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Auto merge of #89310 - joshtriplett:available-concurrency-affinity, r=m-ou-se
[rust.git] / library / core / src / cell.rs
1 //! Shareable mutable containers.
2 //!
3 //! Rust memory safety is based on this rule: Given an object `T`, it is only possible to
4 //! have one of the following:
5 //!
6 //! - Having several immutable references (`&T`) to the object (also known as **aliasing**).
7 //! - Having one mutable reference (`&mut T`) to the object (also known as **mutability**).
8 //!
9 //! This is enforced by the Rust compiler. However, there are situations where this rule is not
10 //! flexible enough. Sometimes it is required to have multiple references to an object and yet
11 //! mutate it.
12 //!
13 //! Shareable mutable containers exist to permit mutability in a controlled manner, even in the
14 //! presence of aliasing. Both [`Cell<T>`] and [`RefCell<T>`] allow doing this in a single-threaded
15 //! way. However, neither `Cell<T>` nor `RefCell<T>` are thread safe (they do not implement
16 //! [`Sync`]). If you need to do aliasing and mutation between multiple threads it is possible to
17 //! use [`Mutex<T>`], [`RwLock<T>`] or [`atomic`] types.
18 //!
19 //! Values of the `Cell<T>` and `RefCell<T>` types may be mutated through shared references (i.e.
20 //! the common `&T` type), whereas most Rust types can only be mutated through unique (`&mut T`)
21 //! references. We say that `Cell<T>` and `RefCell<T>` provide 'interior mutability', in contrast
22 //! with typical Rust types that exhibit 'inherited mutability'.
23 //!
24 //! Cell types come in two flavors: `Cell<T>` and `RefCell<T>`. `Cell<T>` implements interior
25 //! mutability by moving values in and out of the `Cell<T>`. To use references instead of values,
26 //! one must use the `RefCell<T>` type, acquiring a write lock before mutating. `Cell<T>` provides
27 //! methods to retrieve and change the current interior value:
28 //!
29 //!  - For types that implement [`Copy`], the [`get`](Cell::get) method retrieves the current
30 //!    interior value.
31 //!  - For types that implement [`Default`], the [`take`](Cell::take) method replaces the current
32 //!    interior value with [`Default::default()`] and returns the replaced value.
33 //!  - For all types, the [`replace`](Cell::replace) method replaces the current interior value and
34 //!    returns the replaced value and the [`into_inner`](Cell::into_inner) method consumes the
35 //!    `Cell<T>` and returns the interior value. Additionally, the [`set`](Cell::set) method
36 //!    replaces the interior value, dropping the replaced value.
37 //!
38 //! `RefCell<T>` uses Rust's lifetimes to implement 'dynamic borrowing', a process whereby one can
39 //! claim temporary, exclusive, mutable access to the inner value. Borrows for `RefCell<T>`s are
40 //! tracked 'at runtime', unlike Rust's native reference types which are entirely tracked
41 //! statically, at compile time. Because `RefCell<T>` borrows are dynamic it is possible to attempt
42 //! to borrow a value that is already mutably borrowed; when this happens it results in thread
43 //! panic.
44 //!
45 //! # When to choose interior mutability
46 //!
47 //! The more common inherited mutability, where one must have unique access to mutate a value, is
48 //! one of the key language elements that enables Rust to reason strongly about pointer aliasing,
49 //! statically preventing crash bugs. Because of that, inherited mutability is preferred, and
50 //! interior mutability is something of a last resort. Since cell types enable mutation where it
51 //! would otherwise be disallowed though, there are occasions when interior mutability might be
52 //! appropriate, or even *must* be used, e.g.
53 //!
54 //! * Introducing mutability 'inside' of something immutable
55 //! * Implementation details of logically-immutable methods.
56 //! * Mutating implementations of [`Clone`].
57 //!
58 //! ## Introducing mutability 'inside' of something immutable
59 //!
60 //! Many shared smart pointer types, including [`Rc<T>`] and [`Arc<T>`], provide containers that can
61 //! be cloned and shared between multiple parties. Because the contained values may be
62 //! multiply-aliased, they can only be borrowed with `&`, not `&mut`. Without cells it would be
63 //! impossible to mutate data inside of these smart pointers at all.
64 //!
65 //! It's very common then to put a `RefCell<T>` inside shared pointer types to reintroduce
66 //! mutability:
67 //!
68 //! ```
69 //! use std::cell::{RefCell, RefMut};
70 //! use std::collections::HashMap;
71 //! use std::rc::Rc;
72 //!
73 //! fn main() {
74 //!     let shared_map: Rc<RefCell<_>> = Rc::new(RefCell::new(HashMap::new()));
75 //!     // Create a new block to limit the scope of the dynamic borrow
76 //!     {
77 //!         let mut map: RefMut<_> = shared_map.borrow_mut();
78 //!         map.insert("africa", 92388);
79 //!         map.insert("kyoto", 11837);
80 //!         map.insert("piccadilly", 11826);
81 //!         map.insert("marbles", 38);
82 //!     }
83 //!
84 //!     // Note that if we had not let the previous borrow of the cache fall out
85 //!     // of scope then the subsequent borrow would cause a dynamic thread panic.
86 //!     // This is the major hazard of using `RefCell`.
87 //!     let total: i32 = shared_map.borrow().values().sum();
88 //!     println!("{}", total);
89 //! }
90 //! ```
91 //!
92 //! Note that this example uses `Rc<T>` and not `Arc<T>`. `RefCell<T>`s are for single-threaded
93 //! scenarios. Consider using [`RwLock<T>`] or [`Mutex<T>`] if you need shared mutability in a
94 //! multi-threaded situation.
95 //!
96 //! ## Implementation details of logically-immutable methods
97 //!
98 //! Occasionally it may be desirable not to expose in an API that there is mutation happening
99 //! "under the hood". This may be because logically the operation is immutable, but e.g., caching
100 //! forces the implementation to perform mutation; or because you must employ mutation to implement
101 //! a trait method that was originally defined to take `&self`.
102 //!
103 //! ```
104 //! # #![allow(dead_code)]
105 //! use std::cell::RefCell;
106 //!
107 //! struct Graph {
108 //!     edges: Vec<(i32, i32)>,
109 //!     span_tree_cache: RefCell<Option<Vec<(i32, i32)>>>
110 //! }
111 //!
112 //! impl Graph {
113 //!     fn minimum_spanning_tree(&self) -> Vec<(i32, i32)> {
114 //!         self.span_tree_cache.borrow_mut()
115 //!             .get_or_insert_with(|| self.calc_span_tree())
116 //!             .clone()
117 //!     }
118 //!
119 //!     fn calc_span_tree(&self) -> Vec<(i32, i32)> {
120 //!         // Expensive computation goes here
121 //!         vec![]
122 //!     }
123 //! }
124 //! ```
125 //!
126 //! ## Mutating implementations of `Clone`
127 //!
128 //! This is simply a special - but common - case of the previous: hiding mutability for operations
129 //! that appear to be immutable. The [`clone`](Clone::clone) method is expected to not change the
130 //! source value, and is declared to take `&self`, not `&mut self`. Therefore, any mutation that
131 //! happens in the `clone` method must use cell types. For example, [`Rc<T>`] maintains its
132 //! reference counts within a `Cell<T>`.
133 //!
134 //! ```
135 //! use std::cell::Cell;
136 //! use std::ptr::NonNull;
137 //! use std::process::abort;
138 //! use std::marker::PhantomData;
139 //!
140 //! struct Rc<T: ?Sized> {
141 //!     ptr: NonNull<RcBox<T>>,
142 //!     phantom: PhantomData<RcBox<T>>,
143 //! }
144 //!
145 //! struct RcBox<T: ?Sized> {
146 //!     strong: Cell<usize>,
147 //!     refcount: Cell<usize>,
148 //!     value: T,
149 //! }
150 //!
151 //! impl<T: ?Sized> Clone for Rc<T> {
152 //!     fn clone(&self) -> Rc<T> {
153 //!         self.inc_strong();
154 //!         Rc {
155 //!             ptr: self.ptr,
156 //!             phantom: PhantomData,
157 //!         }
158 //!     }
159 //! }
160 //!
161 //! trait RcBoxPtr<T: ?Sized> {
162 //!
163 //!     fn inner(&self) -> &RcBox<T>;
164 //!
165 //!     fn strong(&self) -> usize {
166 //!         self.inner().strong.get()
167 //!     }
168 //!
169 //!     fn inc_strong(&self) {
170 //!         self.inner()
171 //!             .strong
172 //!             .set(self.strong()
173 //!                      .checked_add(1)
174 //!                      .unwrap_or_else(|| abort() ));
175 //!     }
176 //! }
177 //!
178 //! impl<T: ?Sized> RcBoxPtr<T> for Rc<T> {
179 //!    fn inner(&self) -> &RcBox<T> {
180 //!        unsafe {
181 //!            self.ptr.as_ref()
182 //!        }
183 //!    }
184 //! }
185 //! ```
186 //!
187 //! [`Arc<T>`]: ../../std/sync/struct.Arc.html
188 //! [`Rc<T>`]: ../../std/rc/struct.Rc.html
189 //! [`RwLock<T>`]: ../../std/sync/struct.RwLock.html
190 //! [`Mutex<T>`]: ../../std/sync/struct.Mutex.html
191 //! [`atomic`]: crate::sync::atomic
192
193 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
194
195 use crate::cmp::Ordering;
196 use crate::fmt::{self, Debug, Display};
197 use crate::marker::Unsize;
198 use crate::mem;
199 use crate::ops::{CoerceUnsized, Deref, DerefMut};
200 use crate::ptr;
201
202 /// A mutable memory location.
203 ///
204 /// # Examples
205 ///
206 /// In this example, you can see that `Cell<T>` enables mutation inside an
207 /// immutable struct. In other words, it enables "interior mutability".
