafe fn from_ptr(ptr: *mut RcBox<T>) -> Self {
349         unsafe { Self::from_inner(NonNull::new_unchecked(ptr)) }
350     }
351 }
352
353 impl<T> Rc<T> {
354     /// Constructs a new `Rc<T>`.
355     ///
356     /// # Examples
357     ///
358     /// ```
359     /// use std::rc::Rc;
360     ///
361     /// let five = Rc::new(5);
362     /// ```
363     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
364     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
365     pub fn new(value: T) -> Rc<T> {
366         // There is an implicit weak pointer owned by all the strong
367         // pointers, which ensures that the weak destructor never frees
368         // the allocation while the strong destructor is running, even
369         // if the weak pointer is stored inside the strong one.
370         unsafe {
371             Self::from_inner(
372                 Box::leak(box RcBox { strong: Cell::new(1), weak: Cell::new(1), value }).into(),
373             )
374         }
375     }
376
377     /// Constructs a new `Rc<T>` using a closure `data_fn` that has access to a
378     /// weak reference to the constructing `Rc<T>`.
379     ///
380     /// Generally, a structure circularly referencing itself, either directly or
381     /// indirectly, should not hold a strong reference to prevent a memory leak.
382     /// In `data_fn`, initialization of `T` can make use of the weak reference
383     /// by cloning and storing it inside `T` for use at a later time.
384     ///
385     /// Since the new `Rc<T>` is not fully-constructed until `Rc<T>::new_cyclic`
386     /// returns, calling [`upgrade`] on the weak reference inside `data_fn` will
387     /// fail and result in a `None` value.
388     ///
389     /// # Panics
390     /// If `data_fn` panics, the panic is propagated to the caller, and the
391     /// temporary [`Weak<T>`] is dropped normally.
392     ///
393     /// # Examples
394     ///
395     /// ```
396     /// #![allow(dead_code)]
397     /// use std::rc::{Rc, Weak};
398     ///
399     /// struct Gadget {
400     ///     me: Weak<Gadget>,
401     /// }
402     ///
403     /// impl Gadget {
404     ///     /// Construct a reference counted Gadget.
405     ///     fn new() -> Rc<Self> {
406     ///         Rc::new_cyclic(|me| Gadget { me: me.clone() })
407     ///     }
408     ///
409     ///     /// Return a reference counted pointer to Self.
410     ///     fn me(&self) -> Rc<Self> {
411     ///         self.me.upgrade().unwrap()
412     ///     }
413     /// }
414     /// ```
415     /// [`upgrade`]: Weak::upgrade
416     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
417     #[stable(feature = "arc_new_cyclic", since = "1.60.0")]
418     pub fn new_cyclic<F>(data_fn: F) -> Rc<T>
419     where
420         F: FnOnce(&Weak<T>) -> T,
421     {
422         // Construct the inner in the "uninitialized" state with a single
423         // weak reference.
424         let uninit_ptr: NonNull<_> = Box::leak(box RcBox {
425             strong: Cell::new(0),
426             weak: Cell::new(1),
427             value: mem::MaybeUninit::<T>::uninit(),
428         })
429         .into();
430
431         let init_ptr: NonNull<RcBox<T>> = uninit_ptr.cast();
432
433         let weak = Weak { ptr: init_ptr };
434
435         // It's important we don't give up ownership of the weak pointer, or
436         // else the memory might be freed by the time `data_fn` returns. If
437         // we really wanted to pass ownership, we could create an additional
438         // weak pointer for ourselves, but this would result in additional
439         // updates to the weak reference count which might not be necessary
440         // otherwise.
441         let data = data_fn(&weak);
442
443         let strong = unsafe {
444             let inner = init_ptr.as_ptr();
445             ptr::write(ptr::addr_of_mut!((*inner).value), data);
446
447             let prev_value = (*inner).strong.get();
448             debug_assert_eq!(prev_value, 0, "No prior strong references should exist");
449             (*inner).strong.set(1);
450
451             Rc::from_inner(init_ptr)
452         };
453
454         // Strong references should collectively own a shared weak reference,
455         // so don't run the destructor for our old weak reference.
456         mem::forget(weak);
457         strong
458     }
459
460     /// Constructs a new `Rc` with uninitialized contents.
461     ///
462     /// # Examples
463     ///
464     /// ```
465     /// #![feature(new_uninit)]
466     /// #![feature(get_mut_unchecked)]
467     ///
468     /// use std::rc::Rc;
469     ///
470     /// let mut five = Rc::<u32>::new_uninit();
471     ///
472     /// // Deferred initialization:
473     /// Rc::get_mut(&mut five).unwrap().write(5);
474     ///
475     /// let five = unsafe { five.assume_init() };
476     ///
477     /// assert_eq!(*five, 5)
478     /// ```
479     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
480     #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
481     #[must_use]
482     pub fn new_uninit() -> Rc<mem::MaybeUninit<T>> {
483         unsafe {
484             Rc::from_ptr(Rc::allocate_for_layout(
485                 Layout::new::<T>(),
486                 |layout| Global.allocate(layout),
487                 |mem| mem as *mut RcBox<mem::MaybeUninit<T>>,
488             ))
489         }
490     }
491
492     /// Constructs a new `Rc` with uninitialized contents, with the memory
493     /// being filled with `0` bytes.
494     ///
495     /// See [`MaybeUninit::zeroed`][zeroed] for examples of correct and
496     /// incorrect usage of this method.
497     ///
498     /// # Examples
499     ///
500     /// ```
501     /// #![feature(new_uninit)]
502     ///
503     /// use std::rc::Rc;
504     ///
505     /// let zero = Rc::<u32>::new_zeroed();
506     /// let zero = unsafe { zero.assume_init() };
507     ///
508     /// assert_eq!(*zero, 0)
509     /// ```
510     ///
511     /// [zeroed]: mem::MaybeUninit::zeroed
512     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
513     #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
514     #[must_use]
515     pub fn new_zeroed() -> Rc<mem::MaybeUninit<T>> {
516         unsafe {
517             Rc::from_ptr(Rc::allocate_for_layout(
518                 Layout::new::<T>(),
519                 |layout| Global.allocate_zeroed(layout),
520                 |mem| mem as *mut RcBox<mem::MaybeUninit<T>>,
521             ))
522         }
523     }
524
525     /// Constructs a new `Rc<T>`, returning an error if the allocation fails
526     ///
527     /// # Examples
528     ///
529     /// ```
530     /// #![feature(allocator_api)]
531     /// use std::rc::Rc;
532     ///
533     /// let five = Rc::try_new(5);
534     /// # Ok::<(), std::alloc::AllocError>(())
535     /// ```
536     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
537     pub fn try_new(value: T) -> Result<Rc<T>, AllocError> {
538         // There is an implicit weak pointer owned by all the strong
539         // pointers, which ensures that the weak destructor never frees
540         // the allocation while the strong destructor is running, even
541         // if the weak pointer is stored inside the strong one.
542         unsafe {
543             Ok(Self::from_inner(
544                 Box::leak(Box::try_new(RcBox { strong: Cell::new(1), weak: Cell::new(1), value })?)
545                     .into(),
546             ))
547         }
548     }
549
550     /// Constructs a new `Rc` with uninitialized contents, returning an error if the allocation fails
551     ///
552     /// # Examples
553     ///
554     /// ```
555     /// #![feature(allocator_api, new_uninit)]
556     /// #![feature(get_mut_unchecked)]
557     ///
558     /// use std::rc::Rc;
559     ///
560     /// let mut five = Rc::<u32>::try_new_uninit()?;
561     ///
562     /// // Deferred initialization:
563     /// Rc::get_mut(&mut five).unwrap().write(5);
564     ///
565     /// let five = unsafe { five.assume_init() };
566     ///
567     /// assert_eq!(*five, 5);
568     /// # Ok::<(), std::alloc::AllocError>(())
569     /// ```
570     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
571     // #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
572     pub fn try_new_uninit() -> Result<Rc<mem::MaybeUninit<T>>, AllocError> {
573         unsafe {
574             Ok(Rc::from_ptr(Rc::try_allocate_for_layout(
575                 Layout::new::<T>(),
576                 |layout| Global.allocate(layout),
577                 |mem| mem as *mut RcBox<mem::MaybeUninit<T>>,
578             )?))
579         }
580     }
581
582     /// Constructs a new `Rc` with uninitialized contents, with the memory
583     /// being filled with `0` bytes, returning an error if the allocation fails
584     ///
585     /// See [`MaybeUninit::zeroed`][zeroed] for examples of correct and
586     /// incorrect usage of this method.
587     ///
588     /// # Examples
589     ///
590     /// ```
591     /// #![feature(allocator_api, new_uninit)]
592     ///
593     /// use std::rc::Rc;
594     ///
595     /// let zero = Rc::<u32>::try_new_zeroed()?;
596     /// let zero = unsafe { zero.assume_init() };
597     ///
598     /// assert_eq!(*zero, 0);
599     /// # Ok::<(), std::alloc::AllocError>(())
600     /// ```
601     ///
602     /// [zeroed]: mem::MaybeUninit::zeroed
603     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
604     //#[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
605     pub fn try_new_zeroed() -> Result<Rc<mem::MaybeUninit<T>>, AllocError> {
606         unsafe {
607             Ok(Rc::from_ptr(Rc::try_allocate_for_layout(
608                 Layout::new::<T>(),
609                 |layout| Global.allocate_zeroed(layout),
610                 |mem| mem as *mut RcBox<mem::MaybeUninit<T>>,
611             )?))
612         }
613     }
614     /// Constructs a new `Pin<Rc<T>>`. If `T` does not implement `Unpin`, then
615     /// `value` will be pinned in memory and unable to be moved.
616     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
617     #[stable(feature = "pin", since = "1.33.0")]
618     #[must_use]
619     pub fn pin(value: T) -> Pin<Rc<T>> {
620         unsafe { Pin::new_unchecked(Rc::new(value)) }
621     }
622
623     /// Returns the inner value, if the `Rc` has exactly one strong reference.
624     ///
625     /// Otherwise, an [`Err`] is returned with the same `Rc` that was
626     /// passed in.
627     ///
628     /// This will succeed even if there are outstanding weak references.
