]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - library/alloc/src/rc.rs
Rollup merge of #89741 - sdroege:arc-rc-from-inner-unsafe, r=Mark-Simulacrum
[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 weak reference to itself. Attempting
378     /// to upgrade the weak reference before this function returns will result
379     /// in a `None` value. However, the weak reference may be cloned freely and
380     /// stored for use at a later time.
381     ///
382     /// # Examples
383     ///
384     /// ```
385     /// #![feature(arc_new_cyclic)]
386     /// #![allow(dead_code)]
387     /// use std::rc::{Rc, Weak};
388     ///
389     /// struct Gadget {
390     ///     self_weak: Weak<Self>,
391     ///     // ... more fields
392     /// }
393     /// impl Gadget {
394     ///     pub fn new() -> Rc<Self> {
395     ///         Rc::new_cyclic(|self_weak| {
396     ///             Gadget { self_weak: self_weak.clone(), /* ... */ }
397     ///         })
398     ///     }
399     /// }
400     /// ```
401     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
402     #[unstable(feature = "arc_new_cyclic", issue = "75861")]
403     pub fn new_cyclic(data_fn: impl FnOnce(&Weak<T>) -> T) -> Rc<T> {
404         // Construct the inner in the "uninitialized" state with a single
405         // weak reference.
406         let uninit_ptr: NonNull<_> = Box::leak(box RcBox {
407             strong: Cell::new(0),
408             weak: Cell::new(1),
409             value: mem::MaybeUninit::<T>::uninit(),
410         })
411         .into();
412
413         let init_ptr: NonNull<RcBox<T>> = uninit_ptr.cast();
414
415         let weak = Weak { ptr: init_ptr };
416
417         // It's important we don't give up ownership of the weak pointer, or
418         // else the memory might be freed by the time `data_fn` returns. If
419         // we really wanted to pass ownership, we could create an additional
420         // weak pointer for ourselves, but this would result in additional
421         // updates to the weak reference count which might not be necessary
422         // otherwise.
423         let data = data_fn(&weak);
424
425         let strong = unsafe {
426             let inner = init_ptr.as_ptr();
427             ptr::write(ptr::addr_of_mut!((*inner).value), data);
428
429             let prev_value = (*inner).strong.get();
430             debug_assert_eq!(prev_value, 0, "No prior strong references should exist");
431             (*inner).strong.set(1);
432
433             Rc::from_inner(init_ptr)
434         };
435
436         // Strong references should collectively own a shared weak reference,
437         // so don't run the destructor for our old weak reference.
438         mem::forget(weak);
439         strong
440     }
441
442     /// Constructs a new `Rc` with uninitialized contents.
443     ///
444     /// # Examples
445     ///
446     /// ```
447     /// #![feature(new_uninit)]
448     /// #![feature(get_mut_unchecked)]
449     ///
450     /// use std::rc::Rc;
451     ///
452     /// let mut five = Rc::<u32>::new_uninit();
453     ///
454     /// let five = unsafe {
455     ///     // Deferred initialization:
456     ///     Rc::get_mut_unchecked(&mut five).as_mut_ptr().write(5);
457     ///
458     ///     five.assume_init()
459     /// };
460     ///
461     /// assert_eq!(*five, 5)
462     /// ```
463     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
464     #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
465     #[must_use]
466     pub fn new_uninit() -> Rc<mem::MaybeUninit<T>> {
467         unsafe {
468             Rc::from_ptr(Rc::allocate_for_layout(
469                 Layout::new::<T>(),
470                 |layout| Global.allocate(layout),
471                 |mem| mem as *mut RcBox<mem::MaybeUninit<T>>,
472             ))
473         }
474     }
475
476     /// Constructs a new `Rc` with uninitialized contents, with the memory
477     /// being filled with `0` bytes.
478     ///
479     /// See [`MaybeUninit::zeroed`][zeroed] for examples of correct and
480     /// incorrect usage of this method.
481     ///
482     /// # Examples
483     ///
484     /// ```
485     /// #![feature(new_uninit)]
486     ///
487     /// use std::rc::Rc;
488     ///
489     /// let zero = Rc::<u32>::new_zeroed();
490     /// let zero = unsafe { zero.assume_init() };
491     ///
492     /// assert_eq!(*zero, 0)
493     /// ```
494     ///
495     /// [zeroed]: mem::MaybeUninit::zeroed
496     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
497     #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
498     #[must_use]
499     pub fn new_zeroed() -> Rc<mem::MaybeUninit<T>> {
500         unsafe {
501             Rc::from_ptr(Rc::allocate_for_layout(
502                 Layout::new::<T>(),
503                 |layout| Global.allocate_zeroed(layout),
504                 |mem| mem as *mut RcBox<mem::MaybeUninit<T>>,
505             ))
506         }
507     }
508
509     /// Constructs a new `Rc<T>`, returning an error if the allocation fails
510     ///
511     /// # Examples
512     ///
513     /// ```
514     /// #![feature(allocator_api)]
515     /// use std::rc::Rc;
516     ///
517     /// let five = Rc::try_new(5);
518     /// # Ok::<(), std::alloc::AllocError>(())
519     /// ```
520     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
521     pub fn try_new(value: T) -> Result<Rc<T>, AllocError> {
522         // There is an implicit weak pointer owned by all the strong
523         // pointers, which ensures that the weak destructor never frees
524         // the allocation while the strong destructor is running, even
525         // if the weak pointer is stored inside the strong one.
526         unsafe {
527             Ok(Self::from_inner(
528                 Box::leak(Box::try_new(RcBox { strong: Cell::new(1), weak: Cell::new(1), value })?)
529                     .into(),
530             ))
531         }
532     }
533
534     /// Constructs a new `Rc` with uninitialized contents, returning an error if the allocation fails
535     ///
536     /// # Examples
537     ///
538     /// ```
539     /// #![feature(allocator_api, new_uninit)]
540     /// #![feature(get_mut_unchecked)]
541     ///
542     /// use std::rc::Rc;
543     ///
544     /// let mut five = Rc::<u32>::try_new_uninit()?;
545     ///
546     /// let five = unsafe {
547     ///     // Deferred initialization:
548     ///     Rc::get_mut_unchecked(&mut five).as_mut_ptr().write(5);
549     ///
550     ///     five.assume_init()
551     /// };
552     ///
553     /// assert_eq!(*five, 5);
554     /// # Ok::<(), std::alloc::AllocError>(())
555     /// ```
556     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
557     // #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
558     pub fn try_new_uninit() -> Result<Rc<mem::MaybeUninit<T>>, AllocError> {
559         unsafe {
560             Ok(Rc::from_ptr(Rc::try_allocate_for_layout(
561                 Layout::new::<T>(),
562                 |layout| Global.allocate(layout),
563                 |mem| mem as *mut RcBox<mem::MaybeUninit<T>>,
564             )?))
565         }
566     }
567
568     /// Constructs a new `Rc` with uninitialized contents, with the memory
569     /// being filled with `0` bytes, returning an error if the allocation fails
570     ///
571     /// See [`MaybeUninit::zeroed`][zeroed] for examples of correct and
572     /// incorrect usage of this method.
573     ///
574     /// # Examples
575     ///
576     /// ```
577     /// #![feature(allocator_api, new_uninit)]
578     ///
579     /// use std::rc::Rc;
580     ///
581     /// let zero = Rc::<u32>::try_new_zeroed()?;
582     /// let zero = unsafe { zero.assume_init() };
583     ///
584     /// assert_eq!(*zero, 0);
585     /// # Ok::<(), std::alloc::AllocError>(())
586     /// ```
587     ///
588     /// [zeroed]: mem::MaybeUninit::zeroed
589     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
590     //#[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
591     pub fn try_new_zeroed() -> Result<Rc<mem::MaybeUninit<T>>, AllocError> {
592         unsafe {
593             Ok(Rc::from_ptr(Rc::try_allocate_for_layout(
594                 Layout::new::<T>(),
595                 |layout| Global.allocate_zeroed(layout),
596                 |mem| mem as *mut RcBox<mem::MaybeUninit<T>>,
597             )?))
598         }
599     }
600     /// Constructs a new `Pin<Rc<T>>`. If `T` does not implement `Unpin`, then
601     /// `value` will be pinned in memory and unable to be moved.
602     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
603     #[stable(feature = "pin", since = "1.33.0")]
604     #[must_use]
605     pub fn pin(value: T) -> Pin<Rc<T>> {
606         unsafe { Pin::new_unchecked(Rc::new(value)) }
607     }
608
609     /// Returns the inner value, if the `Rc` has exactly one strong reference.
610     ///
611     /// Otherwise, an [`Err`] is returned with the same `Rc` that was
612     /// passed in.
613     ///
614     /// This will succeed even if there are outstanding weak references.
615     ///
616     /// # Examples
617     ///
618     /// ```
619     /// use std::rc::Rc;
620     ///
621     /// let x = Rc::new(3);
622     /// assert_eq!(Rc::try_unwrap(x), Ok(3));
623     ///
624     /// let x = Rc::new(4);
625     /// let _y = Rc::clone(&x);
626     /// assert_eq!(*Rc::try_unwrap(x).unwrap_err(), 4);
627     /// ```
628     #[inline]
629     #[stable(feature = "rc_unique", since = "1.4.0")]
630     pub fn try_unwrap(this: Self) -> Result<T, Self> {
631         if Rc::strong_count(&this) == 1 {
632             unsafe {
633                 let val = ptr::read(&*this); // copy the contained object
634
635                 // Indicate to Weaks that they can't be promoted by decrementing
636                 // the strong count, and then remove the implicit "strong weak"
637                 // pointer while also handling drop logic by just crafting a
638                 // fake Weak.
639                 this.inner().dec_strong();
640                 let _weak = Weak { ptr: this.ptr };
641                 forget(this);
642                 Ok(val)
643             }
644         } else {
645             Err(this)
646         }
647     }
648 }
649
650 impl<T> Rc<[T]> {
651     /// Constructs a new reference-counted slice with uninitialized contents.