208 ///
209 /// ```
210 /// use std::cell::Cell;
211 ///
212 /// struct SomeStruct {
213 ///     regular_field: u8,
214 ///     special_field: Cell<u8>,
215 /// }
216 ///
217 /// let my_struct = SomeStruct {
218 ///     regular_field: 0,
219 ///     special_field: Cell::new(1),
220 /// };
221 ///
222 /// let new_value = 100;
223 ///
224 /// // ERROR: `my_struct` is immutable
225 /// // my_struct.regular_field = new_value;
226 ///
227 /// // WORKS: although `my_struct` is immutable, `special_field` is a `Cell`,
228 /// // which can always be mutated
229 /// my_struct.special_field.set(new_value);
230 /// assert_eq!(my_struct.special_field.get(), new_value);
231 /// ```
232 ///
233 /// See the [module-level documentation](self) for more.
234 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
235 #[repr(transparent)]
236 pub struct Cell<T: ?Sized> {
237     value: UnsafeCell<T>,
238 }
239
240 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
241 unsafe impl<T: ?Sized> Send for Cell<T> where T: Send {}
242
243 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
244 impl<T: ?Sized> !Sync for Cell<T> {}
245
246 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
247 impl<T: Copy> Clone for Cell<T> {
248     #[inline]
249     fn clone(&self) -> Cell<T> {
250         Cell::new(self.get())
251     }
252 }
253
254 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
255 impl<T: Default> Default for Cell<T> {
256     /// Creates a `Cell<T>`, with the `Default` value for T.
257     #[inline]
258     fn default() -> Cell<T> {
259         Cell::new(Default::default())
260     }
261 }
262
263 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
264 impl<T: PartialEq + Copy> PartialEq for Cell<T> {
265     #[inline]
266     fn eq(&self, other: &Cell<T>) -> bool {
267         self.get() == other.get()
268     }
269 }
270
271 #[stable(feature = "cell_eq", since = "1.2.0")]
272 impl<T: Eq + Copy> Eq for Cell<T> {}
273
274 #[stable(feature = "cell_ord", since = "1.10.0")]
275 impl<T: PartialOrd + Copy> PartialOrd for Cell<T> {
276     #[inline]
277     fn partial_cmp(&self, other: &Cell<T>) -> Option<Ordering> {
278         self.get().partial_cmp(&other.get())
279     }
280
281     #[inline]
282     fn lt(&self, other: &Cell<T>) -> bool {
283         self.get() < other.get()
284     }
285
286     #[inline]
287     fn le(&self, other: &Cell<T>) -> bool {
288         self.get() <= other.get()
289     }
290
291     #[inline]
292     fn gt(&self, other: &Cell<T>) -> bool {
293         self.get() > other.get()
294     }
295
296     #[inline]
297     fn ge(&self, other: &Cell<T>) -> bool {
298         self.get() >= other.get()
299     }
300 }
301
302 #[stable(feature = "cell_ord", since = "1.10.0")]
303 impl<T: Ord + Copy> Ord for Cell<T> {
304     #[inline]
305     fn cmp(&self, other: &Cell<T>) -> Ordering {
306         self.get().cmp(&other.get())
307     }
308 }
309
310 #[stable(feature = "cell_from", since = "1.12.0")]
311 #[rustc_const_unstable(feature = "const_convert", issue = "88674")]
312 impl<T> const From<T> for Cell<T> {
313     fn from(t: T) -> Cell<T> {
314         Cell::new(t)
315     }
316 }
317
318 impl<T> Cell<T> {
319     /// Creates a new `Cell` containing the given value.
320     ///
321     /// # Examples
322     ///
323     /// ```
324     /// use std::cell::Cell;
325     ///
326     /// let c = Cell::new(5);
327     /// ```
328     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
329     #[rustc_const_stable(feature = "const_cell_new", since = "1.24.0")]
330     #[inline]
331     pub const fn new(value: T) -> Cell<T> {
332         Cell { value: UnsafeCell::new(value) }
333     }
334
335     /// Sets the contained value.
336     ///
337     /// # Examples
338     ///
339     /// ```
340     /// use std::cell::Cell;
341     ///
342     /// let c = Cell::new(5);
343     ///
344     /// c.set(10);
345     /// ```
346     #[inline]
347     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
348     pub fn set(&self, val: T) {
349         let old = self.replace(val);
350         drop(old);
351     }
352
353     /// Swaps the values of two `Cell`s.
354     /// Difference with `std::mem::swap` is that this function doesn't require `&mut` reference.
355     ///
356     /// # Examples
357     ///
358     /// ```
359     /// use std::cell::Cell;
360     ///
361     /// let c1 = Cell::new(5i32);
362     /// let c2 = Cell::new(10i32);
363     /// c1.swap(&c2);
364     /// assert_eq!(10, c1.get());
365     /// assert_eq!(5, c2.get());
366     /// ```
367     #[inline]
368     #[stable(feature = "move_cell", since = "1.17.0")]
369     pub fn swap(&self, other: &Self) {
370         if ptr::eq(self, other) {
371             return;
372         }
373         // SAFETY: This can be risky if called from separate threads, but `Cell`
374         // is `!Sync` so this won't happen. This also won't invalidate any
375         // pointers since `Cell` makes sure nothing else will be pointing into
376         // either of these `Cell`s.
377         unsafe {
378             ptr::swap(self.value.get(), other.value.get());
379         }
380     }
381
382     /// Replaces the contained value with `val`, and returns the old contained value.
383     ///
384     /// # Examples
385     ///
386     /// ```
387     /// use std::cell::Cell;
388     ///
389     /// let cell = Cell::new(5);
390     /// assert_eq!(cell.get(), 5);
391     /// assert_eq!(cell.replace(10), 5);
392     /// assert_eq!(cell.get(), 10);
393     /// ```
394     #[stable(feature = "move_cell", since = "1.17.0")]
395     pub fn replace(&self, val: T) -> T {
396         // SAFETY: This can cause data races if called from a separate thread,
397         // but `Cell` is `!Sync` so this won't happen.
398         mem::replace(unsafe { &mut *self.value.get() }, val)
399     }
400
401     /// Unwraps the value.
402     ///
403     /// # Examples
404     ///
405     /// ```
406     /// use std::cell::Cell;
407     ///
408     /// let c = Cell::new(5);
409     /// let five = c.into_inner();
410     ///
411     /// assert_eq!(five, 5);
412     /// ```
413     #[stable(feature = "move_cell", since = "1.17.0")]
414     #[rustc_const_unstable(feature = "const_cell_into_inner", issue = "78729")]
415     pub const fn into_inner(self) -> T {
416         self.value.into_inner()
417     }
418 }
419
420 impl<T: Copy> Cell<T> {
421     /// Returns a copy of the contained value.
422     ///
423     /// # Examples
424     ///
425     /// ```
426     /// use std::cell::Cell;
427     ///
428     /// let c = Cell::new(5);
429     ///
430     /// let five = c.get();
431     /// ```
432     #[inline]
433     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
434     pub fn get(&self) -> T {
435         // SAFETY: This can cause data races if called from a separate thread,
436         // but `Cell` is `!Sync` so this won't happen.
437         unsafe { *self.value.get() }
438     }
439
440     /// Updates the contained value using a function and returns the new value.
441     ///
442     /// # Examples
443     ///
444     /// ```
445     /// #![feature(cell_update)]
446     ///
447     /// use std::cell::Cell;
448     ///
449     /// let c = Cell::new(5);
450     /// let new = c.update(|x| x + 1);
451     ///
452     /// assert_eq!(new, 6);
453     /// assert_eq!(c.get(), 6);
454     /// ```
455     #[inline]
456     #[unstable(feature = "cell_update", issue = "50186")]
457     pub fn update<F>(&self, f: F) -> T
458     where
459         F: FnOnce(T) -> T,
460     {
461         let old = self.get();
462         let new = f(old);
463         self.set(new);
464         new
465     }
466 }
467
468 impl<T: ?Sized> Cell<T> {
469     /// Returns a raw pointer to the underlying data in this cell.
470     ///
471     /// # Examples
472     ///
473     /// ```
474     /// use std::cell::Cell;
475     ///
476     /// let c = Cell::new(5);
477     ///
478     /// let ptr = c.as_ptr();
479     /// ```
480     #[inline]
481     #[stable(feature = "cell_as_ptr", since = "1.12.0")]
482     #[rustc_const_stable(feature = "const_cell_as_ptr", since = "1.32.0")]
483     pub const fn as_ptr(&self) -> *mut T {
484         self.value.get()
485     }
486
487     /// Returns a mutable reference to the underlying data.
488     ///
489     /// This call borrows `Cell` mutably (at compile-time) which guarantees
490     /// that we possess the only reference.
491     ///
492     /// However be cautious: this method expects `self` to be mutable, which is
493     /// generally not the case when using a `Cell`. If you require interior
494     /// mutability by reference, consider using `RefCell` which provides
495     /// run-time checked mutable borrows through its [`borrow_mut`] method.
496     ///
497     /// [`borrow_mut`]: RefCell::borrow_mut()
498     ///
499     /// # Examples
500     ///
501     /// ```
502     /// use std::cell::Cell;
503     ///
504     /// let mut c = Cell::new(5);
505     /// *c.get_mut() += 1;
506     ///
507     /// assert_eq!(c.get(), 6);
508     /// ```
509     #[inline]
510     #[stable(feature = "cell_get_mut", since = "1.11.0")]
511     pub fn get_mut(&mut self) -> &mut T {
512         self.value.get_mut()
513     }
514
515     /// Returns a `&Cell<T>` from a `&mut T`
516     ///
517     /// # Examples
518     ///
519     /// ```
520     /// use std::cell::Cell;
521     ///
522     /// let slice: &mut [i32] = &mut [1, 2, 3];
523     /// let cell_slice: &Cell<[i32]> = Cell::from_mut(slice);
524     /// let slice_cell: &[Cell<i32>] = cell_slice.as_slice_of_cells();
525     ///
526     /// assert_eq!(slice_cell.len(), 3);
527     /// ```
528     #[inline]
529     #[stable(feature = "as_cell", since = "1.37.0")]
530     pub fn from_mut(t: &mut T) -> &Cell<T> {
531         // SAFETY: `&mut` ensures unique access.
