]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/libcore/mem.rs
add MaybeUninit and deprecate mem::{uninitialized,zeroed}
[rust.git] / src / libcore / mem.rs
1 // Copyright 2012-2014 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 //! Basic functions for dealing with memory.
12 //!
13 //! This module contains functions for querying the size and alignment of
14 //! types, initializing and manipulating memory.
15
16 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
17
18 use clone;
19 use cmp;
20 use fmt;
21 use hash;
22 use intrinsics;
23 use marker::{Copy, PhantomData, Sized};
24 use ptr;
25 use ops::{Deref, DerefMut};
26
27 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
28 pub use intrinsics::transmute;
29
30 /// Takes ownership and "forgets" about the value **without running its destructor**.
31 ///
32 /// Any resources the value manages, such as heap memory or a file handle, will linger
33 /// forever in an unreachable state. However, it does not guarantee that pointers
34 /// to this memory will remain valid.
35 ///
36 /// * If you want to leak memory, see [`Box::leak`][leak].
37 /// * If you want to obtain a raw pointer to the memory, see [`Box::into_raw`][into_raw].
38 /// * If you want to dispose of a value properly, running its destructor, see
39 /// [`mem::drop`][drop].
40 ///
41 /// # Safety
42 ///
43 /// `forget` is not marked as `unsafe`, because Rust's safety guarantees
44 /// do not include a guarantee that destructors will always run. For example,
45 /// a program can create a reference cycle using [`Rc`][rc], or call
46 /// [`process::exit`][exit] to exit without running destructors. Thus, allowing
47 /// `mem::forget` from safe code does not fundamentally change Rust's safety
48 /// guarantees.
49 ///
50 /// That said, leaking resources such as memory or I/O objects is usually undesirable,
51 /// so `forget` is only recommended for specialized use cases like those shown below.
52 ///
53 /// Because forgetting a value is allowed, any `unsafe` code you write must
54 /// allow for this possibility. You cannot return a value and expect that the
55 /// caller will necessarily run the value's destructor.
56 ///
57 /// [rc]: ../../std/rc/struct.Rc.html
58 /// [exit]: ../../std/process/fn.exit.html
59 ///
60 /// # Examples
61 ///
62 /// Leak an I/O object, never closing the file:
63 ///
64 /// ```no_run
65 /// use std::mem;
66 /// use std::fs::File;
67 ///
68 /// let file = File::open("foo.txt").unwrap();
69 /// mem::forget(file);
70 /// ```
71 ///
72 /// The practical use cases for `forget` are rather specialized and mainly come
73 /// up in unsafe or FFI code.
74 ///
75 /// ## Use case 1
76 ///
77 /// You have created an uninitialized value using [`mem::uninitialized`][uninit].
78 /// You must either initialize or `forget` it on every computation path before
79 /// Rust drops it automatically, like at the end of a scope or after a panic.
80 /// Running the destructor on an uninitialized value would be [undefined behavior][ub].
81 ///
82 /// ```
83 /// use std::mem;
84 /// use std::ptr;
85 ///
86 /// # let some_condition = false;
87 /// unsafe {
88 ///     let mut uninit_vec: Vec<u32> = mem::uninitialized();
89 ///
90 ///     if some_condition {
91 ///         // Initialize the variable.
92 ///         ptr::write(&mut uninit_vec, Vec::new());
93 ///     } else {
94 ///         // Forget the uninitialized value so its destructor doesn't run.
95 ///         mem::forget(uninit_vec);
96 ///     }
97 /// }
98 /// ```
99 ///
100 /// ## Use case 2
101 ///
102 /// You have duplicated the bytes making up a value, without doing a proper
103 /// [`Clone`][clone]. You need the value's destructor to run only once,
104 /// because a double `free` is undefined behavior.
105 ///
106 /// An example is a possible implementation of [`mem::swap`][swap]:
107 ///
108 /// ```
109 /// use std::mem;
110 /// use std::ptr;
111 ///
112 /// # #[allow(dead_code)]
113 /// fn swap<T>(x: &mut T, y: &mut T) {
114 ///     unsafe {
115 ///         // Give ourselves some scratch space to work with
116 ///         let mut t: T = mem::uninitialized();
117 ///
118 ///         // Perform the swap, `&mut` pointers never alias
119 ///         ptr::copy_nonoverlapping(&*x, &mut t, 1);
120 ///         ptr::copy_nonoverlapping(&*y, x, 1);
121 ///         ptr::copy_nonoverlapping(&t, y, 1);
122 ///
123 ///         // y and t now point to the same thing, but we need to completely
124 ///         // forget `t` because we do not want to run the destructor for `T`
125 ///         // on its value, which is still owned somewhere outside this function.
