src/liballoc/rc.rs

   1 // Copyright 2013-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
   2 // file at the top-level directory of this distribution and at
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   4 //
   5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
   6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
   7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
   8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
   9 // except according to those terms.
  10
  11 #![allow(deprecated)]
  12
  13 //! Single-threaded reference-counting pointers.
  14 //!
  15 //! The type [`Rc<T>`][`Rc`] provides shared ownership of a value of type `T`,
  16 //! allocated in the heap. Invoking [`clone`][clone] on [`Rc`] produces a new
  17 //! pointer to the same value in the heap. When the last [`Rc`] pointer to a
  18 //! given value is destroyed, the pointed-to value is also destroyed.
  19 //!
  20 //! Shared references in Rust disallow mutation by default, and [`Rc`]
  21 //! is no exception: you cannot obtain a mutable reference to
  22 //! something inside an [`Rc`]. If you need mutability, put a [`Cell`]
  23 //! or [`RefCell`] inside the [`Rc`]; see [an example of mutability
  24 //! inside an Rc][mutability].
  25 //!
  26 //! [`Rc`] uses non-atomic reference counting. This means that overhead is very
  27 //! low, but an [`Rc`] cannot be sent between threads, and consequently [`Rc`]
  28 //! does not implement [`Send`][send]. As a result, the Rust compiler
  29 //! will check *at compile time* that you are not sending [`Rc`]s between
  30 //! threads. If you need multi-threaded, atomic reference counting, use
  31 //! [`sync::Arc`][arc].
  32 //!
  33 //! The [`downgrade`][downgrade] method can be used to create a non-owning
  34 //! [`Weak`] pointer. A [`Weak`] pointer can be [`upgrade`][upgrade]d
  35 //! to an [`Rc`], but this will return [`None`] if the value has
  36 //! already been dropped.
  37 //!
  38 //! A cycle between [`Rc`] pointers will never be deallocated. For this reason,
  39 //! [`Weak`] is used to break cycles. For example, a tree could have strong
  40 //! [`Rc`] pointers from parent nodes to children, and [`Weak`] pointers from
  41 //! children back to their parents.
  42 //!
  43 //! `Rc<T>` automatically dereferences to `T` (via the [`Deref`] trait),
  44 //! so you can call `T`'s methods on a value of type [`Rc<T>`][`Rc`]. To avoid name
  45 //! clashes with `T`'s methods, the methods of [`Rc<T>`][`Rc`] itself are [associated
  46 //! functions][assoc], called using function-like syntax:
  47 //!
  48 //! ```
  49 //! use std::rc::Rc;
  50 //! let my_rc = Rc::new(());
  51 //!
  52 //! Rc::downgrade(&my_rc);
  53 //! ```
  54 //!
  55 //! [`Weak<T>`][`Weak`] does not auto-dereference to `T`, because the value may have
  56 //! already been destroyed.
  57 //!
  58 //! # Examples
  59 //!
  60 //! Consider a scenario where a set of `Gadget`s are owned by a given `Owner`.
  61 //! We want to have our `Gadget`s point to their `Owner`. We can't do this with
  62 //! unique ownership, because more than one gadget may belong to the same
  63 //! `Owner`. [`Rc`] allows us to share an `Owner` between multiple `Gadget`s,
  64 //! and have the `Owner` remain allocated as long as any `Gadget` points at it.
  65 //!
  66 //! ```
  67 //! use std::rc::Rc;
  68 //!
  69 //! struct Owner {
  70 //!     name: String,
  71 //!     // ...other fields
  72 //! }
  73 //!
  74 //! struct Gadget {
  75 //!     id: i32,
  76 //!     owner: Rc<Owner>,
  77 //!     // ...other fields
  78 //! }
  79 //!
  80 //! fn main() {
  81 //!     // Create a reference-counted `Owner`.
  82 //!     let gadget_owner: Rc<Owner> = Rc::new(
  83 //!         Owner {
  84 //!             name: "Gadget Man".to_string(),
  85 //!         }
  86 //!     );
  87 //!
  88 //!     // Create `Gadget`s belonging to `gadget_owner`. Cloning the `Rc<Owner>`
  89 //!     // value gives us a new pointer to the same `Owner` value, incrementing
  90 //!     // the reference count in the process.
  91 //!     let gadget1 = Gadget {
  92 //!         id: 1,
  93 //!         owner: gadget_owner.clone(),
  94 //!     };
  95 //!     let gadget2 = Gadget {
  96 //!         id: 2,
  97 //!         owner: gadget_owner.clone(),
  98 //!     };
  99 //!
 100 //!     // Dispose of our local variable `gadget_owner`.
 101 //!     drop(gadget_owner);
 102 //!
 103 //!     // Despite dropping `gadget_owner`, we're still able to print out the name
 104 //!     // of the `Owner` of the `Gadget`s. This is because we've only dropped a
 105 //!     // single `Rc<Owner>`, not the `Owner` it points to. As long as there are
 106 //!     // other `Rc<Owner>` values pointing at the same `Owner`, it will remain
 107 //!     // allocated. The field projection `gadget1.owner.name` works because
 108 //!     // `Rc<Owner>` automatically dereferences to `Owner`.
 109 //!     println!("Gadget {} owned by {}", gadget1.id, gadget1.owner.name);
 110 //!     println!("Gadget {} owned by {}", gadget2.id, gadget2.owner.name);
 111 //!
 112 //!     // At the end of the function, `gadget1` and `gadget2` are destroyed, and
 113 //!     // with them the last counted references to our `Owner`. Gadget Man now
 114 //!     // gets destroyed as well.
 115 //! }
 116 //! ```
 117 //!
 118 //! If our requirements change, and we also need to be able to traverse from
 119 //! `Owner` to `Gadget`, we will run into problems. An [`Rc`] pointer from `Owner`
 120 //! to `Gadget` introduces a cycle between the values. This means that their
 121 //! reference counts can never reach 0, and the values will remain allocated
 122 //! forever: a memory leak. In order to get around this, we can use [`Weak`]
 123 //! pointers.
 124 //!
 125 //! Rust actually makes it somewhat difficult to produce this loop in the first
 126 //! place. In order to end up with two values that point at each other, one of
 127 //! them needs to be mutable. This is difficult because [`Rc`] enforces
 128 //! memory safety by only giving out shared references to the value it wraps,
 129 //! and these don't allow direct mutation. We need to wrap the part of the
 130 //! value we wish to mutate in a [`RefCell`], which provides *interior
 131 //! mutability*: a method to achieve mutability through a shared reference.
 132 //! [`RefCell`] enforces Rust's borrowing rules at runtime.
 133 //!
 134 //! ```
 135 //! use std::rc::Rc;
 136 //! use std::rc::Weak;
 137 //! use std::cell::RefCell;
 138 //!
