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[rust.git] / library / core / src / ptr / mut_ptr.rs
1 use super::*;
2 use crate::cmp::Ordering::{self, Equal, Greater, Less};
3 use crate::intrinsics;
4 use crate::slice::{self, SliceIndex};
5
6 impl<T: ?Sized> *mut T {
7     /// Returns `true` if the pointer is null.
8     ///
9     /// Note that unsized types have many possible null pointers, as only the
10     /// raw data pointer is considered, not their length, vtable, etc.
11     /// Therefore, two pointers that are null may still not compare equal to
12     /// each other.
13     ///
14     /// ## Behavior during const evaluation
15     ///
16     /// When this function is used during const evaluation, it may return `false` for pointers
17     /// that turn out to be null at runtime. Specifically, when a pointer to some memory
18     /// is offset beyond its bounds in such a way that the resulting pointer is null,
19     /// the function will still return `false`. There is no way for CTFE to know
20     /// the absolute position of that memory, so we cannot tell if the pointer is
21     /// null or not.
22     ///
23     /// # Examples
24     ///
25     /// Basic usage:
26     ///
27     /// ```
28     /// let mut s = [1, 2, 3];
29     /// let ptr: *mut u32 = s.as_mut_ptr();
30     /// assert!(!ptr.is_null());
31     /// ```
32     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
33     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_is_null", issue = "74939")]
34     #[inline]
35     pub const fn is_null(self) -> bool {
36         // Compare via a cast to a thin pointer, so fat pointers are only
37         // considering their "data" part for null-ness.
38         (self as *mut u8).guaranteed_eq(null_mut())
39     }
40
41     /// Casts to a pointer of another type.
42     #[stable(feature = "ptr_cast", since = "1.38.0")]
43     #[rustc_const_stable(feature = "const_ptr_cast", since = "1.38.0")]
44     #[inline(always)]
45     pub const fn cast<U>(self) -> *mut U {
46         self as _
47     }
48
49     /// Use the pointer value in a new pointer of another type.
50     ///
51     /// In case `val` is a (fat) pointer to an unsized type, this operation
52     /// will ignore the pointer part, whereas for (thin) pointers to sized
53     /// types, this has the same effect as a simple cast.
54     ///
55     /// The resulting pointer will have provenance of `self`, i.e., for a fat
56     /// pointer, this operation is semantically the same as creating a new
57     /// fat pointer with the data pointer value of `self` but the metadata of
58     /// `val`.
59     ///
60     /// # Examples
61     ///
62     /// This function is primarily useful for allowing byte-wise pointer
63     /// arithmetic on potentially fat pointers:
64     ///
65     /// ```
66     /// #![feature(set_ptr_value)]
67     /// # use core::fmt::Debug;
68     /// let mut arr: [i32; 3] = [1, 2, 3];
69     /// let mut ptr = arr.as_mut_ptr() as *mut dyn Debug;
70     /// let thin = ptr as *mut u8;
71     /// unsafe {
72     ///     ptr = thin.add(8).with_metadata_of(ptr);
73     ///     # assert_eq!(*(ptr as *mut i32), 3);
74     ///     println!("{:?}", &*ptr); // will print "3"
75     /// }
76     /// ```
77     #[unstable(feature = "set_ptr_value", issue = "75091")]
78     #[must_use = "returns a new pointer rather than modifying its argument"]
79     #[inline]
80     pub fn with_metadata_of<U>(self, mut val: *mut U) -> *mut U
81     where
82         U: ?Sized,
83     {
84         let target = &mut val as *mut *mut U as *mut *mut u8;
85         // SAFETY: In case of a thin pointer, this operations is identical
86         // to a simple assignment. In case of a fat pointer, with the current
87         // fat pointer layout implementation, the first field of such a
88         // pointer is always the data pointer, which is likewise assigned.
89         unsafe { *target = self as *mut u8 };
90         val
91     }
92
93     /// Changes constness without changing the type.
94     ///
95     /// This is a bit safer than `as` because it wouldn't silently change the type if the code is
96     /// refactored.
97     ///
98     /// While not strictly required (`*mut T` coerces to `*const T`), this is provided for symmetry
99     /// with [`cast_mut`] on `*const T` and may have documentation value if used instead of implicit
100     /// coercion.
101     ///
102     /// [`cast_mut`]: #method.cast_mut
103     #[unstable(feature = "ptr_const_cast", issue = "92675")]
104     #[rustc_const_unstable(feature = "ptr_const_cast", issue = "92675")]
105     pub const fn cast_const(self) -> *const T {
106         self as _
107     }
108
109     /// Casts a pointer to its raw bits.
110     ///
111     /// This is equivalent to `as usize`, but is more specific to enhance readability.
112     /// The inverse method is [`from_bits`](#method.from_bits-1).
113     ///
114     /// In particular, `*p as usize` and `p as usize` will both compile for
115     /// pointers to numeric types but do very different things, so using this
116     /// helps emphasize that reading the bits was intentional.
117     ///
118     /// # Examples
119     ///
120     /// ```
121     /// #![feature(ptr_to_from_bits)]
122     /// let mut array = [13, 42];
123     /// let mut it = array.iter_mut();
124     /// let p0: *mut i32 = it.next().unwrap();
125     /// assert_eq!(<*mut _>::from_bits(p0.to_bits()), p0);
126     /// let p1: *mut i32 = it.next().unwrap();
127     /// assert_eq!(p1.to_bits() - p0.to_bits(), 4);
128     /// ```
129     #[unstable(feature = "ptr_to_from_bits", issue = "91126")]
130     pub fn to_bits(self) -> usize
131     where
132         T: Sized,
133     {
134         self as usize
135     }
136
137     /// Creates a pointer from its raw bits.
138     ///
139     /// This is equivalent to `as *mut T`, but is more specific to enhance readability.
140     /// The inverse method is [`to_bits`](#method.to_bits-1).
141     ///
142     /// # Examples
143     ///
144     /// ```
145     /// #![feature(ptr_to_from_bits)]
146     /// use std::ptr::NonNull;
147     /// let dangling: *mut u8 = NonNull::dangling().as_ptr();
148     /// assert_eq!(<*mut u8>::from_bits(1), dangling);
149     /// ```
150     #[unstable(feature = "ptr_to_from_bits", issue = "91126")]
151     pub fn from_bits(bits: usize) -> Self
152     where
153         T: Sized,
154     {
155         bits as Self
156     }
157
158     /// Gets the "address" portion of the pointer.
159     ///
160     /// This is similar to `self as usize`, which semantically discards *provenance* and
161     /// *address-space* information. However, unlike `self as usize`, casting the returned address
162     /// back to a pointer yields [`invalid`][], which is undefined behavior to dereference. To
163     /// properly restore the lost information and obtain a dereferencable pointer, use
164     /// [`with_addr`][pointer::with_addr] or [`map_addr`][pointer::map_addr].
165     ///
166     /// If using those APIs is not possible because there is no way to preserve a pointer with the
167     /// required provenance, use [`expose_addr`][pointer::expose_addr] and
168     /// [`from_exposed_addr_mut`][from_exposed_addr_mut] instead. However, note that this makes
169     /// your code less portable and less amenable to tools that check for compliance with the Rust
170     /// memory model.
171     ///
172     /// On most platforms this will produce a value with the same bytes as the original
173     /// pointer, because all the bytes are dedicated to describing the address.
174     /// Platforms which need to store additional information in the pointer may
175     /// perform a change of representation to produce a value containing only the address
176     /// portion of the pointer. What that means is up to the platform to define.
177     ///
178     /// This API and its claimed semantics are part of the Strict Provenance experiment, and as such
179     /// might change in the future (including possibly weakening this so it becomes wholly
180     /// equivalent to `self as usize`). See the [module documentation][crate::ptr] for details.
181     #[must_use]
182     #[inline]
183     #[unstable(feature = "strict_provenance", issue = "95228")]
184     pub fn addr(self) -> usize
185     where
186         T: Sized,
187     {
188         // FIXME(strict_provenance_magic): I am magic and should be a compiler intrinsic.
189         // SAFETY: Pointer-to-integer transmutes are valid (if you are okay with losing the
190         // provenance).
191         unsafe { mem::transmute(self) }
192     }
193
194     /// Gets the "address" portion of the pointer, and 'exposes' the "provenance" part for future
195     /// use in [`from_exposed_addr`][].
196     ///
197     /// This is equivalent to `self as usize`, which semantically discards *provenance* and
198     /// *address-space* information. Furthermore, this (like the `as` cast) has the implicit
199     /// side-effect of marking the provenance as 'exposed', so on platforms that support it you can
200     /// later call [`from_exposed_addr_mut`][] to reconstitute the original pointer including its
201     /// provenance. (Reconstructing address space information, if required, is your responsibility.)
202     ///
203     /// Using this method means that code is *not* following Strict Provenance rules. Supporting
204     /// [`from_exposed_addr_mut`][] complicates specification and reasoning and may not be supported
205     /// by tools that help you to stay conformant with the Rust memory model, so it is recommended
206     /// to use [`addr`][pointer::addr] wherever possible.
207     ///
208     /// On most platforms this will produce a value with the same bytes as the original pointer,
209     /// because all the bytes are dedicated to describing the address. Platforms which need to store
210     /// additional information in the pointer may not support this operation, since the 'expose'
211     /// side-effect which is required for [`from_exposed_addr_mut`][] to work is typically not
212     /// available.
213     ///
214     /// This API and its claimed semantics are part of the Strict Provenance experiment, see the
215     /// [module documentation][crate::ptr] for details.
216     ///
217     /// [`from_exposed_addr_mut`]: from_exposed_addr_mut
218     #[must_use]
219     #[inline]
220     #[unstable(feature = "strict_provenance", issue = "95228")]
221     pub fn expose_addr(self) -> usize
222     where
223         T: Sized,
224     {
225         // FIXME(strict_provenance_magic): I am magic and should be a compiler intrinsic.
226         self as usize
227     }
228
229     /// Creates a new pointer with the given address.
230     ///
231     /// This performs the same operation as an `addr as ptr` cast, but copies
232     /// the *address-space* and *provenance* of `self` to the new pointer.
233     /// This allows us to dynamically preserve and propagate this important
234     /// information in a way that is otherwise impossible with a unary cast.
235     ///
236     /// This is equivalent to using [`wrapping_offset`][pointer::wrapping_offset] to offset
237     /// `self` to the given address, and therefore has all the same capabilities and restrictions.
238     ///
239     /// This API and its claimed semantics are part of the Strict Provenance experiment,
240     /// see the [module documentation][crate::ptr] for details.
