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[rust.git] / library / core / src / mem / maybe_uninit.rs
1 use crate::any::type_name;
2 use crate::fmt;
3 use crate::intrinsics;
4 use crate::mem::{self, ManuallyDrop};
5 use crate::ptr;
6 use crate::slice;
7
8 /// A wrapper type to construct uninitialized instances of `T`.
9 ///
10 /// # Initialization invariant
11 ///
12 /// The compiler, in general, assumes that a variable is properly initialized
13 /// according to the requirements of the variable's type. For example, a variable of
14 /// reference type must be aligned and non-null. This is an invariant that must
15 /// *always* be upheld, even in unsafe code. As a consequence, zero-initializing a
16 /// variable of reference type causes instantaneous [undefined behavior][ub],
17 /// no matter whether that reference ever gets used to access memory:
18 ///
19 /// ```rust,no_run
20 /// # #![allow(invalid_value)]
21 /// use std::mem::{self, MaybeUninit};
22 ///
23 /// let x: &i32 = unsafe { mem::zeroed() }; // undefined behavior! ⚠️
24 /// // The equivalent code with `MaybeUninit<&i32>`:
25 /// let x: &i32 = unsafe { MaybeUninit::zeroed().assume_init() }; // undefined behavior! ⚠️
26 /// ```
27 ///
28 /// This is exploited by the compiler for various optimizations, such as eliding
29 /// run-time checks and optimizing `enum` layout.
30 ///
31 /// Similarly, entirely uninitialized memory may have any content, while a `bool` must
32 /// always be `true` or `false`. Hence, creating an uninitialized `bool` is undefined behavior:
33 ///
34 /// ```rust,no_run
35 /// # #![allow(invalid_value)]
36 /// use std::mem::{self, MaybeUninit};
37 ///
38 /// let b: bool = unsafe { mem::uninitialized() }; // undefined behavior! ⚠️
39 /// // The equivalent code with `MaybeUninit<bool>`:
40 /// let b: bool = unsafe { MaybeUninit::uninit().assume_init() }; // undefined behavior! ⚠️
41 /// ```
42 ///
43 /// Moreover, uninitialized memory is special in that it does not have a fixed value ("fixed"
44 /// meaning "it won't change without being written to"). Reading the same uninitialized byte
45 /// multiple times can give different results. This makes it undefined behavior to have
46 /// uninitialized data in a variable even if that variable has an integer type, which otherwise can
47 /// hold any *fixed* bit pattern:
48 ///
49 /// ```rust,no_run
50 /// # #![allow(invalid_value)]
51 /// use std::mem::{self, MaybeUninit};
52 ///
53 /// let x: i32 = unsafe { mem::uninitialized() }; // undefined behavior! ⚠️
54 /// // The equivalent code with `MaybeUninit<i32>`:
55 /// let x: i32 = unsafe { MaybeUninit::uninit().assume_init() }; // undefined behavior! ⚠️
56 /// ```
57 /// (Notice that the rules around uninitialized integers are not finalized yet, but
58 /// until they are, it is advisable to avoid them.)
59 ///
60 /// On top of that, remember that most types have additional invariants beyond merely
61 /// being considered initialized at the type level. For example, a `1`-initialized [`Vec<T>`]
62 /// is considered initialized (under the current implementation; this does not constitute
63 /// a stable guarantee) because the only requirement the compiler knows about it
64 /// is that the data pointer must be non-null. Creating such a `Vec<T>` does not cause
65 /// *immediate* undefined behavior, but will cause undefined behavior with most
66 /// safe operations (including dropping it).
67 ///
68 /// [`Vec<T>`]: ../../std/vec/struct.Vec.html
69 ///
70 /// # Examples
71 ///
72 /// `MaybeUninit<T>` serves to enable unsafe code to deal with uninitialized data.
73 /// It is a signal to the compiler indicating that the data here might *not*
74 /// be initialized:
75 ///
76 /// ```rust
77 /// use std::mem::MaybeUninit;
78 ///
79 /// // Create an explicitly uninitialized reference. The compiler knows that data inside
80 /// // a `MaybeUninit<T>` may be invalid, and hence this is not UB:
81 /// let mut x = MaybeUninit::<&i32>::uninit();
82 /// // Set it to a valid value.
83 /// x.write(&0);
84 /// // Extract the initialized data -- this is only allowed *after* properly
85 /// // initializing `x`!
86 /// let x = unsafe { x.assume_init() };
87 /// ```
88 ///
89 /// The compiler then knows to not make any incorrect assumptions or optimizations on this code.
90 ///
91 /// You can think of `MaybeUninit<T>` as being a bit like `Option<T>` but without
92 /// any of the run-time tracking and without any of the safety checks.
93 ///
94 /// ## out-pointers
95 ///
96 /// You can use `MaybeUninit<T>` to implement "out-pointers": instead of returning data
97 /// from a function, pass it a pointer to some (uninitialized) memory to put the
98 /// result into. This can be useful when it is important for the caller to control
99 /// how the memory the result is stored in gets allocated, and you want to avoid
100 /// unnecessary moves.
101 ///
102 /// ```
103 /// use std::mem::MaybeUninit;
104 ///
105 /// unsafe fn make_vec(out: *mut Vec<i32>) {
106 ///     // `write` does not drop the old contents, which is important.
107 ///     out.write(vec![1, 2, 3]);
108 /// }
109 ///
110 /// let mut v = MaybeUninit::uninit();
111 /// unsafe { make_vec(v.as_mut_ptr()); }
112 /// // Now we know `v` is initialized! This also makes sure the vector gets
113 /// // properly dropped.
114 /// let v = unsafe { v.assume_init() };
115 /// assert_eq!(&v, &[1, 2, 3]);
116 /// ```
117 ///
118 /// ## Initializing an array element-by-element
119 ///
120 /// `MaybeUninit<T>` can be used to initialize a large array element-by-element:
121 ///
122 /// ```
123 /// use std::mem::{self, MaybeUninit};
124 ///
125 /// let data = {
126 ///     // Create an uninitialized array of `MaybeUninit`. The `assume_init` is
127 ///     // safe because the type we are claiming to have initialized here is a
128 ///     // bunch of `MaybeUninit`s, which do not require initialization.
129 ///     let mut data: [MaybeUninit<Vec<u32>>; 1000] = unsafe {
130 ///         MaybeUninit::uninit().assume_init()
131 ///     };
132 ///
133 ///     // Dropping a `MaybeUninit` does nothing. Thus using raw pointer
134 ///     // assignment instead of `ptr::write` does not cause the old
135 ///     // uninitialized value to be dropped. Also if there is a panic during
136 ///     // this loop, we have a memory leak, but there is no memory safety
137 ///     // issue.
138 ///     for elem in &mut data[..] {
139 ///         elem.write(vec![42]);
140 ///     }
141 ///
142 ///     // Everything is initialized. Transmute the array to the
143 ///     // initialized type.
144 ///     unsafe { mem::transmute::<_, [Vec<u32>; 1000]>(data) }
145 /// };
146 ///
147 /// assert_eq!(&data[0], &[42]);
148 /// ```
149 ///
150 /// You can also work with partially initialized arrays, which could
151 /// be found in low-level datastructures.