126 ///         mem::forget(t);
127 ///     }
128 /// }
129 /// ```
130 ///
131 /// [drop]: fn.drop.html
132 /// [uninit]: fn.uninitialized.html
133 /// [clone]: ../clone/trait.Clone.html
134 /// [swap]: fn.swap.html
135 /// [FFI]: ../../book/first-edition/ffi.html
136 /// [box]: ../../std/boxed/struct.Box.html
137 /// [leak]: ../../std/boxed/struct.Box.html#method.leak
138 /// [into_raw]: ../../std/boxed/struct.Box.html#method.into_raw
139 /// [ub]: ../../reference/behavior-considered-undefined.html
140 #[inline]
141 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
142 pub fn forget<T>(t: T) {
143     ManuallyDrop::new(t);
144 }
145
146 /// Returns the size of a type in bytes.
147 ///
148 /// More specifically, this is the offset in bytes between successive elements
149 /// in an array with that item type including alignment padding. Thus, for any
150 /// type `T` and length `n`, `[T; n]` has a size of `n * size_of::<T>()`.
151 ///
152 /// In general, the size of a type is not stable across compilations, but
153 /// specific types such as primitives are.
154 ///
155 /// The following table gives the size for primitives.
156 ///
157 /// Type | size_of::\<Type>()
158 /// ---- | ---------------
159 /// () | 0
160 /// bool | 1
161 /// u8 | 1
162 /// u16 | 2
163 /// u32 | 4
164 /// u64 | 8
165 /// u128 | 16
166 /// i8 | 1
167 /// i16 | 2
168 /// i32 | 4
169 /// i64 | 8
170 /// i128 | 16
171 /// f32 | 4
172 /// f64 | 8
173 /// char | 4
174 ///
175 /// Furthermore, `usize` and `isize` have the same size.
176 ///
177 /// The types `*const T`, `&T`, `Box<T>`, `Option<&T>`, and `Option<Box<T>>` all have
178 /// the same size. If `T` is Sized, all of those types have the same size as `usize`.
179 ///
180 /// The mutability of a pointer does not change its size. As such, `&T` and `&mut T`
181 /// have the same size. Likewise for `*const T` and `*mut T`.
182 ///
183 /// # Size of `#[repr(C)]` items
184 ///
185 /// The `C` representation for items has a defined layout. With this layout,
186 /// the size of items is also stable as long as all fields have a stable size.
187 ///
188 /// ## Size of Structs
189 ///
190 /// For `structs`, the size is determined by the following algorithm.
191 ///
192 /// For each field in the struct ordered by declaration order:
193 ///
194 /// 1. Add the size of the field.
195 /// 2. Round up the current size to the nearest multiple of the next field's [alignment].
196 ///
197 /// Finally, round the size of the struct to the nearest multiple of its [alignment].
198 /// The alignment of the struct is usually the largest alignment of all its
199 /// fields; this can be changed with the use of `repr(align(N))`.
200 ///
201 /// Unlike `C`, zero sized structs are not rounded up to one byte in size.
202 ///
203 /// ## Size of Enums
204 ///
205 /// Enums that carry no data other than the descriminant have the same size as C enums
206 /// on the platform they are compiled for.
207 ///
208 /// ## Size of Unions
209 ///
210 /// The size of a union is the size of its largest field.
211 ///
212 /// Unlike `C`, zero sized unions are not rounded up to one byte in size.
213 ///
214 /// # Examples
215 ///
216 /// ```
217 /// use std::mem;
218 ///
219 /// // Some primitives
220 /// assert_eq!(4, mem::size_of::<i32>());
221 /// assert_eq!(8, mem::size_of::<f64>());
222 /// assert_eq!(0, mem::size_of::<()>());
223 ///
224 /// // Some arrays
225 /// assert_eq!(8, mem::size_of::<[i32; 2]>());
226 /// assert_eq!(12, mem::size_of::<[i32; 3]>());
227 /// assert_eq!(0, mem::size_of::<[i32; 0]>());
228 ///
229 ///
230 /// // Pointer size equality
231 /// assert_eq!(mem::size_of::<&i32>(), mem::size_of::<*const i32>());
232 /// assert_eq!(mem::size_of::<&i32>(), mem::size_of::<Box<i32>>());
233 /// assert_eq!(mem::size_of::<&i32>(), mem::size_of::<Option<&i32>>());
234 /// assert_eq!(mem::size_of::<Box<i32>>(), mem::size_of::<Option<Box<i32>>>());
235 /// ```
236 ///
237 /// Using `#[repr(C)]`.