629     ///
630     /// # Examples
631     ///
632     /// ```
633     /// use std::rc::Rc;
634     ///
635     /// let x = Rc::new(3);
636     /// assert_eq!(Rc::try_unwrap(x), Ok(3));
637     ///
638     /// let x = Rc::new(4);
639     /// let _y = Rc::clone(&x);
640     /// assert_eq!(*Rc::try_unwrap(x).unwrap_err(), 4);
641     /// ```
642     #[inline]
643     #[stable(feature = "rc_unique", since = "1.4.0")]
644     pub fn try_unwrap(this: Self) -> Result<T, Self> {
645         if Rc::strong_count(&this) == 1 {
646             unsafe {
647                 let val = ptr::read(&*this); // copy the contained object
648
649                 // Indicate to Weaks that they can't be promoted by decrementing
650                 // the strong count, and then remove the implicit "strong weak"
651                 // pointer while also handling drop logic by just crafting a
652                 // fake Weak.
653                 this.inner().dec_strong();
654                 let _weak = Weak { ptr: this.ptr };
655                 forget(this);
656                 Ok(val)
657             }
658         } else {
659             Err(this)
660         }
661     }
662 }
663
664 impl<T> Rc<[T]> {
665     /// Constructs a new reference-counted slice with uninitialized contents.
666     ///
667     /// # Examples
668     ///
669     /// ```
670     /// #![feature(new_uninit)]
671     /// #![feature(get_mut_unchecked)]
672     ///
673     /// use std::rc::Rc;
674     ///
675     /// let mut values = Rc::<[u32]>::new_uninit_slice(3);
676     ///
677     /// // Deferred initialization:
678     /// let data = Rc::get_mut(&mut values).unwrap();
679     /// data[0].write(1);
680     /// data[1].write(2);
681     /// data[2].write(3);
682     ///
683     /// let values = unsafe { values.assume_init() };
684     ///
685     /// assert_eq!(*values, [1, 2, 3])
686     /// ```
687     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
688     #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
689     #[must_use]
690     pub fn new_uninit_slice(len: usize) -> Rc<[mem::MaybeUninit<T>]> {
691         unsafe { Rc::from_ptr(Rc::allocate_for_slice(len)) }
692     }
693
694     /// Constructs a new reference-counted slice with uninitialized contents, with the memory being
695     /// filled with `0` bytes.
696     ///
697     /// See [`MaybeUninit::zeroed`][zeroed] for examples of correct and
698     /// incorrect usage of this method.
699     ///
700     /// # Examples
701     ///
702     /// ```
703     /// #![feature(new_uninit)]
704     ///
705     /// use std::rc::Rc;
706     ///
707     /// let values = Rc::<[u32]>::new_zeroed_slice(3);
708     /// let values = unsafe { values.assume_init() };
709     ///
710     /// assert_eq!(*values, [0, 0, 0])
711     /// ```
712     ///
713     /// [zeroed]: mem::MaybeUninit::zeroed
714     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
715     #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
716     #[must_use]
717     pub fn new_zeroed_slice(len: usize) -> Rc<[mem::MaybeUninit<T>]> {
718         unsafe {
719             Rc::from_ptr(Rc::allocate_for_layout(
720                 Layout::array::<T>(len).unwrap(),
721                 |layout| Global.allocate_zeroed(layout),
722                 |mem| {
723                     ptr::slice_from_raw_parts_mut(mem as *mut T, len)
724                         as *mut RcBox<[mem::MaybeUninit<T>]>
725                 },
726             ))
727         }
728     }
729 }
730
731 impl<T> Rc<mem::MaybeUninit<T>> {
732     /// Converts to `Rc<T>`.
733     ///
734     /// # Safety
735     ///
736     /// As with [`MaybeUninit::assume_init`],
737     /// it is up to the caller to guarantee that the inner value
738     /// really is in an initialized state.
739     /// Calling this when the content is not yet fully initialized
740     /// causes immediate undefined behavior.
741     ///
742     /// [`MaybeUninit::assume_init`]: mem::MaybeUninit::assume_init
743     ///
744     /// # Examples
745     ///
746     /// ```
747     /// #![feature(new_uninit)]
748     /// #![feature(get_mut_unchecked)]
749     ///
750     /// use std::rc::Rc;
751     ///
752     /// let mut five = Rc::<u32>::new_uninit();
753     ///
754     /// // Deferred initialization:
755     /// Rc::get_mut(&mut five).unwrap().write(5);
756     ///
757     /// let five = unsafe { five.assume_init() };
758     ///
759     /// assert_eq!(*five, 5)
760     /// ```
761     #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
762     #[inline]
763     pub unsafe fn assume_init(self) -> Rc<T> {
764         unsafe { Rc::from_inner(mem::ManuallyDrop::new(self).ptr.cast()) }
765     }
766 }
767
768 impl<T> Rc<[mem::MaybeUninit<T>]> {
769     /// Converts to `Rc<[T]>`.
770     ///
771     /// # Safety
772     ///
773     /// As with [`MaybeUninit::assume_init`],
774     /// it is up to the caller to guarantee that the inner value
775     /// really is in an initialized state.
776     /// Calling this when the content is not yet fully initialized
777     /// causes immediate undefined behavior.
778     ///
779     /// [`MaybeUninit::assume_init`]: mem::MaybeUninit::assume_init
780     ///
781     /// # Examples
782     ///
783     /// ```
784     /// #![feature(new_uninit)]
785     /// #![feature(get_mut_unchecked)]
786     ///
787     /// use std::rc::Rc;
788     ///
789     /// let mut values = Rc::<[u32]>::new_uninit_slice(3);
790     ///
791     /// // Deferred initialization:
792     /// let data = Rc::get_mut(&mut values).unwrap();
793     /// data[0].write(1);
794     /// data[1].write(2);
795     /// data[2].write(3);
796     ///
797     /// let values = unsafe { values.assume_init() };
798     ///
799     /// assert_eq!(*values, [1, 2, 3])
800     /// ```
801     #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
802     #[inline]
803     pub unsafe fn assume_init(self) -> Rc<[T]> {
804         unsafe { Rc::from_ptr(mem::ManuallyDrop::new(self).ptr.as_ptr() as _) }
805     }
806 }
807
808 impl<T: ?Sized> Rc<T> {
809     /// Consumes the `Rc`, returning the wrapped pointer.
810     ///
811     /// To avoid a memory leak the pointer must be converted back to an `Rc` using
812     /// [`Rc::from_raw`].
813     ///
814     /// # Examples
815     ///
816     /// ```
817     /// use std::rc::Rc;
818     ///
819     /// let x = Rc::new("hello".to_owned());
820     /// let x_ptr = Rc::into_raw(x);
821     /// assert_eq!(unsafe { &*x_ptr }, "hello");
822     /// ```
823     #[stable(feature = "rc_raw", since = "1.17.0")]
824     pub fn into_raw(this: Self) -> *const T {
825         let ptr = Self::as_ptr(&this);
826         mem::forget(this);
827         ptr
828     }
829
830     /// Provides a raw pointer to the data.
831     ///
832     /// The counts are not affected in any way and the `Rc` is not consumed. The pointer is valid
833     /// for as long there are strong counts in the `Rc`.
834     ///
835     /// # Examples
836     ///
837     /// ```
838     /// use std::rc::Rc;
839     ///
840     /// let x = Rc::new("hello".to_owned());
841     /// let y = Rc::clone(&x);
842     /// let x_ptr = Rc::as_ptr(&x);
843     /// assert_eq!(x_ptr, Rc::as_ptr(&y));
844     /// assert_eq!(unsafe { &*x_ptr }, "hello");
845     /// ```
846     #[stable(feature = "weak_into_raw", since = "1.45.0")]
847     pub fn as_ptr(this: &Self) -> *const T {
848         let ptr: *mut RcBox<T> = NonNull::as_ptr(this.ptr);
849
850         // SAFETY: This cannot go through Deref::deref or Rc::inner because
851         // this is required to retain raw/mut provenance such that e.g. `get_mut` can
852         // write through the pointer after the Rc is recovered through `from_raw`.
853         unsafe { ptr::addr_of_mut!((*ptr).value) }
854     }
855
856     /// Constructs an `Rc<T>` from a raw pointer.
857     ///
858     /// The raw pointer must have been previously returned by a call to
859     /// [`Rc<U>::into_raw`][into_raw] where `U` must have the same size
860     /// and alignment as `T`. This is trivially true if `U` is `T`.
861     /// Note that if `U` is not `T` but has the same size and alignment, this is
862     /// basically like transmuting references of different types. See
863     /// [`mem::transmute`] for more information on what
864     /// restrictions apply in this case.
865     ///
866     /// The user of `from_raw` has to make sure a specific value of `T` is only
867     /// dropped once.
868     ///
869     /// This function is unsafe because improper use may lead to memory unsafety,
870     /// even if the returned `Rc<T>` is never accessed.
871     ///
872     /// [into_raw]: Rc::into_raw
873     ///
874     /// # Examples
875     ///
876     /// ```
877     /// use std::rc::Rc;
878     ///
879     /// let x = Rc::new("hello".to_owned());
880     /// let x_ptr = Rc::into_raw(x);
881     ///
882     /// unsafe {
883     ///     // Convert back to an `Rc` to prevent leak.
884     ///     let x = Rc::from_raw(x_ptr);
885     ///     assert_eq!(&*x, "hello");
886     ///
887     ///     // Further calls to `Rc::from_raw(x_ptr)` would be memory-unsafe.
888     /// }
889     ///
890     /// // The memory was freed when `x` went out of scope above, so `x_ptr` is now dangling!
891     /// ```
892     #[stable(feature = "rc_raw", since = "1.17.0")]
893     pub unsafe fn from_raw(ptr: *const T) -> Self {
894         let offset = unsafe { data_offset(ptr) };
895
896         // Reverse the offset to find the original RcBox.
897         let rc_ptr =
898             unsafe { (ptr as *mut RcBox<T>).set_ptr_value((ptr as *mut u8).offset(-offset)) };
899
900         unsafe { Self::from_ptr(rc_ptr) }
901     }
902
903     /// Creates a new [`Weak`] pointer to this allocation.
904     ///
905     /// # Examples
906     ///
907     /// ```
908     /// use std::rc::Rc;
909     ///
910     /// let five = Rc::new(5);
911     ///
912     /// let weak_five = Rc::downgrade(&five);
913     /// ```
914     #[must_use = "this returns a new `Weak` pointer, \
915                   without modifying the original `Rc`"]
916     #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
917     pub fn downgrade(this: &Self) -> Weak<T> {
918         this.inner().inc_weak();
919         // Make sure we do not create a dangling Weak
920         debug_assert!(!is_dangling(this.ptr.as_ptr()));
921         Weak { ptr: this.ptr }
922     }
923
924     /// Gets the number of [`Weak`] pointers to this allocation.