152 ///
153 /// ```
154 /// use std::mem::MaybeUninit;
155 /// use std::ptr;
156 ///
157 /// // Create an uninitialized array of `MaybeUninit`. The `assume_init` is
158 /// // safe because the type we are claiming to have initialized here is a
159 /// // bunch of `MaybeUninit`s, which do not require initialization.
160 /// let mut data: [MaybeUninit<String>; 1000] = unsafe { MaybeUninit::uninit().assume_init() };
161 /// // Count the number of elements we have assigned.
162 /// let mut data_len: usize = 0;
163 ///
164 /// for elem in &mut data[0..500] {
165 ///     elem.write(String::from("hello"));
166 ///     data_len += 1;
167 /// }
168 ///
169 /// // For each item in the array, drop if we allocated it.
170 /// for elem in &mut data[0..data_len] {
171 ///     unsafe { ptr::drop_in_place(elem.as_mut_ptr()); }
172 /// }
173 /// ```
174 ///
175 /// ## Initializing a struct field-by-field
176 ///
177 /// You can use `MaybeUninit<T>`, and the [`std::ptr::addr_of_mut`] macro, to initialize structs field by field:
178 ///
179 /// ```rust
180 /// use std::mem::MaybeUninit;
181 /// use std::ptr::addr_of_mut;
182 ///
183 /// #[derive(Debug, PartialEq)]
184 /// pub struct Foo {
185 ///     name: String,
186 ///     list: Vec<u8>,
187 /// }
188 ///
189 /// let foo = {
190 ///     let mut uninit: MaybeUninit<Foo> = MaybeUninit::uninit();
191 ///     let ptr = uninit.as_mut_ptr();
192 ///
193 ///     // Initializing the `name` field
194 ///     // Using `write` instead of assignment via `=` to not call `drop` on the
195 ///     // old, uninitialized value.
196 ///     unsafe { addr_of_mut!((*ptr).name).write("Bob".to_string()); }
197 ///
198 ///     // Initializing the `list` field
199 ///     // If there is a panic here, then the `String` in the `name` field leaks.
200 ///     unsafe { addr_of_mut!((*ptr).list).write(vec![0, 1, 2]); }
201 ///
202 ///     // All the fields are initialized, so we call `assume_init` to get an initialized Foo.
203 ///     unsafe { uninit.assume_init() }
204 /// };
205 ///
206 /// assert_eq!(
207 ///     foo,
208 ///     Foo {
209 ///         name: "Bob".to_string(),
210 ///         list: vec![0, 1, 2]
211 ///     }
212 /// );
213 /// ```
214 /// [`std::ptr::addr_of_mut`]: crate::ptr::addr_of_mut
215 /// [ub]: ../../reference/behavior-considered-undefined.html
216 ///
217 /// # Layout
218 ///
219 /// `MaybeUninit<T>` is guaranteed to have the same size, alignment, and ABI as `T`:
220 ///
221 /// ```rust
222 /// use std::mem::{MaybeUninit, size_of, align_of};
223 /// assert_eq!(size_of::<MaybeUninit<u64>>(), size_of::<u64>());
224 /// assert_eq!(align_of::<MaybeUninit<u64>>(), align_of::<u64>());
225 /// ```
226 ///
227 /// However remember that a type *containing* a `MaybeUninit<T>` is not necessarily the same
228 /// layout; Rust does not in general guarantee that the fields of a `Foo<T>` have the same order as
229 /// a `Foo<U>` even if `T` and `U` have the same size and alignment. Furthermore because any bit
230 /// value is valid for a `MaybeUninit<T>` the compiler can't apply non-zero/niche-filling
231 /// optimizations, potentially resulting in a larger size:
232 ///
233 /// ```rust
234 /// # use std::mem::{MaybeUninit, size_of};
235 /// assert_eq!(size_of::<Option<bool>>(), 1);
236 /// assert_eq!(size_of::<Option<MaybeUninit<bool>>>(), 2);
237 /// ```
238 ///
239 /// If `T` is FFI-safe, then so is `MaybeUninit<T>`.
240 ///
241 /// While `MaybeUninit` is `#[repr(transparent)]` (indicating it guarantees the same size,
242 /// alignment, and ABI as `T`), this does *not* change any of the previous caveats. `Option<T>` and
243 /// `Option<MaybeUninit<T>>` may still have different sizes, and types containing a field of type
244 /// `T` may be laid out (and sized) differently than if that field were `MaybeUninit<T>`.
245 /// `MaybeUninit` is a union type, and `#[repr(transparent)]` on unions is unstable (see [the
246 /// tracking issue](https://github.com/rust-lang/rust/issues/60405)). Over time, the exact
247 /// guarantees of `#[repr(transparent)]` on unions may evolve, and `MaybeUninit` may or may not
248 /// remain `#[repr(transparent)]`. That said, `MaybeUninit<T>` will *always* guarantee that it has
249 /// the same size, alignment, and ABI as `T`; it's just that the way `MaybeUninit` implements that
250 /// guarantee may evolve.
251 #[stable(feature = "maybe_uninit", since = "1.36.0")]
252 // Lang item so we can wrap other types in it. This is useful for generators.
253 #[lang = "maybe_uninit"]
254 #[derive(Copy)]
255 #[repr(transparent)]
256 pub union MaybeUninit<T> {
257     uninit: (),
258     value: ManuallyDrop<T>,
259 }
260
261 #[stable(feature = "maybe_uninit", since = "1.36.0")]
262 impl<T: Copy> Clone for MaybeUninit<T> {
263     #[inline(always)]
264     fn clone(&self) -> Self {
265         // Not calling `T::clone()`, we cannot know if we are initialized enough for that.
266         *self
267     }
268 }
269
270 #[stable(feature = "maybe_uninit_debug", since = "1.41.0")]
271 impl<T> fmt::Debug for MaybeUninit<T> {
272     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
273         f.pad(type_name::<Self>())
274     }
275 }
276
277 impl<T> MaybeUninit<T> {
278     /// Creates a new `MaybeUninit<T>` initialized with the given value.
279     /// It is safe to call [`assume_init`] on the return value of this function.
280     ///
281     /// Note that dropping a `MaybeUninit<T>` will never call `T`'s drop code.
282     /// It is your responsibility to make sure `T` gets dropped if it got initialized.
283     ///
284     /// # Example
285     ///
286     /// ```
287     /// use std::mem::MaybeUninit;
288     ///
289     /// let v: MaybeUninit<Vec<u8>> = MaybeUninit::new(vec![42]);
290     /// ```
291     ///
292     /// [`assume_init`]: MaybeUninit::assume_init
293     #[stable(feature = "maybe_uninit", since = "1.36.0")]
294     #[rustc_const_stable(feature = "const_maybe_uninit", since = "1.36.0")]
295     #[must_use = "use `forget` to avoid running Drop code"]
296     #[inline(always)]
297     pub const fn new(val: T) -> MaybeUninit<T> {
298         MaybeUninit { value: ManuallyDrop::new(val) }
299     }
300
301     /// Creates a new `MaybeUninit<T>` in an uninitialized state.
302     ///
303     /// Note that dropping a `MaybeUninit<T>` will never call `T`'s drop code.
304     /// It is your responsibility to make sure `T` gets dropped if it got initialized.
305     ///
306     /// See the [type-level documentation][MaybeUninit] for some examples.