 139 //! struct Owner {
 140 //!     name: String,
 141 //!     gadgets: RefCell<Vec<Weak<Gadget>>>,
 142 //!     // ...other fields
 143 //! }
 144 //!
 145 //! struct Gadget {
 146 //!     id: i32,
 147 //!     owner: Rc<Owner>,
 148 //!     // ...other fields
 149 //! }
 150 //!
 151 //! fn main() {
 152 //!     // Create a reference-counted `Owner`. Note that we've put the `Owner`'s
 153 //!     // vector of `Gadget`s inside a `RefCell` so that we can mutate it through
 154 //!     // a shared reference.
 155 //!     let gadget_owner: Rc<Owner> = Rc::new(
 156 //!         Owner {
 157 //!             name: "Gadget Man".to_string(),
 158 //!             gadgets: RefCell::new(vec![]),
 159 //!         }
 160 //!     );
 161 //!
 162 //!     // Create `Gadget`s belonging to `gadget_owner`, as before.
 163 //!     let gadget1 = Rc::new(
 164 //!         Gadget {
 165 //!             id: 1,
 166 //!             owner: gadget_owner.clone(),
 167 //!         }
 168 //!     );
 169 //!     let gadget2 = Rc::new(
 170 //!         Gadget {
 171 //!             id: 2,
 172 //!             owner: gadget_owner.clone(),
 173 //!         }
 174 //!     );
 175 //!
 176 //!     // Add the `Gadget`s to their `Owner`.
 177 //!     {
 178 //!         let mut gadgets = gadget_owner.gadgets.borrow_mut();
 179 //!         gadgets.push(Rc::downgrade(&gadget1));
 180 //!         gadgets.push(Rc::downgrade(&gadget2));
 181 //!
 182 //!         // `RefCell` dynamic borrow ends here.
 183 //!     }
 184 //!
 185 //!     // Iterate over our `Gadget`s, printing their details out.
 186 //!     for gadget_weak in gadget_owner.gadgets.borrow().iter() {
 187 //!
 188 //!         // `gadget_weak` is a `Weak<Gadget>`. Since `Weak` pointers can't
 189 //!         // guarantee the value is still allocated, we need to call
 190 //!         // `upgrade`, which returns an `Option<Rc<Gadget>>`.
 191 //!         //
 192 //!         // In this case we know the value still exists, so we simply
 193 //!         // `unwrap` the `Option`. In a more complicated program, you might
 194 //!         // need graceful error handling for a `None` result.
 195 //!
 196 //!         let gadget = gadget_weak.upgrade().unwrap();
 197 //!         println!("Gadget {} owned by {}", gadget.id, gadget.owner.name);
 198 //!     }
 199 //!
 200 //!     // At the end of the function, `gadget_owner`, `gadget1`, and `gadget2`
 201 //!     // are destroyed. There are now no strong (`Rc`) pointers to the
 202 //!     // gadgets, so they are destroyed. This zeroes the reference count on
 203 //!     // Gadget Man, so he gets destroyed as well.
 204 //! }
 205 //! ```
 206 //!
 207 //! [`Rc`]: struct.Rc.html
 208 //! [`Weak`]: struct.Weak.html
 209 //! [clone]: ../../std/clone/trait.Clone.html#tymethod.clone
 210 //! [`Cell`]: ../../std/cell/struct.Cell.html
 211 //! [`RefCell`]: ../../std/cell/struct.RefCell.html
 212 //! [send]: ../../std/marker/trait.Send.html
 213 //! [arc]: ../../std/sync/struct.Arc.html
 214 //! [`Deref`]: ../../std/ops/trait.Deref.html
 215 //! [downgrade]: struct.Rc.html#method.downgrade
 216 //! [upgrade]: struct.Weak.html#method.upgrade
 217 //! [`None`]: ../../std/option/enum.Option.html#variant.None
 218 //! [assoc]: ../../book/first-edition/method-syntax.html#associated-functions
 219 //! [mutability]: ../../std/cell/index.html#introducing-mutability-inside-of-something-immutable
 220
 221 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 222
 223 #[cfg(not(test))]
 224 use boxed::Box;
 225 #[cfg(test)]
 226 use std::boxed::Box;
 227
 228 use core::borrow;
 229 use core::cell::Cell;
 230 use core::cmp::Ordering;
 231 use core::fmt;
 232 use core::hash::{Hash, Hasher};
 233 use core::intrinsics::{abort, assume};
 234 use core::marker;
 235 use core::marker::Unsize;
 236 use core::mem::{self, align_of_val, forget, size_of, size_of_val, uninitialized};
 237 use core::ops::Deref;
 238 use core::ops::CoerceUnsized;
 239 use core::ptr::{self, Shared};
 240 use core::convert::From;
 241
 242 use heap::deallocate;
 243 use raw_vec::RawVec;
 244
 245 struct RcBox<T: ?Sized> {
 246     strong: Cell<usize>,
 247     weak: Cell<usize>,
 248     value: T,
 249 }
 250
 251
 252 /// A single-threaded reference-counting pointer.
 253 ///
 254 /// See the [module-level documentation](./index.html) for more details.
 255 ///
 256 /// The inherent methods of `Rc` are all associated functions, which means
 257 /// that you have to call them as e.g. [`Rc::get_mut(&value)`][get_mut] instead of
 258 /// `value.get_mut()`. This avoids conflicts with methods of the inner
 259 /// type `T`.
 260 ///
 261 /// [get_mut]: #method.get_mut
 262 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 263 pub struct Rc<T: ?Sized> {
 264     ptr: Shared<RcBox<T>>,
 265 }
 266
 267 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 268 impl<T: ?Sized> !marker::Send for Rc<T> {}
 269 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 270 impl<T: ?Sized> !marker::Sync for Rc<T> {}
 271
 272 #[unstable(feature = "coerce_unsized", issue = "27732")]
 273 impl<T: ?Sized + Unsize<U>, U: ?Sized> CoerceUnsized<Rc<U>> for Rc<T> {}
 274
 275 impl<T> Rc<T> {
 276     /// Constructs a new `Rc<T>`.
 277     ///
 278     /// # Examples
 279     ///
 280     /// ```
 281     /// use std::rc::Rc;
 282     ///
 283     /// let five = Rc::new(5);
 284     /// ```
 285     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 286     pub fn new(value: T) -> Rc<T> {
 287         unsafe {
 288             Rc {
 289                 // there is an implicit weak pointer owned by all the strong
 290                 // pointers, which ensures that the weak destructor never frees
 291                 // the allocation while the strong destructor is running, even
 292                 // if the weak pointer is stored inside the strong one.
 293                 ptr: Shared::new(Box::into_raw(box RcBox {
 294                     strong: Cell::new(1),
 295                     weak: Cell::new(1),
 296                     value: value,
 297                 })),
 298             }
 299         }
 300     }
 301
 302     /// Returns the contained value, if the `Rc` has exactly one strong reference.