925     ///
926     /// # Examples
927     ///
928     /// ```
929     /// use std::rc::Rc;
930     ///
931     /// let five = Rc::new(5);
932     /// let _weak_five = Rc::downgrade(&five);
933     ///
934     /// assert_eq!(1, Rc::weak_count(&five));
935     /// ```
936     #[inline]
937     #[stable(feature = "rc_counts", since = "1.15.0")]
938     pub fn weak_count(this: &Self) -> usize {
939         this.inner().weak() - 1
940     }
941
942     /// Gets the number of strong (`Rc`) pointers to this allocation.
943     ///
944     /// # Examples
945     ///
946     /// ```
947     /// use std::rc::Rc;
948     ///
949     /// let five = Rc::new(5);
950     /// let _also_five = Rc::clone(&five);
951     ///
952     /// assert_eq!(2, Rc::strong_count(&five));
953     /// ```
954     #[inline]
955     #[stable(feature = "rc_counts", since = "1.15.0")]
956     pub fn strong_count(this: &Self) -> usize {
957         this.inner().strong()
958     }
959
960     /// Increments the strong reference count on the `Rc<T>` associated with the
961     /// provided pointer by one.
962     ///
963     /// # Safety
964     ///
965     /// The pointer must have been obtained through `Rc::into_raw`, and the
966     /// associated `Rc` instance must be valid (i.e. the strong count must be at
967     /// least 1) for the duration of this method.
968     ///
969     /// # Examples
970     ///
971     /// ```
972     /// use std::rc::Rc;
973     ///
974     /// let five = Rc::new(5);
975     ///
976     /// unsafe {
977     ///     let ptr = Rc::into_raw(five);
978     ///     Rc::increment_strong_count(ptr);
979     ///
980     ///     let five = Rc::from_raw(ptr);
981     ///     assert_eq!(2, Rc::strong_count(&five));
982     /// }
983     /// ```
984     #[inline]
985     #[stable(feature = "rc_mutate_strong_count", since = "1.53.0")]
986     pub unsafe fn increment_strong_count(ptr: *const T) {
987         // Retain Rc, but don't touch refcount by wrapping in ManuallyDrop
988         let rc = unsafe { mem::ManuallyDrop::new(Rc::<T>::from_raw(ptr)) };
989         // Now increase refcount, but don't drop new refcount either
990         let _rc_clone: mem::ManuallyDrop<_> = rc.clone();
991     }
992
993     /// Decrements the strong reference count on the `Rc<T>` associated with the
994     /// provided pointer by one.
995     ///
996     /// # Safety
997     ///
998     /// The pointer must have been obtained through `Rc::into_raw`, and the
999     /// associated `Rc` instance must be valid (i.e. the strong count must be at
1000     /// least 1) when invoking this method. This method can be used to release
1001     /// the final `Rc` and backing storage, but **should not** be called after
1002     /// the final `Rc` has been released.
1003     ///
1004     /// # Examples
1005     ///
1006     /// ```
1007     /// use std::rc::Rc;
1008     ///
1009     /// let five = Rc::new(5);
1010     ///
1011     /// unsafe {
1012     ///     let ptr = Rc::into_raw(five);
1013     ///     Rc::increment_strong_count(ptr);
1014     ///
1015     ///     let five = Rc::from_raw(ptr);
1016     ///     assert_eq!(2, Rc::strong_count(&five));
1017     ///     Rc::decrement_strong_count(ptr);
1018     ///     assert_eq!(1, Rc::strong_count(&five));
1019     /// }
1020     /// ```
1021     #[inline]
1022     #[stable(feature = "rc_mutate_strong_count", since = "1.53.0")]
1023     pub unsafe fn decrement_strong_count(ptr: *const T) {
1024         unsafe { mem::drop(Rc::from_raw(ptr)) };
1025     }
1026
1027     /// Returns `true` if there are no other `Rc` or [`Weak`] pointers to
1028     /// this allocation.
1029     #[inline]
1030     fn is_unique(this: &Self) -> bool {
1031         Rc::weak_count(this) == 0 && Rc::strong_count(this) == 1
1032     }
1033
1034     /// Returns a mutable reference into the given `Rc`, if there are
1035     /// no other `Rc` or [`Weak`] pointers to the same allocation.
1036     ///
1037     /// Returns [`None`] otherwise, because it is not safe to
1038     /// mutate a shared value.
1039     ///
1040     /// See also [`make_mut`][make_mut], which will [`clone`][clone]
1041     /// the inner value when there are other `Rc` pointers.
1042     ///
1043     /// [make_mut]: Rc::make_mut
1044     /// [clone]: Clone::clone
1045     ///
1046     /// # Examples
1047     ///
1048     /// ```
1049     /// use std::rc::Rc;
1050     ///
1051     /// let mut x = Rc::new(3);
1052     /// *Rc::get_mut(&mut x).unwrap() = 4;
1053     /// assert_eq!(*x, 4);
1054     ///
1055     /// let _y = Rc::clone(&x);
1056     /// assert!(Rc::get_mut(&mut x).is_none());
1057     /// ```
1058     #[inline]
1059     #[stable(feature = "rc_unique", since = "1.4.0")]
1060     pub fn get_mut(this: &mut Self) -> Option<&mut T> {
1061         if Rc::is_unique(this) { unsafe { Some(Rc::get_mut_unchecked(this)) } } else { None }
1062     }
1063
1064     /// Returns a mutable reference into the given `Rc`,
1065     /// without any check.
1066     ///
1067     /// See also [`get_mut`], which is safe and does appropriate checks.
1068     ///
1069     /// [`get_mut`]: Rc::get_mut
1070     ///
1071     /// # Safety
1072     ///
1073     /// Any other `Rc` or [`Weak`] pointers to the same allocation must not be dereferenced
1074     /// for the duration of the returned borrow.
1075     /// This is trivially the case if no such pointers exist,
1076     /// for example immediately after `Rc::new`.
1077     ///
1078     /// # Examples
1079     ///
1080     /// ```
1081     /// #![feature(get_mut_unchecked)]
1082     ///
1083     /// use std::rc::Rc;
1084     ///
1085     /// let mut x = Rc::new(String::new());
1086     /// unsafe {
1087     ///     Rc::get_mut_unchecked(&mut x).push_str("foo")
1088     /// }
1089     /// assert_eq!(*x, "foo");
1090     /// ```
1091     #[inline]
1092     #[unstable(feature = "get_mut_unchecked", issue = "63292")]
1093     pub unsafe fn get_mut_unchecked(this: &mut Self) -> &mut T {
1094         // We are careful to *not* create a reference covering the "count" fields, as
1095         // this would conflict with accesses to the reference counts (e.g. by `Weak`).
1096         unsafe { &mut (*this.ptr.as_ptr()).value }
1097     }
1098
1099     #[inline]
1100     #[stable(feature = "ptr_eq", since = "1.17.0")]
1101     /// Returns `true` if the two `Rc`s point to the same allocation
1102     /// (in a vein similar to [`ptr::eq`]).
1103     ///
1104     /// # Examples
1105     ///
1106     /// ```
1107     /// use std::rc::Rc;
1108     ///
1109     /// let five = Rc::new(5);
1110     /// let same_five = Rc::clone(&five);
1111     /// let other_five = Rc::new(5);
1112     ///
1113     /// assert!(Rc::ptr_eq(&five, &same_five));
1114     /// assert!(!Rc::ptr_eq(&five, &other_five));
1115     /// ```
1116     pub fn ptr_eq(this: &Self, other: &Self) -> bool {
1117         this.ptr.as_ptr() == other.ptr.as_ptr()
1118     }
1119 }
1120
1121 impl<T: Clone> Rc<T> {
1122     /// Makes a mutable reference into the given `Rc`.
1123     ///
1124     /// If there are other `Rc` pointers to the same allocation, then `make_mut` will
1125     /// [`clone`] the inner value to a new allocation to ensure unique ownership.  This is also
1126     /// referred to as clone-on-write.
1127     ///
1128     /// However, if there are no other `Rc` pointers to this allocation, but some [`Weak`]
1129     /// pointers, then the [`Weak`] pointers will be disassociated and the inner value will not
1130     /// be cloned.
1131     ///
1132     /// See also [`get_mut`], which will fail rather than cloning the inner value
1133     /// or diassociating [`Weak`] pointers.
1134     ///
1135     /// [`clone`]: Clone::clone
1136     /// [`get_mut`]: Rc::get_mut
1137     ///
1138     /// # Examples
1139     ///
1140     /// ```
1141     /// use std::rc::Rc;
1142     ///
1143     /// let mut data = Rc::new(5);
1144     ///
1145     /// *Rc::make_mut(&mut data) += 1;         // Won't clone anything
1146     /// let mut other_data = Rc::clone(&data); // Won't clone inner data
1147     /// *Rc::make_mut(&mut data) += 1;         // Clones inner data
1148     /// *Rc::make_mut(&mut data) += 1;         // Won't clone anything
1149     /// *Rc::make_mut(&mut other_data) *= 2;   // Won't clone anything
1150     ///
1151     /// // Now `data` and `other_data` point to different allocations.
1152     /// assert_eq!(*data, 8);
1153     /// assert_eq!(*other_data, 12);
1154     /// ```
1155     ///
1156     /// [`Weak`] pointers will be disassociated:
1157     ///
1158     /// ```
1159     /// use std::rc::Rc;
1160     ///
1161     /// let mut data = Rc::new(75);
1162     /// let weak = Rc::downgrade(&data);
1163     ///
1164     /// assert!(75 == *data);
1165     /// assert!(75 == *weak.upgrade().unwrap());
1166     ///
1167     /// *Rc::make_mut(&mut data) += 1;
1168     ///
1169     /// assert!(76 == *data);
1170     /// assert!(weak.upgrade().is_none());
1171     /// ```
1172     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1173     #[inline]
1174     #[stable(feature = "rc_unique", since = "1.4.0")]
1175     pub fn make_mut(this: &mut Self) -> &mut T {
1176         if Rc::strong_count(this) != 1 {
1177             // Gotta clone the data, there are other Rcs.
1178             // Pre-allocate memory to allow writing the cloned value directly.