238 ///
239 /// ```
240 /// use std::mem;
241 ///
242 /// #[repr(C)]
243 /// struct FieldStruct {
244 ///     first: u8,
245 ///     second: u16,
246 ///     third: u8
247 /// }
248 ///
249 /// // The size of the first field is 1, so add 1 to the size. Size is 1.
250 /// // The alignment of the second field is 2, so add 1 to the size for padding. Size is 2.
251 /// // The size of the second field is 2, so add 2 to the size. Size is 4.
252 /// // The alignment of the third field is 1, so add 0 to the size for padding. Size is 4.
253 /// // The size of the third field is 1, so add 1 to the size. Size is 5.
254 /// // Finally, the alignment of the struct is 2 (because the largest alignment amongst its
255 /// // fields is 2), so add 1 to the size for padding. Size is 6.
256 /// assert_eq!(6, mem::size_of::<FieldStruct>());
257 ///
258 /// #[repr(C)]
259 /// struct TupleStruct(u8, u16, u8);
260 ///
261 /// // Tuple structs follow the same rules.
262 /// assert_eq!(6, mem::size_of::<TupleStruct>());
263 ///
264 /// // Note that reordering the fields can lower the size. We can remove both padding bytes
265 /// // by putting `third` before `second`.
266 /// #[repr(C)]
267 /// struct FieldStructOptimized {
268 ///     first: u8,
269 ///     third: u8,
270 ///     second: u16
271 /// }
272 ///
273 /// assert_eq!(4, mem::size_of::<FieldStructOptimized>());
274 ///
275 /// // Union size is the size of the largest field.
276 /// #[repr(C)]
277 /// union ExampleUnion {
278 ///     smaller: u8,
279 ///     larger: u16
280 /// }
281 ///
282 /// assert_eq!(2, mem::size_of::<ExampleUnion>());
283 /// ```
284 ///
285 /// [alignment]: ./fn.align_of.html
286 #[inline]
287 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
288 #[cfg(not(stage0))]
289 pub const fn size_of<T>() -> usize {
290     intrinsics::size_of::<T>()
291 }
292
293 #[inline]
294 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
295 #[cfg(stage0)]
296 /// Ceci n'est pas la documentation
297 pub const fn size_of<T>() -> usize {
298     unsafe { intrinsics::size_of::<T>() }
299 }
300
301 /// Returns the size of the pointed-to value in bytes.
302 ///
303 /// This is usually the same as `size_of::<T>()`. However, when `T` *has* no
304 /// statically known size, e.g. a slice [`[T]`][slice] or a [trait object],
305 /// then `size_of_val` can be used to get the dynamically-known size.
306 ///
307 /// [slice]: ../../std/primitive.slice.html
308 /// [trait object]: ../../book/first-edition/trait-objects.html
309 ///
310 /// # Examples
311 ///
312 /// ```
313 /// use std::mem;
314 ///
315 /// assert_eq!(4, mem::size_of_val(&5i32));
316 ///
317 /// let x: [u8; 13] = [0; 13];
318 /// let y: &[u8] = &x;
319 /// assert_eq!(13, mem::size_of_val(y));
320 /// ```
321 #[inline]
322 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
323 pub fn size_of_val<T: ?Sized>(val: &T) -> usize {
324     unsafe { intrinsics::size_of_val(val) }
325 }
326
327 /// Returns the [ABI]-required minimum alignment of a type.
328 ///
329 /// Every reference to a value of the type `T` must be a multiple of this number.
330 ///
331 /// This is the alignment used for struct fields. It may be smaller than the preferred alignment.
332 ///
333 /// [ABI]: https://en.wikipedia.org/wiki/Application_binary_interface
334 ///
335 /// # Examples
336 ///
337 /// ```
338 /// # #![allow(deprecated)]
339 /// use std::mem;
340 ///
341 /// assert_eq!(4, mem::min_align_of::<i32>());
342 /// ```
343 #[inline]
344 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
345 #[rustc_deprecated(reason = "use `align_of` instead", since = "1.2.0")]
346 #[cfg(not(stage0))]
347 pub fn min_align_of<T>() -> usize {
348     intrinsics::min_align_of::<T>()
349 }
350
351 #[inline]
352 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
353 #[rustc_deprecated(reason = "use `align_of` instead", since = "1.2.0")]
354 #[cfg(stage0)]
355 /// Ceci n'est pas la documentation
356 pub fn min_align_of<T>() -> usize {
357     unsafe { intrinsics::min_align_of::<T>() }
358 }
359
360 /// Returns the [ABI]-required minimum alignment of the type of the value that `val` points to.