241     #[must_use]
242     #[inline]
243     #[unstable(feature = "strict_provenance", issue = "95228")]
244     pub fn with_addr(self, addr: usize) -> Self
245     where
246         T: Sized,
247     {
248         // FIXME(strict_provenance_magic): I am magic and should be a compiler intrinsic.
249         //
250         // In the mean-time, this operation is defined to be "as if" it was
251         // a wrapping_offset, so we can emulate it as such. This should properly
252         // restore pointer provenance even under today's compiler.
253         let self_addr = self.addr() as isize;
254         let dest_addr = addr as isize;
255         let offset = dest_addr.wrapping_sub(self_addr);
256
257         // This is the canonical desugarring of this operation
258         self.cast::<u8>().wrapping_offset(offset).cast::<T>()
259     }
260
261     /// Creates a new pointer by mapping `self`'s address to a new one.
262     ///
263     /// This is a convenience for [`with_addr`][pointer::with_addr], see that method for details.
264     ///
265     /// This API and its claimed semantics are part of the Strict Provenance experiment,
266     /// see the [module documentation][crate::ptr] for details.
267     #[must_use]
268     #[inline]
269     #[unstable(feature = "strict_provenance", issue = "95228")]
270     pub fn map_addr(self, f: impl FnOnce(usize) -> usize) -> Self
271     where
272         T: Sized,
273     {
274         self.with_addr(f(self.addr()))
275     }
276
277     /// Decompose a (possibly wide) pointer into its address and metadata components.
278     ///
279     /// The pointer can be later reconstructed with [`from_raw_parts_mut`].
280     #[unstable(feature = "ptr_metadata", issue = "81513")]
281     #[rustc_const_unstable(feature = "ptr_metadata", issue = "81513")]
282     #[inline]
283     pub const fn to_raw_parts(self) -> (*mut (), <T as super::Pointee>::Metadata) {
284         (self.cast(), super::metadata(self))
285     }
286
287     /// Returns `None` if the pointer is null, or else returns a shared reference to
288     /// the value wrapped in `Some`. If the value may be uninitialized, [`as_uninit_ref`]
289     /// must be used instead.
290     ///
291     /// For the mutable counterpart see [`as_mut`].
292     ///
293     /// [`as_uninit_ref`]: #method.as_uninit_ref-1
294     /// [`as_mut`]: #method.as_mut
295     ///
296     /// # Safety
297     ///
298     /// When calling this method, you have to ensure that *either* the pointer is null *or*
299     /// all of the following is true:
300     ///
301     /// * The pointer must be properly aligned.
302     ///
303     /// * It must be "dereferenceable" in the sense defined in [the module documentation].
304     ///
305     /// * The pointer must point to an initialized instance of `T`.
306     ///
307     /// * You must enforce Rust's aliasing rules, since the returned lifetime `'a` is
308     ///   arbitrarily chosen and does not necessarily reflect the actual lifetime of the data.
309     ///   In particular, while this reference exists, the memory the pointer points to must
310     ///   not get mutated (except inside `UnsafeCell`).
311     ///
312     /// This applies even if the result of this method is unused!
313     /// (The part about being initialized is not yet fully decided, but until
314     /// it is, the only safe approach is to ensure that they are indeed initialized.)
315     ///
316     /// [the module documentation]: crate::ptr#safety
317     ///
318     /// # Examples
319     ///
320     /// Basic usage:
321     ///
322     /// ```
323     /// let ptr: *mut u8 = &mut 10u8 as *mut u8;
324     ///
325     /// unsafe {
326     ///     if let Some(val_back) = ptr.as_ref() {
327     ///         println!("We got back the value: {val_back}!");
328     ///     }
329     /// }
330     /// ```
331     ///
332     /// # Null-unchecked version
333     ///
334     /// If you are sure the pointer can never be null and are looking for some kind of
335     /// `as_ref_unchecked` that returns the `&T` instead of `Option<&T>`, know that you can
336     /// dereference the pointer directly.
337     ///
338     /// ```
339     /// let ptr: *mut u8 = &mut 10u8 as *mut u8;
340     ///
341     /// unsafe {
342     ///     let val_back = &*ptr;
343     ///     println!("We got back the value: {val_back}!");
344     /// }
345     /// ```
346     #[stable(feature = "ptr_as_ref", since = "1.9.0")]
347     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_as_ref", issue = "91822")]
348     #[inline]
349     pub const unsafe fn as_ref<'a>(self) -> Option<&'a T> {
350         // SAFETY: the caller must guarantee that `self` is valid for a
351         // reference if it isn't null.
352         if self.is_null() { None } else { unsafe { Some(&*self) } }
353     }
354
355     /// Returns `None` if the pointer is null, or else returns a shared reference to
356     /// the value wrapped in `Some`. In contrast to [`as_ref`], this does not require
357     /// that the value has to be initialized.
358     ///
359     /// For the mutable counterpart see [`as_uninit_mut`].
360     ///
361     /// [`as_ref`]: #method.as_ref-1
362     /// [`as_uninit_mut`]: #method.as_uninit_mut
363     ///
364     /// # Safety
365     ///
366     /// When calling this method, you have to ensure that *either* the pointer is null *or*
367     /// all of the following is true:
368     ///
369     /// * The pointer must be properly aligned.
370     ///
371     /// * It must be "dereferenceable" in the sense defined in [the module documentation].
372     ///
373     /// * You must enforce Rust's aliasing rules, since the returned lifetime `'a` is
374     ///   arbitrarily chosen and does not necessarily reflect the actual lifetime of the data.
375     ///   In particular, while this reference exists, the memory the pointer points to must
376     ///   not get mutated (except inside `UnsafeCell`).
377     ///
378     /// This applies even if the result of this method is unused!
379     ///
380     /// [the module documentation]: crate::ptr#safety
381     ///
382     /// # Examples
383     ///
384     /// Basic usage:
385     ///
386     /// ```
387     /// #![feature(ptr_as_uninit)]
388     ///
389     /// let ptr: *mut u8 = &mut 10u8 as *mut u8;
390     ///
391     /// unsafe {
392     ///     if let Some(val_back) = ptr.as_uninit_ref() {
393     ///         println!("We got back the value: {}!", val_back.assume_init());
394     ///     }
395     /// }
396     /// ```
397     #[inline]
398     #[unstable(feature = "ptr_as_uninit", issue = "75402")]
399     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_as_ref", issue = "91822")]
400     pub const unsafe fn as_uninit_ref<'a>(self) -> Option<&'a MaybeUninit<T>>
401     where
402         T: Sized,
403     {
404         // SAFETY: the caller must guarantee that `self` meets all the
405         // requirements for a reference.
406         if self.is_null() { None } else { Some(unsafe { &*(self as *const MaybeUninit<T>) }) }
407     }
408
409     /// Calculates the offset from a pointer.
410     ///
411     /// `count` is in units of T; e.g., a `count` of 3 represents a pointer
412     /// offset of `3 * size_of::<T>()` bytes.
413     ///
414     /// # Safety
415     ///
416     /// If any of the following conditions are violated, the result is Undefined
417     /// Behavior:
418     ///
419     /// * Both the starting and resulting pointer must be either in bounds or one
420     ///   byte past the end of the same [allocated object].
421     ///
422     /// * The computed offset, **in bytes**, cannot overflow an `isize`.
423     ///
424     /// * The offset being in bounds cannot rely on "wrapping around" the address
425     ///   space. That is, the infinite-precision sum, **in bytes** must fit in a usize.
426     ///
427     /// The compiler and standard library generally tries to ensure allocations
428     /// never reach a size where an offset is a concern. For instance, `Vec`
429     /// and `Box` ensure they never allocate more than `isize::MAX` bytes, so
430     /// `vec.as_ptr().add(vec.len())` is always safe.
431     ///
432     /// Most platforms fundamentally can't even construct such an allocation.
433     /// For instance, no known 64-bit platform can ever serve a request
434     /// for 2<sup>63</sup> bytes due to page-table limitations or splitting the address space.
435     /// However, some 32-bit and 16-bit platforms may successfully serve a request for
436     /// more than `isize::MAX` bytes with things like Physical Address
437     /// Extension. As such, memory acquired directly from allocators or memory
438     /// mapped files *may* be too large to handle with this function.
439     ///
440     /// Consider using [`wrapping_offset`] instead if these constraints are
441     /// difficult to satisfy. The only advantage of this method is that it
442     /// enables more aggressive compiler optimizations.
443     ///
444     /// [`wrapping_offset`]: #method.wrapping_offset
445     /// [allocated object]: crate::ptr#allocated-object
446     ///
447     /// # Examples
448     ///
449     /// Basic usage:
450     ///
451     /// ```
452     /// let mut s = [1, 2, 3];
453     /// let ptr: *mut u32 = s.as_mut_ptr();
454     ///
455     /// unsafe {
456     ///     println!("{}", *ptr.offset(1));
457     ///     println!("{}", *ptr.offset(2));
458     /// }
459     /// ```
460     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
461     #[must_use = "returns a new pointer rather than modifying its argument"]
462     #[rustc_const_stable(feature = "const_ptr_offset", since = "1.61.0")]
463     #[inline(always)]
464     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
465     pub const unsafe fn offset(self, count: isize) -> *mut T
466     where
467         T: Sized,
468     {
469         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `offset`.
470         // The obtained pointer is valid for writes since the caller must
471         // guarantee that it points to the same allocated object as `self`.
472         unsafe { intrinsics::offset(self, count) as *mut T }
473     }
474
475     /// Calculates the offset from a pointer in bytes.
476     ///
477     /// `count` is in units of **bytes**.
478     ///
479     /// This is purely a convenience for casting to a `u8` pointer and
480     /// using [offset][pointer::offset] on it. See that method for documentation
481     /// and safety requirements.
482     ///
483     /// For non-`Sized` pointees this operation changes only the data pointer,
484     /// leaving the metadata untouched.
485     #[must_use]
486     #[inline(always)]
487     #[unstable(feature = "pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
488     #[rustc_const_unstable(feature = "const_pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
489     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
490     pub const unsafe fn byte_offset(self, count: isize) -> Self {
491         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `offset`.
492         let this = unsafe { self.cast::<u8>().offset(count).cast::<()>() };
493         from_raw_parts_mut::<T>(this, metadata(self))
494     }
495
496     /// Calculates the offset from a pointer using wrapping arithmetic.
497     /// `count` is in units of T; e.g., a `count` of 3 represents a pointer
498     /// offset of `3 * size_of::<T>()` bytes.