1179             let mut rc = Self::new_uninit();
1180             unsafe {
1181                 let data = Rc::get_mut_unchecked(&mut rc);
1182                 (**this).write_clone_into_raw(data.as_mut_ptr());
1183                 *this = rc.assume_init();
1184             }
1185         } else if Rc::weak_count(this) != 0 {
1186             // Can just steal the data, all that's left is Weaks
1187             let mut rc = Self::new_uninit();
1188             unsafe {
1189                 let data = Rc::get_mut_unchecked(&mut rc);
1190                 data.as_mut_ptr().copy_from_nonoverlapping(&**this, 1);
1191
1192                 this.inner().dec_strong();
1193                 // Remove implicit strong-weak ref (no need to craft a fake
1194                 // Weak here -- we know other Weaks can clean up for us)
1195                 this.inner().dec_weak();
1196                 ptr::write(this, rc.assume_init());
1197             }
1198         }
1199         // This unsafety is ok because we're guaranteed that the pointer
1200         // returned is the *only* pointer that will ever be returned to T. Our
1201         // reference count is guaranteed to be 1 at this point, and we required
1202         // the `Rc<T>` itself to be `mut`, so we're returning the only possible
1203         // reference to the allocation.
1204         unsafe { &mut this.ptr.as_mut().value }
1205     }
1206 }
1207
1208 impl Rc<dyn Any> {
1209     #[inline]
1210     #[stable(feature = "rc_downcast", since = "1.29.0")]
1211     /// Attempt to downcast the `Rc<dyn Any>` to a concrete type.
1212     ///
1213     /// # Examples
1214     ///
1215     /// ```
1216     /// use std::any::Any;
1217     /// use std::rc::Rc;
1218     ///
1219     /// fn print_if_string(value: Rc<dyn Any>) {
1220     ///     if let Ok(string) = value.downcast::<String>() {
1221     ///         println!("String ({}): {}", string.len(), string);
1222     ///     }
1223     /// }
1224     ///
1225     /// let my_string = "Hello World".to_string();
1226     /// print_if_string(Rc::new(my_string));
1227     /// print_if_string(Rc::new(0i8));
1228     /// ```
1229     pub fn downcast<T: Any>(self) -> Result<Rc<T>, Rc<dyn Any>> {
1230         if (*self).is::<T>() {
1231             unsafe {
1232                 let ptr = self.ptr.cast::<RcBox<T>>();
1233                 forget(self);
1234                 Ok(Rc::from_inner(ptr))
1235             }
1236         } else {
1237             Err(self)
1238         }
1239     }
1240 }
1241
1242 impl<T: ?Sized> Rc<T> {
1243     /// Allocates an `RcBox<T>` with sufficient space for
1244     /// a possibly-unsized inner value where the value has the layout provided.
1245     ///
1246     /// The function `mem_to_rcbox` is called with the data pointer
1247     /// and must return back a (potentially fat)-pointer for the `RcBox<T>`.
1248     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1249     unsafe fn allocate_for_layout(
1250         value_layout: Layout,
1251         allocate: impl FnOnce(Layout) -> Result<NonNull<[u8]>, AllocError>,
1252         mem_to_rcbox: impl FnOnce(*mut u8) -> *mut RcBox<T>,
1253     ) -> *mut RcBox<T> {
1254         // Calculate layout using the given value layout.
1255         // Previously, layout was calculated on the expression
1256         // `&*(ptr as *const RcBox<T>)`, but this created a misaligned
1257         // reference (see #54908).
1258         let layout = Layout::new::<RcBox<()>>().extend(value_layout).unwrap().0.pad_to_align();
1259         unsafe {
1260             Rc::try_allocate_for_layout(value_layout, allocate, mem_to_rcbox)
1261                 .unwrap_or_else(|_| handle_alloc_error(layout))
1262         }
1263     }
1264
1265     /// Allocates an `RcBox<T>` with sufficient space for
1266     /// a possibly-unsized inner value where the value has the layout provided,
1267     /// returning an error if allocation fails.
1268     ///
1269     /// The function `mem_to_rcbox` is called with the data pointer
1270     /// and must return back a (potentially fat)-pointer for the `RcBox<T>`.
1271     #[inline]
1272     unsafe fn try_allocate_for_layout(
1273         value_layout: Layout,
1274         allocate: impl FnOnce(Layout) -> Result<NonNull<[u8]>, AllocError>,
1275         mem_to_rcbox: impl FnOnce(*mut u8) -> *mut RcBox<T>,
1276     ) -> Result<*mut RcBox<T>, AllocError> {
1277         // Calculate layout using the given value layout.
1278         // Previously, layout was calculated on the expression
1279         // `&*(ptr as *const RcBox<T>)`, but this created a misaligned
1280         // reference (see #54908).
1281         let layout = Layout::new::<RcBox<()>>().extend(value_layout).unwrap().0.pad_to_align();
1282
1283         // Allocate for the layout.
1284         let ptr = allocate(layout)?;
1285
1286         // Initialize the RcBox
1287         let inner = mem_to_rcbox(ptr.as_non_null_ptr().as_ptr());
1288         unsafe {
1289             debug_assert_eq!(Layout::for_value(&*inner), layout);
1290
1291             ptr::write(&mut (*inner).strong, Cell::new(1));
1292             ptr::write(&mut (*inner).weak, Cell::new(1));
1293         }
1294
1295         Ok(inner)
1296     }
1297
1298     /// Allocates an `RcBox<T>` with sufficient space for an unsized inner value
1299     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1300     unsafe fn allocate_for_ptr(ptr: *const T) -> *mut RcBox<T> {
1301         // Allocate for the `RcBox<T>` using the given value.
1302         unsafe {
1303             Self::allocate_for_layout(
1304                 Layout::for_value(&*ptr),
1305                 |layout| Global.allocate(layout),
1306                 |mem| (ptr as *mut RcBox<T>).set_ptr_value(mem),
1307             )
1308         }
1309     }
1310
1311     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1312     fn from_box(v: Box<T>) -> Rc<T> {
1313         unsafe {
1314             let (box_unique, alloc) = Box::into_unique(v);
1315             let bptr = box_unique.as_ptr();
1316
1317             let value_size = size_of_val(&*bptr);
1318             let ptr = Self::allocate_for_ptr(bptr);
1319
1320             // Copy value as bytes
1321             ptr::copy_nonoverlapping(
1322                 bptr as *const T as *const u8,
1323                 &mut (*ptr).value as *mut _ as *mut u8,
1324                 value_size,
1325             );
1326
1327             // Free the allocation without dropping its contents
1328             box_free(box_unique, alloc);
1329
1330             Self::from_ptr(ptr)
1331         }
1332     }
1333 }
1334
1335 impl<T> Rc<[T]> {
1336     /// Allocates an `RcBox<[T]>` with the given length.
1337     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1338     unsafe fn allocate_for_slice(len: usize) -> *mut RcBox<[T]> {
1339         unsafe {
1340             Self::allocate_for_layout(
1341                 Layout::array::<T>(len).unwrap(),
1342                 |layout| Global.allocate(layout),
1343                 |mem| ptr::slice_from_raw_parts_mut(mem as *mut T, len) as *mut RcBox<[T]>,
1344             )
1345         }
1346     }
1347
1348     /// Copy elements from slice into newly allocated Rc<\[T\]>
1349     ///
1350     /// Unsafe because the caller must either take ownership or bind `T: Copy`
1351     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1352     unsafe fn copy_from_slice(v: &[T]) -> Rc<[T]> {
1353         unsafe {
1354             let ptr = Self::allocate_for_slice(v.len());
1355             ptr::copy_nonoverlapping(v.as_ptr(), &mut (*ptr).value as *mut [T] as *mut T, v.len());
1356             Self::from_ptr(ptr)
1357         }
1358     }
1359
1360     /// Constructs an `Rc<[T]>` from an iterator known to be of a certain size.
1361     ///
1362     /// Behavior is undefined should the size be wrong.
1363     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1364     unsafe fn from_iter_exact(iter: impl iter::Iterator<Item = T>, len: usize) -> Rc<[T]> {
1365         // Panic guard while cloning T elements.
1366         // In the event of a panic, elements that have been written
1367         // into the new RcBox will be dropped, then the memory freed.
1368         struct Guard<T> {
1369             mem: NonNull<u8>,
1370             elems: *mut T,
1371             layout: Layout,
1372             n_elems: usize,
1373         }
1374
1375         impl<T> Drop for Guard<T> {
1376             fn drop(&mut self) {
1377                 unsafe {
1378                     let slice = from_raw_parts_mut(self.elems, self.n_elems);
1379                     ptr::drop_in_place(slice);
1380
1381                     Global.deallocate(self.mem, self.layout);
1382                 }
1383             }
1384         }
1385
1386         unsafe {
1387             let ptr = Self::allocate_for_slice(len);
1388
1389             let mem = ptr as *mut _ as *mut u8;
1390             let layout = Layout::for_value(&*ptr);
1391
1392             // Pointer to first element
1393             let elems = &mut (*ptr).value as *mut [T] as *mut T;
1394
1395             let mut guard = Guard { mem: NonNull::new_unchecked(mem), elems, layout, n_elems: 0 };
1396
1397             for (i, item) in iter.enumerate() {
1398                 ptr::write(elems.add(i), item);
1399                 guard.n_elems += 1;
1400             }
1401
1402             // All clear. Forget the guard so it doesn't free the new RcBox.
1403             forget(guard);
1404
1405             Self::from_ptr(ptr)
1406         }
1407     }
1408 }
1409
1410 /// Specialization trait used for `From<&[T]>`.
1411 trait RcFromSlice<T> {
1412     fn from_slice(slice: &[T]) -> Self;
1413 }
1414
1415 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1416 impl<T: Clone> RcFromSlice<T> for Rc<[T]> {
1417     #[inline]
1418     default fn from_slice(v: &[T]) -> Self {
1419         unsafe { Self::from_iter_exact(v.iter().cloned(), v.len()) }
1420     }
1421 }
1422
1423 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1424 impl<T: Copy> RcFromSlice<T> for Rc<[T]> {
1425     #[inline]
1426     fn from_slice(v: &[T]) -> Self {
1427         unsafe { Rc::copy_from_slice(v) }
1428     }
1429 }
1430
1431 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1432 impl<T: ?Sized> Deref for Rc<T> {
1433     type Target = T;
1434
1435     #[inline(always)]
1436     fn deref(&self) -> &T {
1437         &self.inner().value
1438     }
1439 }
1440
1441 #[unstable(feature = "receiver_trait", issue = "none")]
1442 impl<T: ?Sized> Receiver for Rc<T> {}
1443
1444 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1445 unsafe impl<#[may_dangle] T: ?Sized> Drop for Rc<T> {
1446     /// Drops the `Rc`.
1447     ///
1448     /// This will decrement the strong reference count. If the strong reference
1449     /// count reaches zero then the only other references (if any) are
1450     /// [`Weak`], so we `drop` the inner value.