307     ///
308     /// # Example
309     ///
310     /// ```
311     /// use std::mem::MaybeUninit;
312     ///
313     /// let v: MaybeUninit<String> = MaybeUninit::uninit();
314     /// ```
315     #[stable(feature = "maybe_uninit", since = "1.36.0")]
316     #[rustc_const_stable(feature = "const_maybe_uninit", since = "1.36.0")]
317     #[must_use]
318     #[inline(always)]
319     #[rustc_diagnostic_item = "maybe_uninit_uninit"]
320     pub const fn uninit() -> MaybeUninit<T> {
321         MaybeUninit { uninit: () }
322     }
323
324     /// Create a new array of `MaybeUninit<T>` items, in an uninitialized state.
325     ///
326     /// Note: in a future Rust version this method may become unnecessary
327     /// when Rust allows
328     /// [inline const expressions](https://github.com/rust-lang/rust/issues/76001).
329     /// The example below could then use `let mut buf = [const { MaybeUninit::<u8>::uninit() }; 32];`.
330     ///
331     /// # Examples
332     ///
333     /// ```no_run
334     /// #![feature(maybe_uninit_uninit_array, maybe_uninit_slice)]
335     ///
336     /// use std::mem::MaybeUninit;
337     ///
338     /// extern "C" {
339     ///     fn read_into_buffer(ptr: *mut u8, max_len: usize) -> usize;
340     /// }
341     ///
342     /// /// Returns a (possibly smaller) slice of data that was actually read
343     /// fn read(buf: &mut [MaybeUninit<u8>]) -> &[u8] {
344     ///     unsafe {
345     ///         let len = read_into_buffer(buf.as_mut_ptr() as *mut u8, buf.len());
346     ///         MaybeUninit::slice_assume_init_ref(&buf[..len])
347     ///     }
348     /// }
349     ///
350     /// let mut buf: [MaybeUninit<u8>; 32] = MaybeUninit::uninit_array();
351     /// let data = read(&mut buf);
352     /// ```
353     #[unstable(feature = "maybe_uninit_uninit_array", issue = "none")]
354     #[rustc_const_unstable(feature = "maybe_uninit_uninit_array", issue = "none")]
355     #[must_use]
356     #[inline(always)]
357     pub const fn uninit_array<const LEN: usize>() -> [Self; LEN] {
358         // SAFETY: An uninitialized `[MaybeUninit<_>; LEN]` is valid.
359         unsafe { MaybeUninit::<[MaybeUninit<T>; LEN]>::uninit().assume_init() }
360     }
361
362     /// Creates a new `MaybeUninit<T>` in an uninitialized state, with the memory being
363     /// filled with `0` bytes. It depends on `T` whether that already makes for
364     /// proper initialization. For example, `MaybeUninit<usize>::zeroed()` is initialized,
365     /// but `MaybeUninit<&'static i32>::zeroed()` is not because references must not
366     /// be null.
367     ///
368     /// Note that dropping a `MaybeUninit<T>` will never call `T`'s drop code.
369     /// It is your responsibility to make sure `T` gets dropped if it got initialized.
370     ///
371     /// # Example
372     ///
373     /// Correct usage of this function: initializing a struct with zero, where all
374     /// fields of the struct can hold the bit-pattern 0 as a valid value.
375     ///
376     /// ```rust
377     /// use std::mem::MaybeUninit;
378     ///
379     /// let x = MaybeUninit::<(u8, bool)>::zeroed();
380     /// let x = unsafe { x.assume_init() };
381     /// assert_eq!(x, (0, false));
382     /// ```
383     ///
384     /// *Incorrect* usage of this function: calling `x.zeroed().assume_init()`
385     /// when `0` is not a valid bit-pattern for the type:
386     ///
387     /// ```rust,no_run
388     /// use std::mem::MaybeUninit;
389     ///
390     /// enum NotZero { One = 1, Two = 2 }
391     ///
392     /// let x = MaybeUninit::<(u8, NotZero)>::zeroed();
393     /// let x = unsafe { x.assume_init() };
394     /// // Inside a pair, we create a `NotZero` that does not have a valid discriminant.
395     /// // This is undefined behavior. ⚠️
396     /// ```
397     #[stable(feature = "maybe_uninit", since = "1.36.0")]
398     #[rustc_const_unstable(feature = "const_maybe_uninit_zeroed", issue = "91850")]
399     #[must_use]
400     #[inline]
401     #[rustc_diagnostic_item = "maybe_uninit_zeroed"]
402     pub const fn zeroed() -> MaybeUninit<T> {
403         let mut u = MaybeUninit::<T>::uninit();
404         // SAFETY: `u.as_mut_ptr()` points to allocated memory.
405         unsafe {
406             u.as_mut_ptr().write_bytes(0u8, 1);
407         }
408         u
409     }
410
411     /// Sets the value of the `MaybeUninit<T>`.
412     ///
413     /// This overwrites any previous value without dropping it, so be careful
414     /// not to use this twice unless you want to skip running the destructor.
415     /// For your convenience, this also returns a mutable reference to the
416     /// (now safely initialized) contents of `self`.
417     ///
418     /// As the content is stored inside a `MaybeUninit`, the destructor is not
419     /// run for the inner data if the MaybeUninit leaves scope without a call to
420     /// [`assume_init`], [`assume_init_drop`], or similar. Code that receives
421     /// the mutable reference returned by this function needs to keep this in
422     /// mind. The safety model of Rust regards leaks as safe, but they are
423     /// usually still undesirable. This being said, the mutable reference
424     /// behaves like any other mutable reference would, so assigning a new value
425     /// to it will drop the old content.
426     ///
427     /// [`assume_init`]: Self::assume_init
428     /// [`assume_init_drop`]: Self::assume_init_drop
429     ///
430     /// # Examples
431     ///
432     /// Correct usage of this method:
433     ///
434     /// ```rust
435     /// use std::mem::MaybeUninit;
436     ///
437     /// let mut x = MaybeUninit::<Vec<u8>>::uninit();
438     ///
439     /// {
440     ///     let hello = x.write((&b"Hello, world!").to_vec());
441     ///     // Setting hello does not leak prior allocations, but drops them
442     ///     *hello = (&b"Hello").to_vec();
443     ///     hello[0] = 'h' as u8;
444     /// }
445     /// // x is initialized now:
446     /// let s = unsafe { x.assume_init() };
447     /// assert_eq!(b"hello", s.as_slice());
448     /// ```
449     ///
450     /// This usage of the method causes a leak:
451     ///
452     /// ```rust
453     /// use std::mem::MaybeUninit;
454     ///
455     /// let mut x = MaybeUninit::<String>::uninit();
456     ///
457     /// x.write("Hello".to_string());
458     /// // This leaks the contained string:
459     /// x.write("hello".to_string());
460     /// // x is initialized now:
461     /// let s = unsafe { x.assume_init() };
462     /// ```
463     ///
464     /// This method can be used to avoid unsafe in some cases. The example below
465     /// shows a part of an implementation of a fixed sized arena that lends out
466     /// pinned references.