 303     ///
 304     /// Otherwise, an [`Err`][result] is returned with the same `Rc` that was
 305     /// passed in.
 306     ///
 307     /// This will succeed even if there are outstanding weak references.
 308     ///
 309     /// [result]: ../../std/result/enum.Result.html
 310     ///
 311     /// # Examples
 312     ///
 313     /// ```
 314     /// use std::rc::Rc;
 315     ///
 316     /// let x = Rc::new(3);
 317     /// assert_eq!(Rc::try_unwrap(x), Ok(3));
 318     ///
 319     /// let x = Rc::new(4);
 320     /// let _y = x.clone();
 321     /// assert_eq!(*Rc::try_unwrap(x).unwrap_err(), 4);
 322     /// ```
 323     #[inline]
 324     #[stable(feature = "rc_unique", since = "1.4.0")]
 325     pub fn try_unwrap(this: Self) -> Result<T, Self> {
 326         if Rc::strong_count(&this) == 1 {
 327             unsafe {
 328                 let val = ptr::read(&*this); // copy the contained object
 329
 330                 // Indicate to Weaks that they can't be promoted by decrememting
 331                 // the strong count, and then remove the implicit "strong weak"
 332                 // pointer while also handling drop logic by just crafting a
 333                 // fake Weak.
 334                 this.dec_strong();
 335                 let _weak = Weak { ptr: this.ptr };
 336                 forget(this);
 337                 Ok(val)
 338             }
 339         } else {
 340             Err(this)
 341         }
 342     }
 343
 344     /// Consumes the `Rc`, returning the wrapped pointer.
 345     ///
 346     /// To avoid a memory leak the pointer must be converted back to an `Rc` using
 347     /// [`Rc::from_raw`][from_raw].
 348     ///
 349     /// [from_raw]: struct.Rc.html#method.from_raw
 350     ///
 351     /// # Examples
 352     ///
 353     /// ```
 354     /// use std::rc::Rc;
 355     ///
 356     /// let x = Rc::new(10);
 357     /// let x_ptr = Rc::into_raw(x);
 358     /// assert_eq!(unsafe { *x_ptr }, 10);
 359     /// ```
 360     #[stable(feature = "rc_raw", since = "1.17.0")]
 361     pub fn into_raw(this: Self) -> *const T {
 362         let ptr = unsafe { &mut (*this.ptr.as_mut_ptr()).value as *const _ };
 363         mem::forget(this);
 364         ptr
 365     }
 366
 367     /// Constructs an `Rc` from a raw pointer.
 368     ///
 369     /// The raw pointer must have been previously returned by a call to a
 370     /// [`Rc::into_raw`][into_raw].
 371     ///
 372     /// This function is unsafe because improper use may lead to memory problems. For example, a
 373     /// double-free may occur if the function is called twice on the same raw pointer.
 374     ///
 375     /// [into_raw]: struct.Rc.html#method.into_raw
 376     ///
 377     /// # Examples
 378     ///
 379     /// ```
 380     /// use std::rc::Rc;
 381     ///
 382     /// let x = Rc::new(10);
 383     /// let x_ptr = Rc::into_raw(x);
 384     ///
 385     /// unsafe {
 386     ///     // Convert back to an `Rc` to prevent leak.
 387     ///     let x = Rc::from_raw(x_ptr);
 388     ///     assert_eq!(*x, 10);
 389     ///
 390     ///     // Further calls to `Rc::from_raw(x_ptr)` would be memory unsafe.
 391     /// }
 392     ///
 393     /// // The memory was freed when `x` went out of scope above, so `x_ptr` is now dangling!
 394     /// ```
 395     #[stable(feature = "rc_raw", since = "1.17.0")]
 396     pub unsafe fn from_raw(ptr: *const T) -> Self {
 397         // To find the corresponding pointer to the `RcBox` we need to subtract the offset of the
 398         // `value` field from the pointer.
 399         Rc { ptr: Shared::new((ptr as *const u8).offset(-offset_of!(RcBox<T>, value)) as *const _) }
 400     }
 401 }
 402
 403 impl Rc<str> {
 404     /// Constructs a new `Rc<str>` from a string slice.
 405     #[doc(hidden)]
 406     #[unstable(feature = "rustc_private",
 407                reason = "for internal use in rustc",
 408                issue = "0")]
 409     pub fn __from_str(value: &str) -> Rc<str> {
 410         unsafe {
 411             // Allocate enough space for `RcBox<str>`.
 412             let aligned_len = 2 + (value.len() + size_of::<usize>() - 1) / size_of::<usize>();
 413             let vec = RawVec::<usize>::with_capacity(aligned_len);
 414             let ptr = vec.ptr();
 415             forget(vec);
 416             // Initialize fields of `RcBox<str>`.
 417             *ptr.offset(0) = 1; // strong: Cell::new(1)
 418             *ptr.offset(1) = 1; // weak: Cell::new(1)
 419             ptr::copy_nonoverlapping(value.as_ptr(), ptr.offset(2) as *mut u8, value.len());
 420             // Combine the allocation address and the string length into a fat pointer to `RcBox`.
 421             let rcbox_ptr: *mut RcBox<str> = mem::transmute([ptr as usize, value.len()]);
 422             assert!(aligned_len * size_of::<usize>() == size_of_val(&*rcbox_ptr));
 423             Rc { ptr: Shared::new(rcbox_ptr) }
 424         }
 425     }
 426 }
 427
 428 impl<T: ?Sized> Rc<T> {
 429     /// Creates a new [`Weak`][weak] pointer to this value.
 430     ///
 431     /// [weak]: struct.Weak.html
 432     ///
 433     /// # Examples
 434     ///
 435     /// ```
 436     /// use std::rc::Rc;
 437     ///
 438     /// let five = Rc::new(5);
 439     ///
 440     /// let weak_five = Rc::downgrade(&five);
 441     /// ```
 442     #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
 443     pub fn downgrade(this: &Self) -> Weak<T> {
 444         this.inc_weak();
 445         Weak { ptr: this.ptr }
 446     }
 447
 448     /// Gets the number of [`Weak`][weak] pointers to this value.
 449     ///
 450     /// [weak]: struct.Weak.html
 451     ///
 452     /// # Examples
 453     ///
 454     /// ```
 455     /// use std::rc::Rc;
 456     ///
 457     /// let five = Rc::new(5);
 458     /// let _weak_five = Rc::downgrade(&five);
 459     ///
 460     /// assert_eq!(1, Rc::weak_count(&five));
 461     /// ```
 462     #[inline]
 463     #[stable(feature = "rc_counts", since = "1.15.0")]
 464     pub fn weak_count(this: &Self) -> usize {
 465         this.weak() - 1
 466     }
 467
 468     /// Gets the number of strong (`Rc`) pointers to this value.