1451     ///
1452     /// # Examples
1453     ///
1454     /// ```
1455     /// use std::rc::Rc;
1456     ///
1457     /// struct Foo;
1458     ///
1459     /// impl Drop for Foo {
1460     ///     fn drop(&mut self) {
1461     ///         println!("dropped!");
1462     ///     }
1463     /// }
1464     ///
1465     /// let foo  = Rc::new(Foo);
1466     /// let foo2 = Rc::clone(&foo);
1467     ///
1468     /// drop(foo);    // Doesn't print anything
1469     /// drop(foo2);   // Prints "dropped!"
1470     /// ```
1471     fn drop(&mut self) {
1472         unsafe {
1473             self.inner().dec_strong();
1474             if self.inner().strong() == 0 {
1475                 // destroy the contained object
1476                 ptr::drop_in_place(Self::get_mut_unchecked(self));
1477
1478                 // remove the implicit "strong weak" pointer now that we've
1479                 // destroyed the contents.
1480                 self.inner().dec_weak();
1481
1482                 if self.inner().weak() == 0 {
1483                     Global.deallocate(self.ptr.cast(), Layout::for_value(self.ptr.as_ref()));
1484                 }
1485             }
1486         }
1487     }
1488 }
1489
1490 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1491 impl<T: ?Sized> Clone for Rc<T> {
1492     /// Makes a clone of the `Rc` pointer.
1493     ///
1494     /// This creates another pointer to the same allocation, increasing the
1495     /// strong reference count.
1496     ///
1497     /// # Examples
1498     ///
1499     /// ```
1500     /// use std::rc::Rc;
1501     ///
1502     /// let five = Rc::new(5);
1503     ///
1504     /// let _ = Rc::clone(&five);
1505     /// ```
1506     #[inline]
1507     fn clone(&self) -> Rc<T> {
1508         unsafe {
1509             self.inner().inc_strong();
1510             Self::from_inner(self.ptr)
1511         }
1512     }
1513 }
1514
1515 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1516 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1517 impl<T: Default> Default for Rc<T> {
1518     /// Creates a new `Rc<T>`, with the `Default` value for `T`.
1519     ///
1520     /// # Examples
1521     ///
1522     /// ```
1523     /// use std::rc::Rc;
1524     ///
1525     /// let x: Rc<i32> = Default::default();
1526     /// assert_eq!(*x, 0);
1527     /// ```
1528     #[inline]
1529     fn default() -> Rc<T> {
1530         Rc::new(Default::default())
1531     }
1532 }
1533
1534 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1535 trait RcEqIdent<T: ?Sized + PartialEq> {
1536     fn eq(&self, other: &Rc<T>) -> bool;
1537     fn ne(&self, other: &Rc<T>) -> bool;
1538 }
1539
1540 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1541 impl<T: ?Sized + PartialEq> RcEqIdent<T> for Rc<T> {
1542     #[inline]
1543     default fn eq(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1544         **self == **other
1545     }
1546
1547     #[inline]
1548     default fn ne(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1549         **self != **other
1550     }
1551 }
1552
1553 // Hack to allow specializing on `Eq` even though `Eq` has a method.
1554 #[rustc_unsafe_specialization_marker]
1555 pub(crate) trait MarkerEq: PartialEq<Self> {}
1556
1557 impl<T: Eq> MarkerEq for T {}
1558
1559 /// We're doing this specialization here, and not as a more general optimization on `&T`, because it
1560 /// would otherwise add a cost to all equality checks on refs. We assume that `Rc`s are used to
1561 /// store large values, that are slow to clone, but also heavy to check for equality, causing this
1562 /// cost to pay off more easily. It's also more likely to have two `Rc` clones, that point to
1563 /// the same value, than two `&T`s.
1564 ///
1565 /// We can only do this when `T: Eq` as a `PartialEq` might be deliberately irreflexive.
1566 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1567 impl<T: ?Sized + MarkerEq> RcEqIdent<T> for Rc<T> {
1568     #[inline]
1569     fn eq(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1570         Rc::ptr_eq(self, other) || **self == **other
1571     }
1572
1573     #[inline]
1574     fn ne(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1575         !Rc::ptr_eq(self, other) && **self != **other
1576     }
1577 }
1578
1579 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1580 impl<T: ?Sized + PartialEq> PartialEq for Rc<T> {
1581     /// Equality for two `Rc`s.
1582     ///
1583     /// Two `Rc`s are equal if their inner values are equal, even if they are
1584     /// stored in different allocation.
1585     ///
1586     /// If `T` also implements `Eq` (implying reflexivity of equality),
1587     /// two `Rc`s that point to the same allocation are
1588     /// always equal.
1589     ///
1590     /// # Examples
1591     ///
1592     /// ```
1593     /// use std::rc::Rc;
1594     ///
1595     /// let five = Rc::new(5);
1596     ///
1597     /// assert!(five == Rc::new(5));
1598     /// ```
1599     #[inline]
1600     fn eq(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1601         RcEqIdent::eq(self, other)
1602     }
1603
1604     /// Inequality for two `Rc`s.
1605     ///
1606     /// Two `Rc`s are unequal if their inner values are unequal.
1607     ///
1608     /// If `T` also implements `Eq` (implying reflexivity of equality),
1609     /// two `Rc`s that point to the same allocation are
1610     /// never unequal.
1611     ///
1612     /// # Examples
1613     ///
1614     /// ```
1615     /// use std::rc::Rc;
1616     ///
1617     /// let five = Rc::new(5);
1618     ///
1619     /// assert!(five != Rc::new(6));
1620     /// ```
1621     #[inline]
1622     fn ne(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1623         RcEqIdent::ne(self, other)
1624     }
1625 }
1626
1627 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1628 impl<T: ?Sized + Eq> Eq for Rc<T> {}
1629
1630 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1631 impl<T: ?Sized + PartialOrd> PartialOrd for Rc<T> {
1632     /// Partial comparison for two `Rc`s.
1633     ///
1634     /// The two are compared by calling `partial_cmp()` on their inner values.
1635     ///
1636     /// # Examples
1637     ///
1638     /// ```
1639     /// use std::rc::Rc;
1640     /// use std::cmp::Ordering;
1641     ///
1642     /// let five = Rc::new(5);
1643     ///
1644     /// assert_eq!(Some(Ordering::Less), five.partial_cmp(&Rc::new(6)));
1645     /// ```
1646     #[inline(always)]
1647     fn partial_cmp(&self, other: &Rc<T>) -> Option<Ordering> {
1648         (**self).partial_cmp(&**other)
1649     }
1650
1651     /// Less-than comparison for two `Rc`s.
1652     ///
1653     /// The two are compared by calling `<` on their inner values.
1654     ///
1655     /// # Examples
1656     ///
1657     /// ```
1658     /// use std::rc::Rc;
1659     ///
1660     /// let five = Rc::new(5);
1661     ///
1662     /// assert!(five < Rc::new(6));
1663     /// ```
1664     #[inline(always)]
1665     fn lt(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1666         **self < **other
1667     }
1668
1669     /// 'Less than or equal to' comparison for two `Rc`s.
1670     ///
1671     /// The two are compared by calling `<=` on their inner values.
1672     ///
1673     /// # Examples
1674     ///
1675     /// ```
1676     /// use std::rc::Rc;
1677     ///
1678     /// let five = Rc::new(5);
1679     ///
1680     /// assert!(five <= Rc::new(5));
1681     /// ```
1682     #[inline(always)]
1683     fn le(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1684         **self <= **other
1685     }
1686
1687     /// Greater-than comparison for two `Rc`s.
1688     ///
1689     /// The two are compared by calling `>` on their inner values.
1690     ///
1691     /// # Examples
1692     ///
1693     /// ```
1694     /// use std::rc::Rc;
1695     ///
1696     /// let five = Rc::new(5);
1697     ///
1698     /// assert!(five > Rc::new(4));
1699     /// ```
1700     #[inline(always)]
1701     fn gt(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1702         **self > **other
1703     }
1704
1705     /// 'Greater than or equal to' comparison for two `Rc`s.
1706     ///
1707     /// The two are compared by calling `>=` on their inner values.
1708     ///
1709     /// # Examples
1710     ///
1711     /// ```
1712     /// use std::rc::Rc;
1713     ///
1714     /// let five = Rc::new(5);
1715     ///
1716     /// assert!(five >= Rc::new(5));
1717     /// ```
1718     #[inline(always)]
1719     fn ge(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1720         **self >= **other
1721     }
1722 }
1723
1724 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1725 impl<T: ?Sized + Ord> Ord for Rc<T> {
1726     /// Comparison for two `Rc`s.
1727     ///
1728     /// The two are compared by calling `cmp()` on their inner values.
1729     ///
1730     /// # Examples
1731     ///
1732     /// ```
1733     /// use std::rc::Rc;
1734     /// use std::cmp::Ordering;
1735     ///
1736     /// let five = Rc::new(5);
1737     ///
1738     /// assert_eq!(Ordering::Less, five.cmp(&Rc::new(6)));
1739     /// ```
1740     #[inline]
1741     fn cmp(&self, other: &Rc<T>) -> Ordering {
1742         (**self).cmp(&**other)
1743     }
1744 }
1745
1746 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1747 impl<T: ?Sized + Hash> Hash for Rc<T> {
1748     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
1749         (**self).hash(state);
1750     }
1751 }
1752
1753 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1754 impl<T: ?Sized + fmt::Display> fmt::Display for Rc<T> {
1755     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1756         fmt::Display::fmt(&**self, f)
1757     }
1758 }
1759
1760 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1761 impl<T: ?Sized + fmt::Debug> fmt::Debug for Rc<T> {
1762     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1763         fmt::Debug::fmt(&**self, f)
1764     }
1765 }
1766
1767 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1768 impl<T: ?Sized> fmt::Pointer for Rc<T> {
1769     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1770         fmt::Pointer::fmt(&(&**self as *const T), f)
1771     }
1772 }
1773
1774 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1775 #[stable(feature = "from_for_ptrs", since = "1.6.0")]
1776 impl<T> From<T> for Rc<T> {
1777     /// Converts a generic type `T` into an `Rc<T>`
1778     ///
1779     /// The conversion allocates on the heap and moves `t`
1780     /// from the stack into it.