499     ///
500     /// # Safety
501     ///
502     /// This operation itself is always safe, but using the resulting pointer is not.
503     ///
504     /// The resulting pointer "remembers" the [allocated object] that `self` points to; it must not
505     /// be used to read or write other allocated objects.
506     ///
507     /// In other words, `let z = x.wrapping_offset((y as isize) - (x as isize))` does *not* make `z`
508     /// the same as `y` even if we assume `T` has size `1` and there is no overflow: `z` is still
509     /// attached to the object `x` is attached to, and dereferencing it is Undefined Behavior unless
510     /// `x` and `y` point into the same allocated object.
511     ///
512     /// Compared to [`offset`], this method basically delays the requirement of staying within the
513     /// same allocated object: [`offset`] is immediate Undefined Behavior when crossing object
514     /// boundaries; `wrapping_offset` produces a pointer but still leads to Undefined Behavior if a
515     /// pointer is dereferenced when it is out-of-bounds of the object it is attached to. [`offset`]
516     /// can be optimized better and is thus preferable in performance-sensitive code.
517     ///
518     /// The delayed check only considers the value of the pointer that was dereferenced, not the
519     /// intermediate values used during the computation of the final result. For example,
520     /// `x.wrapping_offset(o).wrapping_offset(o.wrapping_neg())` is always the same as `x`. In other
521     /// words, leaving the allocated object and then re-entering it later is permitted.
522     ///
523     /// [`offset`]: #method.offset
524     /// [allocated object]: crate::ptr#allocated-object
525     ///
526     /// # Examples
527     ///
528     /// Basic usage:
529     ///
530     /// ```
531     /// // Iterate using a raw pointer in increments of two elements
532     /// let mut data = [1u8, 2, 3, 4, 5];
533     /// let mut ptr: *mut u8 = data.as_mut_ptr();
534     /// let step = 2;
535     /// let end_rounded_up = ptr.wrapping_offset(6);
536     ///
537     /// while ptr != end_rounded_up {
538     ///     unsafe {
539     ///         *ptr = 0;
540     ///     }
541     ///     ptr = ptr.wrapping_offset(step);
542     /// }
543     /// assert_eq!(&data, &[0, 2, 0, 4, 0]);
544     /// ```
545     #[stable(feature = "ptr_wrapping_offset", since = "1.16.0")]
546     #[must_use = "returns a new pointer rather than modifying its argument"]
547     #[rustc_const_stable(feature = "const_ptr_offset", since = "1.61.0")]
548     #[inline(always)]
549     pub const fn wrapping_offset(self, count: isize) -> *mut T
550     where
551         T: Sized,
552     {
553         // SAFETY: the `arith_offset` intrinsic has no prerequisites to be called.
554         unsafe { intrinsics::arith_offset(self, count) as *mut T }
555     }
556
557     /// Calculates the offset from a pointer in bytes using wrapping arithmetic.
558     ///
559     /// `count` is in units of **bytes**.
560     ///
561     /// This is purely a convenience for casting to a `u8` pointer and
562     /// using [wrapping_offset][pointer::wrapping_offset] on it. See that method
563     /// for documentation.
564     ///
565     /// For non-`Sized` pointees this operation changes only the data pointer,
566     /// leaving the metadata untouched.
567     #[must_use]
568     #[inline(always)]
569     #[unstable(feature = "pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
570     #[rustc_const_unstable(feature = "const_pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
571     pub const fn wrapping_byte_offset(self, count: isize) -> Self {
572         from_raw_parts_mut::<T>(
573             self.cast::<u8>().wrapping_offset(count).cast::<()>(),
574             metadata(self),
575         )
576     }
577
578     /// Returns `None` if the pointer is null, or else returns a unique reference to
579     /// the value wrapped in `Some`. If the value may be uninitialized, [`as_uninit_mut`]
580     /// must be used instead.
581     ///
582     /// For the shared counterpart see [`as_ref`].
583     ///
584     /// [`as_uninit_mut`]: #method.as_uninit_mut
585     /// [`as_ref`]: #method.as_ref-1
586     ///
587     /// # Safety
588     ///
589     /// When calling this method, you have to ensure that *either* the pointer is null *or*
590     /// all of the following is true:
591     ///
592     /// * The pointer must be properly aligned.
593     ///
594     /// * It must be "dereferenceable" in the sense defined in [the module documentation].
595     ///
596     /// * The pointer must point to an initialized instance of `T`.
597     ///
598     /// * You must enforce Rust's aliasing rules, since the returned lifetime `'a` is
599     ///   arbitrarily chosen and does not necessarily reflect the actual lifetime of the data.
600     ///   In particular, while this reference exists, the memory the pointer points to must
601     ///   not get accessed (read or written) through any other pointer.
602     ///
603     /// This applies even if the result of this method is unused!
604     /// (The part about being initialized is not yet fully decided, but until
605     /// it is, the only safe approach is to ensure that they are indeed initialized.)
606     ///
607     /// [the module documentation]: crate::ptr#safety
608     ///
609     /// # Examples
610     ///
611     /// Basic usage:
612     ///
613     /// ```
614     /// let mut s = [1, 2, 3];
615     /// let ptr: *mut u32 = s.as_mut_ptr();
616     /// let first_value = unsafe { ptr.as_mut().unwrap() };
617     /// *first_value = 4;
618     /// # assert_eq!(s, [4, 2, 3]);
619     /// println!("{s:?}"); // It'll print: "[4, 2, 3]".
620     /// ```
621     ///
622     /// # Null-unchecked version
623     ///
624     /// If you are sure the pointer can never be null and are looking for some kind of
625     /// `as_mut_unchecked` that returns the `&mut T` instead of `Option<&mut T>`, know that
626     /// you can dereference the pointer directly.
627     ///
628     /// ```
629     /// let mut s = [1, 2, 3];
630     /// let ptr: *mut u32 = s.as_mut_ptr();
631     /// let first_value = unsafe { &mut *ptr };
632     /// *first_value = 4;
633     /// # assert_eq!(s, [4, 2, 3]);
634     /// println!("{s:?}"); // It'll print: "[4, 2, 3]".
635     /// ```
636     #[stable(feature = "ptr_as_ref", since = "1.9.0")]
637     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_as_ref", issue = "91822")]
638     #[inline]
639     pub const unsafe fn as_mut<'a>(self) -> Option<&'a mut T> {
640         // SAFETY: the caller must guarantee that `self` is be valid for
641         // a mutable reference if it isn't null.
642         if self.is_null() { None } else { unsafe { Some(&mut *self) } }
643     }
644
645     /// Returns `None` if the pointer is null, or else returns a unique reference to
646     /// the value wrapped in `Some`. In contrast to [`as_mut`], this does not require
647     /// that the value has to be initialized.
648     ///
649     /// For the shared counterpart see [`as_uninit_ref`].
650     ///
651     /// [`as_mut`]: #method.as_mut
652     /// [`as_uninit_ref`]: #method.as_uninit_ref-1
653     ///
654     /// # Safety
655     ///
656     /// When calling this method, you have to ensure that *either* the pointer is null *or*
657     /// all of the following is true:
658     ///
659     /// * The pointer must be properly aligned.
660     ///
661     /// * It must be "dereferenceable" in the sense defined in [the module documentation].
662     ///
663     /// * You must enforce Rust's aliasing rules, since the returned lifetime `'a` is
664     ///   arbitrarily chosen and does not necessarily reflect the actual lifetime of the data.
665     ///   In particular, while this reference exists, the memory the pointer points to must
666     ///   not get accessed (read or written) through any other pointer.
667     ///
668     /// This applies even if the result of this method is unused!
669     ///
670     /// [the module documentation]: crate::ptr#safety
671     #[inline]
672     #[unstable(feature = "ptr_as_uninit", issue = "75402")]
673     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_as_ref", issue = "91822")]
674     pub const unsafe fn as_uninit_mut<'a>(self) -> Option<&'a mut MaybeUninit<T>>
675     where
676         T: Sized,
677     {
678         // SAFETY: the caller must guarantee that `self` meets all the
679         // requirements for a reference.
680         if self.is_null() { None } else { Some(unsafe { &mut *(self as *mut MaybeUninit<T>) }) }
681     }
682
683     /// Returns whether two pointers are guaranteed to be equal.
684     ///
685     /// At runtime this function behaves like `self == other`.
686     /// However, in some contexts (e.g., compile-time evaluation),
687     /// it is not always possible to determine equality of two pointers, so this function may
688     /// spuriously return `false` for pointers that later actually turn out to be equal.
689     /// But when it returns `true`, the pointers are guaranteed to be equal.
690     ///
691     /// This function is the mirror of [`guaranteed_ne`], but not its inverse. There are pointer
692     /// comparisons for which both functions return `false`.
693     ///
694     /// [`guaranteed_ne`]: #method.guaranteed_ne
695     ///
696     /// The return value may change depending on the compiler version and unsafe code might not
697     /// rely on the result of this function for soundness. It is suggested to only use this function
698     /// for performance optimizations where spurious `false` return values by this function do not
699     /// affect the outcome, but just the performance.
700     /// The consequences of using this method to make runtime and compile-time code behave
701     /// differently have not been explored. This method should not be used to introduce such
702     /// differences, and it should also not be stabilized before we have a better understanding
703     /// of this issue.
704     #[unstable(feature = "const_raw_ptr_comparison", issue = "53020")]
705     #[rustc_const_unstable(feature = "const_raw_ptr_comparison", issue = "53020")]
706     #[inline]
707     pub const fn guaranteed_eq(self, other: *mut T) -> bool
708     where
709         T: Sized,
710     {
711         intrinsics::ptr_guaranteed_eq(self as *const _, other as *const _)
712     }
713
714     /// Returns whether two pointers are guaranteed to be unequal.
715     ///
716     /// At runtime this function behaves like `self != other`.
717     /// However, in some contexts (e.g., compile-time evaluation),
718     /// it is not always possible to determine the inequality of two pointers, so this function may
719     /// spuriously return `false` for pointers that later actually turn out to be unequal.
720     /// But when it returns `true`, the pointers are guaranteed to be unequal.
721     ///
722     /// This function is the mirror of [`guaranteed_eq`], but not its inverse. There are pointer
723     /// comparisons for which both functions return `false`.
724     ///
725     /// [`guaranteed_eq`]: #method.guaranteed_eq
726     ///
727     /// The return value may change depending on the compiler version and unsafe code might not
728     /// rely on the result of this function for soundness. It is suggested to only use this function
729     /// for performance optimizations where spurious `false` return values by this function do not
730     /// affect the outcome, but just the performance.