467     /// With `write`, we can avoid the need to write through a raw pointer:
468     ///
469     /// ```rust
470     /// use core::pin::Pin;
471     /// use core::mem::MaybeUninit;
472     ///
473     /// struct PinArena<T> {
474     ///     memory: Box<[MaybeUninit<T>]>,
475     ///     len: usize,
476     /// }
477     ///
478     /// impl <T> PinArena<T> {
479     ///     pub fn capacity(&self) -> usize {
480     ///         self.memory.len()
481     ///     }
482     ///     pub fn push(&mut self, val: T) -> Pin<&mut T> {
483     ///         if self.len >= self.capacity() {
484     ///             panic!("Attempted to push to a full pin arena!");
485     ///         }
486     ///         let ref_ = self.memory[self.len].write(val);
487     ///         self.len += 1;
488     ///         unsafe { Pin::new_unchecked(ref_) }
489     ///     }
490     /// }
491     /// ```
492     #[stable(feature = "maybe_uninit_write", since = "1.55.0")]
493     #[rustc_const_unstable(feature = "const_maybe_uninit_write", issue = "63567")]
494     #[inline(always)]
495     pub const fn write(&mut self, val: T) -> &mut T {
496         *self = MaybeUninit::new(val);
497         // SAFETY: We just initialized this value.
498         unsafe { self.assume_init_mut() }
499     }
500
501     /// Gets a pointer to the contained value. Reading from this pointer or turning it
502     /// into a reference is undefined behavior unless the `MaybeUninit<T>` is initialized.
503     /// Writing to memory that this pointer (non-transitively) points to is undefined behavior
504     /// (except inside an `UnsafeCell<T>`).
505     ///
506     /// # Examples
507     ///
508     /// Correct usage of this method:
509     ///
510     /// ```rust
511     /// use std::mem::MaybeUninit;
512     ///
513     /// let mut x = MaybeUninit::<Vec<u32>>::uninit();
514     /// x.write(vec![0, 1, 2]);
515     /// // Create a reference into the `MaybeUninit<T>`. This is okay because we initialized it.
516     /// let x_vec = unsafe { &*x.as_ptr() };
517     /// assert_eq!(x_vec.len(), 3);
518     /// ```
519     ///
520     /// *Incorrect* usage of this method:
521     ///
522     /// ```rust,no_run
523     /// use std::mem::MaybeUninit;
524     ///
525     /// let x = MaybeUninit::<Vec<u32>>::uninit();
526     /// let x_vec = unsafe { &*x.as_ptr() };
527     /// // We have created a reference to an uninitialized vector! This is undefined behavior. ⚠️
528     /// ```
529     ///
530     /// (Notice that the rules around references to uninitialized data are not finalized yet, but
531     /// until they are, it is advisable to avoid them.)
532     #[stable(feature = "maybe_uninit", since = "1.36.0")]
533     #[rustc_const_stable(feature = "const_maybe_uninit_as_ptr", since = "1.59.0")]
534     #[inline(always)]
535     pub const fn as_ptr(&self) -> *const T {
536         // `MaybeUninit` and `ManuallyDrop` are both `repr(transparent)` so we can cast the pointer.
537         self as *const _ as *const T
538     }
539
540     /// Gets a mutable pointer to the contained value. Reading from this pointer or turning it
541     /// into a reference is undefined behavior unless the `MaybeUninit<T>` is initialized.
542     ///
543     /// # Examples
544     ///
545     /// Correct usage of this method:
546     ///
547     /// ```rust
548     /// use std::mem::MaybeUninit;
549     ///
550     /// let mut x = MaybeUninit::<Vec<u32>>::uninit();
551     /// x.write(vec![0, 1, 2]);
552     /// // Create a reference into the `MaybeUninit<Vec<u32>>`.
553     /// // This is okay because we initialized it.
554     /// let x_vec = unsafe { &mut *x.as_mut_ptr() };
555     /// x_vec.push(3);
556     /// assert_eq!(x_vec.len(), 4);
557     /// ```
558     ///
559     /// *Incorrect* usage of this method:
560     ///
561     /// ```rust,no_run
562     /// use std::mem::MaybeUninit;
563     ///
564     /// let mut x = MaybeUninit::<Vec<u32>>::uninit();
565     /// let x_vec = unsafe { &mut *x.as_mut_ptr() };
566     /// // We have created a reference to an uninitialized vector! This is undefined behavior. ⚠️
567     /// ```
568     ///
569     /// (Notice that the rules around references to uninitialized data are not finalized yet, but
570     /// until they are, it is advisable to avoid them.)
571     #[stable(feature = "maybe_uninit", since = "1.36.0")]
572     #[rustc_const_unstable(feature = "const_maybe_uninit_as_mut_ptr", issue = "75251")]
573     #[inline(always)]
574     pub const fn as_mut_ptr(&mut self) -> *mut T {
575         // `MaybeUninit` and `ManuallyDrop` are both `repr(transparent)` so we can cast the pointer.
576         self as *mut _ as *mut T
577     }
578
579     /// Extracts the value from the `MaybeUninit<T>` container. This is a great way
580     /// to ensure that the data will get dropped, because the resulting `T` is
581     /// subject to the usual drop handling.
582     ///
583     /// # Safety
584     ///
585     /// It is up to the caller to guarantee that the `MaybeUninit<T>` really is in an initialized
586     /// state. Calling this when the content is not yet fully initialized causes immediate undefined
587     /// behavior. The [type-level documentation][inv] contains more information about
588     /// this initialization invariant.
589     ///
590     /// [inv]: #initialization-invariant
591     ///
592     /// On top of that, remember that most types have additional invariants beyond merely
593     /// being considered initialized at the type level. For example, a `1`-initialized [`Vec<T>`]
594     /// is considered initialized (under the current implementation; this does not constitute
595     /// a stable guarantee) because the only requirement the compiler knows about it
596     /// is that the data pointer must be non-null. Creating such a `Vec<T>` does not cause
597     /// *immediate* undefined behavior, but will cause undefined behavior with most
598     /// safe operations (including dropping it).
599     ///
600     /// [`Vec<T>`]: ../../std/vec/struct.Vec.html
601     ///
602     /// # Examples
603     ///
604     /// Correct usage of this method:
605     ///
606     /// ```rust
607     /// use std::mem::MaybeUninit;
608     ///
609     /// let mut x = MaybeUninit::<bool>::uninit();
610     /// x.write(true);
611     /// let x_init = unsafe { x.assume_init() };
612     /// assert_eq!(x_init, true);
613     /// ```
614     ///
615     /// *Incorrect* usage of this method:
616     ///
617     /// ```rust,no_run
618     /// use std::mem::MaybeUninit;
619     ///
620     /// let x = MaybeUninit::<Vec<u32>>::uninit();
621     /// let x_init = unsafe { x.assume_init() };
622     /// // `x` had not been initialized yet, so this last line caused undefined behavior. ⚠️
623     /// ```
624     #[stable(feature = "maybe_uninit", since = "1.36.0")]
625     #[rustc_const_stable(feature = "const_maybe_uninit_assume_init", since = "1.59.0")]
626     #[inline(always)]
627     #[rustc_diagnostic_item = "assume_init"]
628     #[track_caller]
629     pub const unsafe fn assume_init(self) -> T {
630         // SAFETY: the caller must guarantee that `self` is initialized.
631         // This also means that `self` must be a `value` variant.
632         unsafe {
633             intrinsics::assert_inhabited::<T>();
634             ManuallyDrop::into_inner(self.value)
635         }
636     }
637
638     /// Reads the value from the `MaybeUninit<T>` container. The resulting `T` is subject
639     /// to the usual drop handling.
640     ///
641     /// Whenever possible, it is preferable to use [`assume_init`] instead, which
642     /// prevents duplicating the content of the `MaybeUninit<T>`.