1781     ///
1782     /// # Example
1783     /// ```rust
1784     /// # use std::rc::Rc;
1785     /// let x = 5;
1786     /// let rc = Rc::new(5);
1787     ///
1788     /// assert_eq!(Rc::from(x), rc);
1789     /// ```
1790     fn from(t: T) -> Self {
1791         Rc::new(t)
1792     }
1793 }
1794
1795 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1796 #[stable(feature = "shared_from_slice", since = "1.21.0")]
1797 impl<T: Clone> From<&[T]> for Rc<[T]> {
1798     /// Allocate a reference-counted slice and fill it by cloning `v`'s items.
1799     ///
1800     /// # Example
1801     ///
1802     /// ```
1803     /// # use std::rc::Rc;
1804     /// let original: &[i32] = &[1, 2, 3];
1805     /// let shared: Rc<[i32]> = Rc::from(original);
1806     /// assert_eq!(&[1, 2, 3], &shared[..]);
1807     /// ```
1808     #[inline]
1809     fn from(v: &[T]) -> Rc<[T]> {
1810         <Self as RcFromSlice<T>>::from_slice(v)
1811     }
1812 }
1813
1814 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1815 #[stable(feature = "shared_from_slice", since = "1.21.0")]
1816 impl From<&str> for Rc<str> {
1817     /// Allocate a reference-counted string slice and copy `v` into it.
1818     ///
1819     /// # Example
1820     ///
1821     /// ```
1822     /// # use std::rc::Rc;
1823     /// let shared: Rc<str> = Rc::from("statue");
1824     /// assert_eq!("statue", &shared[..]);
1825     /// ```
1826     #[inline]
1827     fn from(v: &str) -> Rc<str> {
1828         let rc = Rc::<[u8]>::from(v.as_bytes());
1829         unsafe { Rc::from_raw(Rc::into_raw(rc) as *const str) }
1830     }
1831 }
1832
1833 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1834 #[stable(feature = "shared_from_slice", since = "1.21.0")]
1835 impl From<String> for Rc<str> {
1836     /// Allocate a reference-counted string slice and copy `v` into it.
1837     ///
1838     /// # Example
1839     ///
1840     /// ```
1841     /// # use std::rc::Rc;
1842     /// let original: String = "statue".to_owned();
1843     /// let shared: Rc<str> = Rc::from(original);
1844     /// assert_eq!("statue", &shared[..]);
1845     /// ```
1846     #[inline]
1847     fn from(v: String) -> Rc<str> {
1848         Rc::from(&v[..])
1849     }
1850 }
1851
1852 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1853 #[stable(feature = "shared_from_slice", since = "1.21.0")]
1854 impl<T: ?Sized> From<Box<T>> for Rc<T> {
1855     /// Move a boxed object to a new, reference counted, allocation.
1856     ///
1857     /// # Example
1858     ///
1859     /// ```
1860     /// # use std::rc::Rc;
1861     /// let original: Box<i32> = Box::new(1);
1862     /// let shared: Rc<i32> = Rc::from(original);
1863     /// assert_eq!(1, *shared);
1864     /// ```
1865     #[inline]
1866     fn from(v: Box<T>) -> Rc<T> {
1867         Rc::from_box(v)
1868     }
1869 }
1870
1871 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1872 #[stable(feature = "shared_from_slice", since = "1.21.0")]
1873 impl<T> From<Vec<T>> for Rc<[T]> {
1874     /// Allocate a reference-counted slice and move `v`'s items into it.
1875     ///
1876     /// # Example
1877     ///
1878     /// ```
1879     /// # use std::rc::Rc;
1880     /// let original: Box<Vec<i32>> = Box::new(vec![1, 2, 3]);
1881     /// let shared: Rc<Vec<i32>> = Rc::from(original);
1882     /// assert_eq!(vec![1, 2, 3], *shared);
1883     /// ```
1884     #[inline]
1885     fn from(mut v: Vec<T>) -> Rc<[T]> {
1886         unsafe {
1887             let rc = Rc::copy_from_slice(&v);
1888
1889             // Allow the Vec to free its memory, but not destroy its contents
1890             v.set_len(0);
1891
1892             rc
1893         }
1894     }
1895 }
1896
1897 #[stable(feature = "shared_from_cow", since = "1.45.0")]
1898 impl<'a, B> From<Cow<'a, B>> for Rc<B>
1899 where
1900     B: ToOwned + ?Sized,
1901     Rc<B>: From<&'a B> + From<B::Owned>,
1902 {
1903     /// Create a reference-counted pointer from
1904     /// a clone-on-write pointer by copying its content.
1905     ///
1906     /// # Example
1907     ///
1908     /// ```rust
1909     /// # use std::rc::Rc;
1910     /// # use std::borrow::Cow;
1911     /// let cow: Cow<str> = Cow::Borrowed("eggplant");
1912     /// let shared: Rc<str> = Rc::from(cow);
1913     /// assert_eq!("eggplant", &shared[..]);
1914     /// ```
1915     #[inline]
1916     fn from(cow: Cow<'a, B>) -> Rc<B> {
1917         match cow {
1918             Cow::Borrowed(s) => Rc::from(s),
1919             Cow::Owned(s) => Rc::from(s),
1920         }
1921     }
1922 }
1923
1924 #[stable(feature = "boxed_slice_try_from", since = "1.43.0")]
1925 impl<T, const N: usize> TryFrom<Rc<[T]>> for Rc<[T; N]> {
1926     type Error = Rc<[T]>;
1927
1928     fn try_from(boxed_slice: Rc<[T]>) -> Result<Self, Self::Error> {
1929         if boxed_slice.len() == N {
1930             Ok(unsafe { Rc::from_raw(Rc::into_raw(boxed_slice) as *mut [T; N]) })
1931         } else {
1932             Err(boxed_slice)
1933         }
1934     }
1935 }
1936
1937 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1938 #[stable(feature = "shared_from_iter", since = "1.37.0")]
1939 impl<T> iter::FromIterator<T> for Rc<[T]> {
1940     /// Takes each element in the `Iterator` and collects it into an `Rc<[T]>`.
1941     ///
1942     /// # Performance characteristics
1943     ///
1944     /// ## The general case
1945     ///
1946     /// In the general case, collecting into `Rc<[T]>` is done by first
1947     /// collecting into a `Vec<T>`. That is, when writing the following:
1948     ///
1949     /// ```rust
1950     /// # use std::rc::Rc;
1951     /// let evens: Rc<[u8]> = (0..10).filter(|&x| x % 2 == 0).collect();
1952     /// # assert_eq!(&*evens, &[0, 2, 4, 6, 8]);
1953     /// ```
1954     ///
1955     /// this behaves as if we wrote:
1956     ///
1957     /// ```rust
1958     /// # use std::rc::Rc;
1959     /// let evens: Rc<[u8]> = (0..10).filter(|&x| x % 2 == 0)
1960     ///     .collect::<Vec<_>>() // The first set of allocations happens here.
1961     ///     .into(); // A second allocation for `Rc<[T]>` happens here.
1962     /// # assert_eq!(&*evens, &[0, 2, 4, 6, 8]);
1963     /// ```
1964     ///
1965     /// This will allocate as many times as needed for constructing the `Vec<T>`
1966     /// and then it will allocate once for turning the `Vec<T>` into the `Rc<[T]>`.
1967     ///
1968     /// ## Iterators of known length
1969     ///
1970     /// When your `Iterator` implements `TrustedLen` and is of an exact size,
1971     /// a single allocation will be made for the `Rc<[T]>`. For example:
1972     ///
1973     /// ```rust
1974     /// # use std::rc::Rc;
1975     /// let evens: Rc<[u8]> = (0..10).collect(); // Just a single allocation happens here.
1976     /// # assert_eq!(&*evens, &*(0..10).collect::<Vec<_>>());
1977     /// ```
1978     fn from_iter<I: iter::IntoIterator<Item = T>>(iter: I) -> Self {
1979         ToRcSlice::to_rc_slice(iter.into_iter())
1980     }
1981 }
1982
1983 /// Specialization trait used for collecting into `Rc<[T]>`.
1984 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1985 trait ToRcSlice<T>: Iterator<Item = T> + Sized {
1986     fn to_rc_slice(self) -> Rc<[T]>;
1987 }
1988
1989 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1990 impl<T, I: Iterator<Item = T>> ToRcSlice<T> for I {
1991     default fn to_rc_slice(self) -> Rc<[T]> {
1992         self.collect::<Vec<T>>().into()
1993     }
1994 }
1995
1996 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1997 impl<T, I: iter::TrustedLen<Item = T>> ToRcSlice<T> for I {
1998     fn to_rc_slice(self) -> Rc<[T]> {
1999         // This is the case for a `TrustedLen` iterator.
2000         let (low, high) = self.size_hint();
2001         if let Some(high) = high {
2002             debug_assert_eq!(
2003                 low,
2004                 high,
2005                 "TrustedLen iterator's size hint is not exact: {:?}",
2006                 (low, high)
2007             );
2008
2009             unsafe {
2010                 // SAFETY: We need to ensure that the iterator has an exact length and we have.
2011                 Rc::from_iter_exact(self, low)
2012             }
2013         } else {
2014             // TrustedLen contract guarantees that `upper_bound == `None` implies an iterator
2015             // length exceeding `usize::MAX`.
2016             // The default implementation would collect into a vec which would panic.
2017             // Thus we panic here immediately without invoking `Vec` code.
2018             panic!("capacity overflow");
2019         }
2020     }
2021 }
2022
2023 /// `Weak` is a version of [`Rc`] that holds a non-owning reference to the
2024 /// managed allocation. The allocation is accessed by calling [`upgrade`] on the `Weak`
2025 /// pointer, which returns an <code>[Option]<[Rc]\<T>></code>.
2026 ///
2027 /// Since a `Weak` reference does not count towards ownership, it will not
2028 /// prevent the value stored in the allocation from being dropped, and `Weak` itself makes no
2029 /// guarantees about the value still being present. Thus it may return [`None`]
2030 /// when [`upgrade`]d. Note however that a `Weak` reference *does* prevent the allocation
2031 /// itself (the backing store) from being deallocated.
2032 ///
2033 /// A `Weak` pointer is useful for keeping a temporary reference to the allocation
2034 /// managed by [`Rc`] without preventing its inner value from being dropped. It is also used to
2035 /// prevent circular references between [`Rc`] pointers, since mutual owning references
2036 /// would never allow either [`Rc`] to be dropped. For example, a tree could
2037 /// have strong [`Rc`] pointers from parent nodes to children, and `Weak`
2038 /// pointers from children back to their parents.
2039 ///
2040 /// The typical way to obtain a `Weak` pointer is to call [`Rc::downgrade`].