731     /// The consequences of using this method to make runtime and compile-time code behave
732     /// differently have not been explored. This method should not be used to introduce such
733     /// differences, and it should also not be stabilized before we have a better understanding
734     /// of this issue.
735     #[unstable(feature = "const_raw_ptr_comparison", issue = "53020")]
736     #[rustc_const_unstable(feature = "const_raw_ptr_comparison", issue = "53020")]
737     #[inline]
738     pub const unsafe fn guaranteed_ne(self, other: *mut T) -> bool
739     where
740         T: Sized,
741     {
742         intrinsics::ptr_guaranteed_ne(self as *const _, other as *const _)
743     }
744
745     /// Calculates the distance between two pointers. The returned value is in
746     /// units of T: the distance in bytes divided by `mem::size_of::<T>()`.
747     ///
748     /// This function is the inverse of [`offset`].
749     ///
750     /// [`offset`]: #method.offset-1
751     ///
752     /// # Safety
753     ///
754     /// If any of the following conditions are violated, the result is Undefined
755     /// Behavior:
756     ///
757     /// * Both the starting and other pointer must be either in bounds or one
758     ///   byte past the end of the same [allocated object].
759     ///
760     /// * Both pointers must be *derived from* a pointer to the same object.
761     ///   (See below for an example.)
762     ///
763     /// * The distance between the pointers, in bytes, must be an exact multiple
764     ///   of the size of `T`.
765     ///
766     /// * The distance between the pointers, **in bytes**, cannot overflow an `isize`.
767     ///
768     /// * The distance being in bounds cannot rely on "wrapping around" the address space.
769     ///
770     /// Rust types are never larger than `isize::MAX` and Rust allocations never wrap around the
771     /// address space, so two pointers within some value of any Rust type `T` will always satisfy
772     /// the last two conditions. The standard library also generally ensures that allocations
773     /// never reach a size where an offset is a concern. For instance, `Vec` and `Box` ensure they
774     /// never allocate more than `isize::MAX` bytes, so `ptr_into_vec.offset_from(vec.as_ptr())`
775     /// always satisfies the last two conditions.
776     ///
777     /// Most platforms fundamentally can't even construct such a large allocation.
778     /// For instance, no known 64-bit platform can ever serve a request
779     /// for 2<sup>63</sup> bytes due to page-table limitations or splitting the address space.
780     /// However, some 32-bit and 16-bit platforms may successfully serve a request for
781     /// more than `isize::MAX` bytes with things like Physical Address
782     /// Extension. As such, memory acquired directly from allocators or memory
783     /// mapped files *may* be too large to handle with this function.
784     /// (Note that [`offset`] and [`add`] also have a similar limitation and hence cannot be used on
785     /// such large allocations either.)
786     ///
787     /// [`add`]: #method.add
788     /// [allocated object]: crate::ptr#allocated-object
789     ///
790     /// # Panics
791     ///
792     /// This function panics if `T` is a Zero-Sized Type ("ZST").
793     ///
794     /// # Examples
795     ///
796     /// Basic usage:
797     ///
798     /// ```
799     /// let mut a = [0; 5];
800     /// let ptr1: *mut i32 = &mut a[1];
801     /// let ptr2: *mut i32 = &mut a[3];
802     /// unsafe {
803     ///     assert_eq!(ptr2.offset_from(ptr1), 2);
804     ///     assert_eq!(ptr1.offset_from(ptr2), -2);
805     ///     assert_eq!(ptr1.offset(2), ptr2);
806     ///     assert_eq!(ptr2.offset(-2), ptr1);
807     /// }
808     /// ```
809     ///
810     /// *Incorrect* usage:
811     ///
812     /// ```rust,no_run
813     /// let ptr1 = Box::into_raw(Box::new(0u8));
814     /// let ptr2 = Box::into_raw(Box::new(1u8));
815     /// let diff = (ptr2 as isize).wrapping_sub(ptr1 as isize);
816     /// // Make ptr2_other an "alias" of ptr2, but derived from ptr1.
817     /// let ptr2_other = (ptr1 as *mut u8).wrapping_offset(diff);
818     /// assert_eq!(ptr2 as usize, ptr2_other as usize);
819     /// // Since ptr2_other and ptr2 are derived from pointers to different objects,
820     /// // computing their offset is undefined behavior, even though
821     /// // they point to the same address!
822     /// unsafe {
823     ///     let zero = ptr2_other.offset_from(ptr2); // Undefined Behavior
824     /// }
825     /// ```
826     #[stable(feature = "ptr_offset_from", since = "1.47.0")]
827     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_offset_from", issue = "92980")]
828     #[inline(always)]
829     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
830     pub const unsafe fn offset_from(self, origin: *const T) -> isize
831     where
832         T: Sized,
833     {
834         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `offset_from`.
835         unsafe { (self as *const T).offset_from(origin) }
836     }
837
838     /// Calculates the distance between two pointers. The returned value is in
839     /// units of **bytes**.
840     ///
841     /// This is purely a convenience for casting to a `u8` pointer and
842     /// using [offset_from][pointer::offset_from] on it. See that method for
843     /// documentation and safety requirements.
844     ///
845     /// For non-`Sized` pointees this operation considers only the data pointers,
846     /// ignoring the metadata.
847     #[inline(always)]
848     #[unstable(feature = "pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
849     #[rustc_const_unstable(feature = "const_pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
850     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
851     pub const unsafe fn byte_offset_from(self, origin: *const T) -> isize {
852         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `offset_from`.
853         unsafe { self.cast::<u8>().offset_from(origin.cast::<u8>()) }
854     }
855
856     /// Calculates the distance between two pointers, *where it's known that
857     /// `self` is equal to or greater than `origin`*. The returned value is in
858     /// units of T: the distance in bytes is divided by `mem::size_of::<T>()`.
859     ///
860     /// This computes the same value that [`offset_from`](#method.offset_from)
861     /// would compute, but with the added precondition that that the offset is
862     /// guaranteed to be non-negative.  This method is equivalent to
863     /// `usize::from(self.offset_from(origin)).unwrap_unchecked()`,
864     /// but it provides slightly more information to the optimizer, which can
865     /// sometimes allow it to optimize slightly better with some backends.
866     ///
867     /// This method can be though of as recovering the `count` that was passed
868     /// to [`add`](#method.add) (or, with the parameters in the other order,
869     /// to [`sub`](#method.sub)).  The following are all equivalent, assuming
870     /// that their safety preconditions are met:
871     /// ```rust
872     /// # #![feature(ptr_sub_ptr)]
873     /// # unsafe fn blah(ptr: *mut i32, origin: *mut i32, count: usize) -> bool {
874     /// ptr.sub_ptr(origin) == count
875     /// # &&
876     /// origin.add(count) == ptr
877     /// # &&
878     /// ptr.sub(count) == origin
879     /// # }
880     /// ```
881     ///
882     /// # Safety
883     ///
884     /// - The distance between the pointers must be non-negative (`self >= origin`)
885     ///
886     /// - *All* the safety conditions of [`offset_from`](#method.offset_from)
887     ///   apply to this method as well; see it for the full details.
888     ///
889     /// Importantly, despite the return type of this method being able to represent
890     /// a larger offset, it's still *not permitted* to pass pointers which differ
891     /// by more than `isize::MAX` *bytes*.  As such, the result of this method will
892     /// always be less than or equal to `isize::MAX as usize`.
893     ///
894     /// # Panics
895     ///
896     /// This function panics if `T` is a Zero-Sized Type ("ZST").
897     ///
898     /// # Examples
899     ///
900     /// ```
901     /// #![feature(ptr_sub_ptr)]
902     ///
903     /// let mut a = [0; 5];
904     /// let p: *mut i32 = a.as_mut_ptr();
905     /// unsafe {
906     ///     let ptr1: *mut i32 = p.add(1);
907     ///     let ptr2: *mut i32 = p.add(3);
908     ///
909     ///     assert_eq!(ptr2.sub_ptr(ptr1), 2);
910     ///     assert_eq!(ptr1.add(2), ptr2);
911     ///     assert_eq!(ptr2.sub(2), ptr1);
912     ///     assert_eq!(ptr2.sub_ptr(ptr2), 0);
913     /// }
914     ///
915     /// // This would be incorrect, as the pointers are not correctly ordered:
916     /// // ptr1.offset_from(ptr2)
917     #[unstable(feature = "ptr_sub_ptr", issue = "95892")]
918     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_sub_ptr", issue = "95892")]
919     #[inline]
920     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
921     pub const unsafe fn sub_ptr(self, origin: *const T) -> usize
922     where
923         T: Sized,
924     {
925         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `sub_ptr`.
926         unsafe { (self as *const T).sub_ptr(origin) }
927     }
928
929     /// Calculates the offset from a pointer (convenience for `.offset(count as isize)`).
930     ///
931     /// `count` is in units of T; e.g., a `count` of 3 represents a pointer
932     /// offset of `3 * size_of::<T>()` bytes.
933     ///
934     /// # Safety
935     ///
936     /// If any of the following conditions are violated, the result is Undefined
937     /// Behavior:
938     ///
939     /// * Both the starting and resulting pointer must be either in bounds or one
940     ///   byte past the end of the same [allocated object].
941     ///
942     /// * The computed offset, **in bytes**, cannot overflow an `isize`.
943     ///
944     /// * The offset being in bounds cannot rely on "wrapping around" the address
945     ///   space. That is, the infinite-precision sum must fit in a `usize`.
946     ///
947     /// The compiler and standard library generally tries to ensure allocations
948     /// never reach a size where an offset is a concern. For instance, `Vec`
949     /// and `Box` ensure they never allocate more than `isize::MAX` bytes, so
950     /// `vec.as_ptr().add(vec.len())` is always safe.
951     ///
952     /// Most platforms fundamentally can't even construct such an allocation.
953     /// For instance, no known 64-bit platform can ever serve a request
954     /// for 2<sup>63</sup> bytes due to page-table limitations or splitting the address space.
955     /// However, some 32-bit and 16-bit platforms may successfully serve a request for
956     /// more than `isize::MAX` bytes with things like Physical Address
957     /// Extension. As such, memory acquired directly from allocators or memory
958     /// mapped files *may* be too large to handle with this function.
959     ///
960     /// Consider using [`wrapping_add`] instead if these constraints are
961     /// difficult to satisfy. The only advantage of this method is that it
962     /// enables more aggressive compiler optimizations.