361 ///
362 /// Every reference to a value of the type `T` must be a multiple of this number.
363 ///
364 /// [ABI]: https://en.wikipedia.org/wiki/Application_binary_interface
365 ///
366 /// # Examples
367 ///
368 /// ```
369 /// # #![allow(deprecated)]
370 /// use std::mem;
371 ///
372 /// assert_eq!(4, mem::min_align_of_val(&5i32));
373 /// ```
374 #[inline]
375 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
376 #[rustc_deprecated(reason = "use `align_of_val` instead", since = "1.2.0")]
377 pub fn min_align_of_val<T: ?Sized>(val: &T) -> usize {
378     unsafe { intrinsics::min_align_of_val(val) }
379 }
380
381 /// Returns the [ABI]-required minimum alignment of a type.
382 ///
383 /// Every reference to a value of the type `T` must be a multiple of this number.
384 ///
385 /// This is the alignment used for struct fields. It may be smaller than the preferred alignment.
386 ///
387 /// [ABI]: https://en.wikipedia.org/wiki/Application_binary_interface
388 ///
389 /// # Examples
390 ///
391 /// ```
392 /// use std::mem;
393 ///
394 /// assert_eq!(4, mem::align_of::<i32>());
395 /// ```
396 #[inline]
397 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
398 #[cfg(not(stage0))]
399 pub const fn align_of<T>() -> usize {
400     intrinsics::min_align_of::<T>()
401 }
402
403 #[inline]
404 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
405 #[cfg(stage0)]
406 /// Ceci n'est pas la documentation
407 pub const fn align_of<T>() -> usize {
408     unsafe { intrinsics::min_align_of::<T>() }
409 }
410
411 /// Returns the [ABI]-required minimum alignment of the type of the value that `val` points to.
412 ///
413 /// Every reference to a value of the type `T` must be a multiple of this number.
414 ///
415 /// [ABI]: https://en.wikipedia.org/wiki/Application_binary_interface
416 ///
417 /// # Examples
418 ///
419 /// ```
420 /// use std::mem;
421 ///
422 /// assert_eq!(4, mem::align_of_val(&5i32));
423 /// ```
424 #[inline]
425 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
426 pub fn align_of_val<T: ?Sized>(val: &T) -> usize {
427     unsafe { intrinsics::min_align_of_val(val) }
428 }
429
430 /// Returns whether dropping values of type `T` matters.
431 ///
432 /// This is purely an optimization hint, and may be implemented conservatively:
433 /// it may return `true` for types that don't actually need to be dropped.
434 /// As such always returning `true` would be a valid implementation of
435 /// this function. However if this function actually returns `false`, then you
436 /// can be certain dropping `T` has no side effect.
437 ///
438 /// Low level implementations of things like collections, which need to manually
439 /// drop their data, should use this function to avoid unnecessarily
440 /// trying to drop all their contents when they are destroyed. This might not
441 /// make a difference in release builds (where a loop that has no side-effects
442 /// is easily detected and eliminated), but is often a big win for debug builds.
443 ///
444 /// Note that `ptr::drop_in_place` already performs this check, so if your workload
445 /// can be reduced to some small number of drop_in_place calls, using this is
446 /// unnecessary. In particular note that you can drop_in_place a slice, and that
447 /// will do a single needs_drop check for all the values.
448 ///
449 /// Types like Vec therefore just `drop_in_place(&mut self[..])` without using
450 /// needs_drop explicitly. Types like HashMap, on the other hand, have to drop
451 /// values one at a time and should use this API.
452 ///
453 ///
454 /// # Examples
455 ///
456 /// Here's an example of how a collection might make use of needs_drop:
457 ///
458 /// ```
459 /// use std::{mem, ptr};
460 ///
461 /// pub struct MyCollection<T> {
462 /// #   data: [T; 1],
463 ///     /* ... */
464 /// }
465 /// # impl<T> MyCollection<T> {
466 /// #   fn iter_mut(&mut self) -> &mut [T] { &mut self.data }
467 /// #   fn free_buffer(&mut self) {}
468 /// # }
469 ///
470 /// impl<T> Drop for MyCollection<T> {
471 ///     fn drop(&mut self) {
472 ///         unsafe {
473 ///             // drop the data
474 ///             if mem::needs_drop::<T>() {
475 ///                 for x in self.iter_mut() {
476 ///                     ptr::drop_in_place(x);
477 ///                 }
478 ///             }
479 ///             self.free_buffer();
480 ///         }
481 ///     }
482 /// }
483 /// ```
484 #[inline]
485 #[stable(feature = "needs_drop", since = "1.21.0")]
486 pub fn needs_drop<T>() -> bool {
487     unsafe { intrinsics::needs_drop::<T>() }
488 }
489
490 /// Creates a value whose bytes are all zero.