532         unsafe { &*(t as *mut T as *const Cell<T>) }
533     }
534 }
535
536 impl<T: Default> Cell<T> {
537     /// Takes the value of the cell, leaving `Default::default()` in its place.
538     ///
539     /// # Examples
540     ///
541     /// ```
542     /// use std::cell::Cell;
543     ///
544     /// let c = Cell::new(5);
545     /// let five = c.take();
546     ///
547     /// assert_eq!(five, 5);
548     /// assert_eq!(c.into_inner(), 0);
549     /// ```
550     #[stable(feature = "move_cell", since = "1.17.0")]
551     pub fn take(&self) -> T {
552         self.replace(Default::default())
553     }
554 }
555
556 #[unstable(feature = "coerce_unsized", issue = "27732")]
557 impl<T: CoerceUnsized<U>, U> CoerceUnsized<Cell<U>> for Cell<T> {}
558
559 impl<T> Cell<[T]> {
560     /// Returns a `&[Cell<T>]` from a `&Cell<[T]>`
561     ///
562     /// # Examples
563     ///
564     /// ```
565     /// use std::cell::Cell;
566     ///
567     /// let slice: &mut [i32] = &mut [1, 2, 3];
568     /// let cell_slice: &Cell<[i32]> = Cell::from_mut(slice);
569     /// let slice_cell: &[Cell<i32>] = cell_slice.as_slice_of_cells();
570     ///
571     /// assert_eq!(slice_cell.len(), 3);
572     /// ```
573     #[stable(feature = "as_cell", since = "1.37.0")]
574     pub fn as_slice_of_cells(&self) -> &[Cell<T>] {
575         // SAFETY: `Cell<T>` has the same memory layout as `T`.
576         unsafe { &*(self as *const Cell<[T]> as *const [Cell<T>]) }
577     }
578 }
579
580 impl<T, const N: usize> Cell<[T; N]> {
581     /// Returns a `&[Cell<T>; N]` from a `&Cell<[T; N]>`
582     ///
583     /// # Examples
584     ///
585     /// ```
586     /// #![feature(as_array_of_cells)]
587     /// use std::cell::Cell;
588     ///
589     /// let mut array: [i32; 3] = [1, 2, 3];
590     /// let cell_array: &Cell<[i32; 3]> = Cell::from_mut(&mut array);
591     /// let array_cell: &[Cell<i32>; 3] = cell_array.as_array_of_cells();
592     /// ```
593     #[unstable(feature = "as_array_of_cells", issue = "88248")]
594     pub fn as_array_of_cells(&self) -> &[Cell<T>; N] {
595         // SAFETY: `Cell<T>` has the same memory layout as `T`.
596         unsafe { &*(self as *const Cell<[T; N]> as *const [Cell<T>; N]) }
597     }
598 }
599
600 /// A mutable memory location with dynamically checked borrow rules
601 ///
602 /// See the [module-level documentation](self) for more.
603 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
604 pub struct RefCell<T: ?Sized> {
605     borrow: Cell<BorrowFlag>,
606     // Stores the location of the earliest currently active borrow.
607     // This gets updated whenever we go from having zero borrows
608     // to having a single borrow. When a borrow occurs, this gets included
609     // in the generated `BorrowError/`BorrowMutError`
610     #[cfg(feature = "debug_refcell")]
611     borrowed_at: Cell<Option<&'static crate::panic::Location<'static>>>,
612     value: UnsafeCell<T>,
613 }
614
615 /// An error returned by [`RefCell::try_borrow`].
616 #[stable(feature = "try_borrow", since = "1.13.0")]
617 #[non_exhaustive]
618 pub struct BorrowError {
619     #[cfg(feature = "debug_refcell")]
620     location: &'static crate::panic::Location<'static>,
621 }
622
623 #[stable(feature = "try_borrow", since = "1.13.0")]
624 impl Debug for BorrowError {
625     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
626         let mut builder = f.debug_struct("BorrowError");
627
628         #[cfg(feature = "debug_refcell")]
629         builder.field("location", self.location);
630
631         builder.finish()
632     }
633 }
634
635 #[stable(feature = "try_borrow", since = "1.13.0")]
636 impl Display for BorrowError {
637     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
638         Display::fmt("already mutably borrowed", f)
639     }
640 }
641
642 /// An error returned by [`RefCell::try_borrow_mut`].
643 #[stable(feature = "try_borrow", since = "1.13.0")]
644 #[non_exhaustive]
645 pub struct BorrowMutError {
646     #[cfg(feature = "debug_refcell")]
647     location: &'static crate::panic::Location<'static>,
648 }
649
650 #[stable(feature = "try_borrow", since = "1.13.0")]
651 impl Debug for BorrowMutError {
652     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
653         let mut builder = f.debug_struct("BorrowMutError");
654
655         #[cfg(feature = "debug_refcell")]
656         builder.field("location", self.location);
657
658         builder.finish()
659     }
660 }
661
662 #[stable(feature = "try_borrow", since = "1.13.0")]
663 impl Display for BorrowMutError {
664     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
665         Display::fmt("already borrowed", f)
666     }
667 }
668
669 // Positive values represent the number of `Ref` active. Negative values
670 // represent the number of `RefMut` active. Multiple `RefMut`s can only be
671 // active at a time if they refer to distinct, nonoverlapping components of a
672 // `RefCell` (e.g., different ranges of a slice).
673 //
674 // `Ref` and `RefMut` are both two words in size, and so there will likely never
675 // be enough `Ref`s or `RefMut`s in existence to overflow half of the `usize`
676 // range. Thus, a `BorrowFlag` will probably never overflow or underflow.
677 // However, this is not a guarantee, as a pathological program could repeatedly
678 // create and then mem::forget `Ref`s or `RefMut`s. Thus, all code must
679 // explicitly check for overflow and underflow in order to avoid unsafety, or at
680 // least behave correctly in the event that overflow or underflow happens (e.g.,
681 // see BorrowRef::new).
682 type BorrowFlag = isize;
683 const UNUSED: BorrowFlag = 0;
684
685 #[inline(always)]
686 fn is_writing(x: BorrowFlag) -> bool {
687     x < UNUSED
688 }
689
690 #[inline(always)]
691 fn is_reading(x: BorrowFlag) -> bool {
692     x > UNUSED
693 }
694
695 impl<T> RefCell<T> {
696     /// Creates a new `RefCell` containing `value`.
697     ///
698     /// # Examples
699     ///
700     /// ```
701     /// use std::cell::RefCell;
702     ///
703     /// let c = RefCell::new(5);
704     /// ```
705     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
706     #[rustc_const_stable(feature = "const_refcell_new", since = "1.24.0")]
707     #[inline]
708     pub const fn new(value: T) -> RefCell<T> {
709         RefCell {
710             value: UnsafeCell::new(value),
711             borrow: Cell::new(UNUSED),
712             #[cfg(feature = "debug_refcell")]
713             borrowed_at: Cell::new(None),
714         }
715     }
716
717     /// Consumes the `RefCell`, returning the wrapped value.
718     ///
719     /// # Examples
720     ///
721     /// ```
722     /// use std::cell::RefCell;
723     ///
724     /// let c = RefCell::new(5);
725     ///
726     /// let five = c.into_inner();
727     /// ```
728     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
729     #[rustc_const_unstable(feature = "const_cell_into_inner", issue = "78729")]
730     #[inline]
731     pub const fn into_inner(self) -> T {
732         // Since this function takes `self` (the `RefCell`) by value, the
733         // compiler statically verifies that it is not currently borrowed.
734         self.value.into_inner()
735     }
736
737     /// Replaces the wrapped value with a new one, returning the old value,
738     /// without deinitializing either one.
739     ///
740     /// This function corresponds to [`std::mem::replace`](../mem/fn.replace.html).
741     ///
742     /// # Panics
743     ///
744     /// Panics if the value is currently borrowed.
745     ///
746     /// # Examples
747     ///
748     /// ```
749     /// use std::cell::RefCell;
750     /// let cell = RefCell::new(5);
751     /// let old_value = cell.replace(6);
752     /// assert_eq!(old_value, 5);
753     /// assert_eq!(cell, RefCell::new(6));
754     /// ```
755     #[inline]
756     #[stable(feature = "refcell_replace", since = "1.24.0")]
757     #[track_caller]
758     pub fn replace(&self, t: T) -> T {
759         mem::replace(&mut *self.borrow_mut(), t)
760     }
761
762     /// Replaces the wrapped value with a new one computed from `f`, returning
763     /// the old value, without deinitializing either one.
764     ///
765     /// # Panics
766     ///
767     /// Panics if the value is currently borrowed.
768     ///
769     /// # Examples
770     ///
771     /// ```
772     /// use std::cell::RefCell;
773     /// let cell = RefCell::new(5);
774     /// let old_value = cell.replace_with(|&mut old| old + 1);
775     /// assert_eq!(old_value, 5);
776     /// assert_eq!(cell, RefCell::new(6));
777     /// ```
778     #[inline]
779     #[stable(feature = "refcell_replace_swap", since = "1.35.0")]
780     #[track_caller]
781     pub fn replace_with<F: FnOnce(&mut T) -> T>(&self, f: F) -> T {
782         let mut_borrow = &mut *self.borrow_mut();
783         let replacement = f(mut_borrow);
784         mem::replace(mut_borrow, replacement)
785     }
786
787     /// Swaps the wrapped value of `self` with the wrapped value of `other`,
788     /// without deinitializing either one.
789     ///
790     /// This function corresponds to [`std::mem::swap`](../mem/fn.swap.html).
791     ///
792     /// # Panics
793     ///
794     /// Panics if the value in either `RefCell` is currently borrowed.