643     ///
644     /// # Safety
645     ///
646     /// It is up to the caller to guarantee that the `MaybeUninit<T>` really is in an initialized
647     /// state. Calling this when the content is not yet fully initialized causes undefined
648     /// behavior. The [type-level documentation][inv] contains more information about
649     /// this initialization invariant.
650     ///
651     /// Moreover, similar to the [`ptr::read`] function, this function creates a
652     /// bitwise copy of the contents, regardless whether the contained type
653     /// implements the [`Copy`] trait or not. When using multiple copies of the
654     /// data (by calling `assume_init_read` multiple times, or first calling
655     /// `assume_init_read` and then [`assume_init`]), it is your responsibility
656     /// to ensure that that data may indeed be duplicated.
657     ///
658     /// [inv]: #initialization-invariant
659     /// [`assume_init`]: MaybeUninit::assume_init
660     ///
661     /// # Examples
662     ///
663     /// Correct usage of this method:
664     ///
665     /// ```rust
666     /// use std::mem::MaybeUninit;
667     ///
668     /// let mut x = MaybeUninit::<u32>::uninit();
669     /// x.write(13);
670     /// let x1 = unsafe { x.assume_init_read() };
671     /// // `u32` is `Copy`, so we may read multiple times.
672     /// let x2 = unsafe { x.assume_init_read() };
673     /// assert_eq!(x1, x2);
674     ///
675     /// let mut x = MaybeUninit::<Option<Vec<u32>>>::uninit();
676     /// x.write(None);
677     /// let x1 = unsafe { x.assume_init_read() };
678     /// // Duplicating a `None` value is okay, so we may read multiple times.
679     /// let x2 = unsafe { x.assume_init_read() };
680     /// assert_eq!(x1, x2);
681     /// ```
682     ///
683     /// *Incorrect* usage of this method:
684     ///
685     /// ```rust,no_run
686     /// use std::mem::MaybeUninit;
687     ///
688     /// let mut x = MaybeUninit::<Option<Vec<u32>>>::uninit();
689     /// x.write(Some(vec![0, 1, 2]));
690     /// let x1 = unsafe { x.assume_init_read() };
691     /// let x2 = unsafe { x.assume_init_read() };
692     /// // We now created two copies of the same vector, leading to a double-free ⚠️ when
693     /// // they both get dropped!
694     /// ```
695     #[stable(feature = "maybe_uninit_extra", since = "1.60.0")]
696     #[rustc_const_unstable(feature = "const_maybe_uninit_assume_init_read", issue = "63567")]
697     #[inline(always)]
698     #[track_caller]
699     pub const unsafe fn assume_init_read(&self) -> T {
700         // SAFETY: the caller must guarantee that `self` is initialized.
701         // Reading from `self.as_ptr()` is safe since `self` should be initialized.
702         unsafe {
703             intrinsics::assert_inhabited::<T>();
704             self.as_ptr().read()
705         }
706     }
707
708     /// Drops the contained value in place.
709     ///
710     /// If you have ownership of the `MaybeUninit`, you can also use
711     /// [`assume_init`] as an alternative.
712     ///
713     /// # Safety
714     ///
715     /// It is up to the caller to guarantee that the `MaybeUninit<T>` really is
716     /// in an initialized state. Calling this when the content is not yet fully
717     /// initialized causes undefined behavior.
718     ///
719     /// On top of that, all additional invariants of the type `T` must be
720     /// satisfied, as the `Drop` implementation of `T` (or its members) may
721     /// rely on this. For example, setting a [`Vec<T>`] to an invalid but
722     /// non-null address makes it initialized (under the current implementation;
723     /// this does not constitute a stable guarantee), because the only
724     /// requirement the compiler knows about it is that the data pointer must be
725     /// non-null. Dropping such a `Vec<T>` however will cause undefined
726     /// behaviour.
727     ///
728     /// [`assume_init`]: MaybeUninit::assume_init
729     /// [`Vec<T>`]: ../../std/vec/struct.Vec.html
730     #[stable(feature = "maybe_uninit_extra", since = "1.60.0")]
731     pub unsafe fn assume_init_drop(&mut self) {
732         // SAFETY: the caller must guarantee that `self` is initialized and
733         // satisfies all invariants of `T`.
734         // Dropping the value in place is safe if that is the case.
735         unsafe { ptr::drop_in_place(self.as_mut_ptr()) }
736     }
737
738     /// Gets a shared reference to the contained value.
739     ///
740     /// This can be useful when we want to access a `MaybeUninit` that has been
741     /// initialized but don't have ownership of the `MaybeUninit` (preventing the use
742     /// of `.assume_init()`).
743     ///
744     /// # Safety
745     ///
746     /// Calling this when the content is not yet fully initialized causes undefined
747     /// behavior: it is up to the caller to guarantee that the `MaybeUninit<T>` really
748     /// is in an initialized state.
749     ///
750     /// # Examples
751     ///
752     /// ### Correct usage of this method:
753     ///
754     /// ```rust
755     /// use std::mem::MaybeUninit;
756     ///
757     /// let mut x = MaybeUninit::<Vec<u32>>::uninit();
758     /// // Initialize `x`:
759     /// x.write(vec![1, 2, 3]);
760     /// // Now that our `MaybeUninit<_>` is known to be initialized, it is okay to
761     /// // create a shared reference to it:
762     /// let x: &Vec<u32> = unsafe {
763     ///     // SAFETY: `x` has been initialized.
764     ///     x.assume_init_ref()
765     /// };
766     /// assert_eq!(x, &vec![1, 2, 3]);
767     /// ```
768     ///
769     /// ### *Incorrect* usages of this method:
770     ///
771     /// ```rust,no_run
772     /// use std::mem::MaybeUninit;
773     ///
774     /// let x = MaybeUninit::<Vec<u32>>::uninit();
775     /// let x_vec: &Vec<u32> = unsafe { x.assume_init_ref() };
776     /// // We have created a reference to an uninitialized vector! This is undefined behavior. ⚠️
777     /// ```
778     ///
779     /// ```rust,no_run
780     /// use std::{cell::Cell, mem::MaybeUninit};
781     ///
782     /// let b = MaybeUninit::<Cell<bool>>::uninit();
783     /// // Initialize the `MaybeUninit` using `Cell::set`:
784     /// unsafe {
785     ///     b.assume_init_ref().set(true);
786     ///    // ^^^^^^^^^^^^^^^
787     ///    // Reference to an uninitialized `Cell<bool>`: UB!
788     /// }
789     /// ```
790     #[stable(feature = "maybe_uninit_ref", since = "1.55.0")]
791     #[rustc_const_stable(feature = "const_maybe_uninit_assume_init", since = "1.59.0")]
792     #[inline(always)]
793     pub const unsafe fn assume_init_ref(&self) -> &T {
794         // SAFETY: the caller must guarantee that `self` is initialized.
795         // This also means that `self` must be a `value` variant.
796         unsafe {
797             intrinsics::assert_inhabited::<T>();
798             &*self.as_ptr()
799         }
800     }
801
802     /// Gets a mutable (unique) reference to the contained value.
803     ///
804     /// This can be useful when we want to access a `MaybeUninit` that has been
805     /// initialized but don't have ownership of the `MaybeUninit` (preventing the use
806     /// of `.assume_init()`).