491 ///
492 /// This has the same effect as allocating space with
493 /// [`mem::uninitialized`][uninit] and then zeroing it out. It is useful for
494 /// [FFI] sometimes, but should generally be avoided.
495 ///
496 /// There is no guarantee that an all-zero byte-pattern represents a valid value of
497 /// some type `T`. If `T` has a destructor and the value is destroyed (due to
498 /// a panic or the end of a scope) before being initialized, then the destructor
499 /// will run on zeroed data, likely leading to [undefined behavior][ub].
500 ///
501 /// See also the documentation for [`mem::uninitialized`][uninit], which has
502 /// many of the same caveats.
503 ///
504 /// [uninit]: fn.uninitialized.html
505 /// [FFI]: ../../book/first-edition/ffi.html
506 /// [ub]: ../../reference/behavior-considered-undefined.html
507 ///
508 /// # Examples
509 ///
510 /// ```
511 /// use std::mem;
512 ///
513 /// let x: i32 = unsafe { mem::zeroed() };
514 /// assert_eq!(0, x);
515 /// ```
516 #[inline]
517 #[rustc_deprecated(since = "1.30.0", reason = "use `mem::MaybeUninit::zeroed` instead")]
518 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
519 pub unsafe fn zeroed<T>() -> T {
520     intrinsics::init()
521 }
522
523 /// Bypasses Rust's normal memory-initialization checks by pretending to
524 /// produce a value of type `T`, while doing nothing at all.
525 ///
526 /// **This is incredibly dangerous and should not be done lightly. Deeply
527 /// consider initializing your memory with a default value instead.**
528 ///
529 /// This is useful for [FFI] functions and initializing arrays sometimes,
530 /// but should generally be avoided.
531 ///
532 /// [FFI]: ../../book/first-edition/ffi.html
533 ///
534 /// # Undefined behavior
535 ///
536 /// It is [undefined behavior][ub] to read uninitialized memory, even just an
537 /// uninitialized boolean. For instance, if you branch on the value of such
538 /// a boolean, your program may take one, both, or neither of the branches.
539 ///
540 /// Writing to the uninitialized value is similarly dangerous. Rust believes the
541 /// value is initialized, and will therefore try to [`Drop`] the uninitialized
542 /// value and its fields if you try to overwrite it in a normal manner. The only way
543 /// to safely initialize an uninitialized value is with [`ptr::write`][write],
544 /// [`ptr::copy`][copy], or [`ptr::copy_nonoverlapping`][copy_no].
545 ///
546 /// If the value does implement [`Drop`], it must be initialized before
547 /// it goes out of scope (and therefore would be dropped). Note that this
548 /// includes a `panic` occurring and unwinding the stack suddenly.
549 ///
550 /// # Examples
551 ///
552 /// Here's how to safely initialize an array of [`Vec`]s.
553 ///
554 /// ```
555 /// use std::mem;
556 /// use std::ptr;
557 ///
558 /// // Only declare the array. This safely leaves it
559 /// // uninitialized in a way that Rust will track for us.
560 /// // However we can't initialize it element-by-element
561 /// // safely, and we can't use the `[value; 1000]`
562 /// // constructor because it only works with `Copy` data.
563 /// let mut data: [Vec<u32>; 1000];
564 ///
565 /// unsafe {
566 ///     // So we need to do this to initialize it.
567 ///     data = mem::uninitialized();
568 ///
569 ///     // DANGER ZONE: if anything panics or otherwise
570 ///     // incorrectly reads the array here, we will have
571 ///     // Undefined Behavior.
572 ///
573 ///     // It's ok to mutably iterate the data, since this
574 ///     // doesn't involve reading it at all.
575 ///     // (ptr and len are statically known for arrays)
576 ///     for elem in &mut data[..] {
577 ///         // *elem = Vec::new() would try to drop the
578 ///         // uninitialized memory at `elem` -- bad!
579 ///         //
580 ///         // Vec::new doesn't allocate or do really
581 ///         // anything. It's only safe to call here
582 ///         // because we know it won't panic.
583 ///         ptr::write(elem, Vec::new());
584 ///     }
585 ///
586 ///     // SAFE ZONE: everything is initialized.