795     ///
796     /// # Examples
797     ///
798     /// ```
799     /// use std::cell::RefCell;
800     /// let c = RefCell::new(5);
801     /// let d = RefCell::new(6);
802     /// c.swap(&d);
803     /// assert_eq!(c, RefCell::new(6));
804     /// assert_eq!(d, RefCell::new(5));
805     /// ```
806     #[inline]
807     #[stable(feature = "refcell_swap", since = "1.24.0")]
808     pub fn swap(&self, other: &Self) {
809         mem::swap(&mut *self.borrow_mut(), &mut *other.borrow_mut())
810     }
811 }
812
813 impl<T: ?Sized> RefCell<T> {
814     /// Immutably borrows the wrapped value.
815     ///
816     /// The borrow lasts until the returned `Ref` exits scope. Multiple
817     /// immutable borrows can be taken out at the same time.
818     ///
819     /// # Panics
820     ///
821     /// Panics if the value is currently mutably borrowed. For a non-panicking variant, use
822     /// [`try_borrow`](#method.try_borrow).
823     ///
824     /// # Examples
825     ///
826     /// ```
827     /// use std::cell::RefCell;
828     ///
829     /// let c = RefCell::new(5);
830     ///
831     /// let borrowed_five = c.borrow();
832     /// let borrowed_five2 = c.borrow();
833     /// ```
834     ///
835     /// An example of panic:
836     ///
837     /// ```should_panic
838     /// use std::cell::RefCell;
839     ///
840     /// let c = RefCell::new(5);
841     ///
842     /// let m = c.borrow_mut();
843     /// let b = c.borrow(); // this causes a panic
844     /// ```
845     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
846     #[inline]
847     #[track_caller]
848     pub fn borrow(&self) -> Ref<'_, T> {
849         self.try_borrow().expect("already mutably borrowed")
850     }
851
852     /// Immutably borrows the wrapped value, returning an error if the value is currently mutably
853     /// borrowed.
854     ///
855     /// The borrow lasts until the returned `Ref` exits scope. Multiple immutable borrows can be
856     /// taken out at the same time.
857     ///
858     /// This is the non-panicking variant of [`borrow`](#method.borrow).
859     ///
860     /// # Examples
861     ///
862     /// ```
863     /// use std::cell::RefCell;
864     ///
865     /// let c = RefCell::new(5);
866     ///
867     /// {
868     ///     let m = c.borrow_mut();
869     ///     assert!(c.try_borrow().is_err());
870     /// }
871     ///
872     /// {
873     ///     let m = c.borrow();
874     ///     assert!(c.try_borrow().is_ok());
875     /// }
876     /// ```
877     #[stable(feature = "try_borrow", since = "1.13.0")]
878     #[inline]
879     #[cfg_attr(feature = "debug_refcell", track_caller)]
880     pub fn try_borrow(&self) -> Result<Ref<'_, T>, BorrowError> {
881         match BorrowRef::new(&self.borrow) {
882             Some(b) => {
883                 #[cfg(feature = "debug_refcell")]
884                 {
885                     // `borrowed_at` is always the *first* active borrow
886                     if b.borrow.get() == 1 {
887                         self.borrowed_at.set(Some(crate::panic::Location::caller()));
888                     }
889                 }
890
891                 // SAFETY: `BorrowRef` ensures that there is only immutable access
892                 // to the value while borrowed.
893                 Ok(Ref { value: unsafe { &*self.value.get() }, borrow: b })
894             }
895             None => Err(BorrowError {
896                 // If a borrow occured, then we must already have an outstanding borrow,
897                 // so `borrowed_at` will be `Some`
898                 #[cfg(feature = "debug_refcell")]
899                 location: self.borrowed_at.get().unwrap(),
900             }),
901         }
902     }
903
904     /// Mutably borrows the wrapped value.
905     ///
906     /// The borrow lasts until the returned `RefMut` or all `RefMut`s derived
907     /// from it exit scope. The value cannot be borrowed while this borrow is
908     /// active.
909     ///
910     /// # Panics
911     ///
912     /// Panics if the value is currently borrowed. For a non-panicking variant, use
913     /// [`try_borrow_mut`](#method.try_borrow_mut).
914     ///
915     /// # Examples
916     ///
917     /// ```
918     /// use std::cell::RefCell;
919     ///
920     /// let c = RefCell::new("hello".to_owned());
921     ///
922     /// *c.borrow_mut() = "bonjour".to_owned();
923     ///
924     /// assert_eq!(&*c.borrow(), "bonjour");
925     /// ```
926     ///
927     /// An example of panic:
928     ///
929     /// ```should_panic
930     /// use std::cell::RefCell;
931     ///
932     /// let c = RefCell::new(5);
933     /// let m = c.borrow();
934     ///
935     /// let b = c.borrow_mut(); // this causes a panic
936     /// ```
937     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
938     #[inline]
939     #[track_caller]
940     pub fn borrow_mut(&self) -> RefMut<'_, T> {
941         self.try_borrow_mut().expect("already borrowed")
942     }
943
944     /// Mutably borrows the wrapped value, returning an error if the value is currently borrowed.
945     ///
946     /// The borrow lasts until the returned `RefMut` or all `RefMut`s derived
947     /// from it exit scope. The value cannot be borrowed while this borrow is
948     /// active.
949     ///
950     /// This is the non-panicking variant of [`borrow_mut`](#method.borrow_mut).
951     ///
952     /// # Examples
953     ///
954     /// ```
955     /// use std::cell::RefCell;
956     ///
957     /// let c = RefCell::new(5);
958     ///
959     /// {
960     ///     let m = c.borrow();
961     ///     assert!(c.try_borrow_mut().is_err());
962     /// }
963     ///
964     /// assert!(c.try_borrow_mut().is_ok());
965     /// ```
966     #[stable(feature = "try_borrow", since = "1.13.0")]
967     #[inline]
968     #[cfg_attr(feature = "debug_refcell", track_caller)]
969     pub fn try_borrow_mut(&self) -> Result<RefMut<'_, T>, BorrowMutError> {
970         match BorrowRefMut::new(&self.borrow) {
971             Some(b) => {
972                 #[cfg(feature = "debug_refcell")]
973                 {
974                     self.borrowed_at.set(Some(crate::panic::Location::caller()));
975                 }
976
977                 // SAFETY: `BorrowRef` guarantees unique access.
978                 Ok(RefMut { value: unsafe { &mut *self.value.get() }, borrow: b })
979             }
980             None => Err(BorrowMutError {
981                 // If a borrow occured, then we must already have an outstanding borrow,
982                 // so `borrowed_at` will be `Some`
983                 #[cfg(feature = "debug_refcell")]
984                 location: self.borrowed_at.get().unwrap(),
985             }),
986         }
987     }
988
989     /// Returns a raw pointer to the underlying data in this cell.
990     ///
991     /// # Examples
992     ///
993     /// ```
994     /// use std::cell::RefCell;
995     ///
996     /// let c = RefCell::new(5);
997     ///
998     /// let ptr = c.as_ptr();
999     /// ```
1000     #[inline]
1001     #[stable(feature = "cell_as_ptr", since = "1.12.0")]
1002     pub fn as_ptr(&self) -> *mut T {
1003         self.value.get()
1004     }
1005
1006     /// Returns a mutable reference to the underlying data.
1007     ///
1008     /// This call borrows `RefCell` mutably (at compile-time) so there is no
1009     /// need for dynamic checks.
1010     ///
1011     /// However be cautious: this method expects `self` to be mutable, which is
1012     /// generally not the case when using a `RefCell`. Take a look at the
1013     /// [`borrow_mut`] method instead if `self` isn't mutable.
1014     ///
1015     /// Also, please be aware that this method is only for special circumstances and is usually
1016     /// not what you want. In case of doubt, use [`borrow_mut`] instead.
1017     ///
1018     /// [`borrow_mut`]: RefCell::borrow_mut()
1019     ///
1020     /// # Examples
1021     ///
1022     /// ```
1023     /// use std::cell::RefCell;
1024     ///
1025     /// let mut c = RefCell::new(5);
1026     /// *c.get_mut() += 1;
1027     ///
1028     /// assert_eq!(c, RefCell::new(6));
1029     /// ```
1030     #[inline]
1031     #[stable(feature = "cell_get_mut", since = "1.11.0")]
1032     pub fn get_mut(&mut self) -> &mut T {
1033         self.value.get_mut()
1034     }
1035
1036     /// Undo the effect of leaked guards on the borrow state of the `RefCell`.
1037     ///
1038     /// This call is similar to [`get_mut`] but more specialized. It borrows `RefCell` mutably to
1039     /// ensure no borrows exist and then resets the state tracking shared borrows. This is relevant
1040     /// if some `Ref` or `RefMut` borrows have been leaked.
1041     ///
1042     /// [`get_mut`]: RefCell::get_mut()
1043     ///
1044     /// # Examples
1045     ///
1046     /// ```
1047     /// #![feature(cell_leak)]
1048     /// use std::cell::RefCell;
1049     ///
1050     /// let mut c = RefCell::new(0);
1051     /// std::mem::forget(c.borrow_mut());
1052     ///
1053     /// assert!(c.try_borrow().is_err());
1054     /// c.undo_leak();
1055     /// assert!(c.try_borrow().is_ok());
1056     /// ```
1057     #[unstable(feature = "cell_leak", issue = "69099")]
1058     pub fn undo_leak(&mut self) -> &mut T {
1059         *self.borrow.get_mut() = UNUSED;
1060         self.get_mut()
1061     }
1062
1063     /// Immutably borrows the wrapped value, returning an error if the value is
1064     /// currently mutably borrowed.
1065     ///
1066     /// # Safety
1067     ///
1068     /// Unlike `RefCell::borrow`, this method is unsafe because it does not
1069     /// return a `Ref`, thus leaving the borrow flag untouched. Mutably
1070     /// borrowing the `RefCell` while the reference returned by this method
1071     /// is alive is undefined behaviour.