963     ///
964     /// [`wrapping_add`]: #method.wrapping_add
965     /// [allocated object]: crate::ptr#allocated-object
966     ///
967     /// # Examples
968     ///
969     /// Basic usage:
970     ///
971     /// ```
972     /// let s: &str = "123";
973     /// let ptr: *const u8 = s.as_ptr();
974     ///
975     /// unsafe {
976     ///     println!("{}", *ptr.add(1) as char);
977     ///     println!("{}", *ptr.add(2) as char);
978     /// }
979     /// ```
980     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
981     #[must_use = "returns a new pointer rather than modifying its argument"]
982     #[rustc_const_stable(feature = "const_ptr_offset", since = "1.61.0")]
983     #[inline(always)]
984     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
985     pub const unsafe fn add(self, count: usize) -> Self
986     where
987         T: Sized,
988     {
989         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `offset`.
990         unsafe { self.offset(count as isize) }
991     }
992
993     /// Calculates the offset from a pointer in bytes (convenience for `.byte_offset(count as isize)`).
994     ///
995     /// `count` is in units of bytes.
996     ///
997     /// This is purely a convenience for casting to a `u8` pointer and
998     /// using [add][pointer::add] on it. See that method for documentation
999     /// and safety requirements.
1000     ///
1001     /// For non-`Sized` pointees this operation changes only the data pointer,
1002     /// leaving the metadata untouched.
1003     #[must_use]
1004     #[inline(always)]
1005     #[unstable(feature = "pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
1006     #[rustc_const_unstable(feature = "const_pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
1007     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1008     pub const unsafe fn byte_add(self, count: usize) -> Self {
1009         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `add`.
1010         let this = unsafe { self.cast::<u8>().add(count).cast::<()>() };
1011         from_raw_parts_mut::<T>(this, metadata(self))
1012     }
1013
1014     /// Calculates the offset from a pointer (convenience for
1015     /// `.offset((count as isize).wrapping_neg())`).
1016     ///
1017     /// `count` is in units of T; e.g., a `count` of 3 represents a pointer
1018     /// offset of `3 * size_of::<T>()` bytes.
1019     ///
1020     /// # Safety
1021     ///
1022     /// If any of the following conditions are violated, the result is Undefined
1023     /// Behavior:
1024     ///
1025     /// * Both the starting and resulting pointer must be either in bounds or one
1026     ///   byte past the end of the same [allocated object].
1027     ///
1028     /// * The computed offset cannot exceed `isize::MAX` **bytes**.
1029     ///
1030     /// * The offset being in bounds cannot rely on "wrapping around" the address
1031     ///   space. That is, the infinite-precision sum must fit in a usize.
1032     ///
1033     /// The compiler and standard library generally tries to ensure allocations
1034     /// never reach a size where an offset is a concern. For instance, `Vec`
1035     /// and `Box` ensure they never allocate more than `isize::MAX` bytes, so
1036     /// `vec.as_ptr().add(vec.len()).sub(vec.len())` is always safe.
1037     ///
1038     /// Most platforms fundamentally can't even construct such an allocation.
1039     /// For instance, no known 64-bit platform can ever serve a request
1040     /// for 2<sup>63</sup> bytes due to page-table limitations or splitting the address space.
1041     /// However, some 32-bit and 16-bit platforms may successfully serve a request for
1042     /// more than `isize::MAX` bytes with things like Physical Address
1043     /// Extension. As such, memory acquired directly from allocators or memory
1044     /// mapped files *may* be too large to handle with this function.
1045     ///
1046     /// Consider using [`wrapping_sub`] instead if these constraints are
1047     /// difficult to satisfy. The only advantage of this method is that it
1048     /// enables more aggressive compiler optimizations.
1049     ///
1050     /// [`wrapping_sub`]: #method.wrapping_sub
1051     /// [allocated object]: crate::ptr#allocated-object
1052     ///
1053     /// # Examples
1054     ///
1055     /// Basic usage:
1056     ///
1057     /// ```
1058     /// let s: &str = "123";
1059     ///
1060     /// unsafe {
1061     ///     let end: *const u8 = s.as_ptr().add(3);
1062     ///     println!("{}", *end.sub(1) as char);
1063     ///     println!("{}", *end.sub(2) as char);
1064     /// }
1065     /// ```
1066     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1067     #[must_use = "returns a new pointer rather than modifying its argument"]
1068     #[rustc_const_stable(feature = "const_ptr_offset", since = "1.61.0")]
1069     #[inline]
1070     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1071     pub const unsafe fn sub(self, count: usize) -> Self
1072     where
1073         T: Sized,
1074     {
1075         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `offset`.
1076         unsafe { self.offset((count as isize).wrapping_neg()) }
1077     }
1078
1079     /// Calculates the offset from a pointer in bytes (convenience for
1080     /// `.byte_offset((count as isize).wrapping_neg())`).
1081     ///
1082     /// `count` is in units of bytes.
1083     ///
1084     /// This is purely a convenience for casting to a `u8` pointer and
1085     /// using [sub][pointer::sub] on it. See that method for documentation
1086     /// and safety requirements.
1087     ///
1088     /// For non-`Sized` pointees this operation changes only the data pointer,
1089     /// leaving the metadata untouched.
1090     #[must_use]
1091     #[inline(always)]
1092     #[unstable(feature = "pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
1093     #[rustc_const_unstable(feature = "const_pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
1094     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1095     pub const unsafe fn byte_sub(self, count: usize) -> Self {
1096         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `sub`.
1097         let this = unsafe { self.cast::<u8>().sub(count).cast::<()>() };
1098         from_raw_parts_mut::<T>(this, metadata(self))
1099     }
1100
1101     /// Calculates the offset from a pointer using wrapping arithmetic.
1102     /// (convenience for `.wrapping_offset(count as isize)`)
1103     ///
1104     /// `count` is in units of T; e.g., a `count` of 3 represents a pointer
1105     /// offset of `3 * size_of::<T>()` bytes.
1106     ///
1107     /// # Safety
1108     ///
1109     /// This operation itself is always safe, but using the resulting pointer is not.
1110     ///
1111     /// The resulting pointer "remembers" the [allocated object] that `self` points to; it must not
1112     /// be used to read or write other allocated objects.
1113     ///
1114     /// In other words, `let z = x.wrapping_add((y as usize) - (x as usize))` does *not* make `z`
1115     /// the same as `y` even if we assume `T` has size `1` and there is no overflow: `z` is still
1116     /// attached to the object `x` is attached to, and dereferencing it is Undefined Behavior unless
1117     /// `x` and `y` point into the same allocated object.
1118     ///
1119     /// Compared to [`add`], this method basically delays the requirement of staying within the
1120     /// same allocated object: [`add`] is immediate Undefined Behavior when crossing object
1121     /// boundaries; `wrapping_add` produces a pointer but still leads to Undefined Behavior if a
1122     /// pointer is dereferenced when it is out-of-bounds of the object it is attached to. [`add`]
1123     /// can be optimized better and is thus preferable in performance-sensitive code.
1124     ///
1125     /// The delayed check only considers the value of the pointer that was dereferenced, not the
1126     /// intermediate values used during the computation of the final result. For example,
1127     /// `x.wrapping_add(o).wrapping_sub(o)` is always the same as `x`. In other words, leaving the
1128     /// allocated object and then re-entering it later is permitted.
1129     ///
1130     /// [`add`]: #method.add
1131     /// [allocated object]: crate::ptr#allocated-object
1132     ///
1133     /// # Examples
1134     ///
1135     /// Basic usage:
1136     ///
1137     /// ```
1138     /// // Iterate using a raw pointer in increments of two elements
1139     /// let data = [1u8, 2, 3, 4, 5];
1140     /// let mut ptr: *const u8 = data.as_ptr();
1141     /// let step = 2;
1142     /// let end_rounded_up = ptr.wrapping_add(6);
1143     ///
1144     /// // This loop prints "1, 3, 5, "
1145     /// while ptr != end_rounded_up {
1146     ///     unsafe {
1147     ///         print!("{}, ", *ptr);
1148     ///     }
1149     ///     ptr = ptr.wrapping_add(step);
1150     /// }
1151     /// ```
1152     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1153     #[must_use = "returns a new pointer rather than modifying its argument"]
1154     #[rustc_const_stable(feature = "const_ptr_offset", since = "1.61.0")]
1155     #[inline(always)]
1156     pub const fn wrapping_add(self, count: usize) -> Self
1157     where
1158         T: Sized,
1159     {
1160         self.wrapping_offset(count as isize)
1161     }
1162
1163     /// Calculates the offset from a pointer in bytes using wrapping arithmetic.
1164     /// (convenience for `.wrapping_byte_offset(count as isize)`)
1165     ///
1166     /// `count` is in units of bytes.
1167     ///
1168     /// This is purely a convenience for casting to a `u8` pointer and
1169     /// using [wrapping_add][pointer::wrapping_add] on it. See that method for documentation.
1170     ///
1171     /// For non-`Sized` pointees this operation changes only the data pointer,
1172     /// leaving the metadata untouched.
1173     #[must_use]
1174     #[inline(always)]
1175     #[unstable(feature = "pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
1176     #[rustc_const_unstable(feature = "const_pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
1177     pub const fn wrapping_byte_add(self, count: usize) -> Self {
1178         from_raw_parts_mut::<T>(self.cast::<u8>().wrapping_add(count).cast::<()>(), metadata(self))
1179     }
1180
1181     /// Calculates the offset from a pointer using wrapping arithmetic.
1182     /// (convenience for `.wrapping_offset((count as isize).wrapping_neg())`)
1183     ///
1184     /// `count` is in units of T; e.g., a `count` of 3 represents a pointer
1185     /// offset of `3 * size_of::<T>()` bytes.
1186     ///
1187     /// # Safety
1188     ///
1189     /// This operation itself is always safe, but using the resulting pointer is not.
1190     ///
1191     /// The resulting pointer "remembers" the [allocated object] that `self` points to; it must not
1192     /// be used to read or write other allocated objects.
1193     ///
1194     /// In other words, `let z = x.wrapping_sub((x as usize) - (y as usize))` does *not* make `z`
1195     /// the same as `y` even if we assume `T` has size `1` and there is no overflow: `z` is still
1196     /// attached to the object `x` is attached to, and dereferencing it is Undefined Behavior unless
1197     /// `x` and `y` point into the same allocated object.
1198     ///
1199     /// Compared to [`sub`], this method basically delays the requirement of staying within the
1200     /// same allocated object: [`sub`] is immediate Undefined Behavior when crossing object
1201     /// boundaries; `wrapping_sub` produces a pointer but still leads to Undefined Behavior if a
1202     /// pointer is dereferenced when it is out-of-bounds of the object it is attached to. [`sub`]
1203     /// can be optimized better and is thus preferable in performance-sensitive code.