587 /// }
588 ///
589 /// println!("{:?}", &data[0]);
590 /// ```
591 ///
592 /// This example emphasizes exactly how delicate and dangerous using `mem::uninitialized`
593 /// can be. Note that the [`vec!`] macro *does* let you initialize every element with a
594 /// value that is only [`Clone`], so the following is semantically equivalent and
595 /// vastly less dangerous, as long as you can live with an extra heap
596 /// allocation:
597 ///
598 /// ```
599 /// let data: Vec<Vec<u32>> = vec![Vec::new(); 1000];
600 /// println!("{:?}", &data[0]);
601 /// ```
602 ///
603 /// [`Vec`]: ../../std/vec/struct.Vec.html
604 /// [`vec!`]: ../../std/macro.vec.html
605 /// [`Clone`]: ../../std/clone/trait.Clone.html
606 /// [ub]: ../../reference/behavior-considered-undefined.html
607 /// [write]: ../ptr/fn.write.html
608 /// [copy]: ../intrinsics/fn.copy.html
609 /// [copy_no]: ../intrinsics/fn.copy_nonoverlapping.html
610 /// [`Drop`]: ../ops/trait.Drop.html
611 #[inline]
612 #[rustc_deprecated(since = "1.30.0", reason = "use `mem::MaybeUninit::uninitialized` instead")]
613 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
614 pub unsafe fn uninitialized<T>() -> T {
615     intrinsics::uninit()
616 }
617
618 /// Swaps the values at two mutable locations, without deinitializing either one.
619 ///
620 /// # Examples
621 ///
622 /// ```
623 /// use std::mem;
624 ///
625 /// let mut x = 5;
626 /// let mut y = 42;
627 ///
628 /// mem::swap(&mut x, &mut y);
629 ///
630 /// assert_eq!(42, x);
631 /// assert_eq!(5, y);
632 /// ```
633 #[inline]
634 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
635 pub fn swap<T>(x: &mut T, y: &mut T) {
636     unsafe {
637         ptr::swap_nonoverlapping_one(x, y);
638     }
639 }
640
641 /// Moves `src` into the referenced `dest`, returning the previous `dest` value.
642 ///
643 /// Neither value is dropped.
644 ///
645 /// # Examples
646 ///
647 /// A simple example:
648 ///
649 /// ```
650 /// use std::mem;
651 ///
652 /// let mut v: Vec<i32> = vec![1, 2];
653 ///
654 /// let old_v = mem::replace(&mut v, vec![3, 4, 5]);
655 /// assert_eq!(2, old_v.len());
656 /// assert_eq!(3, v.len());
657 /// ```
658 ///
659 /// `replace` allows consumption of a struct field by replacing it with another value.
660 /// Without `replace` you can run into issues like these:
661 ///
662 /// ```compile_fail,E0507
663 /// struct Buffer<T> { buf: Vec<T> }
664 ///
665 /// impl<T> Buffer<T> {
666 ///     fn get_and_reset(&mut self) -> Vec<T> {
667 ///         // error: cannot move out of dereference of `&mut`-pointer
668 ///         let buf = self.buf;
669 ///         self.buf = Vec::new();
670 ///         buf
671 ///     }
672 /// }
673 /// ```
674 ///
675 /// Note that `T` does not necessarily implement [`Clone`], so it can't even clone and reset
676 /// `self.buf`. But `replace` can be used to disassociate the original value of `self.buf` from
677 /// `self`, allowing it to be returned:
678 ///
679 /// ```
680 /// # #![allow(dead_code)]
681 /// use std::mem;
682 ///
683 /// # struct Buffer<T> { buf: Vec<T> }
684 /// impl<T> Buffer<T> {
685 ///     fn get_and_reset(&mut self) -> Vec<T> {
686 ///         mem::replace(&mut self.buf, Vec::new())
687 ///     }
688 /// }
689 /// ```
690 ///
691 /// [`Clone`]: ../../std/clone/trait.Clone.html
692 #[inline]
693 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
694 pub fn replace<T>(dest: &mut T, mut src: T) -> T {
695     swap(dest, &mut src);
696     src
697 }
698
699 /// Disposes of a value.
700 ///
701 /// While this does call the argument's implementation of [`Drop`][drop],
702 /// it will not release any borrows, as borrows are based on lexical scope.
703 ///
704 /// This effectively does nothing for
705 /// [types which implement `Copy`](../../book/first-edition/ownership.html#copy-types),
706 /// e.g. integers. Such values are copied and _then_ moved into the function,
707 /// so the value persists after this function call.