652     ///
653     /// # Examples
654     ///
655     /// ```
656     /// #![feature(new_uninit)]
657     /// #![feature(get_mut_unchecked)]
658     ///
659     /// use std::rc::Rc;
660     ///
661     /// let mut values = Rc::<[u32]>::new_uninit_slice(3);
662     ///
663     /// let values = unsafe {
664     ///     // Deferred initialization:
665     ///     Rc::get_mut_unchecked(&mut values)[0].as_mut_ptr().write(1);
666     ///     Rc::get_mut_unchecked(&mut values)[1].as_mut_ptr().write(2);
667     ///     Rc::get_mut_unchecked(&mut values)[2].as_mut_ptr().write(3);
668     ///
669     ///     values.assume_init()
670     /// };
671     ///
672     /// assert_eq!(*values, [1, 2, 3])
673     /// ```
674     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
675     #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
676     #[must_use]
677     pub fn new_uninit_slice(len: usize) -> Rc<[mem::MaybeUninit<T>]> {
678         unsafe { Rc::from_ptr(Rc::allocate_for_slice(len)) }
679     }
680
681     /// Constructs a new reference-counted slice with uninitialized contents, with the memory being
682     /// filled with `0` bytes.
683     ///
684     /// See [`MaybeUninit::zeroed`][zeroed] for examples of correct and
685     /// incorrect usage of this method.
686     ///
687     /// # Examples
688     ///
689     /// ```
690     /// #![feature(new_uninit)]
691     ///
692     /// use std::rc::Rc;
693     ///
694     /// let values = Rc::<[u32]>::new_zeroed_slice(3);
695     /// let values = unsafe { values.assume_init() };
696     ///
697     /// assert_eq!(*values, [0, 0, 0])
698     /// ```
699     ///
700     /// [zeroed]: mem::MaybeUninit::zeroed
701     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
702     #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
703     #[must_use]
704     pub fn new_zeroed_slice(len: usize) -> Rc<[mem::MaybeUninit<T>]> {
705         unsafe {
706             Rc::from_ptr(Rc::allocate_for_layout(
707                 Layout::array::<T>(len).unwrap(),
708                 |layout| Global.allocate_zeroed(layout),
709                 |mem| {
710                     ptr::slice_from_raw_parts_mut(mem as *mut T, len)
711                         as *mut RcBox<[mem::MaybeUninit<T>]>
712                 },
713             ))
714         }
715     }
716 }
717
718 impl<T> Rc<mem::MaybeUninit<T>> {
719     /// Converts to `Rc<T>`.
720     ///
721     /// # Safety
722     ///
723     /// As with [`MaybeUninit::assume_init`],
724     /// it is up to the caller to guarantee that the inner value
725     /// really is in an initialized state.
726     /// Calling this when the content is not yet fully initialized
727     /// causes immediate undefined behavior.
728     ///
729     /// [`MaybeUninit::assume_init`]: mem::MaybeUninit::assume_init
730     ///
731     /// # Examples
732     ///
733     /// ```
734     /// #![feature(new_uninit)]
735     /// #![feature(get_mut_unchecked)]
736     ///
737     /// use std::rc::Rc;
738     ///
739     /// let mut five = Rc::<u32>::new_uninit();
740     ///
741     /// let five = unsafe {
742     ///     // Deferred initialization:
743     ///     Rc::get_mut_unchecked(&mut five).as_mut_ptr().write(5);
744     ///
745     ///     five.assume_init()
746     /// };
747     ///
748     /// assert_eq!(*five, 5)
749     /// ```
750     #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
751     #[inline]
752     pub unsafe fn assume_init(self) -> Rc<T> {
753         unsafe { Rc::from_inner(mem::ManuallyDrop::new(self).ptr.cast()) }
754     }
755 }
756
757 impl<T> Rc<[mem::MaybeUninit<T>]> {
758     /// Converts to `Rc<[T]>`.
759     ///
760     /// # Safety
761     ///
762     /// As with [`MaybeUninit::assume_init`],
763     /// it is up to the caller to guarantee that the inner value
764     /// really is in an initialized state.
765     /// Calling this when the content is not yet fully initialized
766     /// causes immediate undefined behavior.
767     ///
768     /// [`MaybeUninit::assume_init`]: mem::MaybeUninit::assume_init
769     ///
770     /// # Examples
771     ///
772     /// ```
773     /// #![feature(new_uninit)]
774     /// #![feature(get_mut_unchecked)]
775     ///
776     /// use std::rc::Rc;
777     ///
778     /// let mut values = Rc::<[u32]>::new_uninit_slice(3);
779     ///
780     /// let values = unsafe {
781     ///     // Deferred initialization:
782     ///     Rc::get_mut_unchecked(&mut values)[0].as_mut_ptr().write(1);
783     ///     Rc::get_mut_unchecked(&mut values)[1].as_mut_ptr().write(2);
784     ///     Rc::get_mut_unchecked(&mut values)[2].as_mut_ptr().write(3);
785     ///
786     ///     values.assume_init()
787     /// };
788     ///
789     /// assert_eq!(*values, [1, 2, 3])
790     /// ```
791     #[unstable(feature = "new_uninit", issue = "63291")]
792     #[inline]
793     pub unsafe fn assume_init(self) -> Rc<[T]> {
794         unsafe { Rc::from_ptr(mem::ManuallyDrop::new(self).ptr.as_ptr() as _) }
795     }
796 }
797
798 impl<T: ?Sized> Rc<T> {
799     /// Consumes the `Rc`, returning the wrapped pointer.
800     ///
801     /// To avoid a memory leak the pointer must be converted back to an `Rc` using
802     /// [`Rc::from_raw`].
803     ///
804     /// # Examples
805     ///
806     /// ```
807     /// use std::rc::Rc;
808     ///
809     /// let x = Rc::new("hello".to_owned());
810     /// let x_ptr = Rc::into_raw(x);
811     /// assert_eq!(unsafe { &*x_ptr }, "hello");
812     /// ```
813     #[stable(feature = "rc_raw", since = "1.17.0")]
814     pub fn into_raw(this: Self) -> *const T {
815         let ptr = Self::as_ptr(&this);
816         mem::forget(this);
817         ptr
818     }
819
820     /// Provides a raw pointer to the data.
821     ///
822     /// The counts are not affected in any way and the `Rc` is not consumed. The pointer is valid
823     /// for as long there are strong counts in the `Rc`.
824     ///
825     /// # Examples
826     ///
827     /// ```
828     /// use std::rc::Rc;
829     ///
830     /// let x = Rc::new("hello".to_owned());
831     /// let y = Rc::clone(&x);
832     /// let x_ptr = Rc::as_ptr(&x);
833     /// assert_eq!(x_ptr, Rc::as_ptr(&y));
834     /// assert_eq!(unsafe { &*x_ptr }, "hello");
835     /// ```
836     #[stable(feature = "weak_into_raw", since = "1.45.0")]
837     pub fn as_ptr(this: &Self) -> *const T {
838         let ptr: *mut RcBox<T> = NonNull::as_ptr(this.ptr);
839
840         // SAFETY: This cannot go through Deref::deref or Rc::inner because
841         // this is required to retain raw/mut provenance such that e.g. `get_mut` can
842         // write through the pointer after the Rc is recovered through `from_raw`.
843         unsafe { ptr::addr_of_mut!((*ptr).value) }
844     }
845
846     /// Constructs an `Rc<T>` from a raw pointer.
847     ///
848     /// The raw pointer must have been previously returned by a call to
849     /// [`Rc<U>::into_raw`][into_raw] where `U` must have the same size
850     /// and alignment as `T`. This is trivially true if `U` is `T`.
851     /// Note that if `U` is not `T` but has the same size and alignment, this is
852     /// basically like transmuting references of different types. See
853     /// [`mem::transmute`] for more information on what
854     /// restrictions apply in this case.
855     ///
856     /// The user of `from_raw` has to make sure a specific value of `T` is only
857     /// dropped once.
858     ///
859     /// This function is unsafe because improper use may lead to memory unsafety,
860     /// even if the returned `Rc<T>` is never accessed.
861     ///
862     /// [into_raw]: Rc::into_raw
863     ///
864     /// # Examples
865     ///
866     /// ```
867     /// use std::rc::Rc;
868     ///
869     /// let x = Rc::new("hello".to_owned());
870     /// let x_ptr = Rc::into_raw(x);
871     ///
872     /// unsafe {
873     ///     // Convert back to an `Rc` to prevent leak.
874     ///     let x = Rc::from_raw(x_ptr);
875     ///     assert_eq!(&*x, "hello");
876     ///
877     ///     // Further calls to `Rc::from_raw(x_ptr)` would be memory-unsafe.
878     /// }
879     ///
880     /// // The memory was freed when `x` went out of scope above, so `x_ptr` is now dangling!
881     /// ```
882     #[stable(feature = "rc_raw", since = "1.17.0")]
883     pub unsafe fn from_raw(ptr: *const T) -> Self {
884         let offset = unsafe { data_offset(ptr) };
885
886         // Reverse the offset to find the original RcBox.
887         let rc_ptr =
888             unsafe { (ptr as *mut RcBox<T>).set_ptr_value((ptr as *mut u8).offset(-offset)) };
889
890         unsafe { Self::from_ptr(rc_ptr) }
891     }
892
893     /// Creates a new [`Weak`] pointer to this allocation.
894     ///
895     /// # Examples
896     ///
897     /// ```
898     /// use std::rc::Rc;
899     ///
900     /// let five = Rc::new(5);
901     ///
902     /// let weak_five = Rc::downgrade(&five);
903     /// ```
904     #[must_use = "this returns a new `Weak` pointer, \
905                   without modifying the original `Rc`"]
906     #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
907     pub fn downgrade(this: &Self) -> Weak<T> {
908         this.inner().inc_weak();
909         // Make sure we do not create a dangling Weak
910         debug_assert!(!is_dangling(this.ptr.as_ptr()));
911         Weak { ptr: this.ptr }
912     }
913
914     /// Gets the number of [`Weak`] pointers to this allocation.
915     ///
916     /// # Examples
917     ///
918     /// ```
919     /// use std::rc::Rc;
920     ///
921     /// let five = Rc::new(5);
922     /// let _weak_five = Rc::downgrade(&five);
923     ///
924     /// assert_eq!(1, Rc::weak_count(&five));
925     /// ```
926     #[inline]
927     #[stable(feature = "rc_counts", since = "1.15.0")]
928     pub fn weak_count(this: &Self) -> usize {
929         this.inner().weak() - 1
930     }
931
932     /// Gets the number of strong (`Rc`) pointers to this allocation.