1072     ///
1073     /// # Examples
1074     ///
1075     /// ```
1076     /// use std::cell::RefCell;
1077     ///
1078     /// let c = RefCell::new(5);
1079     ///
1080     /// {
1081     ///     let m = c.borrow_mut();
1082     ///     assert!(unsafe { c.try_borrow_unguarded() }.is_err());
1083     /// }
1084     ///
1085     /// {
1086     ///     let m = c.borrow();
1087     ///     assert!(unsafe { c.try_borrow_unguarded() }.is_ok());
1088     /// }
1089     /// ```
1090     #[stable(feature = "borrow_state", since = "1.37.0")]
1091     #[inline]
1092     pub unsafe fn try_borrow_unguarded(&self) -> Result<&T, BorrowError> {
1093         if !is_writing(self.borrow.get()) {
1094             // SAFETY: We check that nobody is actively writing now, but it is
1095             // the caller's responsibility to ensure that nobody writes until
1096             // the returned reference is no longer in use.
1097             // Also, `self.value.get()` refers to the value owned by `self`
1098             // and is thus guaranteed to be valid for the lifetime of `self`.
1099             Ok(unsafe { &*self.value.get() })
1100         } else {
1101             Err(BorrowError {
1102                 // If a borrow occured, then we must already have an outstanding borrow,
1103                 // so `borrowed_at` will be `Some`
1104                 #[cfg(feature = "debug_refcell")]
1105                 location: self.borrowed_at.get().unwrap(),
1106             })
1107         }
1108     }
1109 }
1110
1111 impl<T: Default> RefCell<T> {
1112     /// Takes the wrapped value, leaving `Default::default()` in its place.
1113     ///
1114     /// # Panics
1115     ///
1116     /// Panics if the value is currently borrowed.
1117     ///
1118     /// # Examples
1119     ///
1120     /// ```
1121     /// use std::cell::RefCell;
1122     ///
1123     /// let c = RefCell::new(5);
1124     /// let five = c.take();
1125     ///
1126     /// assert_eq!(five, 5);
1127     /// assert_eq!(c.into_inner(), 0);
1128     /// ```
1129     #[stable(feature = "refcell_take", since = "1.50.0")]
1130     pub fn take(&self) -> T {
1131         self.replace(Default::default())
1132     }
1133 }
1134
1135 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1136 unsafe impl<T: ?Sized> Send for RefCell<T> where T: Send {}
1137
1138 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1139 impl<T: ?Sized> !Sync for RefCell<T> {}
1140
1141 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1142 impl<T: Clone> Clone for RefCell<T> {
1143     /// # Panics
1144     ///
1145     /// Panics if the value is currently mutably borrowed.
1146     #[inline]
1147     #[track_caller]
1148     fn clone(&self) -> RefCell<T> {
1149         RefCell::new(self.borrow().clone())
1150     }
1151
1152     /// # Panics
1153     ///
1154     /// Panics if `other` is currently mutably borrowed.
1155     #[inline]
1156     #[track_caller]
1157     fn clone_from(&mut self, other: &Self) {
1158         self.get_mut().clone_from(&other.borrow())
1159     }
1160 }
1161
1162 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1163 impl<T: Default> Default for RefCell<T> {
1164     /// Creates a `RefCell<T>`, with the `Default` value for T.
1165     #[inline]
1166     fn default() -> RefCell<T> {
1167         RefCell::new(Default::default())
1168     }
1169 }
1170
1171 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1172 impl<T: ?Sized + PartialEq> PartialEq for RefCell<T> {
1173     /// # Panics
1174     ///
1175     /// Panics if the value in either `RefCell` is currently borrowed.
1176     #[inline]
1177     fn eq(&self, other: &RefCell<T>) -> bool {
1178         *self.borrow() == *other.borrow()
1179     }
1180 }
1181
1182 #[stable(feature = "cell_eq", since = "1.2.0")]
1183 impl<T: ?Sized + Eq> Eq for RefCell<T> {}
1184
1185 #[stable(feature = "cell_ord", since = "1.10.0")]
1186 impl<T: ?Sized + PartialOrd> PartialOrd for RefCell<T> {
1187     /// # Panics
1188     ///
1189     /// Panics if the value in either `RefCell` is currently borrowed.
1190     #[inline]
1191     fn partial_cmp(&self, other: &RefCell<T>) -> Option<Ordering> {
1192         self.borrow().partial_cmp(&*other.borrow())
1193     }
1194
1195     /// # Panics
1196     ///
1197     /// Panics if the value in either `RefCell` is currently borrowed.
1198     #[inline]
1199     fn lt(&self, other: &RefCell<T>) -> bool {
1200         *self.borrow() < *other.borrow()
1201     }
1202
1203     /// # Panics
1204     ///
1205     /// Panics if the value in either `RefCell` is currently borrowed.
1206     #[inline]
1207     fn le(&self, other: &RefCell<T>) -> bool {
1208         *self.borrow() <= *other.borrow()
1209     }
1210
1211     /// # Panics
1212     ///
1213     /// Panics if the value in either `RefCell` is currently borrowed.
1214     #[inline]
1215     fn gt(&self, other: &RefCell<T>) -> bool {
1216         *self.borrow() > *other.borrow()
1217     }
1218
1219     /// # Panics
1220     ///
1221     /// Panics if the value in either `RefCell` is currently borrowed.
1222     #[inline]
1223     fn ge(&self, other: &RefCell<T>) -> bool {
1224         *self.borrow() >= *other.borrow()
1225     }
1226 }
1227
1228 #[stable(feature = "cell_ord", since = "1.10.0")]
1229 impl<T: ?Sized + Ord> Ord for RefCell<T> {
1230     /// # Panics
1231     ///
1232     /// Panics if the value in either `RefCell` is currently borrowed.
1233     #[inline]
1234     fn cmp(&self, other: &RefCell<T>) -> Ordering {
1235         self.borrow().cmp(&*other.borrow())
1236     }
1237 }
1238
1239 #[stable(feature = "cell_from", since = "1.12.0")]
1240 #[rustc_const_unstable(feature = "const_convert", issue = "88674")]
1241 impl<T> const From<T> for RefCell<T> {
1242     fn from(t: T) -> RefCell<T> {
1243         RefCell::new(t)
1244     }
1245 }
1246
1247 #[unstable(feature = "coerce_unsized", issue = "27732")]
1248 impl<T: CoerceUnsized<U>, U> CoerceUnsized<RefCell<U>> for RefCell<T> {}
1249
1250 struct BorrowRef<'b> {
1251     borrow: &'b Cell<BorrowFlag>,
1252 }
1253
1254 impl<'b> BorrowRef<'b> {
1255     #[inline]
1256     fn new(borrow: &'b Cell<BorrowFlag>) -> Option<BorrowRef<'b>> {
1257         let b = borrow.get().wrapping_add(1);
1258         if !is_reading(b) {
1259             // Incrementing borrow can result in a non-reading value (<= 0) in these cases:
1260             // 1. It was < 0, i.e. there are writing borrows, so we can't allow a read borrow
1261             //    due to Rust's reference aliasing rules
1262             // 2. It was isize::MAX (the max amount of reading borrows) and it overflowed
1263             //    into isize::MIN (the max amount of writing borrows) so we can't allow
1264             //    an additional read borrow because isize can't represent so many read borrows
1265             //    (this can only happen if you mem::forget more than a small constant amount of
1266             //    `Ref`s, which is not good practice)
1267             None
1268         } else {
1269             // Incrementing borrow can result in a reading value (> 0) in these cases:
1270             // 1. It was = 0, i.e. it wasn't borrowed, and we are taking the first read borrow
1271             // 2. It was > 0 and < isize::MAX, i.e. there were read borrows, and isize
1272             //    is large enough to represent having one more read borrow
1273             borrow.set(b);
1274             Some(BorrowRef { borrow })
1275         }
1276     }
1277 }
1278
1279 impl Drop for BorrowRef<'_> {
1280     #[inline]
1281     fn drop(&mut self) {
1282         let borrow = self.borrow.get();
1283         debug_assert!(is_reading(borrow));
1284         self.borrow.set(borrow - 1);
1285     }
1286 }
1287
1288 impl Clone for BorrowRef<'_> {
1289     #[inline]
1290     fn clone(&self) -> Self {
1291         // Since this Ref exists, we know the borrow flag
1292         // is a reading borrow.
1293         let borrow = self.borrow.get();
1294         debug_assert!(is_reading(borrow));
1295         // Prevent the borrow counter from overflowing into
1296         // a writing borrow.
1297         assert!(borrow != isize::MAX);
1298         self.borrow.set(borrow + 1);
1299         BorrowRef { borrow: self.borrow }
1300     }
1301 }
1302
1303 /// Wraps a borrowed reference to a value in a `RefCell` box.
1304 /// A wrapper type for an immutably borrowed value from a `RefCell<T>`.
1305 ///
1306 /// See the [module-level documentation](self) for more.
1307 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1308 #[cfg_attr(
1309     not(bootstrap),
1310     must_not_suspend = "holding a Ref across suspend \
1311                       points can cause BorrowErrors"
1312 )]
1313 pub struct Ref<'b, T: ?Sized + 'b> {
1314     value: &'b T,
1315     borrow: BorrowRef<'b>,
1316 }
1317
1318 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1319 impl<T: ?Sized> Deref for Ref<'_, T> {
1320     type Target = T;
1321
1322     #[inline]
1323     fn deref(&self) -> &T {
1324         self.value
1325     }
1326 }
1327
1328 impl<'b, T: ?Sized> Ref<'b, T> {
1329     /// Copies a `Ref`.
1330     ///
1331     /// The `RefCell` is already immutably borrowed, so this cannot fail.
1332     ///
1333     /// This is an associated function that needs to be used as
1334     /// `Ref::clone(...)`. A `Clone` implementation or a method would interfere
1335     /// with the widespread use of `r.borrow().clone()` to clone the contents of
1336     /// a `RefCell`.