 469     ///
 470     /// # Examples
 471     ///
 472     /// ```
 473     /// use std::rc::Rc;
 474     ///
 475     /// let five = Rc::new(5);
 476     /// let _also_five = five.clone();
 477     ///
 478     /// assert_eq!(2, Rc::strong_count(&five));
 479     /// ```
 480     #[inline]
 481     #[stable(feature = "rc_counts", since = "1.15.0")]
 482     pub fn strong_count(this: &Self) -> usize {
 483         this.strong()
 484     }
 485
 486     /// Returns true if there are no other `Rc` or [`Weak`][weak] pointers to
 487     /// this inner value.
 488     ///
 489     /// [weak]: struct.Weak.html
 490     #[inline]
 491     fn is_unique(this: &Self) -> bool {
 492         Rc::weak_count(this) == 0 && Rc::strong_count(this) == 1
 493     }
 494
 495     /// Returns a mutable reference to the inner value, if there are
 496     /// no other `Rc` or [`Weak`][weak] pointers to the same value.
 497     ///
 498     /// Returns [`None`] otherwise, because it is not safe to
 499     /// mutate a shared value.
 500     ///
 501     /// See also [`make_mut`][make_mut], which will [`clone`][clone]
 502     /// the inner value when it's shared.
 503     ///
 504     /// [weak]: struct.Weak.html
 505     /// [`None`]: ../../std/option/enum.Option.html#variant.None
 506     /// [make_mut]: struct.Rc.html#method.make_mut
 507     /// [clone]: ../../std/clone/trait.Clone.html#tymethod.clone
 508     ///
 509     /// # Examples
 510     ///
 511     /// ```
 512     /// use std::rc::Rc;
 513     ///
 514     /// let mut x = Rc::new(3);
 515     /// *Rc::get_mut(&mut x).unwrap() = 4;
 516     /// assert_eq!(*x, 4);
 517     ///
 518     /// let _y = x.clone();
 519     /// assert!(Rc::get_mut(&mut x).is_none());
 520     /// ```
 521     #[inline]
 522     #[stable(feature = "rc_unique", since = "1.4.0")]
 523     pub fn get_mut(this: &mut Self) -> Option<&mut T> {
 524         if Rc::is_unique(this) {
 525             let inner = unsafe { &mut *this.ptr.as_mut_ptr() };
 526             Some(&mut inner.value)
 527         } else {
 528             None
 529         }
 530     }
 531
 532     #[inline]
 533     #[stable(feature = "ptr_eq", since = "1.17.0")]
 534     /// Returns true if the two `Rc`s point to the same value (not
 535     /// just values that compare as equal).
 536     ///
 537     /// # Examples
 538     ///
 539     /// ```
 540     /// use std::rc::Rc;
 541     ///
 542     /// let five = Rc::new(5);
 543     /// let same_five = five.clone();
 544     /// let other_five = Rc::new(5);
 545     ///
 546     /// assert!(Rc::ptr_eq(&five, &same_five));
 547     /// assert!(!Rc::ptr_eq(&five, &other_five));
 548     /// ```
 549     pub fn ptr_eq(this: &Self, other: &Self) -> bool {
 550         let this_ptr: *const RcBox<T> = *this.ptr;
 551         let other_ptr: *const RcBox<T> = *other.ptr;
 552         this_ptr == other_ptr
 553     }
 554 }
 555
 556 impl<T: Clone> Rc<T> {
 557     /// Makes a mutable reference into the given `Rc`.
 558     ///
 559     /// If there are other `Rc` or [`Weak`][weak] pointers to the same value,
 560     /// then `make_mut` will invoke [`clone`][clone] on the inner value to
 561     /// ensure unique ownership. This is also referred to as clone-on-write.
 562     ///
 563     /// See also [`get_mut`][get_mut], which will fail rather than cloning.
 564     ///
 565     /// [weak]: struct.Weak.html
 566     /// [clone]: ../../std/clone/trait.Clone.html#tymethod.clone
 567     /// [get_mut]: struct.Rc.html#method.get_mut
 568     ///
 569     /// # Examples
 570     ///
 571     /// ```
 572     /// use std::rc::Rc;
 573     ///
 574     /// let mut data = Rc::new(5);
 575     ///
 576     /// *Rc::make_mut(&mut data) += 1;        // Won't clone anything
 577     /// let mut other_data = data.clone();    // Won't clone inner data
 578     /// *Rc::make_mut(&mut data) += 1;        // Clones inner data
 579     /// *Rc::make_mut(&mut data) += 1;        // Won't clone anything
 580     /// *Rc::make_mut(&mut other_data) *= 2;  // Won't clone anything
 581     ///
 582     /// // Now `data` and `other_data` point to different values.
 583     /// assert_eq!(*data, 8);
 584     /// assert_eq!(*other_data, 12);
 585     /// ```
 586     #[inline]
 587     #[stable(feature = "rc_unique", since = "1.4.0")]
 588     pub fn make_mut(this: &mut Self) -> &mut T {
 589         if Rc::strong_count(this) != 1 {
 590             // Gotta clone the data, there are other Rcs
 591             *this = Rc::new((**this).clone())
 592         } else if Rc::weak_count(this) != 0 {
 593             // Can just steal the data, all that's left is Weaks
 594             unsafe {
 595                 let mut swap = Rc::new(ptr::read(&(**this.ptr).value));
 596                 mem::swap(this, &mut swap);
 597                 swap.dec_strong();
 598                 // Remove implicit strong-weak ref (no need to craft a fake
 599                 // Weak here -- we know other Weaks can clean up for us)
 600                 swap.dec_weak();
 601                 forget(swap);
 602             }
 603         }
 604         // This unsafety is ok because we're guaranteed that the pointer
 605         // returned is the *only* pointer that will ever be returned to T. Our
 606         // reference count is guaranteed to be 1 at this point, and we required
 607         // the `Rc<T>` itself to be `mut`, so we're returning the only possible
 608         // reference to the inner value.
 609         let inner = unsafe { &mut *this.ptr.as_mut_ptr() };
 610         &mut inner.value
 611     }
 612 }
 613
 614 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 615 impl<T: ?Sized> Deref for Rc<T> {
 616     type Target = T;
 617
 618     #[inline(always)]
 619     fn deref(&self) -> &T {
 620         &self.inner().value
 621     }
 622 }
 623
 624 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 625 unsafe impl<#[may_dangle] T: ?Sized> Drop for Rc<T> {
 626     /// Drops the `Rc`.
 627     ///
 628     /// This will decrement the strong reference count. If the strong reference
 629     /// count reaches zero then the only other references (if any) are
 630     /// [`Weak`][weak], so we `drop` the inner value.