933     ///
934     /// # Examples
935     ///
936     /// ```
937     /// use std::rc::Rc;
938     ///
939     /// let five = Rc::new(5);
940     /// let _also_five = Rc::clone(&five);
941     ///
942     /// assert_eq!(2, Rc::strong_count(&five));
943     /// ```
944     #[inline]
945     #[stable(feature = "rc_counts", since = "1.15.0")]
946     pub fn strong_count(this: &Self) -> usize {
947         this.inner().strong()
948     }
949
950     /// Increments the strong reference count on the `Rc<T>` associated with the
951     /// provided pointer by one.
952     ///
953     /// # Safety
954     ///
955     /// The pointer must have been obtained through `Rc::into_raw`, and the
956     /// associated `Rc` instance must be valid (i.e. the strong count must be at
957     /// least 1) for the duration of this method.
958     ///
959     /// # Examples
960     ///
961     /// ```
962     /// use std::rc::Rc;
963     ///
964     /// let five = Rc::new(5);
965     ///
966     /// unsafe {
967     ///     let ptr = Rc::into_raw(five);
968     ///     Rc::increment_strong_count(ptr);
969     ///
970     ///     let five = Rc::from_raw(ptr);
971     ///     assert_eq!(2, Rc::strong_count(&five));
972     /// }
973     /// ```
974     #[inline]
975     #[stable(feature = "rc_mutate_strong_count", since = "1.53.0")]
976     pub unsafe fn increment_strong_count(ptr: *const T) {
977         // Retain Rc, but don't touch refcount by wrapping in ManuallyDrop
978         let rc = unsafe { mem::ManuallyDrop::new(Rc::<T>::from_raw(ptr)) };
979         // Now increase refcount, but don't drop new refcount either
980         let _rc_clone: mem::ManuallyDrop<_> = rc.clone();
981     }
982
983     /// Decrements the strong reference count on the `Rc<T>` associated with the
984     /// provided pointer by one.
985     ///
986     /// # Safety
987     ///
988     /// The pointer must have been obtained through `Rc::into_raw`, and the
989     /// associated `Rc` instance must be valid (i.e. the strong count must be at
990     /// least 1) when invoking this method. This method can be used to release
991     /// the final `Rc` and backing storage, but **should not** be called after
992     /// the final `Rc` has been released.
993     ///
994     /// # Examples
995     ///
996     /// ```
997     /// use std::rc::Rc;
998     ///
999     /// let five = Rc::new(5);
1000     ///
1001     /// unsafe {
1002     ///     let ptr = Rc::into_raw(five);
1003     ///     Rc::increment_strong_count(ptr);
1004     ///
1005     ///     let five = Rc::from_raw(ptr);
1006     ///     assert_eq!(2, Rc::strong_count(&five));
1007     ///     Rc::decrement_strong_count(ptr);
1008     ///     assert_eq!(1, Rc::strong_count(&five));
1009     /// }
1010     /// ```
1011     #[inline]
1012     #[stable(feature = "rc_mutate_strong_count", since = "1.53.0")]
1013     pub unsafe fn decrement_strong_count(ptr: *const T) {
1014         unsafe { mem::drop(Rc::from_raw(ptr)) };
1015     }
1016
1017     /// Returns `true` if there are no other `Rc` or [`Weak`] pointers to
1018     /// this allocation.
1019     #[inline]
1020     fn is_unique(this: &Self) -> bool {
1021         Rc::weak_count(this) == 0 && Rc::strong_count(this) == 1
1022     }
1023
1024     /// Returns a mutable reference into the given `Rc`, if there are
1025     /// no other `Rc` or [`Weak`] pointers to the same allocation.
1026     ///
1027     /// Returns [`None`] otherwise, because it is not safe to
1028     /// mutate a shared value.
1029     ///
1030     /// See also [`make_mut`][make_mut], which will [`clone`][clone]
1031     /// the inner value when there are other `Rc` pointers.
1032     ///
1033     /// [make_mut]: Rc::make_mut
1034     /// [clone]: Clone::clone
1035     ///
1036     /// # Examples
1037     ///
1038     /// ```
1039     /// use std::rc::Rc;
1040     ///
1041     /// let mut x = Rc::new(3);
1042     /// *Rc::get_mut(&mut x).unwrap() = 4;
1043     /// assert_eq!(*x, 4);
1044     ///
1045     /// let _y = Rc::clone(&x);
1046     /// assert!(Rc::get_mut(&mut x).is_none());
1047     /// ```
1048     #[inline]
1049     #[stable(feature = "rc_unique", since = "1.4.0")]
1050     pub fn get_mut(this: &mut Self) -> Option<&mut T> {
1051         if Rc::is_unique(this) { unsafe { Some(Rc::get_mut_unchecked(this)) } } else { None }
1052     }
1053
1054     /// Returns a mutable reference into the given `Rc`,
1055     /// without any check.
1056     ///
1057     /// See also [`get_mut`], which is safe and does appropriate checks.
1058     ///
1059     /// [`get_mut`]: Rc::get_mut
1060     ///
1061     /// # Safety
1062     ///
1063     /// Any other `Rc` or [`Weak`] pointers to the same allocation must not be dereferenced
1064     /// for the duration of the returned borrow.
1065     /// This is trivially the case if no such pointers exist,
1066     /// for example immediately after `Rc::new`.
1067     ///
1068     /// # Examples
1069     ///
1070     /// ```
1071     /// #![feature(get_mut_unchecked)]
1072     ///
1073     /// use std::rc::Rc;
1074     ///
1075     /// let mut x = Rc::new(String::new());
1076     /// unsafe {
1077     ///     Rc::get_mut_unchecked(&mut x).push_str("foo")
1078     /// }
1079     /// assert_eq!(*x, "foo");
1080     /// ```
1081     #[inline]
1082     #[unstable(feature = "get_mut_unchecked", issue = "63292")]
1083     pub unsafe fn get_mut_unchecked(this: &mut Self) -> &mut T {
1084         // We are careful to *not* create a reference covering the "count" fields, as
1085         // this would conflict with accesses to the reference counts (e.g. by `Weak`).
1086         unsafe { &mut (*this.ptr.as_ptr()).value }
1087     }
1088
1089     #[inline]
1090     #[stable(feature = "ptr_eq", since = "1.17.0")]
1091     /// Returns `true` if the two `Rc`s point to the same allocation
1092     /// (in a vein similar to [`ptr::eq`]).
1093     ///
1094     /// # Examples
1095     ///
1096     /// ```
1097     /// use std::rc::Rc;
1098     ///
1099     /// let five = Rc::new(5);
1100     /// let same_five = Rc::clone(&five);
1101     /// let other_five = Rc::new(5);
1102     ///
1103     /// assert!(Rc::ptr_eq(&five, &same_five));
1104     /// assert!(!Rc::ptr_eq(&five, &other_five));
1105     /// ```
1106     pub fn ptr_eq(this: &Self, other: &Self) -> bool {
1107         this.ptr.as_ptr() == other.ptr.as_ptr()
1108     }
1109 }
1110
1111 impl<T: Clone> Rc<T> {
1112     /// Makes a mutable reference into the given `Rc`.
1113     ///
1114     /// If there are other `Rc` pointers to the same allocation, then `make_mut` will
1115     /// [`clone`] the inner value to a new allocation to ensure unique ownership.  This is also
1116     /// referred to as clone-on-write.
1117     ///
1118     /// However, if there are no other `Rc` pointers to this allocation, but some [`Weak`]
1119     /// pointers, then the [`Weak`] pointers will be disassociated and the inner value will not
1120     /// be cloned.
1121     ///
1122     /// See also [`get_mut`], which will fail rather than cloning the inner value
1123     /// or diassociating [`Weak`] pointers.
1124     ///
1125     /// [`clone`]: Clone::clone
1126     /// [`get_mut`]: Rc::get_mut
1127     ///
1128     /// # Examples
1129     ///
1130     /// ```
1131     /// use std::rc::Rc;
1132     ///
1133     /// let mut data = Rc::new(5);
1134     ///
1135     /// *Rc::make_mut(&mut data) += 1;         // Won't clone anything
1136     /// let mut other_data = Rc::clone(&data); // Won't clone inner data
1137     /// *Rc::make_mut(&mut data) += 1;         // Clones inner data
1138     /// *Rc::make_mut(&mut data) += 1;         // Won't clone anything
1139     /// *Rc::make_mut(&mut other_data) *= 2;   // Won't clone anything
1140     ///
1141     /// // Now `data` and `other_data` point to different allocations.
1142     /// assert_eq!(*data, 8);
1143     /// assert_eq!(*other_data, 12);
1144     /// ```
1145     ///
1146     /// [`Weak`] pointers will be disassociated:
1147     ///
1148     /// ```
1149     /// use std::rc::Rc;
1150     ///
1151     /// let mut data = Rc::new(75);
1152     /// let weak = Rc::downgrade(&data);
1153     ///
1154     /// assert!(75 == *data);
1155     /// assert!(75 == *weak.upgrade().unwrap());
1156     ///
1157     /// *Rc::make_mut(&mut data) += 1;
1158     ///
1159     /// assert!(76 == *data);
1160     /// assert!(weak.upgrade().is_none());
1161     /// ```
1162     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1163     #[inline]
1164     #[stable(feature = "rc_unique", since = "1.4.0")]
1165     pub fn make_mut(this: &mut Self) -> &mut T {
1166         if Rc::strong_count(this) != 1 {
1167             // Gotta clone the data, there are other Rcs.
1168             // Pre-allocate memory to allow writing the cloned value directly.
1169             let mut rc = Self::new_uninit();
1170             unsafe {
1171                 let data = Rc::get_mut_unchecked(&mut rc);
1172                 (**this).write_clone_into_raw(data.as_mut_ptr());
1173                 *this = rc.assume_init();
1174             }
1175         } else if Rc::weak_count(this) != 0 {
1176             // Can just steal the data, all that's left is Weaks
1177             let mut rc = Self::new_uninit();
1178             unsafe {
1179                 let data = Rc::get_mut_unchecked(&mut rc);
1180                 data.as_mut_ptr().copy_from_nonoverlapping(&**this, 1);
1181
1182                 this.inner().dec_strong();
1183                 // Remove implicit strong-weak ref (no need to craft a fake
1184                 // Weak here -- we know other Weaks can clean up for us)
1185                 this.inner().dec_weak();
1186                 ptr::write(this, rc.assume_init());
1187             }
1188         }
1189         // This unsafety is ok because we're guaranteed that the pointer
1190         // returned is the *only* pointer that will ever be returned to T. Our
1191         // reference count is guaranteed to be 1 at this point, and we required
1192         // the `Rc<T>` itself to be `mut`, so we're returning the only possible
1193         // reference to the allocation.