1337     #[stable(feature = "cell_extras", since = "1.15.0")]
1338     #[must_use]
1339     #[inline]
1340     pub fn clone(orig: &Ref<'b, T>) -> Ref<'b, T> {
1341         Ref { value: orig.value, borrow: orig.borrow.clone() }
1342     }
1343
1344     /// Makes a new `Ref` for a component of the borrowed data.
1345     ///
1346     /// The `RefCell` is already immutably borrowed, so this cannot fail.
1347     ///
1348     /// This is an associated function that needs to be used as `Ref::map(...)`.
1349     /// A method would interfere with methods of the same name on the contents
1350     /// of a `RefCell` used through `Deref`.
1351     ///
1352     /// # Examples
1353     ///
1354     /// ```
1355     /// use std::cell::{RefCell, Ref};
1356     ///
1357     /// let c = RefCell::new((5, 'b'));
1358     /// let b1: Ref<(u32, char)> = c.borrow();
1359     /// let b2: Ref<u32> = Ref::map(b1, |t| &t.0);
1360     /// assert_eq!(*b2, 5)
1361     /// ```
1362     #[stable(feature = "cell_map", since = "1.8.0")]
1363     #[inline]
1364     pub fn map<U: ?Sized, F>(orig: Ref<'b, T>, f: F) -> Ref<'b, U>
1365     where
1366         F: FnOnce(&T) -> &U,
1367     {
1368         Ref { value: f(orig.value), borrow: orig.borrow }
1369     }
1370
1371     /// Makes a new `Ref` for an optional component of the borrowed data. The
1372     /// original guard is returned as an `Err(..)` if the closure returns
1373     /// `None`.
1374     ///
1375     /// The `RefCell` is already immutably borrowed, so this cannot fail.
1376     ///
1377     /// This is an associated function that needs to be used as
1378     /// `Ref::filter_map(...)`. A method would interfere with methods of the same
1379     /// name on the contents of a `RefCell` used through `Deref`.
1380     ///
1381     /// # Examples
1382     ///
1383     /// ```
1384     /// #![feature(cell_filter_map)]
1385     ///
1386     /// use std::cell::{RefCell, Ref};
1387     ///
1388     /// let c = RefCell::new(vec![1, 2, 3]);
1389     /// let b1: Ref<Vec<u32>> = c.borrow();
1390     /// let b2: Result<Ref<u32>, _> = Ref::filter_map(b1, |v| v.get(1));
1391     /// assert_eq!(*b2.unwrap(), 2);
1392     /// ```
1393     #[unstable(feature = "cell_filter_map", reason = "recently added", issue = "81061")]
1394     #[inline]
1395     pub fn filter_map<U: ?Sized, F>(orig: Ref<'b, T>, f: F) -> Result<Ref<'b, U>, Self>
1396     where
1397         F: FnOnce(&T) -> Option<&U>,
1398     {
1399         match f(orig.value) {
1400             Some(value) => Ok(Ref { value, borrow: orig.borrow }),
1401             None => Err(orig),
1402         }
1403     }
1404
1405     /// Splits a `Ref` into multiple `Ref`s for different components of the
1406     /// borrowed data.
1407     ///
1408     /// The `RefCell` is already immutably borrowed, so this cannot fail.
1409     ///
1410     /// This is an associated function that needs to be used as
1411     /// `Ref::map_split(...)`. A method would interfere with methods of the same
1412     /// name on the contents of a `RefCell` used through `Deref`.
1413     ///
1414     /// # Examples
1415     ///
1416     /// ```
1417     /// use std::cell::{Ref, RefCell};
1418     ///
1419     /// let cell = RefCell::new([1, 2, 3, 4]);
1420     /// let borrow = cell.borrow();
1421     /// let (begin, end) = Ref::map_split(borrow, |slice| slice.split_at(2));
1422     /// assert_eq!(*begin, [1, 2]);
1423     /// assert_eq!(*end, [3, 4]);
1424     /// ```
1425     #[stable(feature = "refcell_map_split", since = "1.35.0")]
1426     #[inline]
1427     pub fn map_split<U: ?Sized, V: ?Sized, F>(orig: Ref<'b, T>, f: F) -> (Ref<'b, U>, Ref<'b, V>)
1428     where
1429         F: FnOnce(&T) -> (&U, &V),
1430     {
1431         let (a, b) = f(orig.value);
1432         let borrow = orig.borrow.clone();
1433         (Ref { value: a, borrow }, Ref { value: b, borrow: orig.borrow })
1434     }
1435
1436     /// Convert into a reference to the underlying data.
1437     ///
1438     /// The underlying `RefCell` can never be mutably borrowed from again and will always appear
1439     /// already immutably borrowed. It is not a good idea to leak more than a constant number of
1440     /// references. The `RefCell` can be immutably borrowed again if only a smaller number of leaks
1441     /// have occurred in total.
1442     ///
1443     /// This is an associated function that needs to be used as
1444     /// `Ref::leak(...)`. A method would interfere with methods of the
1445     /// same name on the contents of a `RefCell` used through `Deref`.
1446     ///
1447     /// # Examples
1448     ///
1449     /// ```
1450     /// #![feature(cell_leak)]
1451     /// use std::cell::{RefCell, Ref};
1452     /// let cell = RefCell::new(0);
1453     ///
1454     /// let value = Ref::leak(cell.borrow());
1455     /// assert_eq!(*value, 0);
1456     ///
1457     /// assert!(cell.try_borrow().is_ok());
1458     /// assert!(cell.try_borrow_mut().is_err());
1459     /// ```
1460     #[unstable(feature = "cell_leak", issue = "69099")]
1461     pub fn leak(orig: Ref<'b, T>) -> &'b T {
1462         // By forgetting this Ref we ensure that the borrow counter in the RefCell can't go back to
1463         // UNUSED within the lifetime `'b`. Resetting the reference tracking state would require a
1464         // unique reference to the borrowed RefCell. No further mutable references can be created
1465         // from the original cell.
1466         mem::forget(orig.borrow);
1467         orig.value
1468     }
1469 }
1470
1471 #[unstable(feature = "coerce_unsized", issue = "27732")]
1472 impl<'b, T: ?Sized + Unsize<U>, U: ?Sized> CoerceUnsized<Ref<'b, U>> for Ref<'b, T> {}
1473
1474 #[stable(feature = "std_guard_impls", since = "1.20.0")]
1475 impl<T: ?Sized + fmt::Display> fmt::Display for Ref<'_, T> {
1476     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1477         self.value.fmt(f)
1478     }
1479 }
1480
1481 impl<'b, T: ?Sized> RefMut<'b, T> {
1482     /// Makes a new `RefMut` for a component of the borrowed data, e.g., an enum
1483     /// variant.
1484     ///
1485     /// The `RefCell` is already mutably borrowed, so this cannot fail.
1486     ///
1487     /// This is an associated function that needs to be used as
1488     /// `RefMut::map(...)`. A method would interfere with methods of the same
1489     /// name on the contents of a `RefCell` used through `Deref`.
1490     ///
1491     /// # Examples
1492     ///
1493     /// ```
1494     /// use std::cell::{RefCell, RefMut};
1495     ///
1496     /// let c = RefCell::new((5, 'b'));
1497     /// {
1498     ///     let b1: RefMut<(u32, char)> = c.borrow_mut();
1499     ///     let mut b2: RefMut<u32> = RefMut::map(b1, |t| &mut t.0);
1500     ///     assert_eq!(*b2, 5);
1501     ///     *b2 = 42;
1502     /// }
1503     /// assert_eq!(*c.borrow(), (42, 'b'));
1504     /// ```
1505     #[stable(feature = "cell_map", since = "1.8.0")]
1506     #[inline]
1507     pub fn map<U: ?Sized, F>(orig: RefMut<'b, T>, f: F) -> RefMut<'b, U>
1508     where
1509         F: FnOnce(&mut T) -> &mut U,
1510     {
1511         // FIXME(nll-rfc#40): fix borrow-check
1512         let RefMut { value, borrow } = orig;
1513         RefMut { value: f(value), borrow }
1514     }
1515
1516     /// Makes a new `RefMut` for an optional component of the borrowed data. The
1517     /// original guard is returned as an `Err(..)` if the closure returns
1518     /// `None`.
1519     ///
1520     /// The `RefCell` is already mutably borrowed, so this cannot fail.
1521     ///
1522     /// This is an associated function that needs to be used as
1523     /// `RefMut::filter_map(...)`. A method would interfere with methods of the
1524     /// same name on the contents of a `RefCell` used through `Deref`.
1525     ///
1526     /// # Examples
1527     ///
1528     /// ```
1529     /// #![feature(cell_filter_map)]
1530     ///
1531     /// use std::cell::{RefCell, RefMut};
1532     ///
1533     /// let c = RefCell::new(vec![1, 2, 3]);
1534     ///
1535     /// {
1536     ///     let b1: RefMut<Vec<u32>> = c.borrow_mut();
1537     ///     let mut b2: Result<RefMut<u32>, _> = RefMut::filter_map(b1, |v| v.get_mut(1));
1538     ///
1539     ///     if let Ok(mut b2) = b2 {
1540     ///         *b2 += 2;
1541     ///     }
1542     /// }
1543     ///
1544     /// assert_eq!(*c.borrow(), vec![1, 4, 3]);
1545     /// ```
1546     #[unstable(feature = "cell_filter_map", reason = "recently added", issue = "81061")]
1547     #[inline]
1548     pub fn filter_map<U: ?Sized, F>(orig: RefMut<'b, T>, f: F) -> Result<RefMut<'b, U>, Self>
1549     where
1550         F: FnOnce(&mut T) -> Option<&mut U>,
1551     {
1552         // FIXME(nll-rfc#40): fix borrow-check
1553         let RefMut { value, borrow } = orig;
1554         let value = value as *mut T;
1555         // SAFETY: function holds onto an exclusive reference for the duration
1556         // of its call through `orig`, and the pointer is only de-referenced
1557         // inside of the function call never allowing the exclusive reference to
1558         // escape.