 631     ///
 632     /// [weak]: struct.Weak.html
 633     ///
 634     /// # Examples
 635     ///
 636     /// ```
 637     /// use std::rc::Rc;
 638     ///
 639     /// struct Foo;
 640     ///
 641     /// impl Drop for Foo {
 642     ///     fn drop(&mut self) {
 643     ///         println!("dropped!");
 644     ///     }
 645     /// }
 646     ///
 647     /// let foo  = Rc::new(Foo);
 648     /// let foo2 = foo.clone();
 649     ///
 650     /// drop(foo);    // Doesn't print anything
 651     /// drop(foo2);   // Prints "dropped!"
 652     /// ```
 653     fn drop(&mut self) {
 654         unsafe {
 655             let ptr = self.ptr.as_mut_ptr();
 656
 657             self.dec_strong();
 658             if self.strong() == 0 {
 659                 // destroy the contained object
 660                 ptr::drop_in_place(&mut (*ptr).value);
 661
 662                 // remove the implicit "strong weak" pointer now that we've
 663                 // destroyed the contents.
 664                 self.dec_weak();
 665
 666                 if self.weak() == 0 {
 667                     deallocate(ptr as *mut u8, size_of_val(&*ptr), align_of_val(&*ptr))
 668                 }
 669             }
 670         }
 671     }
 672 }
 673
 674 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 675 impl<T: ?Sized> Clone for Rc<T> {
 676     /// Makes a clone of the `Rc` pointer.
 677     ///
 678     /// This creates another pointer to the same inner value, increasing the
 679     /// strong reference count.
 680     ///
 681     /// # Examples
 682     ///
 683     /// ```
 684     /// use std::rc::Rc;
 685     ///
 686     /// let five = Rc::new(5);
 687     ///
 688     /// five.clone();
 689     /// ```
 690     #[inline]
 691     fn clone(&self) -> Rc<T> {
 692         self.inc_strong();
 693         Rc { ptr: self.ptr }
 694     }
 695 }
 696
 697 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 698 impl<T: Default> Default for Rc<T> {
 699     /// Creates a new `Rc<T>`, with the `Default` value for `T`.
 700     ///
 701     /// # Examples
 702     ///
 703     /// ```
 704     /// use std::rc::Rc;
 705     ///
 706     /// let x: Rc<i32> = Default::default();
 707     /// assert_eq!(*x, 0);
 708     /// ```
 709     #[inline]
 710     fn default() -> Rc<T> {
 711         Rc::new(Default::default())
 712     }
 713 }
 714
 715 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 716 impl<T: ?Sized + PartialEq> PartialEq for Rc<T> {
 717     /// Equality for two `Rc`s.
 718     ///
 719     /// Two `Rc`s are equal if their inner values are equal.
 720     ///
 721     /// # Examples
 722     ///
 723     /// ```
 724     /// use std::rc::Rc;
 725     ///
 726     /// let five = Rc::new(5);
 727     ///
 728     /// assert!(five == Rc::new(5));
 729     /// ```
 730     #[inline(always)]
 731     fn eq(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
 732         **self == **other
 733     }
 734
 735     /// Inequality for two `Rc`s.
 736     ///
 737     /// Two `Rc`s are unequal if their inner values are unequal.
 738     ///
 739     /// # Examples
 740     ///
 741     /// ```
 742     /// use std::rc::Rc;
 743     ///
 744     /// let five = Rc::new(5);
 745     ///
 746     /// assert!(five != Rc::new(6));
 747     /// ```
 748     #[inline(always)]
 749     fn ne(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
 750         **self != **other
 751     }
 752 }
 753
 754 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 755 impl<T: ?Sized + Eq> Eq for Rc<T> {}
 756
 757 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 758 impl<T: ?Sized + PartialOrd> PartialOrd for Rc<T> {
 759     /// Partial comparison for two `Rc`s.
 760     ///
 761     /// The two are compared by calling `partial_cmp()` on their inner values.
 762     ///
 763     /// # Examples
 764     ///
 765     /// ```
 766     /// use std::rc::Rc;
 767     /// use std::cmp::Ordering;
 768     ///
 769     /// let five = Rc::new(5);
 770     ///
 771     /// assert_eq!(Some(Ordering::Less), five.partial_cmp(&Rc::new(6)));
 772     /// ```
 773     #[inline(always)]
 774     fn partial_cmp(&self, other: &Rc<T>) -> Option<Ordering> {
 775         (**self).partial_cmp(&**other)
 776     }
 777
 778     /// Less-than comparison for two `Rc`s.
 779     ///
 780     /// The two are compared by calling `<` on their inner values.
 781     ///
 782     /// # Examples
 783     ///
 784     /// ```
 785     /// use std::rc::Rc;
 786     ///
 787     /// let five = Rc::new(5);
 788     ///
 789     /// assert!(five < Rc::new(6));
 790     /// ```
 791     #[inline(always)]
 792     fn lt(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
 793         **self < **other
 794     }
 795
 796     /// 'Less than or equal to' comparison for two `Rc`s.
 797     ///
 798     /// The two are compared by calling `<=` on their inner values.
 799     ///
 800     /// # Examples
 801     ///
 802     /// ```
 803     /// use std::rc::Rc;
 804     ///
 805     /// let five = Rc::new(5);
 806     ///
 807     /// assert!(five <= Rc::new(5));
 808     /// ```
 809     #[inline(always)]
 810     fn le(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
 811         **self <= **other
 812     }
 813
 814     /// Greater-than comparison for two `Rc`s.
 815     ///
 816     /// The two are compared by calling `>` on their inner values.
 817     ///
 818     /// # Examples
 819     ///
 820     /// ```
 821     /// use std::rc::Rc;
 822     ///
 823     /// let five = Rc::new(5);
 824     ///
 825     /// assert!(five > Rc::new(4));
 826     /// ```
 827     #[inline(always)]
 828     fn gt(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
 829         **self > **other
 830     }
 831
 832     /// 'Greater than or equal to' comparison for two `Rc`s.
 833     ///
 834     /// The two are compared by calling `>=` on their inner values.
 835     ///
 836     /// # Examples
 837     ///
 838     /// ```
 839     /// use std::rc::Rc;
 840     ///
 841     /// let five = Rc::new(5);
 842     ///
 843     /// assert!(five >= Rc::new(5));
 844     /// ```
 845     #[inline(always)]
 846     fn ge(&self, other: &Rc<T>) -> bool {
 847         **self >= **other
 848     }
 849 }
 850
 851 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 852 impl<T: ?Sized + Ord> Ord for Rc<T> {
 853     /// Comparison for two `Rc`s.
 854     ///
 855     /// The two are compared by calling `cmp()` on their inner values.