2041 ///
2042 /// [`upgrade`]: Weak::upgrade
2043 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2044 pub struct Weak<T: ?Sized> {
2045     // This is a `NonNull` to allow optimizing the size of this type in enums,
2046     // but it is not necessarily a valid pointer.
2047     // `Weak::new` sets this to `usize::MAX` so that it doesn’t need
2048     // to allocate space on the heap.  That's not a value a real pointer
2049     // will ever have because RcBox has alignment at least 2.
2050     // This is only possible when `T: Sized`; unsized `T` never dangle.
2051     ptr: NonNull<RcBox<T>>,
2052 }
2053
2054 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2055 impl<T: ?Sized> !marker::Send for Weak<T> {}
2056 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2057 impl<T: ?Sized> !marker::Sync for Weak<T> {}
2058
2059 #[unstable(feature = "coerce_unsized", issue = "27732")]
2060 impl<T: ?Sized + Unsize<U>, U: ?Sized> CoerceUnsized<Weak<U>> for Weak<T> {}
2061
2062 #[unstable(feature = "dispatch_from_dyn", issue = "none")]
2063 impl<T: ?Sized + Unsize<U>, U: ?Sized> DispatchFromDyn<Weak<U>> for Weak<T> {}
2064
2065 impl<T> Weak<T> {
2066     /// Constructs a new `Weak<T>`, without allocating any memory.
2067     /// Calling [`upgrade`] on the return value always gives [`None`].
2068     ///
2069     /// [`upgrade`]: Weak::upgrade
2070     ///
2071     /// # Examples
2072     ///
2073     /// ```
2074     /// use std::rc::Weak;
2075     ///
2076     /// let empty: Weak<i64> = Weak::new();
2077     /// assert!(empty.upgrade().is_none());
2078     /// ```
2079     #[stable(feature = "downgraded_weak", since = "1.10.0")]
2080     #[must_use]
2081     pub fn new() -> Weak<T> {
2082         Weak { ptr: NonNull::new(usize::MAX as *mut RcBox<T>).expect("MAX is not 0") }
2083     }
2084 }
2085
2086 pub(crate) fn is_dangling<T: ?Sized>(ptr: *mut T) -> bool {
2087     let address = ptr as *mut () as usize;
2088     address == usize::MAX
2089 }
2090
2091 /// Helper type to allow accessing the reference counts without
2092 /// making any assertions about the data field.
2093 struct WeakInner<'a> {
2094     weak: &'a Cell<usize>,
2095     strong: &'a Cell<usize>,
2096 }
2097
2098 impl<T: ?Sized> Weak<T> {
2099     /// Returns a raw pointer to the object `T` pointed to by this `Weak<T>`.
2100     ///
2101     /// The pointer is valid only if there are some strong references. The pointer may be dangling,
2102     /// unaligned or even [`null`] otherwise.
2103     ///
2104     /// # Examples
2105     ///
2106     /// ```
2107     /// use std::rc::Rc;
2108     /// use std::ptr;
2109     ///
2110     /// let strong = Rc::new("hello".to_owned());
2111     /// let weak = Rc::downgrade(&strong);
2112     /// // Both point to the same object
2113     /// assert!(ptr::eq(&*strong, weak.as_ptr()));
2114     /// // The strong here keeps it alive, so we can still access the object.
2115     /// assert_eq!("hello", unsafe { &*weak.as_ptr() });
2116     ///
2117     /// drop(strong);
2118     /// // But not any more. We can do weak.as_ptr(), but accessing the pointer would lead to
2119     /// // undefined behaviour.
2120     /// // assert_eq!("hello", unsafe { &*weak.as_ptr() });
2121     /// ```
2122     ///
2123     /// [`null`]: ptr::null
2124     #[must_use]
2125     #[stable(feature = "rc_as_ptr", since = "1.45.0")]
2126     pub fn as_ptr(&self) -> *const T {
2127         let ptr: *mut RcBox<T> = NonNull::as_ptr(self.ptr);
2128
2129         if is_dangling(ptr) {
2130             // If the pointer is dangling, we return the sentinel directly. This cannot be
2131             // a valid payload address, as the payload is at least as aligned as RcBox (usize).
2132             ptr as *const T
2133         } else {
2134             // SAFETY: if is_dangling returns false, then the pointer is dereferenceable.
2135             // The payload may be dropped at this point, and we have to maintain provenance,
2136             // so use raw pointer manipulation.
2137             unsafe { ptr::addr_of_mut!((*ptr).value) }
2138         }
2139     }
2140
2141     /// Consumes the `Weak<T>` and turns it into a raw pointer.
2142     ///
2143     /// This converts the weak pointer into a raw pointer, while still preserving the ownership of
2144     /// one weak reference (the weak count is not modified by this operation). It can be turned
2145     /// back into the `Weak<T>` with [`from_raw`].
2146     ///
2147     /// The same restrictions of accessing the target of the pointer as with
2148     /// [`as_ptr`] apply.
2149     ///
2150     /// # Examples
2151     ///
2152     /// ```
2153     /// use std::rc::{Rc, Weak};
2154     ///
2155     /// let strong = Rc::new("hello".to_owned());
2156     /// let weak = Rc::downgrade(&strong);
2157     /// let raw = weak.into_raw();
2158     ///
2159     /// assert_eq!(1, Rc::weak_count(&strong));
2160     /// assert_eq!("hello", unsafe { &*raw });
2161     ///
2162     /// drop(unsafe { Weak::from_raw(raw) });
2163     /// assert_eq!(0, Rc::weak_count(&strong));
2164     /// ```
2165     ///
2166     /// [`from_raw`]: Weak::from_raw
2167     /// [`as_ptr`]: Weak::as_ptr
2168     #[must_use = "`self` will be dropped if the result is not used"]
2169     #[stable(feature = "weak_into_raw", since = "1.45.0")]
2170     pub fn into_raw(self) -> *const T {
2171         let result = self.as_ptr();
2172         mem::forget(self);
2173         result
2174     }
2175
2176     /// Converts a raw pointer previously created by [`into_raw`] back into `Weak<T>`.
2177     ///
2178     /// This can be used to safely get a strong reference (by calling [`upgrade`]
2179     /// later) or to deallocate the weak count by dropping the `Weak<T>`.
2180     ///
2181     /// It takes ownership of one weak reference (with the exception of pointers created by [`new`],
2182     /// as these don't own anything; the method still works on them).
2183     ///
2184     /// # Safety
2185     ///
2186     /// The pointer must have originated from the [`into_raw`] and must still own its potential
2187     /// weak reference.
2188     ///
2189     /// It is allowed for the strong count to be 0 at the time of calling this. Nevertheless, this
2190     /// takes ownership of one weak reference currently represented as a raw pointer (the weak
2191     /// count is not modified by this operation) and therefore it must be paired with a previous
2192     /// call to [`into_raw`].
2193     ///
2194     /// # Examples
2195     ///
2196     /// ```
2197     /// use std::rc::{Rc, Weak};
2198     ///
2199     /// let strong = Rc::new("hello".to_owned());
2200     ///
2201     /// let raw_1 = Rc::downgrade(&strong).into_raw();
2202     /// let raw_2 = Rc::downgrade(&strong).into_raw();
2203     ///
2204     /// assert_eq!(2, Rc::weak_count(&strong));
2205     ///
2206     /// assert_eq!("hello", &*unsafe { Weak::from_raw(raw_1) }.upgrade().unwrap());
2207     /// assert_eq!(1, Rc::weak_count(&strong));
2208     ///
2209     /// drop(strong);
2210     ///
2211     /// // Decrement the last weak count.
2212     /// assert!(unsafe { Weak::from_raw(raw_2) }.upgrade().is_none());
2213     /// ```
2214     ///
2215     /// [`into_raw`]: Weak::into_raw
2216     /// [`upgrade`]: Weak::upgrade
2217     /// [`new`]: Weak::new
2218     #[stable(feature = "weak_into_raw", since = "1.45.0")]
2219     pub unsafe fn from_raw(ptr: *const T) -> Self {
2220         // See Weak::as_ptr for context on how the input pointer is derived.
2221
2222         let ptr = if is_dangling(ptr as *mut T) {
2223             // This is a dangling Weak.
2224             ptr as *mut RcBox<T>
2225         } else {
2226             // Otherwise, we're guaranteed the pointer came from a nondangling Weak.
2227             // SAFETY: data_offset is safe to call, as ptr references a real (potentially dropped) T.
2228             let offset = unsafe { data_offset(ptr) };
2229             // Thus, we reverse the offset to get the whole RcBox.
2230             // SAFETY: the pointer originated from a Weak, so this offset is safe.
2231             unsafe { (ptr as *mut RcBox<T>).set_ptr_value((ptr as *mut u8).offset(-offset)) }
2232         };
2233
2234         // SAFETY: we now have recovered the original Weak pointer, so can create the Weak.
2235         Weak { ptr: unsafe { NonNull::new_unchecked(ptr) } }
2236     }
2237
2238     /// Attempts to upgrade the `Weak` pointer to an [`Rc`], delaying
2239     /// dropping of the inner value if successful.
2240     ///
2241     /// Returns [`None`] if the inner value has since been dropped.
2242     ///
2243     /// # Examples
2244     ///
2245     /// ```
2246     /// use std::rc::Rc;
2247     ///
2248     /// let five = Rc::new(5);
2249     ///
2250     /// let weak_five = Rc::downgrade(&five);
2251     ///
2252     /// let strong_five: Option<Rc<_>> = weak_five.upgrade();
2253     /// assert!(strong_five.is_some());
2254     ///
2255     /// // Destroy all strong pointers.
2256     /// drop(strong_five);
2257     /// drop(five);
2258     ///
2259     /// assert!(weak_five.upgrade().is_none());
2260     /// ```
2261     #[must_use = "this returns a new `Rc`, \
2262                   without modifying the original weak pointer"]
2263     #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2264     pub fn upgrade(&self) -> Option<Rc<T>> {
2265         let inner = self.inner()?;
2266
2267         if inner.strong() == 0 {
2268             None
2269         } else {
2270             unsafe {
2271                 inner.inc_strong();
2272                 Some(Rc::from_inner(self.ptr))
2273             }
2274         }
2275     }
2276
2277     /// Gets the number of strong (`Rc`) pointers pointing to this allocation.
2278     ///
2279     /// If `self` was created using [`Weak::new`], this will return 0.
2280     #[must_use]
2281     #[stable(feature = "weak_counts", since = "1.41.0")]
2282     pub fn strong_count(&self) -> usize {
2283         if let Some(inner) = self.inner() { inner.strong() } else { 0 }
2284     }
2285
2286     /// Gets the number of `Weak` pointers pointing to this allocation.