708 ///
709 /// This function is not magic; it is literally defined as
710 ///
711 /// ```
712 /// pub fn drop<T>(_x: T) { }
713 /// ```
714 ///
715 /// Because `_x` is moved into the function, it is automatically dropped before
716 /// the function returns.
717 ///
718 /// [drop]: ../ops/trait.Drop.html
719 ///
720 /// # Examples
721 ///
722 /// Basic usage:
723 ///
724 /// ```
725 /// let v = vec![1, 2, 3];
726 ///
727 /// drop(v); // explicitly drop the vector
728 /// ```
729 ///
730 /// Borrows are based on lexical scope, so this produces an error:
731 ///
732 /// ```compile_fail,E0502
733 /// let mut v = vec![1, 2, 3];
734 /// let x = &v[0];
735 ///
736 /// drop(x); // explicitly drop the reference, but the borrow still exists
737 ///
738 /// v.push(4); // error: cannot borrow `v` as mutable because it is also
739 ///            // borrowed as immutable
740 /// ```
741 ///
742 /// An inner scope is needed to fix this:
743 ///
744 /// ```
745 /// let mut v = vec![1, 2, 3];
746 ///
747 /// {
748 ///     let x = &v[0];
749 ///
750 ///     drop(x); // this is now redundant, as `x` is going out of scope anyway
751 /// }
752 ///
753 /// v.push(4); // no problems
754 /// ```
755 ///
756 /// Since [`RefCell`] enforces the borrow rules at runtime, `drop` can
757 /// release a [`RefCell`] borrow:
758 ///
759 /// ```
760 /// use std::cell::RefCell;
761 ///
762 /// let x = RefCell::new(1);
763 ///
764 /// let mut mutable_borrow = x.borrow_mut();
765 /// *mutable_borrow = 1;
766 ///
767 /// drop(mutable_borrow); // relinquish the mutable borrow on this slot
768 ///
769 /// let borrow = x.borrow();
770 /// println!("{}", *borrow);
771 /// ```
772 ///
773 /// Integers and other types implementing [`Copy`] are unaffected by `drop`.
774 ///
775 /// ```
776 /// #[derive(Copy, Clone)]
777 /// struct Foo(u8);
778 ///
779 /// let x = 1;
780 /// let y = Foo(2);
781 /// drop(x); // a copy of `x` is moved and dropped
782 /// drop(y); // a copy of `y` is moved and dropped
783 ///
784 /// println!("x: {}, y: {}", x, y.0); // still available
785 /// ```
786 ///
787 /// [`RefCell`]: ../../std/cell/struct.RefCell.html
788 /// [`Copy`]: ../../std/marker/trait.Copy.html
789 #[inline]
790 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
791 pub fn drop<T>(_x: T) { }
792
793 /// Interprets `src` as having type `&U`, and then reads `src` without moving
794 /// the contained value.
795 ///
796 /// This function will unsafely assume the pointer `src` is valid for
797 /// [`size_of::<U>`][size_of] bytes by transmuting `&T` to `&U` and then reading
798 /// the `&U`. It will also unsafely create a copy of the contained value instead of
799 /// moving out of `src`.
800 ///
801 /// It is not a compile-time error if `T` and `U` have different sizes, but it
802 /// is highly encouraged to only invoke this function where `T` and `U` have the
803 /// same size. This function triggers [undefined behavior][ub] if `U` is larger than
804 /// `T`.
805 ///
806 /// [ub]: ../../reference/behavior-considered-undefined.html
807 /// [size_of]: fn.size_of.html
808 ///
809 /// # Examples
810 ///
811 /// ```
812 /// use std::mem;
813 ///
814 /// #[repr(packed)]
815 /// struct Foo {
816 ///     bar: u8,
817 /// }
818 ///
819 /// let foo_slice = [10u8];
820 ///
821 /// unsafe {
822 ///     // Copy the data from 'foo_slice' and treat it as a 'Foo'
823 ///     let mut foo_struct: Foo = mem::transmute_copy(&foo_slice);
824 ///     assert_eq!(foo_struct.bar, 10);
825 ///
826 ///     // Modify the copied data
827 ///     foo_struct.bar = 20;
828 ///     assert_eq!(foo_struct.bar, 20);
829 /// }
830 ///
831 /// // The contents of 'foo_slice' should not have changed
832 /// assert_eq!(foo_slice, [10]);
833 /// ```
834 #[inline]
835 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
836 pub unsafe fn transmute_copy<T, U>(src: &T) -> U {
837     ptr::read(src as *const T as *const U)
838 }
839
840 /// Opaque type representing the discriminant of an enum.