 856     ///
 857     /// # Examples
 858     ///
 859     /// ```
 860     /// use std::rc::Rc;
 861     /// use std::cmp::Ordering;
 862     ///
 863     /// let five = Rc::new(5);
 864     ///
 865     /// assert_eq!(Ordering::Less, five.cmp(&Rc::new(6)));
 866     /// ```
 867     #[inline]
 868     fn cmp(&self, other: &Rc<T>) -> Ordering {
 869         (**self).cmp(&**other)
 870     }
 871 }
 872
 873 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 874 impl<T: ?Sized + Hash> Hash for Rc<T> {
 875     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
 876         (**self).hash(state);
 877     }
 878 }
 879
 880 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 881 impl<T: ?Sized + fmt::Display> fmt::Display for Rc<T> {
 882     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
 883         fmt::Display::fmt(&**self, f)
 884     }
 885 }
 886
 887 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 888 impl<T: ?Sized + fmt::Debug> fmt::Debug for Rc<T> {
 889     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
 890         fmt::Debug::fmt(&**self, f)
 891     }
 892 }
 893
 894 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 895 impl<T: ?Sized> fmt::Pointer for Rc<T> {
 896     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
 897         fmt::Pointer::fmt(&*self.ptr, f)
 898     }
 899 }
 900
 901 #[stable(feature = "from_for_ptrs", since = "1.6.0")]
 902 impl<T> From<T> for Rc<T> {
 903     fn from(t: T) -> Self {
 904         Rc::new(t)
 905     }
 906 }
 907
 908 /// `Weak` is a version of [`Rc`] that holds a non-owning reference to the
 909 /// managed value. The value is accessed by calling [`upgrade`] on the `Weak`
 910 /// pointer, which returns an [`Option`]`<`[`Rc`]`<T>>`.
 911 ///
 912 /// Since a `Weak` reference does not count towards ownership, it will not
 913 /// prevent the inner value from being dropped, and `Weak` itself makes no
 914 /// guarantees about the value still being present and may return [`None`]
 915 /// when [`upgrade`]d.
 916 ///
 917 /// A `Weak` pointer is useful for keeping a temporary reference to the value
 918 /// within [`Rc`] without extending its lifetime. It is also used to prevent
 919 /// circular references between [`Rc`] pointers, since mutual owning references
 920 /// would never allow either [`Arc`] to be dropped. For example, a tree could
 921 /// have strong [`Rc`] pointers from parent nodes to children, and `Weak`
 922 /// pointers from children back to their parents.
 923 ///
 924 /// The typical way to obtain a `Weak` pointer is to call [`Rc::downgrade`].
 925 ///
 926 /// [`Rc`]: struct.Rc.html
 927 /// [`Rc::downgrade`]: struct.Rc.html#method.downgrade
 928 /// [`upgrade`]: struct.Weak.html#method.upgrade
 929 /// [`Option`]: ../../std/option/enum.Option.html
 930 /// [`None`]: ../../std/option/enum.Option.html#variant.None
 931 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
 932 pub struct Weak<T: ?Sized> {
 933     ptr: Shared<RcBox<T>>,
 934 }
 935
 936 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
 937 impl<T: ?Sized> !marker::Send for Weak<T> {}
 938 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
 939 impl<T: ?Sized> !marker::Sync for Weak<T> {}
 940
 941 #[unstable(feature = "coerce_unsized", issue = "27732")]
 942 impl<T: ?Sized + Unsize<U>, U: ?Sized> CoerceUnsized<Weak<U>> for Weak<T> {}
 943
 944 impl<T> Weak<T> {
 945     /// Constructs a new `Weak<T>`, allocating memory for `T` without initializing
 946     /// it. Calling [`upgrade`] on the return value always gives [`None`].
 947     ///
 948     /// [`upgrade`]: struct.Weak.html#method.upgrade
 949     /// [`None`]: ../../std/option/enum.Option.html
 950     ///
 951     /// # Examples
 952     ///
 953     /// ```
 954     /// use std::rc::Weak;
 955     ///
 956     /// let empty: Weak<i64> = Weak::new();
 957     /// assert!(empty.upgrade().is_none());
 958     /// ```
 959     #[stable(feature = "downgraded_weak", since = "1.10.0")]
 960     pub fn new() -> Weak<T> {
 961         unsafe {
 962             Weak {
 963                 ptr: Shared::new(Box::into_raw(box RcBox {
 964                     strong: Cell::new(0),
 965                     weak: Cell::new(1),
 966                     value: uninitialized(),
 967                 })),
 968             }
 969         }
 970     }
 971 }
 972
 973 impl<T: ?Sized> Weak<T> {
 974     /// Attempts to upgrade the `Weak` pointer to an [`Rc`], extending
 975     /// the lifetime of the value if successful.
 976     ///
 977     /// Returns [`None`] if the value has since been dropped.
 978     ///
 979     /// [`Rc`]: struct.Rc.html
 980     /// [`None`]: ../../std/option/enum.Option.html
 981     ///
 982     /// # Examples
 983     ///
 984     /// ```
 985     /// use std::rc::Rc;
 986     ///
 987     /// let five = Rc::new(5);
 988     ///
 989     /// let weak_five = Rc::downgrade(&five);
 990     ///
 991     /// let strong_five: Option<Rc<_>> = weak_five.upgrade();
 992     /// assert!(strong_five.is_some());
 993     ///
 994     /// // Destroy all strong pointers.
 995     /// drop(strong_five);
 996     /// drop(five);
 997     ///
 998     /// assert!(weak_five.upgrade().is_none());
 999     /// ```
1000     #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
1001     pub fn upgrade(&self) -> Option<Rc<T>> {
1002         if self.strong() == 0 {
1003             None
1004         } else {
1005             self.inc_strong();
1006             Some(Rc { ptr: self.ptr })
1007         }
1008     }
1009 }
1010
1011 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
1012 impl<T: ?Sized> Drop for Weak<T> {
1013     /// Drops the `Weak` pointer.
1014     ///
1015     /// # Examples
1016     ///
1017     /// ```
1018     /// use std::rc::Rc;
1019     ///
1020     /// struct Foo;
1021     ///
1022     /// impl Drop for Foo {
1023     ///     fn drop(&mut self) {
1024     ///         println!("dropped!");
1025     ///     }
1026     /// }
1027     ///
1028     /// let foo = Rc::new(Foo);
1029     /// let weak_foo = Rc::downgrade(&foo);
1030     /// let other_weak_foo = weak_foo.clone();
1031     ///
1032     /// drop(weak_foo);   // Doesn't print anything
1033     /// drop(foo);        // Prints "dropped!"
1034     ///
1035     /// assert!(other_weak_foo.upgrade().is_none());
1036     /// ```
1037     fn drop(&mut self) {
1038         unsafe {
1039             let ptr = *self.ptr;
1040
1041             self.dec_weak();
1042             // the weak count starts at 1, and will only go to zero if all
1043             // the strong pointers have disappeared.
1044             if self.weak() == 0 {
1045                 deallocate(ptr as *mut u8, size_of_val(&*ptr), align_of_val(&*ptr))
1046             }
1047         }
1048     }
1049 }
1050
1051 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
1052 impl<T: ?Sized> Clone for Weak<T> {
1053     /// Makes a clone of the `Weak` pointer that points to the same value.