1194         unsafe { &mut this.ptr.as_mut().value }
1195     }
1196 }
1197
1198 impl Rc<dyn Any> {
1199     #[inline]
1200     #[stable(feature = "rc_downcast", since = "1.29.0")]
1201     /// Attempt to downcast the `Rc<dyn Any>` to a concrete type.
1202     ///
1203     /// # Examples
1204     ///
1205     /// ```
1206     /// use std::any::Any;
1207     /// use std::rc::Rc;
1208     ///
1209     /// fn print_if_string(value: Rc<dyn Any>) {
1210     ///     if let Ok(string) = value.downcast::<String>() {
1211     ///         println!("String ({}): {}", string.len(), string);
1212     ///     }
1213     /// }
1214     ///
1215     /// let my_string = "Hello World".to_string();
1216     /// print_if_string(Rc::new(my_string));
1217     /// print_if_string(Rc::new(0i8));
1218     /// ```
1219     pub fn downcast<T: Any>(self) -> Result<Rc<T>, Rc<dyn Any>> {
1220         if (*self).is::<T>() {
1221             unsafe {
1222                 let ptr = self.ptr.cast::<RcBox<T>>();
1223                 forget(self);
1224                 Ok(Rc::from_inner(ptr))
1225             }
1226         } else {
1227             Err(self)
1228         }
1229     }
1230 }
1231
1232 impl<T: ?Sized> Rc<T> {
1233     /// Allocates an `RcBox<T>` with sufficient space for
1234     /// a possibly-unsized inner value where the value has the layout provided.
1235     ///
1236     /// The function `mem_to_rcbox` is called with the data pointer
1237     /// and must return back a (potentially fat)-pointer for the `RcBox<T>`.
1238     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1239     unsafe fn allocate_for_layout(
1240         value_layout: Layout,
1241         allocate: impl FnOnce(Layout) -> Result<NonNull<[u8]>, AllocError>,
1242         mem_to_rcbox: impl FnOnce(*mut u8) -> *mut RcBox<T>,
1243     ) -> *mut RcBox<T> {
1244         // Calculate layout using the given value layout.
1245         // Previously, layout was calculated on the expression
1246         // `&*(ptr as *const RcBox<T>)`, but this created a misaligned
1247         // reference (see #54908).
1248         let layout = Layout::new::<RcBox<()>>().extend(value_layout).unwrap().0.pad_to_align();
1249         unsafe {
1250             Rc::try_allocate_for_layout(value_layout, allocate, mem_to_rcbox)
1251                 .unwrap_or_else(|_| handle_alloc_error(layout))
1252         }
1253     }
1254
1255     /// Allocates an `RcBox<T>` with sufficient space for
1256     /// a possibly-unsized inner value where the value has the layout provided,
1257     /// returning an error if allocation fails.
1258     ///
1259     /// The function `mem_to_rcbox` is called with the data pointer
1260     /// and must return back a (potentially fat)-pointer for the `RcBox<T>`.
1261     #[inline]
1262     unsafe fn try_allocate_for_layout(
1263         value_layout: Layout,
1264         allocate: impl FnOnce(Layout) -> Result<NonNull<[u8]>, AllocError>,
1265         mem_to_rcbox: impl FnOnce(*mut u8) -> *mut RcBox<T>,
1266     ) -> Result<*mut RcBox<T>, AllocError> {
1267         // Calculate layout using the given value layout.
1268         // Previously, layout was calculated on the expression
1269         // `&*(ptr as *const RcBox<T>)`, but this created a misaligned
1270         // reference (see #54908).
1271         let layout = Layout::new::<RcBox<()>>().extend(value_layout).unwrap().0.pad_to_align();
1272
1273         // Allocate for the layout.
1274         let ptr = allocate(layout)?;
1275
1276         // Initialize the RcBox
1277         let inner = mem_to_rcbox(ptr.as_non_null_ptr().as_ptr());
1278         unsafe {
1279             debug_assert_eq!(Layout::for_value(&*inner), layout);
1280
1281             ptr::write(&mut (*inner).strong, Cell::new(1));
1282             ptr::write(&mut (*inner).weak, Cell::new(1));
1283         }
1284
1285         Ok(inner)
1286     }
1287
1288     /// Allocates an `RcBox<T>` with sufficient space for an unsized inner value
1289     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1290     unsafe fn allocate_for_ptr(ptr: *const T) -> *mut RcBox<T> {
1291         // Allocate for the `RcBox<T>` using the given value.
1292         unsafe {
1293             Self::allocate_for_layout(
1294                 Layout::for_value(&*ptr),
1295                 |layout| Global.allocate(layout),
1296                 |mem| (ptr as *mut RcBox<T>).set_ptr_value(mem),
1297             )
1298         }
1299     }
1300
1301     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1302     fn from_box(v: Box<T>) -> Rc<T> {
1303         unsafe {
1304             let (box_unique, alloc) = Box::into_unique(v);
1305             let bptr = box_unique.as_ptr();
1306
1307             let value_size = size_of_val(&*bptr);
1308             let ptr = Self::allocate_for_ptr(bptr);
1309
1310             // Copy value as bytes
1311             ptr::copy_nonoverlapping(
1312                 bptr as *const T as *const u8,
1313                 &mut (*ptr).value as *mut _ as *mut u8,
1314                 value_size,
1315             );
1316
1317             // Free the allocation without dropping its contents
1318             box_free(box_unique, alloc);
1319
1320             Self::from_ptr(ptr)
1321         }
1322     }
1323 }
1324
1325 impl<T> Rc<[T]> {
1326     /// Allocates an `RcBox<[T]>` with the given length.
1327     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1328     unsafe fn allocate_for_slice(len: usize) -> *mut RcBox<[T]> {
1329         unsafe {
1330             Self::allocate_for_layout(
1331                 Layout::array::<T>(len).unwrap(),
1332                 |layout| Global.allocate(layout),
1333                 |mem| ptr::slice_from_raw_parts_mut(mem as *mut T, len) as *mut RcBox<[T]>,
1334             )
1335         }
1336     }
1337
1338     /// Copy elements from slice into newly allocated Rc<\[T\]>
1339     ///
1340     /// Unsafe because the caller must either take ownership or bind `T: Copy`
1341     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1342     unsafe fn copy_from_slice(v: &[T]) -> Rc<[T]> {
1343         unsafe {
1344             let ptr = Self::allocate_for_slice(v.len());
1345             ptr::copy_nonoverlapping(v.as_ptr(), &mut (*ptr).value as *mut [T] as *mut T, v.len());
1346             Self::from_ptr(ptr)
1347         }
1348     }
1349
1350     /// Constructs an `Rc<[T]>` from an iterator known to be of a certain size.
1351     ///
1352     /// Behavior is undefined should the size be wrong.
1353     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1354     unsafe fn from_iter_exact(iter: impl iter::Iterator<Item = T>, len: usize) -> Rc<[T]> {
1355         // Panic guard while cloning T elements.
1356         // In the event of a panic, elements that have been written
1357         // into the new RcBox will be dropped, then the memory freed.
1358         struct Guard<T> {
1359             mem: NonNull<u8>,
1360             elems: *mut T,
1361             layout: Layout,
1362             n_elems: usize,
1363         }
1364
1365         impl<T> Drop for Guard<T> {
1366             fn drop(&mut self) {
1367                 unsafe {
1368                     let slice = from_raw_parts_mut(self.elems, self.n_elems);
1369                     ptr::drop_in_place(slice);
1370
1371                     Global.deallocate(self.mem, self.layout);
1372                 }
1373             }
1374         }
1375
1376         unsafe {
1377             let ptr = Self::allocate_for_slice(len);
1378
1379             let mem = ptr as *mut _ as *mut u8;
1380             let layout = Layout::for_value(&*ptr);
1381
1382             // Pointer to first element
1383             let elems = &mut (*ptr).value as *mut [T] as *mut T;
1384
1385             let mut guard = Guard { mem: NonNull::new_unchecked(mem), elems, layout, n_elems: 0 };
1386
1387             for (i, item) in iter.enumerate() {
1388                 ptr::write(elems.add(i), item);
1389                 guard.n_elems += 1;
1390             }
1391
1392             // All clear. Forget the guard so it doesn't free the new RcBox.
1393             forget(guard);
1394
1395             Self::from_ptr(ptr)
1396         }
1397     }
1398 }
1399
1400 /// Specialization trait used for `From<&[T]>`.
1401 trait RcFromSlice<T> {
1402     fn from_slice(slice: &[T]) -> Self;
1403 }
1404
1405 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1406 impl<T: Clone> RcFromSlice<T> for Rc<[T]> {
1407     #[inline]
1408     default fn from_slice(v: &[T]) -> Self {
1409         unsafe { Self::from_iter_exact(v.iter().cloned(), v.len()) }
1410     }
1411 }
1412
1413 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1414 impl<T: Copy> RcFromSlice<T> for Rc<[T]> {
1415     #[inline]
1416     fn from_slice(v: &[T]) -> Self {
1417         unsafe { Rc::copy_from_slice(v) }
1418     }
1419 }
1420
1421 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1422 impl<T: ?Sized> Deref for Rc<T> {
1423     type Target = T;
1424
1425     #[inline(always)]
1426     fn deref(&self) -> &T {
1427         &self.inner().value
1428     }
1429 }
1430
1431 #[unstable(feature = "receiver_trait", issue = "none")]
1432 impl<T: ?Sized> Receiver for Rc<T> {}
1433
1434 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1435 unsafe impl<#[may_dangle] T: ?Sized> Drop for Rc<T> {
1436     /// Drops the `Rc`.
1437     ///
1438     /// This will decrement the strong reference count. If the strong reference
1439     /// count reaches zero then the only other references (if any) are
1440     /// [`Weak`], so we `drop` the inner value.
1441     ///
1442     /// # Examples
1443     ///
1444     /// ```
1445     /// use std::rc::Rc;
1446     ///
1447     /// struct Foo;
1448     ///
1449     /// impl Drop for Foo {
1450     ///     fn drop(&mut self) {
1451     ///         println!("dropped!");
1452     ///     }
1453     /// }
1454     ///
1455     /// let foo  = Rc::new(Foo);
1456     /// let foo2 = Rc::clone(&foo);
1457     ///
1458     /// drop(foo);    // Doesn't print anything
1459     /// drop(foo2);   // Prints "dropped!"