807     ///
808     /// # Safety
809     ///
810     /// Calling this when the content is not yet fully initialized causes undefined
811     /// behavior: it is up to the caller to guarantee that the `MaybeUninit<T>` really
812     /// is in an initialized state. For instance, `.assume_init_mut()` cannot be used to
813     /// initialize a `MaybeUninit`.
814     ///
815     /// # Examples
816     ///
817     /// ### Correct usage of this method:
818     ///
819     /// ```rust
820     /// # #![allow(unexpected_cfgs)]
821     /// use std::mem::MaybeUninit;
822     ///
823     /// # unsafe extern "C" fn initialize_buffer(buf: *mut [u8; 1024]) { *buf = [0; 1024] }
824     /// # #[cfg(FALSE)]
825     /// extern "C" {
826     ///     /// Initializes *all* the bytes of the input buffer.
827     ///     fn initialize_buffer(buf: *mut [u8; 1024]);
828     /// }
829     ///
830     /// let mut buf = MaybeUninit::<[u8; 1024]>::uninit();
831     ///
832     /// // Initialize `buf`:
833     /// unsafe { initialize_buffer(buf.as_mut_ptr()); }
834     /// // Now we know that `buf` has been initialized, so we could `.assume_init()` it.
835     /// // However, using `.assume_init()` may trigger a `memcpy` of the 1024 bytes.
836     /// // To assert our buffer has been initialized without copying it, we upgrade
837     /// // the `&mut MaybeUninit<[u8; 1024]>` to a `&mut [u8; 1024]`:
838     /// let buf: &mut [u8; 1024] = unsafe {
839     ///     // SAFETY: `buf` has been initialized.
840     ///     buf.assume_init_mut()
841     /// };
842     ///
843     /// // Now we can use `buf` as a normal slice:
844     /// buf.sort_unstable();
845     /// assert!(
846     ///     buf.windows(2).all(|pair| pair[0] <= pair[1]),
847     ///     "buffer is sorted",
848     /// );
849     /// ```
850     ///
851     /// ### *Incorrect* usages of this method:
852     ///
853     /// You cannot use `.assume_init_mut()` to initialize a value:
854     ///
855     /// ```rust,no_run
856     /// use std::mem::MaybeUninit;
857     ///
858     /// let mut b = MaybeUninit::<bool>::uninit();
859     /// unsafe {
860     ///     *b.assume_init_mut() = true;
861     ///     // We have created a (mutable) reference to an uninitialized `bool`!
862     ///     // This is undefined behavior. ⚠️
863     /// }
864     /// ```
865     ///
866     /// For instance, you cannot [`Read`] into an uninitialized buffer:
867     ///
868     /// [`Read`]: https://doc.rust-lang.org/std/io/trait.Read.html
869     ///
870     /// ```rust,no_run
871     /// use std::{io, mem::MaybeUninit};
872     ///
873     /// fn read_chunk (reader: &'_ mut dyn io::Read) -> io::Result<[u8; 64]>
874     /// {
875     ///     let mut buffer = MaybeUninit::<[u8; 64]>::uninit();
876     ///     reader.read_exact(unsafe { buffer.assume_init_mut() })?;
877     ///                             // ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
878     ///                             // (mutable) reference to uninitialized memory!
879     ///                             // This is undefined behavior.
880     ///     Ok(unsafe { buffer.assume_init() })
881     /// }
882     /// ```
883     ///
884     /// Nor can you use direct field access to do field-by-field gradual initialization:
885     ///
886     /// ```rust,no_run
887     /// use std::{mem::MaybeUninit, ptr};
888     ///
889     /// struct Foo {
890     ///     a: u32,
891     ///     b: u8,
892     /// }
893     ///
894     /// let foo: Foo = unsafe {
895     ///     let mut foo = MaybeUninit::<Foo>::uninit();
896     ///     ptr::write(&mut foo.assume_init_mut().a as *mut u32, 1337);
897     ///                  // ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
898     ///                  // (mutable) reference to uninitialized memory!
899     ///                  // This is undefined behavior.
900     ///     ptr::write(&mut foo.assume_init_mut().b as *mut u8, 42);
901     ///                  // ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
902     ///                  // (mutable) reference to uninitialized memory!
903     ///                  // This is undefined behavior.
904     ///     foo.assume_init()
905     /// };
906     /// ```
907     #[stable(feature = "maybe_uninit_ref", since = "1.55.0")]
908     #[rustc_const_unstable(feature = "const_maybe_uninit_assume_init", issue = "none")]
909     #[inline(always)]
910     pub const unsafe fn assume_init_mut(&mut self) -> &mut T {
911         // SAFETY: the caller must guarantee that `self` is initialized.
912         // This also means that `self` must be a `value` variant.
913         unsafe {
914             intrinsics::assert_inhabited::<T>();
915             &mut *self.as_mut_ptr()
916         }
917     }
918
919     /// Extracts the values from an array of `MaybeUninit` containers.
920     ///
921     /// # Safety
922     ///
923     /// It is up to the caller to guarantee that all elements of the array are
924     /// in an initialized state.
925     ///
926     /// # Examples
927     ///
928     /// ```
929     /// #![feature(maybe_uninit_uninit_array)]
930     /// #![feature(maybe_uninit_array_assume_init)]
931     /// use std::mem::MaybeUninit;
932     ///
933     /// let mut array: [MaybeUninit<i32>; 3] = MaybeUninit::uninit_array();
934     /// array[0].write(0);
935     /// array[1].write(1);
936     /// array[2].write(2);
937     ///
938     /// // SAFETY: Now safe as we initialised all elements
939     /// let array = unsafe {
940     ///     MaybeUninit::array_assume_init(array)
941     /// };
942     ///
943     /// assert_eq!(array, [0, 1, 2]);
944     /// ```
945     #[unstable(feature = "maybe_uninit_array_assume_init", issue = "80908")]
946     #[inline(always)]
947     #[track_caller]
948     pub unsafe fn array_assume_init<const N: usize>(array: [Self; N]) -> [T; N] {
949         // SAFETY:
950         // * The caller guarantees that all elements of the array are initialized
951         // * `MaybeUninit<T>` and T are guaranteed to have the same layout
952         // * `MaybeUninit` does not drop, so there are no double-frees
953         // And thus the conversion is safe
954         unsafe {
955             intrinsics::assert_inhabited::<[T; N]>();
956             (&array as *const _ as *const [T; N]).read()
957         }
958     }
959
960     /// Assuming all the elements are initialized, get a slice to them.
961     ///
962     /// # Safety
963     ///
964     /// It is up to the caller to guarantee that the `MaybeUninit<T>` elements
965     /// really are in an initialized state.
966     /// Calling this when the content is not yet fully initialized causes undefined behavior.
967     ///
968     /// See [`assume_init_ref`] for more details and examples.
969     ///
970     /// [`assume_init_ref`]: MaybeUninit::assume_init_ref
971     #[unstable(feature = "maybe_uninit_slice", issue = "63569")]
972     #[rustc_const_unstable(feature = "maybe_uninit_slice", issue = "63569")]
973     #[inline(always)]
974     pub const unsafe fn slice_assume_init_ref(slice: &[Self]) -> &[T] {
975         // SAFETY: casting `slice` to a `*const [T]` is safe since the caller guarantees that
976         // `slice` is initialized, and `MaybeUninit` is guaranteed to have the same layout as `T`.
977         // The pointer obtained is valid since it refers to memory owned by `slice` which is a
978         // reference and thus guaranteed to be valid for reads.