1204     ///
1205     /// The delayed check only considers the value of the pointer that was dereferenced, not the
1206     /// intermediate values used during the computation of the final result. For example,
1207     /// `x.wrapping_add(o).wrapping_sub(o)` is always the same as `x`. In other words, leaving the
1208     /// allocated object and then re-entering it later is permitted.
1209     ///
1210     /// [`sub`]: #method.sub
1211     /// [allocated object]: crate::ptr#allocated-object
1212     ///
1213     /// # Examples
1214     ///
1215     /// Basic usage:
1216     ///
1217     /// ```
1218     /// // Iterate using a raw pointer in increments of two elements (backwards)
1219     /// let data = [1u8, 2, 3, 4, 5];
1220     /// let mut ptr: *const u8 = data.as_ptr();
1221     /// let start_rounded_down = ptr.wrapping_sub(2);
1222     /// ptr = ptr.wrapping_add(4);
1223     /// let step = 2;
1224     /// // This loop prints "5, 3, 1, "
1225     /// while ptr != start_rounded_down {
1226     ///     unsafe {
1227     ///         print!("{}, ", *ptr);
1228     ///     }
1229     ///     ptr = ptr.wrapping_sub(step);
1230     /// }
1231     /// ```
1232     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1233     #[must_use = "returns a new pointer rather than modifying its argument"]
1234     #[rustc_const_stable(feature = "const_ptr_offset", since = "1.61.0")]
1235     #[inline]
1236     pub const fn wrapping_sub(self, count: usize) -> Self
1237     where
1238         T: Sized,
1239     {
1240         self.wrapping_offset((count as isize).wrapping_neg())
1241     }
1242
1243     /// Calculates the offset from a pointer in bytes using wrapping arithmetic.
1244     /// (convenience for `.wrapping_offset((count as isize).wrapping_neg())`)
1245     ///
1246     /// `count` is in units of bytes.
1247     ///
1248     /// This is purely a convenience for casting to a `u8` pointer and
1249     /// using [wrapping_sub][pointer::wrapping_sub] on it. See that method for documentation.
1250     ///
1251     /// For non-`Sized` pointees this operation changes only the data pointer,
1252     /// leaving the metadata untouched.
1253     #[must_use]
1254     #[inline(always)]
1255     #[unstable(feature = "pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
1256     #[rustc_const_unstable(feature = "const_pointer_byte_offsets", issue = "96283")]
1257     pub const fn wrapping_byte_sub(self, count: usize) -> Self {
1258         from_raw_parts_mut::<T>(self.cast::<u8>().wrapping_sub(count).cast::<()>(), metadata(self))
1259     }
1260
1261     /// Reads the value from `self` without moving it. This leaves the
1262     /// memory in `self` unchanged.
1263     ///
1264     /// See [`ptr::read`] for safety concerns and examples.
1265     ///
1266     /// [`ptr::read`]: crate::ptr::read()
1267     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1268     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_read", issue = "80377")]
1269     #[inline(always)]
1270     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1271     pub const unsafe fn read(self) -> T
1272     where
1273         T: Sized,
1274     {
1275         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for ``.
1276         unsafe { read(self) }
1277     }
1278
1279     /// Performs a volatile read of the value from `self` without moving it. This
1280     /// leaves the memory in `self` unchanged.
1281     ///
1282     /// Volatile operations are intended to act on I/O memory, and are guaranteed
1283     /// to not be elided or reordered by the compiler across other volatile
1284     /// operations.
1285     ///
1286     /// See [`ptr::read_volatile`] for safety concerns and examples.
1287     ///
1288     /// [`ptr::read_volatile`]: crate::ptr::read_volatile()
1289     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1290     #[inline(always)]
1291     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1292     pub unsafe fn read_volatile(self) -> T
1293     where
1294         T: Sized,
1295     {
1296         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `read_volatile`.
1297         unsafe { read_volatile(self) }
1298     }
1299
1300     /// Reads the value from `self` without moving it. This leaves the
1301     /// memory in `self` unchanged.
1302     ///
1303     /// Unlike `read`, the pointer may be unaligned.
1304     ///
1305     /// See [`ptr::read_unaligned`] for safety concerns and examples.
1306     ///
1307     /// [`ptr::read_unaligned`]: crate::ptr::read_unaligned()
1308     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1309     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_read", issue = "80377")]
1310     #[inline(always)]
1311     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1312     pub const unsafe fn read_unaligned(self) -> T
1313     where
1314         T: Sized,
1315     {
1316         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `read_unaligned`.
1317         unsafe { read_unaligned(self) }
1318     }
1319
1320     /// Copies `count * size_of<T>` bytes from `self` to `dest`. The source
1321     /// and destination may overlap.
1322     ///
1323     /// NOTE: this has the *same* argument order as [`ptr::copy`].
1324     ///
1325     /// See [`ptr::copy`] for safety concerns and examples.
1326     ///
1327     /// [`ptr::copy`]: crate::ptr::copy()
1328     #[rustc_const_stable(feature = "const_intrinsic_copy", since = "1.63.0")]
1329     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1330     #[inline(always)]
1331     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1332     pub const unsafe fn copy_to(self, dest: *mut T, count: usize)
1333     where
1334         T: Sized,
1335     {
1336         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `copy`.
1337         unsafe { copy(self, dest, count) }
1338     }
1339
1340     /// Copies `count * size_of<T>` bytes from `self` to `dest`. The source
1341     /// and destination may *not* overlap.
1342     ///
1343     /// NOTE: this has the *same* argument order as [`ptr::copy_nonoverlapping`].
1344     ///
1345     /// See [`ptr::copy_nonoverlapping`] for safety concerns and examples.
1346     ///
1347     /// [`ptr::copy_nonoverlapping`]: crate::ptr::copy_nonoverlapping()
1348     #[rustc_const_stable(feature = "const_intrinsic_copy", since = "1.63.0")]
1349     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1350     #[inline(always)]
1351     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1352     pub const unsafe fn copy_to_nonoverlapping(self, dest: *mut T, count: usize)
1353     where
1354         T: Sized,
1355     {
1356         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `copy_nonoverlapping`.
1357         unsafe { copy_nonoverlapping(self, dest, count) }
1358     }
1359
1360     /// Copies `count * size_of<T>` bytes from `src` to `self`. The source
1361     /// and destination may overlap.
1362     ///
1363     /// NOTE: this has the *opposite* argument order of [`ptr::copy`].
1364     ///
1365     /// See [`ptr::copy`] for safety concerns and examples.
1366     ///
1367     /// [`ptr::copy`]: crate::ptr::copy()
1368     #[rustc_const_stable(feature = "const_intrinsic_copy", since = "1.63.0")]
1369     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1370     #[inline(always)]
1371     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1372     pub const unsafe fn copy_from(self, src: *const T, count: usize)
1373     where
1374         T: Sized,
1375     {
1376         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `copy`.
1377         unsafe { copy(src, self, count) }
1378     }
1379
1380     /// Copies `count * size_of<T>` bytes from `src` to `self`. The source
1381     /// and destination may *not* overlap.
1382     ///
1383     /// NOTE: this has the *opposite* argument order of [`ptr::copy_nonoverlapping`].
1384     ///
1385     /// See [`ptr::copy_nonoverlapping`] for safety concerns and examples.
1386     ///
1387     /// [`ptr::copy_nonoverlapping`]: crate::ptr::copy_nonoverlapping()
1388     #[rustc_const_stable(feature = "const_intrinsic_copy", since = "1.63.0")]
1389     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1390     #[inline(always)]
1391     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1392     pub const unsafe fn copy_from_nonoverlapping(self, src: *const T, count: usize)
1393     where
1394         T: Sized,
1395     {
1396         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `copy_nonoverlapping`.
1397         unsafe { copy_nonoverlapping(src, self, count) }
1398     }
1399
1400     /// Executes the destructor (if any) of the pointed-to value.
1401     ///
1402     /// See [`ptr::drop_in_place`] for safety concerns and examples.
1403     ///
1404     /// [`ptr::drop_in_place`]: crate::ptr::drop_in_place()
1405     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1406     #[inline(always)]
1407     pub unsafe fn drop_in_place(self) {
1408         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `drop_in_place`.
1409         unsafe { drop_in_place(self) }
1410     }
1411
1412     /// Overwrites a memory location with the given value without reading or
1413     /// dropping the old value.
1414     ///
1415     /// See [`ptr::write`] for safety concerns and examples.
1416     ///
1417     /// [`ptr::write`]: crate::ptr::write()
1418     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1419     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_write", issue = "86302")]
1420     #[inline(always)]
1421     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1422     pub const unsafe fn write(self, val: T)
1423     where
1424         T: Sized,
1425     {
1426         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `write`.
1427         unsafe { write(self, val) }
1428     }
1429
1430     /// Invokes memset on the specified pointer, setting `count * size_of::<T>()`
1431     /// bytes of memory starting at `self` to `val`.
1432     ///
1433     /// See [`ptr::write_bytes`] for safety concerns and examples.
1434     ///
1435     /// [`ptr::write_bytes`]: crate::ptr::write_bytes()
1436     #[doc(alias = "memset")]
1437     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1438     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_write", issue = "86302")]
1439     #[inline(always)]
1440     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1441     pub const unsafe fn write_bytes(self, val: u8, count: usize)
1442     where
1443         T: Sized,
1444     {
1445         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `write_bytes`.
1446         unsafe { write_bytes(self, val, count) }
1447     }
1448
1449     /// Performs a volatile write of a memory location with the given value without
1450     /// reading or dropping the old value.
1451     ///
1452     /// Volatile operations are intended to act on I/O memory, and are guaranteed
1453     /// to not be elided or reordered by the compiler across other volatile
1454     /// operations.
1455     ///
1456     /// See [`ptr::write_volatile`] for safety concerns and examples.
1457     ///
1458     /// [`ptr::write_volatile`]: crate::ptr::write_volatile()
1459     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1460     #[inline(always)]
1461     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1462     pub unsafe fn write_volatile(self, val: T)
1463     where
1464         T: Sized,
1465     {
1466         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `write_volatile`.
1467         unsafe { write_volatile(self, val) }
1468     }
1469
1470     /// Overwrites a memory location with the given value without reading or
1471     /// dropping the old value.
1472     ///
1473     /// Unlike `write`, the pointer may be unaligned.
1474     ///
1475     /// See [`ptr::write_unaligned`] for safety concerns and examples.