1460     /// ```
1461     fn drop(&mut self) {
1462         unsafe {
1463             self.inner().dec_strong();
1464             if self.inner().strong() == 0 {
1465                 // destroy the contained object
1466                 ptr::drop_in_place(Self::get_mut_unchecked(self));
1467
1468                 // remove the implicit "strong weak" pointer now that we've
1469                 // destroyed the contents.
1470                 self.inner().dec_weak();
1471
1472                 if self.inner().weak() == 0 {
1473                     Global.deallocate(self.ptr.cast(), Layout::for_value(self.ptr.as_ref()));
1474                 }
1475             }
1476         }
1477     }
1478 }
1479
1480 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1481 impl<T: ?Sized> Clone for Rc<T> {
1482     /// Makes a clone of the `Rc` pointer.
1483     ///
1484     /// This creates another pointer to the same allocation, increasing the
1485     /// strong reference count.
1486     ///
1487     /// # Examples
1488     ///
1489     /// ```
1490     /// use std::rc::Rc;
1491     ///
1492     /// let five = Rc::new(5);
1493     ///
1494     /// let _ = Rc::clone(&five);
1495     /// ```
1496     #[inline]
1497     fn clone(&self) -> Rc<T> {
1498         unsafe {
1499             self.inner().inc_strong();
1500             Self::from_inner(self.ptr)
1501         }
1502     }
1503 }
1504
1505 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1506 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1507 impl<T: Default> Default for Rc<T> {
1508     /// Creates a new `Rc<T>`, with the `Default` value for `T`.
1509     ///
1510     /// # Examples
1511     ///
1512     /// ```
1513     /// use std::rc::Rc;
1514     ///
1515     /// let x: Rc<i32> = Default::default();
1516     /// assert_eq!(*x, 0);
1517     /// ```
1518     #[inline]
1519     fn default() -> Rc<T> {
1520         Rc::new(Default::default())
1521     }
1522 }
1523
1524 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1525 trait RcEqIdent<T: ?Sized + PartialEq> {
1526     fn eq(&self, other: &Rc<T>) -> bool;
1527     fn ne(&self, other: &Rc<T>) -> bool;
1528 }
1529
1530 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1531 impl<T: ?Sized + PartialEq> RcEqIdent<T> for Rc<T> {
1532     #[inline]
1533     default fn eq(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1534         **self == **other
1535     }
1536
1537     #[inline]
1538     default fn ne(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1539         **self != **other
1540     }
1541 }
1542
1543 // Hack to allow specializing on `Eq` even though `Eq` has a method.
1544 #[rustc_unsafe_specialization_marker]
1545 pub(crate) trait MarkerEq: PartialEq<Self> {}
1546
1547 impl<T: Eq> MarkerEq for T {}
1548
1549 /// We're doing this specialization here, and not as a more general optimization on `&T`, because it
1550 /// would otherwise add a cost to all equality checks on refs. We assume that `Rc`s are used to
1551 /// store large values, that are slow to clone, but also heavy to check for equality, causing this
1552 /// cost to pay off more easily. It's also more likely to have two `Rc` clones, that point to
1553 /// the same value, than two `&T`s.
1554 ///
1555 /// We can only do this when `T: Eq` as a `PartialEq` might be deliberately irreflexive.
1556 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1557 impl<T: ?Sized + MarkerEq> RcEqIdent<T> for Rc<T> {
1558     #[inline]
1559     fn eq(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1560         Rc::ptr_eq(self, other) || **self == **other
1561     }
1562
1563     #[inline]
1564     fn ne(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1565         !Rc::ptr_eq(self, other) && **self != **other
1566     }
1567 }
1568
1569 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1570 impl<T: ?Sized + PartialEq> PartialEq for Rc<T> {
1571     /// Equality for two `Rc`s.
1572     ///
1573     /// Two `Rc`s are equal if their inner values are equal, even if they are
1574     /// stored in different allocation.
1575     ///
1576     /// If `T` also implements `Eq` (implying reflexivity of equality),
1577     /// two `Rc`s that point to the same allocation are
1578     /// always equal.
1579     ///
1580     /// # Examples
1581     ///
1582     /// ```
1583     /// use std::rc::Rc;
1584     ///
1585     /// let five = Rc::new(5);
1586     ///
1587     /// assert!(five == Rc::new(5));
1588     /// ```
1589     #[inline]
1590     fn eq(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1591         RcEqIdent::eq(self, other)
1592     }
1593
1594     /// Inequality for two `Rc`s.
1595     ///
1596     /// Two `Rc`s are unequal if their inner values are unequal.
1597     ///
1598     /// If `T` also implements `Eq` (implying reflexivity of equality),
1599     /// two `Rc`s that point to the same allocation are
1600     /// never unequal.
1601     ///
1602     /// # Examples
1603     ///
1604     /// ```
1605     /// use std::rc::Rc;
1606     ///
1607     /// let five = Rc::new(5);
1608     ///
1609     /// assert!(five != Rc::new(6));
1610     /// ```
1611     #[inline]
1612     fn ne(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1613         RcEqIdent::ne(self, other)
1614     }
1615 }
1616
1617 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1618 impl<T: ?Sized + Eq> Eq for Rc<T> {}
1619
1620 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1621 impl<T: ?Sized + PartialOrd> PartialOrd for Rc<T> {
1622     /// Partial comparison for two `Rc`s.
1623     ///
1624     /// The two are compared by calling `partial_cmp()` on their inner values.
1625     ///
1626     /// # Examples
1627     ///
1628     /// ```
1629     /// use std::rc::Rc;
1630     /// use std::cmp::Ordering;
1631     ///
1632     /// let five = Rc::new(5);
1633     ///
1634     /// assert_eq!(Some(Ordering::Less), five.partial_cmp(&Rc::new(6)));
1635     /// ```
1636     #[inline(always)]
1637     fn partial_cmp(&self, other: &Rc<T>) -> Option<Ordering> {
1638         (**self).partial_cmp(&**other)
1639     }
1640
1641     /// Less-than comparison for two `Rc`s.
1642     ///
1643     /// The two are compared by calling `<` on their inner values.
1644     ///
1645     /// # Examples
1646     ///
1647     /// ```
1648     /// use std::rc::Rc;
1649     ///
1650     /// let five = Rc::new(5);
1651     ///
1652     /// assert!(five < Rc::new(6));
1653     /// ```
1654     #[inline(always)]
1655     fn lt(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1656         **self < **other
1657     }
1658
1659     /// 'Less than or equal to' comparison for two `Rc`s.
1660     ///
1661     /// The two are compared by calling `<=` on their inner values.
1662     ///
1663     /// # Examples
1664     ///
1665     /// ```
1666     /// use std::rc::Rc;
1667     ///
1668     /// let five = Rc::new(5);
1669     ///
1670     /// assert!(five <= Rc::new(5));
1671     /// ```
1672     #[inline(always)]
1673     fn le(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1674         **self <= **other
1675     }
1676
1677     /// Greater-than comparison for two `Rc`s.
1678     ///
1679     /// The two are compared by calling `>` on their inner values.
1680     ///
1681     /// # Examples
1682     ///
1683     /// ```
1684     /// use std::rc::Rc;
1685     ///
1686     /// let five = Rc::new(5);
1687     ///
1688     /// assert!(five > Rc::new(4));
1689     /// ```
1690     #[inline(always)]
1691     fn gt(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1692         **self > **other
1693     }
1694
1695     /// 'Greater than or equal to' comparison for two `Rc`s.
1696     ///
1697     /// The two are compared by calling `>=` on their inner values.
1698     ///
1699     /// # Examples
1700     ///
1701     /// ```
1702     /// use std::rc::Rc;
1703     ///
1704     /// let five = Rc::new(5);
1705     ///
1706     /// assert!(five >= Rc::new(5));
1707     /// ```
1708     #[inline(always)]
1709     fn ge(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
1710         **self >= **other
1711     }
1712 }
1713
1714 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1715 impl<T: ?Sized + Ord> Ord for Rc<T> {
1716     /// Comparison for two `Rc`s.
1717     ///
1718     /// The two are compared by calling `cmp()` on their inner values.
1719     ///
1720     /// # Examples
1721     ///
1722     /// ```
1723     /// use std::rc::Rc;
1724     /// use std::cmp::Ordering;
1725     ///
1726     /// let five = Rc::new(5);
1727     ///
1728     /// assert_eq!(Ordering::Less, five.cmp(&Rc::new(6)));
1729     /// ```
1730     #[inline]
1731     fn cmp(&self, other: &Rc<T>) -> Ordering {
1732         (**self).cmp(&**other)
1733     }
1734 }
1735
1736 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1737 impl<T: ?Sized + Hash> Hash for Rc<T> {
1738     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
1739         (**self).hash(state);
1740     }
1741 }
1742
1743 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1744 impl<T: ?Sized + fmt::Display> fmt::Display for Rc<T> {
1745     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1746         fmt::Display::fmt(&**self, f)
1747     }
1748 }
1749
1750 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1751 impl<T: ?Sized + fmt::Debug> fmt::Debug for Rc<T> {
1752     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1753         fmt::Debug::fmt(&**self, f)
1754     }
1755 }
1756
1757 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1758 impl<T: ?Sized> fmt::Pointer for Rc<T> {
1759     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1760         fmt::Pointer::fmt(&(&**self as *const T), f)
1761     }
1762 }
1763
1764 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1765 #[stable(feature = "from_for_ptrs", since = "1.6.0")]
1766 impl<T> From<T> for Rc<T> {
1767     /// Converts a generic type `T` into an `Rc<T>`
1768     ///
1769     /// The conversion allocates on the heap and moves `t`
1770     /// from the stack into it.
1771     ///
1772     /// # Example
1773     /// ```rust
1774     /// # use std::rc::Rc;
1775     /// let x = 5;
1776     /// let rc = Rc::new(5);
1777     ///
1778     /// assert_eq!(Rc::from(x), rc);
1779     /// ```
1780     fn from(t: T) -> Self {
1781         Rc::new(t)
1782     }
1783 }
1784
1785 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1786 #[stable(feature = "shared_from_slice", since = "1.21.0")]
1787 impl<T: Clone> From<&[T]> for Rc<[T]> {
1788     /// Allocate a reference-counted slice and fill it by cloning `v`'s items.