979         unsafe { &*(slice as *const [Self] as *const [T]) }
980     }
981
982     /// Assuming all the elements are initialized, get a mutable slice to them.
983     ///
984     /// # Safety
985     ///
986     /// It is up to the caller to guarantee that the `MaybeUninit<T>` elements
987     /// really are in an initialized state.
988     /// Calling this when the content is not yet fully initialized causes undefined behavior.
989     ///
990     /// See [`assume_init_mut`] for more details and examples.
991     ///
992     /// [`assume_init_mut`]: MaybeUninit::assume_init_mut
993     #[unstable(feature = "maybe_uninit_slice", issue = "63569")]
994     #[rustc_const_unstable(feature = "const_maybe_uninit_assume_init", issue = "none")]
995     #[inline(always)]
996     pub const unsafe fn slice_assume_init_mut(slice: &mut [Self]) -> &mut [T] {
997         // SAFETY: similar to safety notes for `slice_get_ref`, but we have a
998         // mutable reference which is also guaranteed to be valid for writes.
999         unsafe { &mut *(slice as *mut [Self] as *mut [T]) }
1000     }
1001
1002     /// Gets a pointer to the first element of the array.
1003     #[unstable(feature = "maybe_uninit_slice", issue = "63569")]
1004     #[rustc_const_unstable(feature = "maybe_uninit_slice", issue = "63569")]
1005     #[inline(always)]
1006     pub const fn slice_as_ptr(this: &[MaybeUninit<T>]) -> *const T {
1007         this.as_ptr() as *const T
1008     }
1009
1010     /// Gets a mutable pointer to the first element of the array.
1011     #[unstable(feature = "maybe_uninit_slice", issue = "63569")]
1012     #[rustc_const_unstable(feature = "maybe_uninit_slice", issue = "63569")]
1013     #[inline(always)]
1014     pub const fn slice_as_mut_ptr(this: &mut [MaybeUninit<T>]) -> *mut T {
1015         this.as_mut_ptr() as *mut T
1016     }
1017
1018     /// Copies the elements from `src` to `this`, returning a mutable reference to the now initialized contents of `this`.
1019     ///
1020     /// If `T` does not implement `Copy`, use [`write_slice_cloned`]
1021     ///
1022     /// This is similar to [`slice::copy_from_slice`].
1023     ///
1024     /// # Panics
1025     ///
1026     /// This function will panic if the two slices have different lengths.
1027     ///
1028     /// # Examples
1029     ///
1030     /// ```
1031     /// #![feature(maybe_uninit_write_slice)]
1032     /// use std::mem::MaybeUninit;
1033     ///
1034     /// let mut dst = [MaybeUninit::uninit(); 32];
1035     /// let src = [0; 32];
1036     ///
1037     /// let init = MaybeUninit::write_slice(&mut dst, &src);
1038     ///
1039     /// assert_eq!(init, src);
1040     /// ```
1041     ///
1042     /// ```
1043     /// #![feature(maybe_uninit_write_slice)]
1044     /// use std::mem::MaybeUninit;
1045     ///
1046     /// let mut vec = Vec::with_capacity(32);
1047     /// let src = [0; 16];
1048     ///
1049     /// MaybeUninit::write_slice(&mut vec.spare_capacity_mut()[..src.len()], &src);
1050     ///
1051     /// // SAFETY: we have just copied all the elements of len into the spare capacity
1052     /// // the first src.len() elements of the vec are valid now.
1053     /// unsafe {
1054     ///     vec.set_len(src.len());
1055     /// }
1056     ///
1057     /// assert_eq!(vec, src);
1058     /// ```
1059     ///
1060     /// [`write_slice_cloned`]: MaybeUninit::write_slice_cloned
1061     #[unstable(feature = "maybe_uninit_write_slice", issue = "79995")]
1062     pub fn write_slice<'a>(this: &'a mut [MaybeUninit<T>], src: &[T]) -> &'a mut [T]
1063     where
1064         T: Copy,
1065     {
1066         // SAFETY: &[T] and &[MaybeUninit<T>] have the same layout
1067         let uninit_src: &[MaybeUninit<T>] = unsafe { super::transmute(src) };
1068
1069         this.copy_from_slice(uninit_src);
1070
1071         // SAFETY: Valid elements have just been copied into `this` so it is initialized
1072         unsafe { MaybeUninit::slice_assume_init_mut(this) }
1073     }
1074
1075     /// Clones the elements from `src` to `this`, returning a mutable reference to the now initialized contents of `this`.
1076     /// Any already initialized elements will not be dropped.
1077     ///
1078     /// If `T` implements `Copy`, use [`write_slice`]
1079     ///
1080     /// This is similar to [`slice::clone_from_slice`] but does not drop existing elements.
1081     ///
1082     /// # Panics
1083     ///
1084     /// This function will panic if the two slices have different lengths, or if the implementation of `Clone` panics.
1085     ///
1086     /// If there is a panic, the already cloned elements will be dropped.
1087     ///
1088     /// # Examples
1089     ///
1090     /// ```
1091     /// #![feature(maybe_uninit_write_slice)]
1092     /// use std::mem::MaybeUninit;
1093     ///
1094     /// let mut dst = [MaybeUninit::uninit(), MaybeUninit::uninit(), MaybeUninit::uninit(), MaybeUninit::uninit(), MaybeUninit::uninit()];
1095     /// let src = ["wibbly".to_string(), "wobbly".to_string(), "timey".to_string(), "wimey".to_string(), "stuff".to_string()];
1096     ///
1097     /// let init = MaybeUninit::write_slice_cloned(&mut dst, &src);
1098     ///
1099     /// assert_eq!(init, src);
1100     /// ```
1101     ///
1102     /// ```
1103     /// #![feature(maybe_uninit_write_slice)]
1104     /// use std::mem::MaybeUninit;
1105     ///
1106     /// let mut vec = Vec::with_capacity(32);
1107     /// let src = ["rust", "is", "a", "pretty", "cool", "language"];
1108     ///
1109     /// MaybeUninit::write_slice_cloned(&mut vec.spare_capacity_mut()[..src.len()], &src);
1110     ///
1111     /// // SAFETY: we have just cloned all the elements of len into the spare capacity
1112     /// // the first src.len() elements of the vec are valid now.
1113     /// unsafe {
1114     ///     vec.set_len(src.len());
1115     /// }
1116     ///
1117     /// assert_eq!(vec, src);
1118     /// ```
1119     ///
1120     /// [`write_slice`]: MaybeUninit::write_slice
1121     #[unstable(feature = "maybe_uninit_write_slice", issue = "79995")]
1122     pub fn write_slice_cloned<'a>(this: &'a mut [MaybeUninit<T>], src: &[T]) -> &'a mut [T]
1123     where
1124         T: Clone,
1125     {
1126         // unlike copy_from_slice this does not call clone_from_slice on the slice
1127         // this is because `MaybeUninit<T: Clone>` does not implement Clone.
1128
1129         struct Guard<'a, T> {
1130             slice: &'a mut [MaybeUninit<T>],
1131             initialized: usize,
1132         }
1133
1134         impl<'a, T> Drop for Guard<'a, T> {
1135             fn drop(&mut self) {
1136                 let initialized_part = &mut self.slice[..self.initialized];
1137                 // SAFETY: this raw slice will contain only initialized objects
1138                 // that's why, it is allowed to drop it.