1559         match f(unsafe { &mut *value }) {
1560             Some(value) => Ok(RefMut { value, borrow }),
1561             None => {
1562                 // SAFETY: same as above.
1563                 Err(RefMut { value: unsafe { &mut *value }, borrow })
1564             }
1565         }
1566     }
1567
1568     /// Splits a `RefMut` into multiple `RefMut`s for different components of the
1569     /// borrowed data.
1570     ///
1571     /// The underlying `RefCell` will remain mutably borrowed until both
1572     /// returned `RefMut`s go out of scope.
1573     ///
1574     /// The `RefCell` is already mutably borrowed, so this cannot fail.
1575     ///
1576     /// This is an associated function that needs to be used as
1577     /// `RefMut::map_split(...)`. A method would interfere with methods of the
1578     /// same name on the contents of a `RefCell` used through `Deref`.
1579     ///
1580     /// # Examples
1581     ///
1582     /// ```
1583     /// use std::cell::{RefCell, RefMut};
1584     ///
1585     /// let cell = RefCell::new([1, 2, 3, 4]);
1586     /// let borrow = cell.borrow_mut();
1587     /// let (mut begin, mut end) = RefMut::map_split(borrow, |slice| slice.split_at_mut(2));
1588     /// assert_eq!(*begin, [1, 2]);
1589     /// assert_eq!(*end, [3, 4]);
1590     /// begin.copy_from_slice(&[4, 3]);
1591     /// end.copy_from_slice(&[2, 1]);
1592     /// ```
1593     #[stable(feature = "refcell_map_split", since = "1.35.0")]
1594     #[inline]
1595     pub fn map_split<U: ?Sized, V: ?Sized, F>(
1596         orig: RefMut<'b, T>,
1597         f: F,
1598     ) -> (RefMut<'b, U>, RefMut<'b, V>)
1599     where
1600         F: FnOnce(&mut T) -> (&mut U, &mut V),
1601     {
1602         let (a, b) = f(orig.value);
1603         let borrow = orig.borrow.clone();
1604         (RefMut { value: a, borrow }, RefMut { value: b, borrow: orig.borrow })
1605     }
1606
1607     /// Convert into a mutable reference to the underlying data.
1608     ///
1609     /// The underlying `RefCell` can not be borrowed from again and will always appear already
1610     /// mutably borrowed, making the returned reference the only to the interior.
1611     ///
1612     /// This is an associated function that needs to be used as
1613     /// `RefMut::leak(...)`. A method would interfere with methods of the
1614     /// same name on the contents of a `RefCell` used through `Deref`.
1615     ///
1616     /// # Examples
1617     ///
1618     /// ```
1619     /// #![feature(cell_leak)]
1620     /// use std::cell::{RefCell, RefMut};
1621     /// let cell = RefCell::new(0);
1622     ///
1623     /// let value = RefMut::leak(cell.borrow_mut());
1624     /// assert_eq!(*value, 0);
1625     /// *value = 1;
1626     ///
1627     /// assert!(cell.try_borrow_mut().is_err());
1628     /// ```
1629     #[unstable(feature = "cell_leak", issue = "69099")]
1630     pub fn leak(orig: RefMut<'b, T>) -> &'b mut T {
1631         // By forgetting this BorrowRefMut we ensure that the borrow counter in the RefCell can't
1632         // go back to UNUSED within the lifetime `'b`. Resetting the reference tracking state would
1633         // require a unique reference to the borrowed RefCell. No further references can be created
1634         // from the original cell within that lifetime, making the current borrow the only
1635         // reference for the remaining lifetime.
1636         mem::forget(orig.borrow);
1637         orig.value
1638     }
1639 }
1640
1641 struct BorrowRefMut<'b> {
1642     borrow: &'b Cell<BorrowFlag>,
1643 }
1644
1645 impl Drop for BorrowRefMut<'_> {
1646     #[inline]
1647     fn drop(&mut self) {
1648         let borrow = self.borrow.get();
1649         debug_assert!(is_writing(borrow));
1650         self.borrow.set(borrow + 1);
1651     }
1652 }
1653
1654 impl<'b> BorrowRefMut<'b> {
1655     #[inline]
1656     fn new(borrow: &'b Cell<BorrowFlag>) -> Option<BorrowRefMut<'b>> {
1657         // NOTE: Unlike BorrowRefMut::clone, new is called to create the initial
1658         // mutable reference, and so there must currently be no existing
1659         // references. Thus, while clone increments the mutable refcount, here
1660         // we explicitly only allow going from UNUSED to UNUSED - 1.
1661         match borrow.get() {
1662             UNUSED => {
1663                 borrow.set(UNUSED - 1);
1664                 Some(BorrowRefMut { borrow })
1665             }
1666             _ => None,
1667         }
1668     }
1669
1670     // Clones a `BorrowRefMut`.
1671     //
1672     // This is only valid if each `BorrowRefMut` is used to track a mutable
1673     // reference to a distinct, nonoverlapping range of the original object.
1674     // This isn't in a Clone impl so that code doesn't call this implicitly.
1675     #[inline]
1676     fn clone(&self) -> BorrowRefMut<'b> {
1677         let borrow = self.borrow.get();
1678         debug_assert!(is_writing(borrow));
1679         // Prevent the borrow counter from underflowing.
1680         assert!(borrow != isize::MIN);
1681         self.borrow.set(borrow - 1);
1682         BorrowRefMut { borrow: self.borrow }
1683     }
1684 }
1685
1686 /// A wrapper type for a mutably borrowed value from a `RefCell<T>`.
1687 ///
1688 /// See the [module-level documentation](self) for more.
1689 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1690 #[cfg_attr(
1691     not(bootstrap),
1692     must_not_suspend = "holding a RefMut across suspend \
1693                       points can cause BorrowErrors"
1694 )]
1695 pub struct RefMut<'b, T: ?Sized + 'b> {
1696     value: &'b mut T,
1697     borrow: BorrowRefMut<'b>,
1698 }
1699
1700 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1701 impl<T: ?Sized> Deref for RefMut<'_, T> {
1702     type Target = T;
1703
1704     #[inline]
1705     fn deref(&self) -> &T {
1706         self.value
1707     }
1708 }
1709
1710 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1711 impl<T: ?Sized> DerefMut for RefMut<'_, T> {
1712     #[inline]
1713     fn deref_mut(&mut self) -> &mut T {
1714         self.value
1715     }
1716 }
1717
1718 #[unstable(feature = "coerce_unsized", issue = "27732")]
1719 impl<'b, T: ?Sized + Unsize<U>, U: ?Sized> CoerceUnsized<RefMut<'b, U>> for RefMut<'b, T> {}
1720
1721 #[stable(feature = "std_guard_impls", since = "1.20.0")]
1722 impl<T: ?Sized + fmt::Display> fmt::Display for RefMut<'_, T> {
1723     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1724         self.value.fmt(f)
1725     }
1726 }
1727
1728 /// The core primitive for interior mutability in Rust.
1729 ///
1730 /// If you have a reference `&T`, then normally in Rust the compiler performs optimizations based on
1731 /// the knowledge that `&T` points to immutable data. Mutating that data, for example through an
1732 /// alias or by transmuting an `&T` into an `&mut T`, is considered undefined behavior.
1733 /// `UnsafeCell<T>` opts-out of the immutability guarantee for `&T`: a shared reference
1734 /// `&UnsafeCell<T>` may point to data that is being mutated. This is called "interior mutability".
1735 ///
1736 /// All other types that allow internal mutability, such as `Cell<T>` and `RefCell<T>`, internally
1737 /// use `UnsafeCell` to wrap their data.
1738 ///
1739 /// Note that only the immutability guarantee for shared references is affected by `UnsafeCell`. The
1740 /// uniqueness guarantee for mutable references is unaffected. There is *no* legal way to obtain
1741 /// aliasing `&mut`, not even with `UnsafeCell<T>`.
1742 ///
1743 /// The `UnsafeCell` API itself is technically very simple: [`.get()`] gives you a raw pointer
1744 /// `*mut T` to its contents. It is up to _you_ as the abstraction designer to use that raw pointer
1745 /// correctly.
1746 ///
1747 /// [`.get()`]: `UnsafeCell::get`
1748 ///
1749 /// The precise Rust aliasing rules are somewhat in flux, but the main points are not contentious:
1750 ///
1751 /// - If you create a safe reference with lifetime `'a` (either a `&T` or `&mut T`
1752 /// reference) that is accessible by safe code (for example, because you returned it),
1753 /// then you must not access the data in any way that contradicts that reference for the
1754 /// remainder of `'a`. For example, this means that if you take the `*mut T` from an
1755 /// `UnsafeCell<T>` and cast it to an `&T`, then the data in `T` must remain immutable
1756 /// (modulo any `UnsafeCell` data found within `T`, of course) until that reference's
1757 /// lifetime expires. Similarly, if you create a `&mut T` reference that is released to
1758 /// safe code, then you must not access the data within the `UnsafeCell` until that
1759 /// reference expires.
1760 ///
1761 /// - At all times, you must avoid data races. If multiple threads have access to
1762 /// the same `UnsafeCell`, then any writes must have a proper happens-before relation to all other
1763 /// accesses (or use atomics).
1764 ///
1765 /// To assist with proper design, the following scenarios are explicitly declared legal
1766 /// for single-threaded code:
1767 ///
1768 /// 1. A `&T` reference can be released to safe code and there it can co-exist with other `&T`
1769 /// references, but not with a `&mut T`
1770 ///
1771 /// 2. A `&mut T` reference may be released to safe code provided neither other `&mut T` nor `&T`
1772 /// co-exist with it. A `&mut T` must always be unique.