1789     ///
1790     /// # Example
1791     ///
1792     /// ```
1793     /// # use std::rc::Rc;
1794     /// let original: &[i32] = &[1, 2, 3];
1795     /// let shared: Rc<[i32]> = Rc::from(original);
1796     /// assert_eq!(&[1, 2, 3], &shared[..]);
1797     /// ```
1798     #[inline]
1799     fn from(v: &[T]) -> Rc<[T]> {
1800         <Self as RcFromSlice<T>>::from_slice(v)
1801     }
1802 }
1803
1804 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1805 #[stable(feature = "shared_from_slice", since = "1.21.0")]
1806 impl From<&str> for Rc<str> {
1807     /// Allocate a reference-counted string slice and copy `v` into it.
1808     ///
1809     /// # Example
1810     ///
1811     /// ```
1812     /// # use std::rc::Rc;
1813     /// let shared: Rc<str> = Rc::from("statue");
1814     /// assert_eq!("statue", &shared[..]);
1815     /// ```
1816     #[inline]
1817     fn from(v: &str) -> Rc<str> {
1818         let rc = Rc::<[u8]>::from(v.as_bytes());
1819         unsafe { Rc::from_raw(Rc::into_raw(rc) as *const str) }
1820     }
1821 }
1822
1823 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1824 #[stable(feature = "shared_from_slice", since = "1.21.0")]
1825 impl From<String> for Rc<str> {
1826     /// Allocate a reference-counted string slice and copy `v` into it.
1827     ///
1828     /// # Example
1829     ///
1830     /// ```
1831     /// # use std::rc::Rc;
1832     /// let original: String = "statue".to_owned();
1833     /// let shared: Rc<str> = Rc::from(original);
1834     /// assert_eq!("statue", &shared[..]);
1835     /// ```
1836     #[inline]
1837     fn from(v: String) -> Rc<str> {
1838         Rc::from(&v[..])
1839     }
1840 }
1841
1842 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1843 #[stable(feature = "shared_from_slice", since = "1.21.0")]
1844 impl<T: ?Sized> From<Box<T>> for Rc<T> {
1845     /// Move a boxed object to a new, reference counted, allocation.
1846     ///
1847     /// # Example
1848     ///
1849     /// ```
1850     /// # use std::rc::Rc;
1851     /// let original: Box<i32> = Box::new(1);
1852     /// let shared: Rc<i32> = Rc::from(original);
1853     /// assert_eq!(1, *shared);
1854     /// ```
1855     #[inline]
1856     fn from(v: Box<T>) -> Rc<T> {
1857         Rc::from_box(v)
1858     }
1859 }
1860
1861 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1862 #[stable(feature = "shared_from_slice", since = "1.21.0")]
1863 impl<T> From<Vec<T>> for Rc<[T]> {
1864     /// Allocate a reference-counted slice and move `v`'s items into it.
1865     ///
1866     /// # Example
1867     ///
1868     /// ```
1869     /// # use std::rc::Rc;
1870     /// let original: Box<Vec<i32>> = Box::new(vec![1, 2, 3]);
1871     /// let shared: Rc<Vec<i32>> = Rc::from(original);
1872     /// assert_eq!(vec![1, 2, 3], *shared);
1873     /// ```
1874     #[inline]
1875     fn from(mut v: Vec<T>) -> Rc<[T]> {
1876         unsafe {
1877             let rc = Rc::copy_from_slice(&v);
1878
1879             // Allow the Vec to free its memory, but not destroy its contents
1880             v.set_len(0);
1881
1882             rc
1883         }
1884     }
1885 }
1886
1887 #[stable(feature = "shared_from_cow", since = "1.45.0")]
1888 impl<'a, B> From<Cow<'a, B>> for Rc<B>
1889 where
1890     B: ToOwned + ?Sized,
1891     Rc<B>: From<&'a B> + From<B::Owned>,
1892 {
1893     /// Create a reference-counted pointer from
1894     /// a clone-on-write pointer by copying its content.
1895     ///
1896     /// # Example
1897     ///
1898     /// ```rust
1899     /// # use std::rc::Rc;
1900     /// # use std::borrow::Cow;
1901     /// let cow: Cow<str> = Cow::Borrowed("eggplant");
1902     /// let shared: Rc<str> = Rc::from(cow);
1903     /// assert_eq!("eggplant", &shared[..]);
1904     /// ```
1905     #[inline]
1906     fn from(cow: Cow<'a, B>) -> Rc<B> {
1907         match cow {
1908             Cow::Borrowed(s) => Rc::from(s),
1909             Cow::Owned(s) => Rc::from(s),
1910         }
1911     }
1912 }
1913
1914 #[stable(feature = "boxed_slice_try_from", since = "1.43.0")]
1915 impl<T, const N: usize> TryFrom<Rc<[T]>> for Rc<[T; N]> {
1916     type Error = Rc<[T]>;
1917
1918     fn try_from(boxed_slice: Rc<[T]>) -> Result<Self, Self::Error> {
1919         if boxed_slice.len() == N {
1920             Ok(unsafe { Rc::from_raw(Rc::into_raw(boxed_slice) as *mut [T; N]) })
1921         } else {
1922             Err(boxed_slice)
1923         }
1924     }
1925 }
1926
1927 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1928 #[stable(feature = "shared_from_iter", since = "1.37.0")]
1929 impl<T> iter::FromIterator<T> for Rc<[T]> {
1930     /// Takes each element in the `Iterator` and collects it into an `Rc<[T]>`.
1931     ///
1932     /// # Performance characteristics
1933     ///
1934     /// ## The general case
1935     ///
1936     /// In the general case, collecting into `Rc<[T]>` is done by first
1937     /// collecting into a `Vec<T>`. That is, when writing the following:
1938     ///
1939     /// ```rust
1940     /// # use std::rc::Rc;
1941     /// let evens: Rc<[u8]> = (0..10).filter(|&x| x % 2 == 0).collect();
1942     /// # assert_eq!(&*evens, &[0, 2, 4, 6, 8]);
1943     /// ```
1944     ///
1945     /// this behaves as if we wrote:
1946     ///
1947     /// ```rust
1948     /// # use std::rc::Rc;
1949     /// let evens: Rc<[u8]> = (0..10).filter(|&x| x % 2 == 0)
1950     ///     .collect::<Vec<_>>() // The first set of allocations happens here.
1951     ///     .into(); // A second allocation for `Rc<[T]>` happens here.
1952     /// # assert_eq!(&*evens, &[0, 2, 4, 6, 8]);
1953     /// ```
1954     ///
1955     /// This will allocate as many times as needed for constructing the `Vec<T>`
1956     /// and then it will allocate once for turning the `Vec<T>` into the `Rc<[T]>`.
1957     ///
1958     /// ## Iterators of known length
1959     ///
1960     /// When your `Iterator` implements `TrustedLen` and is of an exact size,
1961     /// a single allocation will be made for the `Rc<[T]>`. For example:
1962     ///
1963     /// ```rust
1964     /// # use std::rc::Rc;
1965     /// let evens: Rc<[u8]> = (0..10).collect(); // Just a single allocation happens here.
1966     /// # assert_eq!(&*evens, &*(0..10).collect::<Vec<_>>());
1967     /// ```
1968     fn from_iter<I: iter::IntoIterator<Item = T>>(iter: I) -> Self {
1969         ToRcSlice::to_rc_slice(iter.into_iter())
1970     }
1971 }
1972
1973 /// Specialization trait used for collecting into `Rc<[T]>`.
1974 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1975 trait ToRcSlice<T>: Iterator<Item = T> + Sized {
1976     fn to_rc_slice(self) -> Rc<[T]>;
1977 }
1978
1979 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1980 impl<T, I: Iterator<Item = T>> ToRcSlice<T> for I {
1981     default fn to_rc_slice(self) -> Rc<[T]> {
1982         self.collect::<Vec<T>>().into()
1983     }
1984 }
1985
1986 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1987 impl<T, I: iter::TrustedLen<Item = T>> ToRcSlice<T> for I {
1988     fn to_rc_slice(self) -> Rc<[T]> {
1989         // This is the case for a `TrustedLen` iterator.
1990         let (low, high) = self.size_hint();
1991         if let Some(high) = high {
1992             debug_assert_eq!(
1993                 low,
1994                 high,
1995                 "TrustedLen iterator's size hint is not exact: {:?}",
1996                 (low, high)
1997             );
1998
1999             unsafe {
2000                 // SAFETY: We need to ensure that the iterator has an exact length and we have.
2001                 Rc::from_iter_exact(self, low)
2002             }
2003         } else {
2004             // TrustedLen contract guarantees that `upper_bound == `None` implies an iterator
2005             // length exceeding `usize::MAX`.
2006             // The default implementation would collect into a vec which would panic.
2007             // Thus we panic here immediately without invoking `Vec` code.
2008             panic!("capacity overflow");
2009         }
2010     }
2011 }
2012
2013 /// `Weak` is a version of [`Rc`] that holds a non-owning reference to the
2014 /// managed allocation. The allocation is accessed by calling [`upgrade`] on the `Weak`
2015 /// pointer, which returns an <code>[Option]<[Rc]\<T>></code>.
2016 ///
2017 /// Since a `Weak` reference does not count towards ownership, it will not
2018 /// prevent the value stored in the allocation from being dropped, and `Weak` itself makes no
2019 /// guarantees about the value still being present. Thus it may return [`None`]
2020 /// when [`upgrade`]d. Note however that a `Weak` reference *does* prevent the allocation
2021 /// itself (the backing store) from being deallocated.
2022 ///
2023 /// A `Weak` pointer is useful for keeping a temporary reference to the allocation
2024 /// managed by [`Rc`] without preventing its inner value from being dropped. It is also used to
2025 /// prevent circular references between [`Rc`] pointers, since mutual owning references
2026 /// would never allow either [`Rc`] to be dropped. For example, a tree could
2027 /// have strong [`Rc`] pointers from parent nodes to children, and `Weak`
2028 /// pointers from children back to their parents.
2029 ///
2030 /// The typical way to obtain a `Weak` pointer is to call [`Rc::downgrade`].
2031 ///
2032 /// [`upgrade`]: Weak::upgrade
2033 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2034 pub struct Weak<T: ?Sized> {
2035     // This is a `NonNull` to allow optimizing the size of this type in enums,
2036     // but it is not necessarily a valid pointer.