1139                 unsafe {
1140                     crate::ptr::drop_in_place(MaybeUninit::slice_assume_init_mut(initialized_part));
1141                 }
1142             }
1143         }
1144
1145         assert_eq!(this.len(), src.len(), "destination and source slices have different lengths");
1146         // NOTE: We need to explicitly slice them to the same length
1147         // for bounds checking to be elided, and the optimizer will
1148         // generate memcpy for simple cases (for example T = u8).
1149         let len = this.len();
1150         let src = &src[..len];
1151
1152         // guard is needed b/c panic might happen during a clone
1153         let mut guard = Guard { slice: this, initialized: 0 };
1154
1155         for i in 0..len {
1156             guard.slice[i].write(src[i].clone());
1157             guard.initialized += 1;
1158         }
1159
1160         super::forget(guard);
1161
1162         // SAFETY: Valid elements have just been written into `this` so it is initialized
1163         unsafe { MaybeUninit::slice_assume_init_mut(this) }
1164     }
1165
1166     /// Returns the contents of this `MaybeUninit` as a slice of potentially uninitialized bytes.
1167     ///
1168     /// Note that even if the contents of a `MaybeUninit` have been initialized, the value may still
1169     /// contain padding bytes which are left uninitialized.
1170     ///
1171     /// # Examples
1172     ///
1173     /// ```
1174     /// #![feature(maybe_uninit_as_bytes, maybe_uninit_slice)]
1175     /// use std::mem::MaybeUninit;
1176     ///
1177     /// let val = 0x12345678i32;
1178     /// let uninit = MaybeUninit::new(val);
1179     /// let uninit_bytes = uninit.as_bytes();
1180     /// let bytes = unsafe { MaybeUninit::slice_assume_init_ref(uninit_bytes) };
1181     /// assert_eq!(bytes, val.to_ne_bytes());
1182     /// ```
1183     #[unstable(feature = "maybe_uninit_as_bytes", issue = "93092")]
1184     pub fn as_bytes(&self) -> &[MaybeUninit<u8>] {
1185         // SAFETY: MaybeUninit<u8> is always valid, even for padding bytes
1186         unsafe {
1187             slice::from_raw_parts(self.as_ptr() as *const MaybeUninit<u8>, mem::size_of::<T>())
1188         }
1189     }
1190
1191     /// Returns the contents of this `MaybeUninit` as a mutable slice of potentially uninitialized
1192     /// bytes.
1193     ///
1194     /// Note that even if the contents of a `MaybeUninit` have been initialized, the value may still
1195     /// contain padding bytes which are left uninitialized.
1196     ///
1197     /// # Examples
1198     ///
1199     /// ```
1200     /// #![feature(maybe_uninit_as_bytes)]
1201     /// use std::mem::MaybeUninit;
1202     ///
1203     /// let val = 0x12345678i32;
1204     /// let mut uninit = MaybeUninit::new(val);
1205     /// let uninit_bytes = uninit.as_bytes_mut();
1206     /// if cfg!(target_endian = "little") {
1207     ///     uninit_bytes[0].write(0xcd);
1208     /// } else {
1209     ///     uninit_bytes[3].write(0xcd);
1210     /// }
1211     /// let val2 = unsafe { uninit.assume_init() };
1212     /// assert_eq!(val2, 0x123456cd);
1213     /// ```
1214     #[unstable(feature = "maybe_uninit_as_bytes", issue = "93092")]
1215     pub fn as_bytes_mut(&mut self) -> &mut [MaybeUninit<u8>] {
1216         // SAFETY: MaybeUninit<u8> is always valid, even for padding bytes
1217         unsafe {
1218             slice::from_raw_parts_mut(
1219                 self.as_mut_ptr() as *mut MaybeUninit<u8>,
1220                 mem::size_of::<T>(),
1221             )
1222         }
1223     }
1224
1225     /// Returns the contents of this slice of `MaybeUninit` as a slice of potentially uninitialized
1226     /// bytes.
1227     ///
1228     /// Note that even if the contents of a `MaybeUninit` have been initialized, the value may still
1229     /// contain padding bytes which are left uninitialized.
1230     ///
1231     /// # Examples
1232     ///
1233     /// ```
1234     /// #![feature(maybe_uninit_as_bytes, maybe_uninit_write_slice, maybe_uninit_slice)]
1235     /// use std::mem::MaybeUninit;
1236     ///
1237     /// let uninit = [MaybeUninit::new(0x1234u16), MaybeUninit::new(0x5678u16)];
1238     /// let uninit_bytes = MaybeUninit::slice_as_bytes(&uninit);
1239     /// let bytes = unsafe { MaybeUninit::slice_assume_init_ref(&uninit_bytes) };
1240     /// let val1 = u16::from_ne_bytes(bytes[0..2].try_into().unwrap());
1241     /// let val2 = u16::from_ne_bytes(bytes[2..4].try_into().unwrap());
1242     /// assert_eq!(&[val1, val2], &[0x1234u16, 0x5678u16]);
1243     /// ```
1244     #[unstable(feature = "maybe_uninit_as_bytes", issue = "93092")]
1245     pub fn slice_as_bytes(this: &[MaybeUninit<T>]) -> &[MaybeUninit<u8>] {
1246         // SAFETY: MaybeUninit<u8> is always valid, even for padding bytes
1247         unsafe {
1248             slice::from_raw_parts(
1249                 this.as_ptr() as *const MaybeUninit<u8>,
1250                 this.len() * mem::size_of::<T>(),
1251             )
1252         }
1253     }
1254
1255     /// Returns the contents of this mutable slice of `MaybeUninit` as a mutable slice of
1256     /// potentially uninitialized bytes.
1257     ///
1258     /// Note that even if the contents of a `MaybeUninit` have been initialized, the value may still
1259     /// contain padding bytes which are left uninitialized.
1260     ///
1261     /// # Examples
1262     ///
1263     /// ```
1264     /// #![feature(maybe_uninit_as_bytes, maybe_uninit_write_slice, maybe_uninit_slice)]
1265     /// use std::mem::MaybeUninit;
1266     ///
1267     /// let mut uninit = [MaybeUninit::<u16>::uninit(), MaybeUninit::<u16>::uninit()];
1268     /// let uninit_bytes = MaybeUninit::slice_as_bytes_mut(&mut uninit);
1269     /// MaybeUninit::write_slice(uninit_bytes, &[0x12, 0x34, 0x56, 0x78]);
1270     /// let vals = unsafe { MaybeUninit::slice_assume_init_ref(&uninit) };
1271     /// if cfg!(target_endian = "little") {
1272     ///     assert_eq!(vals, &[0x3412u16, 0x7856u16]);
1273     /// } else {
1274     ///     assert_eq!(vals, &[0x1234u16, 0x5678u16]);
1275     /// }
1276     /// ```
1277     #[unstable(feature = "maybe_uninit_as_bytes", issue = "93092")]
1278     pub fn slice_as_bytes_mut(this: &mut [MaybeUninit<T>]) -> &mut [MaybeUninit<u8>] {
1279         // SAFETY: MaybeUninit<u8> is always valid, even for padding bytes
1280         unsafe {
1281             slice::from_raw_parts_mut(
1282                 this.as_mut_ptr() as *mut MaybeUninit<u8>,
1283                 this.len() * mem::size_of::<T>(),
1284             )
1285         }
1286     }
1287 }