1476     ///
1477     /// [`ptr::write_unaligned`]: crate::ptr::write_unaligned()
1478     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1479     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_write", issue = "86302")]
1480     #[inline(always)]
1481     #[cfg_attr(miri, track_caller)] // even without panics, this helps for Miri backtraces
1482     pub const unsafe fn write_unaligned(self, val: T)
1483     where
1484         T: Sized,
1485     {
1486         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `write_unaligned`.
1487         unsafe { write_unaligned(self, val) }
1488     }
1489
1490     /// Replaces the value at `self` with `src`, returning the old
1491     /// value, without dropping either.
1492     ///
1493     /// See [`ptr::replace`] for safety concerns and examples.
1494     ///
1495     /// [`ptr::replace`]: crate::ptr::replace()
1496     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1497     #[inline(always)]
1498     pub unsafe fn replace(self, src: T) -> T
1499     where
1500         T: Sized,
1501     {
1502         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `replace`.
1503         unsafe { replace(self, src) }
1504     }
1505
1506     /// Swaps the values at two mutable locations of the same type, without
1507     /// deinitializing either. They may overlap, unlike `mem::swap` which is
1508     /// otherwise equivalent.
1509     ///
1510     /// See [`ptr::swap`] for safety concerns and examples.
1511     ///
1512     /// [`ptr::swap`]: crate::ptr::swap()
1513     #[stable(feature = "pointer_methods", since = "1.26.0")]
1514     #[rustc_const_unstable(feature = "const_swap", issue = "83163")]
1515     #[inline(always)]
1516     pub const unsafe fn swap(self, with: *mut T)
1517     where
1518         T: Sized,
1519     {
1520         // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `swap`.
1521         unsafe { swap(self, with) }
1522     }
1523
1524     /// Computes the offset that needs to be applied to the pointer in order to make it aligned to
1525     /// `align`.
1526     ///
1527     /// If it is not possible to align the pointer, the implementation returns
1528     /// `usize::MAX`. It is permissible for the implementation to *always*
1529     /// return `usize::MAX`. Only your algorithm's performance can depend
1530     /// on getting a usable offset here, not its correctness.
1531     ///
1532     /// The offset is expressed in number of `T` elements, and not bytes. The value returned can be
1533     /// used with the `wrapping_add` method.
1534     ///
1535     /// There are no guarantees whatsoever that offsetting the pointer will not overflow or go
1536     /// beyond the allocation that the pointer points into. It is up to the caller to ensure that
1537     /// the returned offset is correct in all terms other than alignment.
1538     ///
1539     /// # Panics
1540     ///
1541     /// The function panics if `align` is not a power-of-two.
1542     ///
1543     /// # Examples
1544     ///
1545     /// Accessing adjacent `u8` as `u16`
1546     ///
1547     /// ```
1548     /// # fn foo(n: usize) {
1549     /// # use std::mem::align_of;
1550     /// # unsafe {
1551     /// let x = [5u8, 6u8, 7u8, 8u8, 9u8];
1552     /// let ptr = x.as_ptr().add(n) as *const u8;
1553     /// let offset = ptr.align_offset(align_of::<u16>());
1554     /// if offset < x.len() - n - 1 {
1555     ///     let u16_ptr = ptr.add(offset) as *const u16;
1556     ///     assert_ne!(*u16_ptr, 500);
1557     /// } else {
1558     ///     // while the pointer can be aligned via `offset`, it would point
1559     ///     // outside the allocation
1560     /// }
1561     /// # } }
1562     /// ```
1563     #[stable(feature = "align_offset", since = "1.36.0")]
1564     #[rustc_const_unstable(feature = "const_align_offset", issue = "90962")]
1565     pub const fn align_offset(self, align: usize) -> usize
1566     where
1567         T: Sized,
1568     {
1569         if !align.is_power_of_two() {
1570             panic!("align_offset: align is not a power-of-two");
1571         }
1572
1573         fn rt_impl<T>(p: *mut T, align: usize) -> usize {
1574             // SAFETY: `align` has been checked to be a power of 2 above
1575             unsafe { align_offset(p, align) }
1576         }
1577
1578         const fn ctfe_impl<T>(_: *mut T, _: usize) -> usize {
1579             usize::MAX
1580         }
1581
1582         // SAFETY:
1583         // It is permissible for `align_offset` to always return `usize::MAX`,
1584         // algorithm correctness can not depend on `align_offset` returning non-max values.
1585         //
1586         // As such the behaviour can't change after replacing `align_offset` with `usize::MAX`, only performance can.
1587         unsafe { intrinsics::const_eval_select((self, align), ctfe_impl, rt_impl) }
1588     }
1589
1590     /// Returns whether the pointer is properly aligned for `T`.
1591     #[must_use]
1592     #[inline]
1593     #[unstable(feature = "pointer_is_aligned", issue = "96284")]
1594     pub fn is_aligned(self) -> bool
1595     where
1596         T: Sized,
1597     {
1598         self.is_aligned_to(core::mem::align_of::<T>())
1599     }
1600
1601     /// Returns whether the pointer is aligned to `align`.
1602     ///
1603     /// For non-`Sized` pointees this operation considers only the data pointer,
1604     /// ignoring the metadata.
1605     ///
1606     /// # Panics
1607     ///
1608     /// The function panics if `align` is not a power-of-two (this includes 0).
1609     #[must_use]
1610     #[inline]
1611     #[unstable(feature = "pointer_is_aligned", issue = "96284")]
1612     pub fn is_aligned_to(self, align: usize) -> bool {
1613         if !align.is_power_of_two() {
1614             panic!("is_aligned_to: align is not a power-of-two");
1615         }
1616
1617         // SAFETY: `is_power_of_two()` will return `false` for zero.
1618         unsafe { core::intrinsics::assume(align != 0) };
1619
1620         // Cast is needed for `T: !Sized`
1621         self.cast::<u8>().addr() % align == 0
1622     }
1623 }
1624
1625 impl<T> *mut [T] {
1626     /// Returns the length of a raw slice.
1627     ///
1628     /// The returned value is the number of **elements**, not the number of bytes.
1629     ///
1630     /// This function is safe, even when the raw slice cannot be cast to a slice
1631     /// reference because the pointer is null or unaligned.
1632     ///
1633     /// # Examples
1634     ///
1635     /// ```rust
1636     /// #![feature(slice_ptr_len)]
1637     /// use std::ptr;
1638     ///
1639     /// let slice: *mut [i8] = ptr::slice_from_raw_parts_mut(ptr::null_mut(), 3);
1640     /// assert_eq!(slice.len(), 3);
1641     /// ```
1642     #[inline(always)]
1643     #[unstable(feature = "slice_ptr_len", issue = "71146")]
1644     #[rustc_const_unstable(feature = "const_slice_ptr_len", issue = "71146")]
1645     pub const fn len(self) -> usize {
1646         metadata(self)
1647     }
1648
1649     /// Returns `true` if the raw slice has a length of 0.
1650     ///
1651     /// # Examples
1652     ///
1653     /// ```
1654     /// #![feature(slice_ptr_len)]
1655     ///
1656     /// let mut a = [1, 2, 3];
1657     /// let ptr = &mut a as *mut [_];
1658     /// assert!(!ptr.is_empty());
1659     /// ```
1660     #[inline(always)]
1661     #[unstable(feature = "slice_ptr_len", issue = "71146")]
1662     #[rustc_const_unstable(feature = "const_slice_ptr_len", issue = "71146")]
1663     pub const fn is_empty(self) -> bool {
1664         self.len() == 0
1665     }
1666
1667     /// Divides one mutable raw slice into two at an index.
1668     ///
1669     /// The first will contain all indices from `[0, mid)` (excluding
1670     /// the index `mid` itself) and the second will contain all
1671     /// indices from `[mid, len)` (excluding the index `len` itself).
1672     ///
1673     /// # Panics
1674     ///
1675     /// Panics if `mid > len`.
1676     ///
1677     /// # Safety
1678     ///
1679     /// `mid` must be [in-bounds] of the underlying [allocated object].
1680     /// Which means `self` must be dereferenceable and span a single allocation
1681     /// that is at least `mid * size_of::<T>()` bytes long. Not upholding these
1682     /// requirements is *[undefined behavior]* even if the resulting pointers are not used.
1683     ///
1684     /// Since `len` being in-bounds it is not a safety invariant of `*mut [T]` the
1685     /// safety requirements of this method are the same as for [`split_at_mut_unchecked`].
1686     /// The explicit bounds check is only as useful as `len` is correct.
1687     ///
1688     /// [`split_at_mut_unchecked`]: #method.split_at_mut_unchecked
1689     /// [in-bounds]: #method.add
1690     /// [allocated object]: crate::ptr#allocated-object
1691     /// [undefined behavior]: https://doc.rust-lang.org/reference/behavior-considered-undefined.html
1692     ///
1693     /// # Examples
1694     ///
1695     /// ```
1696     /// #![feature(raw_slice_split)]
1697     /// #![feature(slice_ptr_get)]
1698     ///
1699     /// let mut v = [1, 0, 3, 0, 5, 6];
1700     /// let ptr = &mut v as *mut [_];
1701     /// unsafe {
1702     ///     let (left, right) = ptr.split_at_mut(2);
1703     ///     assert_eq!(&*left, [1, 0]);
1704     ///     assert_eq!(&*right, [3, 0, 5, 6]);
1705     /// }
1706     /// ```
1707     #[inline(always)]
1708     #[track_caller]
1709     #[unstable(feature = "raw_slice_split", issue = "95595")]
1710     pub unsafe fn split_at_mut(self, mid: usize) -> (*mut [T], *mut [T]) {
1711         assert!(mid <= self.len());
1712         // SAFETY: The assert above is only a safety-net as long as `self.len()` is correct
1713         // The actual safety requirements of this function are the same as for `split_at_mut_unchecked`
1714         unsafe { self.split_at_mut_unchecked(mid) }
1715     }
1716
1717     /// Divides one mutable raw slice into two at an index, without doing bounds checking.
1718     ///
1719     /// The first will contain all indices from `[0, mid)` (excluding
1720     /// the index `mid` itself) and the second will contain all
1721     /// indices from `[mid, len)` (excluding the index `len` itself).
1722     ///
1723     /// # Safety
1724     ///
1725     /// `mid` must be [in-bounds] of the underlying [allocated object].
1726     /// Which means `self` must be dereferenceable and span a single allocation
1727     /// that is at least `mid * size_of::<T>()` bytes long. Not upholding these
1728     /// requirements is *[undefined behavior]* even if the resulting pointers are not used.