2037     // `Weak::new` sets this to `usize::MAX` so that it doesn’t need
2038     // to allocate space on the heap.  That's not a value a real pointer
2039     // will ever have because RcBox has alignment at least 2.
2040     // This is only possible when `T: Sized`; unsized `T` never dangle.
2041     ptr: NonNull<RcBox<T>>,
2042 }
2043
2044 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2045 impl<T: ?Sized> !marker::Send for Weak<T> {}
2046 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2047 impl<T: ?Sized> !marker::Sync for Weak<T> {}
2048
2049 #[unstable(feature = "coerce_unsized", issue = "27732")]
2050 impl<T: ?Sized + Unsize<U>, U: ?Sized> CoerceUnsized<Weak<U>> for Weak<T> {}
2051
2052 #[unstable(feature = "dispatch_from_dyn", issue = "none")]
2053 impl<T: ?Sized + Unsize<U>, U: ?Sized> DispatchFromDyn<Weak<U>> for Weak<T> {}
2054
2055 impl<T> Weak<T> {
2056     /// Constructs a new `Weak<T>`, without allocating any memory.
2057     /// Calling [`upgrade`] on the return value always gives [`None`].
2058     ///
2059     /// [`upgrade`]: Weak::upgrade
2060     ///
2061     /// # Examples
2062     ///
2063     /// ```
2064     /// use std::rc::Weak;
2065     ///
2066     /// let empty: Weak<i64> = Weak::new();
2067     /// assert!(empty.upgrade().is_none());
2068     /// ```
2069     #[stable(feature = "downgraded_weak", since = "1.10.0")]
2070     #[must_use]
2071     pub fn new() -> Weak<T> {
2072         Weak { ptr: NonNull::new(usize::MAX as *mut RcBox<T>).expect("MAX is not 0") }
2073     }
2074 }
2075
2076 pub(crate) fn is_dangling<T: ?Sized>(ptr: *mut T) -> bool {
2077     let address = ptr as *mut () as usize;
2078     address == usize::MAX
2079 }
2080
2081 /// Helper type to allow accessing the reference counts without
2082 /// making any assertions about the data field.
2083 struct WeakInner<'a> {
2084     weak: &'a Cell<usize>,
2085     strong: &'a Cell<usize>,
2086 }
2087
2088 impl<T: ?Sized> Weak<T> {
2089     /// Returns a raw pointer to the object `T` pointed to by this `Weak<T>`.
2090     ///
2091     /// The pointer is valid only if there are some strong references. The pointer may be dangling,
2092     /// unaligned or even [`null`] otherwise.
2093     ///
2094     /// # Examples
2095     ///
2096     /// ```
2097     /// use std::rc::Rc;
2098     /// use std::ptr;
2099     ///
2100     /// let strong = Rc::new("hello".to_owned());
2101     /// let weak = Rc::downgrade(&strong);
2102     /// // Both point to the same object
2103     /// assert!(ptr::eq(&*strong, weak.as_ptr()));
2104     /// // The strong here keeps it alive, so we can still access the object.
2105     /// assert_eq!("hello", unsafe { &*weak.as_ptr() });
2106     ///
2107     /// drop(strong);
2108     /// // But not any more. We can do weak.as_ptr(), but accessing the pointer would lead to
2109     /// // undefined behaviour.
2110     /// // assert_eq!("hello", unsafe { &*weak.as_ptr() });
2111     /// ```
2112     ///
2113     /// [`null`]: ptr::null
2114     #[must_use]
2115     #[stable(feature = "rc_as_ptr", since = "1.45.0")]
2116     pub fn as_ptr(&self) -> *const T {
2117         let ptr: *mut RcBox<T> = NonNull::as_ptr(self.ptr);
2118
2119         if is_dangling(ptr) {
2120             // If the pointer is dangling, we return the sentinel directly. This cannot be
2121             // a valid payload address, as the payload is at least as aligned as RcBox (usize).
2122             ptr as *const T
2123         } else {
2124             // SAFETY: if is_dangling returns false, then the pointer is dereferencable.
2125             // The payload may be dropped at this point, and we have to maintain provenance,
2126             // so use raw pointer manipulation.
2127             unsafe { ptr::addr_of_mut!((*ptr).value) }
2128         }
2129     }
2130
2131     /// Consumes the `Weak<T>` and turns it into a raw pointer.
2132     ///
2133     /// This converts the weak pointer into a raw pointer, while still preserving the ownership of
2134     /// one weak reference (the weak count is not modified by this operation). It can be turned
2135     /// back into the `Weak<T>` with [`from_raw`].
2136     ///
2137     /// The same restrictions of accessing the target of the pointer as with
2138     /// [`as_ptr`] apply.
2139     ///
2140     /// # Examples
2141     ///
2142     /// ```
2143     /// use std::rc::{Rc, Weak};
2144     ///
2145     /// let strong = Rc::new("hello".to_owned());
2146     /// let weak = Rc::downgrade(&strong);
2147     /// let raw = weak.into_raw();
2148     ///
2149     /// assert_eq!(1, Rc::weak_count(&strong));
2150     /// assert_eq!("hello", unsafe { &*raw });
2151     ///
2152     /// drop(unsafe { Weak::from_raw(raw) });
2153     /// assert_eq!(0, Rc::weak_count(&strong));
2154     /// ```
2155     ///
2156     /// [`from_raw`]: Weak::from_raw
2157     /// [`as_ptr`]: Weak::as_ptr
2158     #[must_use = "`self` will be dropped if the result is not used"]
2159     #[stable(feature = "weak_into_raw", since = "1.45.0")]
2160     pub fn into_raw(self) -> *const T {
2161         let result = self.as_ptr();
2162         mem::forget(self);
2163         result
2164     }
2165
2166     /// Converts a raw pointer previously created by [`into_raw`] back into `Weak<T>`.
2167     ///
2168     /// This can be used to safely get a strong reference (by calling [`upgrade`]
2169     /// later) or to deallocate the weak count by dropping the `Weak<T>`.
2170     ///
2171     /// It takes ownership of one weak reference (with the exception of pointers created by [`new`],
2172     /// as these don't own anything; the method still works on them).
2173     ///
2174     /// # Safety
2175     ///
2176     /// The pointer must have originated from the [`into_raw`] and must still own its potential
2177     /// weak reference.
2178     ///
2179     /// It is allowed for the strong count to be 0 at the time of calling this. Nevertheless, this
2180     /// takes ownership of one weak reference currently represented as a raw pointer (the weak
2181     /// count is not modified by this operation) and therefore it must be paired with a previous
2182     /// call to [`into_raw`].
2183     ///
2184     /// # Examples
2185     ///
2186     /// ```
2187     /// use std::rc::{Rc, Weak};
2188     ///
2189     /// let strong = Rc::new("hello".to_owned());
2190     ///
2191     /// let raw_1 = Rc::downgrade(&strong).into_raw();
2192     /// let raw_2 = Rc::downgrade(&strong).into_raw();
2193     ///
2194     /// assert_eq!(2, Rc::weak_count(&strong));
2195     ///
2196     /// assert_eq!("hello", &*unsafe { Weak::from_raw(raw_1) }.upgrade().unwrap());
2197     /// assert_eq!(1, Rc::weak_count(&strong));
2198     ///
2199     /// drop(strong);
2200     ///
2201     /// // Decrement the last weak count.
2202     /// assert!(unsafe { Weak::from_raw(raw_2) }.upgrade().is_none());
2203     /// ```
2204     ///
2205     /// [`into_raw`]: Weak::into_raw
2206     /// [`upgrade`]: Weak::upgrade
2207     /// [`new`]: Weak::new
2208     #[stable(feature = "weak_into_raw", since = "1.45.0")]
2209     pub unsafe fn from_raw(ptr: *const T) -> Self {
2210         // See Weak::as_ptr for context on how the input pointer is derived.
2211
2212         let ptr = if is_dangling(ptr as *mut T) {
2213             // This is a dangling Weak.
2214             ptr as *mut RcBox<T>
2215         } else {
2216             // Otherwise, we're guaranteed the pointer came from a nondangling Weak.
2217             // SAFETY: data_offset is safe to call, as ptr references a real (potentially dropped) T.
2218             let offset = unsafe { data_offset(ptr) };
2219             // Thus, we reverse the offset to get the whole RcBox.
2220             // SAFETY: the pointer originated from a Weak, so this offset is safe.
2221             unsafe { (ptr as *mut RcBox<T>).set_ptr_value((ptr as *mut u8).offset(-offset)) }
2222         };
2223
2224         // SAFETY: we now have recovered the original Weak pointer, so can create the Weak.
2225         Weak { ptr: unsafe { NonNull::new_unchecked(ptr) } }
2226     }
2227
2228     /// Attempts to upgrade the `Weak` pointer to an [`Rc`], delaying
2229     /// dropping of the inner value if successful.
2230     ///
2231     /// Returns [`None`] if the inner value has since been dropped.
2232     ///
2233     /// # Examples
2234     ///
2235     /// ```
2236     /// use std::rc::Rc;
2237     ///
2238     /// let five = Rc::new(5);
2239     ///
2240     /// let weak_five = Rc::downgrade(&five);
2241     ///
2242     /// let strong_five: Option<Rc<_>> = weak_five.upgrade();
2243     /// assert!(strong_five.is_some());
2244     ///
2245     /// // Destroy all strong pointers.
2246     /// drop(strong_five);
2247     /// drop(five);
2248     ///
2249     /// assert!(weak_five.upgrade().is_none());
2250     /// ```
2251     #[must_use = "this returns a new `Rc`, \
2252                   without modifying the original weak pointer"]
2253     #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2254     pub fn upgrade(&self) -> Option<Rc<T>> {
2255         let inner = self.inner()?;
2256
2257         if inner.strong() == 0 {
2258             None
2259         } else {
2260             unsafe {
2261                 inner.inc_strong();
2262                 Some(Rc::from_inner(self.ptr))
2263             }
2264         }
2265     }
2266
2267     /// Gets the number of strong (`Rc`) pointers pointing to this allocation.
2268     ///
2269     /// If `self` was created using [`Weak::new`], this will return 0.
2270     #[must_use]
2271     #[stable(feature = "weak_counts", since = "1.41.0")]
2272     pub fn strong_count(&self) -> usize {
2273         if let Some(inner) = self.inner() { inner.strong() } else { 0 }
2274     }
2275
2276     /// Gets the number of `Weak` pointers pointing to this allocation.
2277     ///
2278     /// If no strong pointers remain, this will return zero.