2287     ///
2288     /// If no strong pointers remain, this will return zero.
2289     #[must_use]
2290     #[stable(feature = "weak_counts", since = "1.41.0")]
2291     pub fn weak_count(&self) -> usize {
2292         self.inner()
2293             .map(|inner| {
2294                 if inner.strong() > 0 {
2295                     inner.weak() - 1 // subtract the implicit weak ptr
2296                 } else {
2297                     0
2298                 }
2299             })
2300             .unwrap_or(0)
2301     }
2302
2303     /// Returns `None` when the pointer is dangling and there is no allocated `RcBox`,
2304     /// (i.e., when this `Weak` was created by `Weak::new`).
2305     #[inline]
2306     fn inner(&self) -> Option<WeakInner<'_>> {
2307         if is_dangling(self.ptr.as_ptr()) {
2308             None
2309         } else {
2310             // We are careful to *not* create a reference covering the "data" field, as
2311             // the field may be mutated concurrently (for example, if the last `Rc`
2312             // is dropped, the data field will be dropped in-place).
2313             Some(unsafe {
2314                 let ptr = self.ptr.as_ptr();
2315                 WeakInner { strong: &(*ptr).strong, weak: &(*ptr).weak }
2316             })
2317         }
2318     }
2319
2320     /// Returns `true` if the two `Weak`s point to the same allocation (similar to
2321     /// [`ptr::eq`]), or if both don't point to any allocation
2322     /// (because they were created with `Weak::new()`).
2323     ///
2324     /// # Notes
2325     ///
2326     /// Since this compares pointers it means that `Weak::new()` will equal each
2327     /// other, even though they don't point to any allocation.
2328     ///
2329     /// # Examples
2330     ///
2331     /// ```
2332     /// use std::rc::Rc;
2333     ///
2334     /// let first_rc = Rc::new(5);
2335     /// let first = Rc::downgrade(&first_rc);
2336     /// let second = Rc::downgrade(&first_rc);
2337     ///
2338     /// assert!(first.ptr_eq(&second));
2339     ///
2340     /// let third_rc = Rc::new(5);
2341     /// let third = Rc::downgrade(&third_rc);
2342     ///
2343     /// assert!(!first.ptr_eq(&third));
2344     /// ```
2345     ///
2346     /// Comparing `Weak::new`.
2347     ///
2348     /// ```
2349     /// use std::rc::{Rc, Weak};
2350     ///
2351     /// let first = Weak::new();
2352     /// let second = Weak::new();
2353     /// assert!(first.ptr_eq(&second));
2354     ///
2355     /// let third_rc = Rc::new(());
2356     /// let third = Rc::downgrade(&third_rc);
2357     /// assert!(!first.ptr_eq(&third));
2358     /// ```
2359     #[inline]
2360     #[must_use]
2361     #[stable(feature = "weak_ptr_eq", since = "1.39.0")]
2362     pub fn ptr_eq(&self, other: &Self) -> bool {
2363         self.ptr.as_ptr() == other.ptr.as_ptr()
2364     }
2365 }
2366
2367 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2368 unsafe impl<#[may_dangle] T: ?Sized> Drop for Weak<T> {
2369     /// Drops the `Weak` pointer.
2370     ///
2371     /// # Examples
2372     ///
2373     /// ```
2374     /// use std::rc::{Rc, Weak};
2375     ///
2376     /// struct Foo;
2377     ///
2378     /// impl Drop for Foo {
2379     ///     fn drop(&mut self) {
2380     ///         println!("dropped!");
2381     ///     }
2382     /// }
2383     ///
2384     /// let foo = Rc::new(Foo);
2385     /// let weak_foo = Rc::downgrade(&foo);
2386     /// let other_weak_foo = Weak::clone(&weak_foo);
2387     ///
2388     /// drop(weak_foo);   // Doesn't print anything
2389     /// drop(foo);        // Prints "dropped!"
2390     ///
2391     /// assert!(other_weak_foo.upgrade().is_none());
2392     /// ```
2393     fn drop(&mut self) {
2394         let inner = if let Some(inner) = self.inner() { inner } else { return };
2395
2396         inner.dec_weak();
2397         // the weak count starts at 1, and will only go to zero if all
2398         // the strong pointers have disappeared.
2399         if inner.weak() == 0 {
2400             unsafe {
2401                 Global.deallocate(self.ptr.cast(), Layout::for_value_raw(self.ptr.as_ptr()));
2402             }
2403         }
2404     }
2405 }
2406
2407 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2408 impl<T: ?Sized> Clone for Weak<T> {
2409     /// Makes a clone of the `Weak` pointer that points to the same allocation.
2410     ///
2411     /// # Examples
2412     ///
2413     /// ```
2414     /// use std::rc::{Rc, Weak};
2415     ///
2416     /// let weak_five = Rc::downgrade(&Rc::new(5));
2417     ///
2418     /// let _ = Weak::clone(&weak_five);
2419     /// ```
2420     #[inline]
2421     fn clone(&self) -> Weak<T> {
2422         if let Some(inner) = self.inner() {
2423             inner.inc_weak()
2424         }
2425         Weak { ptr: self.ptr }
2426     }
2427 }
2428
2429 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2430 impl<T: ?Sized + fmt::Debug> fmt::Debug for Weak<T> {
2431     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2432         write!(f, "(Weak)")
2433     }
2434 }
2435
2436 #[stable(feature = "downgraded_weak", since = "1.10.0")]
2437 impl<T> Default for Weak<T> {
2438     /// Constructs a new `Weak<T>`, without allocating any memory.
2439     /// Calling [`upgrade`] on the return value always gives [`None`].
2440     ///
2441     /// [`upgrade`]: Weak::upgrade
2442     ///
2443     /// # Examples
2444     ///
2445     /// ```
2446     /// use std::rc::Weak;
2447     ///
2448     /// let empty: Weak<i64> = Default::default();
2449     /// assert!(empty.upgrade().is_none());
2450     /// ```
2451     fn default() -> Weak<T> {
2452         Weak::new()
2453     }
2454 }
2455
2456 // NOTE: We checked_add here to deal with mem::forget safely. In particular
2457 // if you mem::forget Rcs (or Weaks), the ref-count can overflow, and then
2458 // you can free the allocation while outstanding Rcs (or Weaks) exist.
2459 // We abort because this is such a degenerate scenario that we don't care about
2460 // what happens -- no real program should ever experience this.
2461 //
2462 // This should have negligible overhead since you don't actually need to
2463 // clone these much in Rust thanks to ownership and move-semantics.
2464
2465 #[doc(hidden)]
2466 trait RcInnerPtr {
2467     fn weak_ref(&self) -> &Cell<usize>;
2468     fn strong_ref(&self) -> &Cell<usize>;
2469
2470     #[inline]
2471     fn strong(&self) -> usize {
2472         self.strong_ref().get()
2473     }
2474
2475     #[inline]
2476     fn inc_strong(&self) {
2477         let strong = self.strong();
2478
2479         // We want to abort on overflow instead of dropping the value.
2480         // The reference count will never be zero when this is called;
2481         // nevertheless, we insert an abort here to hint LLVM at
2482         // an otherwise missed optimization.
2483         if strong == 0 || strong == usize::MAX {
2484             abort();
2485         }
2486         self.strong_ref().set(strong + 1);
2487     }
2488
2489     #[inline]
2490     fn dec_strong(&self) {
2491         self.strong_ref().set(self.strong() - 1);
2492     }
2493
2494     #[inline]
2495     fn weak(&self) -> usize {
2496         self.weak_ref().get()
2497     }
2498
2499     #[inline]
2500     fn inc_weak(&self) {
2501         let weak = self.weak();
2502
2503         // We want to abort on overflow instead of dropping the value.
2504         // The reference count will never be zero when this is called;
2505         // nevertheless, we insert an abort here to hint LLVM at
2506         // an otherwise missed optimization.
2507         if weak == 0 || weak == usize::MAX {
2508             abort();
2509         }
2510         self.weak_ref().set(weak + 1);
2511     }
2512
2513     #[inline]
2514     fn dec_weak(&self) {
2515         self.weak_ref().set(self.weak() - 1);
2516     }
2517 }
2518
2519 impl<T: ?Sized> RcInnerPtr for RcBox<T> {
2520     #[inline(always)]
2521     fn weak_ref(&self) -> &Cell<usize> {
2522         &self.weak
2523     }
2524
2525     #[inline(always)]
2526     fn strong_ref(&self) -> &Cell<usize> {
2527         &self.strong
2528     }
2529 }
2530
2531 impl<'a> RcInnerPtr for WeakInner<'a> {
2532     #[inline(always)]
2533     fn weak_ref(&self) -> &Cell<usize> {
2534         self.weak
2535     }
2536
2537     #[inline(always)]
2538     fn strong_ref(&self) -> &Cell<usize> {
2539         self.strong
2540     }
2541 }
2542
2543 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2544 impl<T: ?Sized> borrow::Borrow<T> for Rc<T> {
2545     fn borrow(&self) -> &T {
2546         &**self
2547     }
2548 }
2549
2550 #[stable(since = "1.5.0", feature = "smart_ptr_as_ref")]
2551 impl<T: ?Sized> AsRef<T> for Rc<T> {
2552     fn as_ref(&self) -> &T {
2553         &**self
2554     }
2555 }
2556
2557 #[stable(feature = "pin", since = "1.33.0")]
2558 impl<T: ?Sized> Unpin for Rc<T> {}
2559
2560 /// Get the offset within an `RcBox` for the payload behind a pointer.
2561 ///
2562 /// # Safety
2563 ///
2564 /// The pointer must point to (and have valid metadata for) a previously
2565 /// valid instance of T, but the T is allowed to be dropped.
2566 unsafe fn data_offset<T: ?Sized>(ptr: *const T) -> isize {
2567     // Align the unsized value to the end of the RcBox.
2568     // Because RcBox is repr(C), it will always be the last field in memory.
2569     // SAFETY: since the only unsized types possible are slices, trait objects,
2570     // and extern types, the input safety requirement is currently enough to
2571     // satisfy the requirements of align_of_val_raw; this is an implementation
2572     // detail of the language that must not be relied upon outside of std.
2573     unsafe { data_offset_align(align_of_val_raw(ptr)) }
2574 }
2575
2576 #[inline]
2577 fn data_offset_align(align: usize) -> isize {
2578     let layout = Layout::new::<RcBox<()>>();
2579     (layout.size() + layout.padding_needed_for(align)) as isize
2580 }