1729     ///
1730     /// [in-bounds]: #method.add
1731     /// [out-of-bounds index]: #method.add
1732     /// [undefined behavior]: https://doc.rust-lang.org/reference/behavior-considered-undefined.html
1733     ///
1734     /// # Examples
1735     ///
1736     /// ```
1737     /// #![feature(raw_slice_split)]
1738     ///
1739     /// let mut v = [1, 0, 3, 0, 5, 6];
1740     /// // scoped to restrict the lifetime of the borrows
1741     /// unsafe {
1742     ///     let ptr = &mut v as *mut [_];
1743     ///     let (left, right) = ptr.split_at_mut_unchecked(2);
1744     ///     assert_eq!(&*left, [1, 0]);
1745     ///     assert_eq!(&*right, [3, 0, 5, 6]);
1746     ///     (&mut *left)[1] = 2;
1747     ///     (&mut *right)[1] = 4;
1748     /// }
1749     /// assert_eq!(v, [1, 2, 3, 4, 5, 6]);
1750     /// ```
1751     #[inline(always)]
1752     #[unstable(feature = "raw_slice_split", issue = "95595")]
1753     pub unsafe fn split_at_mut_unchecked(self, mid: usize) -> (*mut [T], *mut [T]) {
1754         let len = self.len();
1755         let ptr = self.as_mut_ptr();
1756
1757         // SAFETY: Caller must pass a valid pointer and an index that is in-bounds.
1758         let tail = unsafe { ptr.add(mid) };
1759         (
1760             crate::ptr::slice_from_raw_parts_mut(ptr, mid),
1761             crate::ptr::slice_from_raw_parts_mut(tail, len - mid),
1762         )
1763     }
1764
1765     /// Returns a raw pointer to the slice's buffer.
1766     ///
1767     /// This is equivalent to casting `self` to `*mut T`, but more type-safe.
1768     ///
1769     /// # Examples
1770     ///
1771     /// ```rust
1772     /// #![feature(slice_ptr_get)]
1773     /// use std::ptr;
1774     ///
1775     /// let slice: *mut [i8] = ptr::slice_from_raw_parts_mut(ptr::null_mut(), 3);
1776     /// assert_eq!(slice.as_mut_ptr(), ptr::null_mut());
1777     /// ```
1778     #[inline(always)]
1779     #[unstable(feature = "slice_ptr_get", issue = "74265")]
1780     #[rustc_const_unstable(feature = "slice_ptr_get", issue = "74265")]
1781     pub const fn as_mut_ptr(self) -> *mut T {
1782         self as *mut T
1783     }
1784
1785     /// Returns a raw pointer to an element or subslice, without doing bounds
1786     /// checking.
1787     ///
1788     /// Calling this method with an [out-of-bounds index] or when `self` is not dereferenceable
1789     /// is *[undefined behavior]* even if the resulting pointer is not used.
1790     ///
1791     /// [out-of-bounds index]: #method.add
1792     /// [undefined behavior]: https://doc.rust-lang.org/reference/behavior-considered-undefined.html
1793     ///
1794     /// # Examples
1795     ///
1796     /// ```
1797     /// #![feature(slice_ptr_get)]
1798     ///
1799     /// let x = &mut [1, 2, 4] as *mut [i32];
1800     ///
1801     /// unsafe {
1802     ///     assert_eq!(x.get_unchecked_mut(1), x.as_mut_ptr().add(1));
1803     /// }
1804     /// ```
1805     #[unstable(feature = "slice_ptr_get", issue = "74265")]
1806     #[rustc_const_unstable(feature = "const_slice_index", issue = "none")]
1807     #[inline(always)]
1808     pub const unsafe fn get_unchecked_mut<I>(self, index: I) -> *mut I::Output
1809     where
1810         I: ~const SliceIndex<[T]>,
1811     {
1812         // SAFETY: the caller ensures that `self` is dereferenceable and `index` in-bounds.
1813         unsafe { index.get_unchecked_mut(self) }
1814     }
1815
1816     /// Returns `None` if the pointer is null, or else returns a shared slice to
1817     /// the value wrapped in `Some`. In contrast to [`as_ref`], this does not require
1818     /// that the value has to be initialized.
1819     ///
1820     /// For the mutable counterpart see [`as_uninit_slice_mut`].
1821     ///
1822     /// [`as_ref`]: #method.as_ref-1
1823     /// [`as_uninit_slice_mut`]: #method.as_uninit_slice_mut
1824     ///
1825     /// # Safety
1826     ///
1827     /// When calling this method, you have to ensure that *either* the pointer is null *or*
1828     /// all of the following is true:
1829     ///
1830     /// * The pointer must be [valid] for reads for `ptr.len() * mem::size_of::<T>()` many bytes,
1831     ///   and it must be properly aligned. This means in particular:
1832     ///
1833     ///     * The entire memory range of this slice must be contained within a single [allocated object]!
1834     ///       Slices can never span across multiple allocated objects.
1835     ///
1836     ///     * The pointer must be aligned even for zero-length slices. One
1837     ///       reason for this is that enum layout optimizations may rely on references
1838     ///       (including slices of any length) being aligned and non-null to distinguish
1839     ///       them from other data. You can obtain a pointer that is usable as `data`
1840     ///       for zero-length slices using [`NonNull::dangling()`].
1841     ///
1842     /// * The total size `ptr.len() * mem::size_of::<T>()` of the slice must be no larger than `isize::MAX`.
1843     ///   See the safety documentation of [`pointer::offset`].
1844     ///
1845     /// * You must enforce Rust's aliasing rules, since the returned lifetime `'a` is
1846     ///   arbitrarily chosen and does not necessarily reflect the actual lifetime of the data.
1847     ///   In particular, while this reference exists, the memory the pointer points to must
1848     ///   not get mutated (except inside `UnsafeCell`).
1849     ///
1850     /// This applies even if the result of this method is unused!
1851     ///
1852     /// See also [`slice::from_raw_parts`][].
1853     ///
1854     /// [valid]: crate::ptr#safety
1855     /// [allocated object]: crate::ptr#allocated-object
1856     #[inline]
1857     #[unstable(feature = "ptr_as_uninit", issue = "75402")]
1858     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_as_ref", issue = "91822")]
1859     pub const unsafe fn as_uninit_slice<'a>(self) -> Option<&'a [MaybeUninit<T>]> {
1860         if self.is_null() {
1861             None
1862         } else {
1863             // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `as_uninit_slice`.
1864             Some(unsafe { slice::from_raw_parts(self as *const MaybeUninit<T>, self.len()) })
1865         }
1866     }
1867
1868     /// Returns `None` if the pointer is null, or else returns a unique slice to
1869     /// the value wrapped in `Some`. In contrast to [`as_mut`], this does not require
1870     /// that the value has to be initialized.
1871     ///
1872     /// For the shared counterpart see [`as_uninit_slice`].
1873     ///
1874     /// [`as_mut`]: #method.as_mut
1875     /// [`as_uninit_slice`]: #method.as_uninit_slice-1
1876     ///
1877     /// # Safety
1878     ///
1879     /// When calling this method, you have to ensure that *either* the pointer is null *or*
1880     /// all of the following is true:
1881     ///
1882     /// * The pointer must be [valid] for reads and writes for `ptr.len() * mem::size_of::<T>()`
1883     ///   many bytes, and it must be properly aligned. This means in particular:
1884     ///
1885     ///     * The entire memory range of this slice must be contained within a single [allocated object]!
1886     ///       Slices can never span across multiple allocated objects.
1887     ///
1888     ///     * The pointer must be aligned even for zero-length slices. One
1889     ///       reason for this is that enum layout optimizations may rely on references
1890     ///       (including slices of any length) being aligned and non-null to distinguish
1891     ///       them from other data. You can obtain a pointer that is usable as `data`
1892     ///       for zero-length slices using [`NonNull::dangling()`].
1893     ///
1894     /// * The total size `ptr.len() * mem::size_of::<T>()` of the slice must be no larger than `isize::MAX`.
1895     ///   See the safety documentation of [`pointer::offset`].
1896     ///
1897     /// * You must enforce Rust's aliasing rules, since the returned lifetime `'a` is
1898     ///   arbitrarily chosen and does not necessarily reflect the actual lifetime of the data.
1899     ///   In particular, while this reference exists, the memory the pointer points to must
1900     ///   not get accessed (read or written) through any other pointer.
1901     ///
1902     /// This applies even if the result of this method is unused!
1903     ///
1904     /// See also [`slice::from_raw_parts_mut`][].
1905     ///
1906     /// [valid]: crate::ptr#safety
1907     /// [allocated object]: crate::ptr#allocated-object
1908     #[inline]
1909     #[unstable(feature = "ptr_as_uninit", issue = "75402")]
1910     #[rustc_const_unstable(feature = "const_ptr_as_ref", issue = "91822")]
1911     pub const unsafe fn as_uninit_slice_mut<'a>(self) -> Option<&'a mut [MaybeUninit<T>]> {
1912         if self.is_null() {
1913             None
1914         } else {
1915             // SAFETY: the caller must uphold the safety contract for `as_uninit_slice_mut`.
1916             Some(unsafe { slice::from_raw_parts_mut(self as *mut MaybeUninit<T>, self.len()) })
1917         }
1918     }
1919 }
1920
1921 // Equality for pointers
1922 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1923 impl<T: ?Sized> PartialEq for *mut T {
1924     #[inline(always)]
1925     fn eq(&self, other: &*mut T) -> bool {
1926         *self == *other
1927     }
1928 }
1929
1930 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1931 impl<T: ?Sized> Eq for *mut T {}
1932
1933 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1934 impl<T: ?Sized> Ord for *mut T {
1935     #[inline]
1936     fn cmp(&self, other: &*mut T) -> Ordering {
1937         if self < other {
1938             Less
1939         } else if self == other {
1940             Equal
1941         } else {
1942             Greater
1943         }
1944     }
1945 }
1946
1947 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1948 impl<T: ?Sized> PartialOrd for *mut T {
1949     #[inline(always)]
1950     fn partial_cmp(&self, other: &*mut T) -> Option<Ordering> {
1951         Some(self.cmp(other))
1952     }
1953
1954     #[inline(always)]
1955     fn lt(&self, other: &*mut T) -> bool {
1956         *self < *other
1957     }
1958
1959     #[inline(always)]
1960     fn le(&self, other: &*mut T) -> bool {
1961         *self <= *other
1962     }
1963
1964     #[inline(always)]
1965     fn gt(&self, other: &*mut T) -> bool {
1966         *self > *other
1967     }
1968
1969     #[inline(always)]
1970     fn ge(&self, other: &*mut T) -> bool {
1971         *self >= *other
1972     }
1973 }