2279     #[must_use]
2280     #[stable(feature = "weak_counts", since = "1.41.0")]
2281     pub fn weak_count(&self) -> usize {
2282         self.inner()
2283             .map(|inner| {
2284                 if inner.strong() > 0 {
2285                     inner.weak() - 1 // subtract the implicit weak ptr
2286                 } else {
2287                     0
2288                 }
2289             })
2290             .unwrap_or(0)
2291     }
2292
2293     /// Returns `None` when the pointer is dangling and there is no allocated `RcBox`,
2294     /// (i.e., when this `Weak` was created by `Weak::new`).
2295     #[inline]
2296     fn inner(&self) -> Option<WeakInner<'_>> {
2297         if is_dangling(self.ptr.as_ptr()) {
2298             None
2299         } else {
2300             // We are careful to *not* create a reference covering the "data" field, as
2301             // the field may be mutated concurrently (for example, if the last `Rc`
2302             // is dropped, the data field will be dropped in-place).
2303             Some(unsafe {
2304                 let ptr = self.ptr.as_ptr();
2305                 WeakInner { strong: &(*ptr).strong, weak: &(*ptr).weak }
2306             })
2307         }
2308     }
2309
2310     /// Returns `true` if the two `Weak`s point to the same allocation (similar to
2311     /// [`ptr::eq`]), or if both don't point to any allocation
2312     /// (because they were created with `Weak::new()`).
2313     ///
2314     /// # Notes
2315     ///
2316     /// Since this compares pointers it means that `Weak::new()` will equal each
2317     /// other, even though they don't point to any allocation.
2318     ///
2319     /// # Examples
2320     ///
2321     /// ```
2322     /// use std::rc::Rc;
2323     ///
2324     /// let first_rc = Rc::new(5);
2325     /// let first = Rc::downgrade(&first_rc);
2326     /// let second = Rc::downgrade(&first_rc);
2327     ///
2328     /// assert!(first.ptr_eq(&second));
2329     ///
2330     /// let third_rc = Rc::new(5);
2331     /// let third = Rc::downgrade(&third_rc);
2332     ///
2333     /// assert!(!first.ptr_eq(&third));
2334     /// ```
2335     ///
2336     /// Comparing `Weak::new`.
2337     ///
2338     /// ```
2339     /// use std::rc::{Rc, Weak};
2340     ///
2341     /// let first = Weak::new();
2342     /// let second = Weak::new();
2343     /// assert!(first.ptr_eq(&second));
2344     ///
2345     /// let third_rc = Rc::new(());
2346     /// let third = Rc::downgrade(&third_rc);
2347     /// assert!(!first.ptr_eq(&third));
2348     /// ```
2349     #[inline]
2350     #[must_use]
2351     #[stable(feature = "weak_ptr_eq", since = "1.39.0")]
2352     pub fn ptr_eq(&self, other: &Self) -> bool {
2353         self.ptr.as_ptr() == other.ptr.as_ptr()
2354     }
2355 }
2356
2357 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2358 unsafe impl<#[may_dangle] T: ?Sized> Drop for Weak<T> {
2359     /// Drops the `Weak` pointer.
2360     ///
2361     /// # Examples
2362     ///
2363     /// ```
2364     /// use std::rc::{Rc, Weak};
2365     ///
2366     /// struct Foo;
2367     ///
2368     /// impl Drop for Foo {
2369     ///     fn drop(&mut self) {
2370     ///         println!("dropped!");
2371     ///     }
2372     /// }
2373     ///
2374     /// let foo = Rc::new(Foo);
2375     /// let weak_foo = Rc::downgrade(&foo);
2376     /// let other_weak_foo = Weak::clone(&weak_foo);
2377     ///
2378     /// drop(weak_foo);   // Doesn't print anything
2379     /// drop(foo);        // Prints "dropped!"
2380     ///
2381     /// assert!(other_weak_foo.upgrade().is_none());
2382     /// ```
2383     fn drop(&mut self) {
2384         let inner = if let Some(inner) = self.inner() { inner } else { return };
2385
2386         inner.dec_weak();
2387         // the weak count starts at 1, and will only go to zero if all
2388         // the strong pointers have disappeared.
2389         if inner.weak() == 0 {
2390             unsafe {
2391                 Global.deallocate(self.ptr.cast(), Layout::for_value_raw(self.ptr.as_ptr()));
2392             }
2393         }
2394     }
2395 }
2396
2397 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2398 impl<T: ?Sized> Clone for Weak<T> {
2399     /// Makes a clone of the `Weak` pointer that points to the same allocation.
2400     ///
2401     /// # Examples
2402     ///
2403     /// ```
2404     /// use std::rc::{Rc, Weak};
2405     ///
2406     /// let weak_five = Rc::downgrade(&Rc::new(5));
2407     ///
2408     /// let _ = Weak::clone(&weak_five);
2409     /// ```
2410     #[inline]
2411     fn clone(&self) -> Weak<T> {
2412         if let Some(inner) = self.inner() {
2413             inner.inc_weak()
2414         }
2415         Weak { ptr: self.ptr }
2416     }
2417 }
2418
2419 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
2420 impl<T: ?Sized + fmt::Debug> fmt::Debug for Weak<T> {
2421     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2422         write!(f, "(Weak)")
2423     }
2424 }
2425
2426 #[stable(feature = "downgraded_weak", since = "1.10.0")]
2427 impl<T> Default for Weak<T> {
2428     /// Constructs a new `Weak<T>`, without allocating any memory.
2429     /// Calling [`upgrade`] on the return value always gives [`None`].
2430     ///
2431     /// [`upgrade`]: Weak::upgrade
2432     ///
2433     /// # Examples
2434     ///
2435     /// ```
2436     /// use std::rc::Weak;
2437     ///
2438     /// let empty: Weak<i64> = Default::default();
2439     /// assert!(empty.upgrade().is_none());
2440     /// ```
2441     fn default() -> Weak<T> {
2442         Weak::new()
2443     }
2444 }
2445
2446 // NOTE: We checked_add here to deal with mem::forget safely. In particular
2447 // if you mem::forget Rcs (or Weaks), the ref-count can overflow, and then
2448 // you can free the allocation while outstanding Rcs (or Weaks) exist.
2449 // We abort because this is such a degenerate scenario that we don't care about
2450 // what happens -- no real program should ever experience this.
2451 //
2452 // This should have negligible overhead since you don't actually need to
2453 // clone these much in Rust thanks to ownership and move-semantics.
2454
2455 #[doc(hidden)]
2456 trait RcInnerPtr {
2457     fn weak_ref(&self) -> &Cell<usize>;
2458     fn strong_ref(&self) -> &Cell<usize>;
2459
2460     #[inline]
2461     fn strong(&self) -> usize {
2462         self.strong_ref().get()
2463     }
2464
2465     #[inline]
2466     fn inc_strong(&self) {
2467         let strong = self.strong();
2468
2469         // We want to abort on overflow instead of dropping the value.
2470         // The reference count will never be zero when this is called;
2471         // nevertheless, we insert an abort here to hint LLVM at
2472         // an otherwise missed optimization.
2473         if strong == 0 || strong == usize::MAX {
2474             abort();
2475         }
2476         self.strong_ref().set(strong + 1);
2477     }
2478
2479     #[inline]
2480     fn dec_strong(&self) {
2481         self.strong_ref().set(self.strong() - 1);
2482     }
2483
2484     #[inline]
2485     fn weak(&self) -> usize {
2486         self.weak_ref().get()
2487     }
2488
2489     #[inline]
2490     fn inc_weak(&self) {
2491         let weak = self.weak();
2492
2493         // We want to abort on overflow instead of dropping the value.
2494         // The reference count will never be zero when this is called;
2495         // nevertheless, we insert an abort here to hint LLVM at
2496         // an otherwise missed optimization.
2497         if weak == 0 || weak == usize::MAX {
2498             abort();
2499         }
2500         self.weak_ref().set(weak + 1);
2501     }
2502
2503     #[inline]
2504     fn dec_weak(&self) {
2505         self.weak_ref().set(self.weak() - 1);
2506     }
2507 }
2508
2509 impl<T: ?Sized> RcInnerPtr for RcBox<T> {
2510     #[inline(always)]
2511     fn weak_ref(&self) -> &Cell<usize> {
2512         &self.weak
2513     }
2514
2515     #[inline(always)]
2516     fn strong_ref(&self) -> &Cell<usize> {
2517         &self.strong
2518     }
2519 }
2520
2521 impl<'a> RcInnerPtr for WeakInner<'a> {
2522     #[inline(always)]
2523     fn weak_ref(&self) -> &Cell<usize> {
2524         self.weak
2525     }
2526
2527     #[inline(always)]
2528     fn strong_ref(&self) -> &Cell<usize> {
2529         self.strong
2530     }
2531 }
2532
2533 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2534 impl<T: ?Sized> borrow::Borrow<T> for Rc<T> {
2535     fn borrow(&self) -> &T {
2536         &**self
2537     }
2538 }
2539
2540 #[stable(since = "1.5.0", feature = "smart_ptr_as_ref")]
2541 impl<T: ?Sized> AsRef<T> for Rc<T> {
2542     fn as_ref(&self) -> &T {
2543         &**self
2544     }
2545 }
2546
2547 #[stable(feature = "pin", since = "1.33.0")]
2548 impl<T: ?Sized> Unpin for Rc<T> {}
2549
2550 /// Get the offset within an `RcBox` for the payload behind a pointer.
2551 ///
2552 /// # Safety
2553 ///
2554 /// The pointer must point to (and have valid metadata for) a previously
2555 /// valid instance of T, but the T is allowed to be dropped.
2556 unsafe fn data_offset<T: ?Sized>(ptr: *const T) -> isize {
2557     // Align the unsized value to the end of the RcBox.
2558     // Because RcBox is repr(C), it will always be the last field in memory.
2559     // SAFETY: since the only unsized types possible are slices, trait objects,
2560     // and extern types, the input safety requirement is currently enough to
2561     // satisfy the requirements of align_of_val_raw; this is an implementation
2562     // detail of the language that must not be relied upon outside of std.
2563     unsafe { data_offset_align(align_of_val_raw(ptr)) }
2564 }
2565
2566 #[inline]
2567 fn data_offset_align(align: usize) -> isize {
2568     let layout = Layout::new::<RcBox<()>>();
2569     (layout.size() + layout.padding_needed_for(align)) as isize
2570 }