1054     ///
1055     /// # Examples
1056     ///
1057     /// ```
1058     /// use std::rc::Rc;
1059     ///
1060     /// let weak_five = Rc::downgrade(&Rc::new(5));
1061     ///
1062     /// weak_five.clone();
1063     /// ```
1064     #[inline]
1065     fn clone(&self) -> Weak<T> {
1066         self.inc_weak();
1067         Weak { ptr: self.ptr }
1068     }
1069 }
1070
1071 #[stable(feature = "rc_weak", since = "1.4.0")]
1072 impl<T: ?Sized + fmt::Debug> fmt::Debug for Weak<T> {
1073     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1074         write!(f, "(Weak)")
1075     }
1076 }
1077
1078 #[stable(feature = "downgraded_weak", since = "1.10.0")]
1079 impl<T> Default for Weak<T> {
1080     /// Constructs a new `Weak<T>`, allocating memory for `T` without initializing
1081     /// it. Calling [`upgrade`] on the return value always gives [`None`].
1082     ///
1083     /// [`upgrade`]: struct.Weak.html#method.upgrade
1084     /// [`None`]: ../../std/option/enum.Option.html
1085     ///
1086     /// # Examples
1087     ///
1088     /// ```
1089     /// use std::rc::Weak;
1090     ///
1091     /// let empty: Weak<i64> = Default::default();
1092     /// assert!(empty.upgrade().is_none());
1093     /// ```
1094     fn default() -> Weak<T> {
1095         Weak::new()
1096     }
1097 }
1098
1099 // NOTE: We checked_add here to deal with mem::forget safety. In particular
1100 // if you mem::forget Rcs (or Weaks), the ref-count can overflow, and then
1101 // you can free the allocation while outstanding Rcs (or Weaks) exist.
1102 // We abort because this is such a degenerate scenario that we don't care about
1103 // what happens -- no real program should ever experience this.
1104 //
1105 // This should have negligible overhead since you don't actually need to
1106 // clone these much in Rust thanks to ownership and move-semantics.
1107
1108 #[doc(hidden)]
1109 trait RcBoxPtr<T: ?Sized> {
1110     fn inner(&self) -> &RcBox<T>;
1111
1112     #[inline]
1113     fn strong(&self) -> usize {
1114         self.inner().strong.get()
1115     }
1116
1117     #[inline]
1118     fn inc_strong(&self) {
1119         self.inner().strong.set(self.strong().checked_add(1).unwrap_or_else(|| unsafe { abort() }));
1120     }
1121
1122     #[inline]
1123     fn dec_strong(&self) {
1124         self.inner().strong.set(self.strong() - 1);
1125     }
1126
1127     #[inline]
1128     fn weak(&self) -> usize {
1129         self.inner().weak.get()
1130     }
1131
1132     #[inline]
1133     fn inc_weak(&self) {
1134         self.inner().weak.set(self.weak().checked_add(1).unwrap_or_else(|| unsafe { abort() }));
1135     }
1136
1137     #[inline]
1138     fn dec_weak(&self) {
1139         self.inner().weak.set(self.weak() - 1);
1140     }
1141 }
1142
1143 impl<T: ?Sized> RcBoxPtr<T> for Rc<T> {
1144     #[inline(always)]
1145     fn inner(&self) -> &RcBox<T> {
1146         unsafe {
1147             // Safe to assume this here, as if it weren't true, we'd be breaking
1148             // the contract anyway.
1149             // This allows the null check to be elided in the destructor if we
1150             // manipulated the reference count in the same function.
1151             assume(!(*(&self.ptr as *const _ as *const *const ())).is_null());
1152             &(**self.ptr)
1153         }
1154     }
1155 }
1156
1157 impl<T: ?Sized> RcBoxPtr<T> for Weak<T> {
1158     #[inline(always)]
1159     fn inner(&self) -> &RcBox<T> {
1160         unsafe {
1161             // Safe to assume this here, as if it weren't true, we'd be breaking
1162             // the contract anyway.
1163             // This allows the null check to be elided in the destructor if we
1164             // manipulated the reference count in the same function.
1165             assume(!(*(&self.ptr as *const _ as *const *const ())).is_null());
1166             &(**self.ptr)
1167         }
1168     }
1169 }
1170
1171 #[cfg(test)]
1172 mod tests {
1173     use super::{Rc, Weak};
1174     use std::boxed::Box;
1175     use std::cell::RefCell;
1176     use std::option::Option;
1177     use std::option::Option::{None, Some};
1178     use std::result::Result::{Err, Ok};
1179     use std::mem::drop;
1180     use std::clone::Clone;
1181     use std::convert::From;
1182
1183     #[test]
1184     fn test_clone() {
1185         let x = Rc::new(RefCell::new(5));
1186         let y = x.clone();
1187         *x.borrow_mut() = 20;
1188         assert_eq!(*y.borrow(), 20);
1189     }
1190
1191     #[test]
1192     fn test_simple() {
1193         let x = Rc::new(5);
1194         assert_eq!(*x, 5);
1195     }
1196
1197     #[test]
1198     fn test_simple_clone() {
1199         let x = Rc::new(5);
1200         let y = x.clone();
1201         assert_eq!(*x, 5);
1202         assert_eq!(*y, 5);
1203     }
1204
1205     #[test]
1206     fn test_destructor() {
1207         let x: Rc<Box<_>> = Rc::new(box 5);
1208         assert_eq!(**x, 5);
1209     }
1210
1211     #[test]
1212     fn test_live() {
1213         let x = Rc::new(5);
1214         let y = Rc::downgrade(&x);
1215         assert!(y.upgrade().is_some());
1216     }
1217
1218     #[test]
1219     fn test_dead() {
1220         let x = Rc::new(5);
1221         let y = Rc::downgrade(&x);
1222         drop(x);
1223         assert!(y.upgrade().is_none());
1224     }
1225
1226     #[test]
1227     fn weak_self_cyclic() {
1228         struct Cycle {
1229             x: RefCell<Option<Weak<Cycle>>>,
1230         }
1231
1232         let a = Rc::new(Cycle { x: RefCell::new(None) });
1233         let b = Rc::downgrade(&a.clone());
1234         *a.x.borrow_mut() = Some(b);
1235
1236         // hopefully we don't double-free (or leak)...