1773 ///
1774 /// Note that whilst mutating the contents of an `&UnsafeCell<T>` (even while other
1775 /// `&UnsafeCell<T>` references alias the cell) is
1776 /// ok (provided you enforce the above invariants some other way), it is still undefined behavior
1777 /// to have multiple `&mut UnsafeCell<T>` aliases. That is, `UnsafeCell` is a wrapper
1778 /// designed to have a special interaction with _shared_ accesses (_i.e._, through an
1779 /// `&UnsafeCell<_>` reference); there is no magic whatsoever when dealing with _exclusive_
1780 /// accesses (_e.g._, through an `&mut UnsafeCell<_>`): neither the cell nor the wrapped value
1781 /// may be aliased for the duration of that `&mut` borrow.
1782 /// This is showcased by the [`.get_mut()`] accessor, which is a _safe_ getter that yields
1783 /// a `&mut T`.
1784 ///
1785 /// [`.get_mut()`]: `UnsafeCell::get_mut`
1786 ///
1787 /// # Examples
1788 ///
1789 /// Here is an example showcasing how to soundly mutate the contents of an `UnsafeCell<_>` despite
1790 /// there being multiple references aliasing the cell:
1791 ///
1792 /// ```
1793 /// use std::cell::UnsafeCell;
1794 ///
1795 /// let x: UnsafeCell<i32> = 42.into();
1796 /// // Get multiple / concurrent / shared references to the same `x`.
1797 /// let (p1, p2): (&UnsafeCell<i32>, &UnsafeCell<i32>) = (&x, &x);
1798 ///
1799 /// unsafe {
1800 ///     // SAFETY: within this scope there are no other references to `x`'s contents,
1801 ///     // so ours is effectively unique.
1802 ///     let p1_exclusive: &mut i32 = &mut *p1.get(); // -- borrow --+
1803 ///     *p1_exclusive += 27; //                                     |
1804 /// } // <---------- cannot go beyond this point -------------------+
1805 ///
1806 /// unsafe {
1807 ///     // SAFETY: within this scope nobody expects to have exclusive access to `x`'s contents,
1808 ///     // so we can have multiple shared accesses concurrently.
1809 ///     let p2_shared: &i32 = &*p2.get();
1810 ///     assert_eq!(*p2_shared, 42 + 27);
1811 ///     let p1_shared: &i32 = &*p1.get();
1812 ///     assert_eq!(*p1_shared, *p2_shared);
1813 /// }
1814 /// ```
1815 ///
1816 /// The following example showcases the fact that exclusive access to an `UnsafeCell<T>`
1817 /// implies exclusive access to its `T`:
1818 ///
1819 /// ```rust
1820 /// #![forbid(unsafe_code)] // with exclusive accesses,
1821 ///                         // `UnsafeCell` is a transparent no-op wrapper,
1822 ///                         // so no need for `unsafe` here.
1823 /// use std::cell::UnsafeCell;
1824 ///
1825 /// let mut x: UnsafeCell<i32> = 42.into();
1826 ///
1827 /// // Get a compile-time-checked unique reference to `x`.
1828 /// let p_unique: &mut UnsafeCell<i32> = &mut x;
1829 /// // With an exclusive reference, we can mutate the contents for free.
1830 /// *p_unique.get_mut() = 0;
1831 /// // Or, equivalently:
1832 /// x = UnsafeCell::new(0);
1833 ///
1834 /// // When we own the value, we can extract the contents for free.
1835 /// let contents: i32 = x.into_inner();
1836 /// assert_eq!(contents, 0);
1837 /// ```
1838 #[lang = "unsafe_cell"]
1839 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1840 #[repr(transparent)]
1841 #[repr(no_niche)] // rust-lang/rust#68303.
1842 pub struct UnsafeCell<T: ?Sized> {
1843     value: T,
1844 }
1845
1846 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1847 impl<T: ?Sized> !Sync for UnsafeCell<T> {}
1848
1849 impl<T> UnsafeCell<T> {
1850     /// Constructs a new instance of `UnsafeCell` which will wrap the specified
1851     /// value.
1852     ///
1853     /// All access to the inner value through methods is `unsafe`.
1854     ///
1855     /// # Examples
1856     ///
1857     /// ```
1858     /// use std::cell::UnsafeCell;
1859     ///
1860     /// let uc = UnsafeCell::new(5);
1861     /// ```
1862     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1863     #[rustc_const_stable(feature = "const_unsafe_cell_new", since = "1.32.0")]
1864     #[inline(always)]
1865     pub const fn new(value: T) -> UnsafeCell<T> {
1866         UnsafeCell { value }
1867     }
1868
1869     /// Unwraps the value.
1870     ///
1871     /// # Examples
1872     ///
1873     /// ```
1874     /// use std::cell::UnsafeCell;
1875     ///
1876     /// let uc = UnsafeCell::new(5);
1877     ///
1878     /// let five = uc.into_inner();
1879     /// ```
1880     #[inline(always)]
1881     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1882     #[rustc_const_unstable(feature = "const_cell_into_inner", issue = "78729")]
1883     pub const fn into_inner(self) -> T {
1884         self.value
1885     }
1886 }
1887
1888 impl<T: ?Sized> UnsafeCell<T> {
1889     /// Gets a mutable pointer to the wrapped value.
1890     ///
1891     /// This can be cast to a pointer of any kind.
1892     /// Ensure that the access is unique (no active references, mutable or not)
1893     /// when casting to `&mut T`, and ensure that there are no mutations
1894     /// or mutable aliases going on when casting to `&T`
1895     ///
1896     /// # Examples
1897     ///
1898     /// ```
1899     /// use std::cell::UnsafeCell;
1900     ///
1901     /// let uc = UnsafeCell::new(5);
1902     ///
1903     /// let five = uc.get();
1904     /// ```
1905     #[inline(always)]
1906     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1907     #[rustc_const_stable(feature = "const_unsafecell_get", since = "1.32.0")]
1908     pub const fn get(&self) -> *mut T {
1909         // We can just cast the pointer from `UnsafeCell<T>` to `T` because of
1910         // #[repr(transparent)]. This exploits libstd's special status, there is
1911         // no guarantee for user code that this will work in future versions of the compiler!
1912         self as *const UnsafeCell<T> as *const T as *mut T
1913     }
1914
1915     /// Returns a mutable reference to the underlying data.
1916     ///
1917     /// This call borrows the `UnsafeCell` mutably (at compile-time) which
1918     /// guarantees that we possess the only reference.
1919     ///
1920     /// # Examples
1921     ///
1922     /// ```
1923     /// use std::cell::UnsafeCell;
1924     ///
1925     /// let mut c = UnsafeCell::new(5);
1926     /// *c.get_mut() += 1;
1927     ///
1928     /// assert_eq!(*c.get_mut(), 6);
1929     /// ```
1930     #[inline(always)]
1931     #[stable(feature = "unsafe_cell_get_mut", since = "1.50.0")]
1932     #[rustc_const_unstable(feature = "const_unsafecell_get_mut", issue = "88836")]
1933     pub const fn get_mut(&mut self) -> &mut T {
1934         &mut self.value
1935     }
1936
1937     /// Gets a mutable pointer to the wrapped value.
1938     /// The difference from [`get`] is that this function accepts a raw pointer,
1939     /// which is useful to avoid the creation of temporary references.
1940     ///
1941     /// The result can be cast to a pointer of any kind.
1942     /// Ensure that the access is unique (no active references, mutable or not)
1943     /// when casting to `&mut T`, and ensure that there are no mutations
1944     /// or mutable aliases going on when casting to `&T`.
1945     ///
1946     /// [`get`]: UnsafeCell::get()
1947     ///
1948     /// # Examples
1949     ///
1950     /// Gradual initialization of an `UnsafeCell` requires `raw_get`, as
1951     /// calling `get` would require creating a reference to uninitialized data:
1952     ///
1953     /// ```
1954     /// use std::cell::UnsafeCell;
1955     /// use std::mem::MaybeUninit;
1956     ///
1957     /// let m = MaybeUninit::<UnsafeCell<i32>>::uninit();
1958     /// unsafe { UnsafeCell::raw_get(m.as_ptr()).write(5); }
1959     /// let uc = unsafe { m.assume_init() };
1960     ///
1961     /// assert_eq!(uc.into_inner(), 5);
1962     /// ```
1963     #[inline(always)]
1964     #[stable(feature = "unsafe_cell_raw_get", since = "1.56.0")]
1965     pub const fn raw_get(this: *const Self) -> *mut T {
1966         // We can just cast the pointer from `UnsafeCell<T>` to `T` because of
1967         // #[repr(transparent)]. This exploits libstd's special status, there is
1968         // no guarantee for user code that this will work in future versions of the compiler!
1969         this as *const T as *mut T
1970     }
1971 }
1972
1973 #[stable(feature = "unsafe_cell_default", since = "1.10.0")]
1974 impl<T: Default> Default for UnsafeCell<T> {
1975     /// Creates an `UnsafeCell`, with the `Default` value for T.
1976     fn default() -> UnsafeCell<T> {
1977         UnsafeCell::new(Default::default())
1978     }
1979 }
1980
1981 #[stable(feature = "cell_from", since = "1.12.0")]
1982 #[rustc_const_unstable(feature = "const_convert", issue = "88674")]
1983 impl<T> const From<T> for UnsafeCell<T> {
1984     fn from(t: T) -> UnsafeCell<T> {
1985         UnsafeCell::new(t)
1986     }
1987 }
1988
1989 #[unstable(feature = "coerce_unsized", issue = "27732")]
1990 impl<T: CoerceUnsized<U>, U> CoerceUnsized<UnsafeCell<U>> for UnsafeCell<T> {}
1991
1992 #[allow(unused)]
1993 fn assert_coerce_unsized(a: UnsafeCell<&i32>, b: Cell<&i32>, c: RefCell<&i32>) {
1994     let _: UnsafeCell<&dyn Send> = a;
1995     let _: Cell<&dyn Send> = b;
1996     let _: RefCell<&dyn Send> = c;
1997 }