1237     }
1238
1239     #[test]
1240     fn is_unique() {
1241         let x = Rc::new(3);
1242         assert!(Rc::is_unique(&x));
1243         let y = x.clone();
1244         assert!(!Rc::is_unique(&x));
1245         drop(y);
1246         assert!(Rc::is_unique(&x));
1247         let w = Rc::downgrade(&x);
1248         assert!(!Rc::is_unique(&x));
1249         drop(w);
1250         assert!(Rc::is_unique(&x));
1251     }
1252
1253     #[test]
1254     fn test_strong_count() {
1255         let a = Rc::new(0);
1256         assert!(Rc::strong_count(&a) == 1);
1257         let w = Rc::downgrade(&a);
1258         assert!(Rc::strong_count(&a) == 1);
1259         let b = w.upgrade().expect("upgrade of live rc failed");
1260         assert!(Rc::strong_count(&b) == 2);
1261         assert!(Rc::strong_count(&a) == 2);
1262         drop(w);
1263         drop(a);
1264         assert!(Rc::strong_count(&b) == 1);
1265         let c = b.clone();
1266         assert!(Rc::strong_count(&b) == 2);
1267         assert!(Rc::strong_count(&c) == 2);
1268     }
1269
1270     #[test]
1271     fn test_weak_count() {
1272         let a = Rc::new(0);
1273         assert!(Rc::strong_count(&a) == 1);
1274         assert!(Rc::weak_count(&a) == 0);
1275         let w = Rc::downgrade(&a);
1276         assert!(Rc::strong_count(&a) == 1);
1277         assert!(Rc::weak_count(&a) == 1);
1278         drop(w);
1279         assert!(Rc::strong_count(&a) == 1);
1280         assert!(Rc::weak_count(&a) == 0);
1281         let c = a.clone();
1282         assert!(Rc::strong_count(&a) == 2);
1283         assert!(Rc::weak_count(&a) == 0);
1284         drop(c);
1285     }
1286
1287     #[test]
1288     fn try_unwrap() {
1289         let x = Rc::new(3);
1290         assert_eq!(Rc::try_unwrap(x), Ok(3));
1291         let x = Rc::new(4);
1292         let _y = x.clone();
1293         assert_eq!(Rc::try_unwrap(x), Err(Rc::new(4)));
1294         let x = Rc::new(5);
1295         let _w = Rc::downgrade(&x);
1296         assert_eq!(Rc::try_unwrap(x), Ok(5));
1297     }
1298
1299     #[test]
1300     fn into_from_raw() {
1301         let x = Rc::new(box "hello");
1302         let y = x.clone();
1303
1304         let x_ptr = Rc::into_raw(x);
1305         drop(y);
1306         unsafe {
1307             assert_eq!(**x_ptr, "hello");
1308
1309             let x = Rc::from_raw(x_ptr);
1310             assert_eq!(**x, "hello");
1311
1312             assert_eq!(Rc::try_unwrap(x).map(|x| *x), Ok("hello"));
1313         }
1314     }
1315
1316     #[test]
1317     fn get_mut() {
1318         let mut x = Rc::new(3);
1319         *Rc::get_mut(&mut x).unwrap() = 4;
1320         assert_eq!(*x, 4);
1321         let y = x.clone();
1322         assert!(Rc::get_mut(&mut x).is_none());
1323         drop(y);
1324         assert!(Rc::get_mut(&mut x).is_some());
1325         let _w = Rc::downgrade(&x);
1326         assert!(Rc::get_mut(&mut x).is_none());
1327     }
1328
1329     #[test]
1330     fn test_cowrc_clone_make_unique() {
1331         let mut cow0 = Rc::new(75);
1332         let mut cow1 = cow0.clone();
1333         let mut cow2 = cow1.clone();
1334
1335         assert!(75 == *Rc::make_mut(&mut cow0));
1336         assert!(75 == *Rc::make_mut(&mut cow1));
1337         assert!(75 == *Rc::make_mut(&mut cow2));
1338
1339         *Rc::make_mut(&mut cow0) += 1;
1340         *Rc::make_mut(&mut cow1) += 2;
1341         *Rc::make_mut(&mut cow2) += 3;
1342
1343         assert!(76 == *cow0);
1344         assert!(77 == *cow1);
1345         assert!(78 == *cow2);
1346
1347         // none should point to the same backing memory
1348         assert!(*cow0 != *cow1);
1349         assert!(*cow0 != *cow2);
1350         assert!(*cow1 != *cow2);
1351     }
1352
1353     #[test]
1354     fn test_cowrc_clone_unique2() {
1355         let mut cow0 = Rc::new(75);
1356         let cow1 = cow0.clone();
1357         let cow2 = cow1.clone();
1358
1359         assert!(75 == *cow0);
1360         assert!(75 == *cow1);
1361         assert!(75 == *cow2);
1362
1363         *Rc::make_mut(&mut cow0) += 1;
1364
1365         assert!(76 == *cow0);
1366         assert!(75 == *cow1);
1367         assert!(75 == *cow2);
1368
1369         // cow1 and cow2 should share the same contents
1370         // cow0 should have a unique reference
1371         assert!(*cow0 != *cow1);
1372         assert!(*cow0 != *cow2);
1373         assert!(*cow1 == *cow2);
1374     }
1375
1376     #[test]
1377     fn test_cowrc_clone_weak() {
1378         let mut cow0 = Rc::new(75);
1379         let cow1_weak = Rc::downgrade(&cow0);
1380
1381         assert!(75 == *cow0);
1382         assert!(75 == *cow1_weak.upgrade().unwrap());
1383
1384         *Rc::make_mut(&mut cow0) += 1;
1385
1386         assert!(76 == *cow0);
1387         assert!(cow1_weak.upgrade().is_none());
1388     }
1389
1390     #[test]
1391     fn test_show() {
1392         let foo = Rc::new(75);
1393         assert_eq!(format!("{:?}", foo), "75");
1394     }
1395
1396     #[test]
1397     fn test_unsized() {
1398         let foo: Rc<[i32]> = Rc::new([1, 2, 3]);
1399         assert_eq!(foo, foo.clone());
1400     }
1401
1402     #[test]
1403     fn test_from_owned() {
1404         let foo = 123;
1405         let foo_rc = Rc::from(foo);
1406         assert!(123 == *foo_rc);
1407     }
1408
1409     #[test]
1410     fn test_new_weak() {
1411         let foo: Weak<usize> = Weak::new();
1412         assert!(foo.upgrade().is_none());
1413     }
1414
1415     #[test]
1416     fn test_ptr_eq() {
1417         let five = Rc::new(5);
1418         let same_five = five.clone();
1419         let other_five = Rc::new(5);
1420
1421         assert!(Rc::ptr_eq(&five, &same_five));
1422         assert!(!Rc::ptr_eq(&five, &other_five));
1423     }
1424 }
1425
1426 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1427 impl<T: ?Sized> borrow::Borrow<T> for Rc<T> {
1428     fn borrow(&self) -> &T {
1429         &**self
1430     }
1431 }
1432
1433 #[stable(since = "1.5.0", feature = "smart_ptr_as_ref")]
1434 impl<T: ?Sized> AsRef<T> for Rc<T> {
1435     fn as_ref(&self) -> &T {
1436         &**self
1437     }
1438 }