841 ///
842 /// See the [`discriminant`] function in this module for more information.
843 ///
844 /// [`discriminant`]: fn.discriminant.html
845 #[stable(feature = "discriminant_value", since = "1.21.0")]
846 pub struct Discriminant<T>(u64, PhantomData<fn() -> T>);
847
848 // N.B. These trait implementations cannot be derived because we don't want any bounds on T.
849
850 #[stable(feature = "discriminant_value", since = "1.21.0")]
851 impl<T> Copy for Discriminant<T> {}
852
853 #[stable(feature = "discriminant_value", since = "1.21.0")]
854 impl<T> clone::Clone for Discriminant<T> {
855     fn clone(&self) -> Self {
856         *self
857     }
858 }
859
860 #[stable(feature = "discriminant_value", since = "1.21.0")]
861 impl<T> cmp::PartialEq for Discriminant<T> {
862     fn eq(&self, rhs: &Self) -> bool {
863         self.0 == rhs.0
864     }
865 }
866
867 #[stable(feature = "discriminant_value", since = "1.21.0")]
868 impl<T> cmp::Eq for Discriminant<T> {}
869
870 #[stable(feature = "discriminant_value", since = "1.21.0")]
871 impl<T> hash::Hash for Discriminant<T> {
872     fn hash<H: hash::Hasher>(&self, state: &mut H) {
873         self.0.hash(state);
874     }
875 }
876
877 #[stable(feature = "discriminant_value", since = "1.21.0")]
878 impl<T> fmt::Debug for Discriminant<T> {
879     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
880         fmt.debug_tuple("Discriminant")
881            .field(&self.0)
882            .finish()
883     }
884 }
885
886 /// Returns a value uniquely identifying the enum variant in `v`.
887 ///
888 /// If `T` is not an enum, calling this function will not result in undefined behavior, but the
889 /// return value is unspecified.
890 ///
891 /// # Stability
892 ///
893 /// The discriminant of an enum variant may change if the enum definition changes. A discriminant
894 /// of some variant will not change between compilations with the same compiler.
895 ///
896 /// # Examples
897 ///
898 /// This can be used to compare enums that carry data, while disregarding
899 /// the actual data:
900 ///
901 /// ```
902 /// use std::mem;
903 ///
904 /// enum Foo { A(&'static str), B(i32), C(i32) }
905 ///
906 /// assert!(mem::discriminant(&Foo::A("bar")) == mem::discriminant(&Foo::A("baz")));
907 /// assert!(mem::discriminant(&Foo::B(1))     == mem::discriminant(&Foo::B(2)));
908 /// assert!(mem::discriminant(&Foo::B(3))     != mem::discriminant(&Foo::C(3)));
909 /// ```
910 #[stable(feature = "discriminant_value", since = "1.21.0")]
911 pub fn discriminant<T>(v: &T) -> Discriminant<T> {
912     unsafe {
913         Discriminant(intrinsics::discriminant_value(v), PhantomData)
914     }
915 }
916
917 /// A wrapper to inhibit compiler from automatically calling `T`’s destructor.
918 ///
919 /// This wrapper is 0-cost.
920 ///
921 /// # Examples
922 ///
923 /// This wrapper helps with explicitly documenting the drop order dependencies between fields of
924 /// the type:
925 ///
926 /// ```rust
927 /// use std::mem::ManuallyDrop;
928 /// struct Peach;
929 /// struct Banana;
930 /// struct Melon;
931 /// struct FruitBox {
932 ///     // Immediately clear there’s something non-trivial going on with these fields.
933 ///     peach: ManuallyDrop<Peach>,
934 ///     melon: Melon, // Field that’s independent of the other two.
935 ///     banana: ManuallyDrop<Banana>,
936 /// }
937 ///
938 /// impl Drop for FruitBox {
939 ///     fn drop(&mut self) {
940 ///         unsafe {
941 ///             // Explicit ordering in which field destructors are run specified in the intuitive
942 ///             // location – the destructor of the structure containing the fields.
943 ///             // Moreover, one can now reorder fields within the struct however much they want.
944 ///             ManuallyDrop::drop(&mut self.peach);
945 ///             ManuallyDrop::drop(&mut self.banana);
946 ///         }
947 ///         // After destructor for `FruitBox` runs (this function), the destructor for Melon gets
948 ///         // invoked in the usual manner, as it is not wrapped in `ManuallyDrop`.
949 ///     }
950 /// }
951 /// ```
952 #[stable(feature = "manually_drop", since = "1.20.0")]
953 #[lang = "manually_drop"]
954 #[derive(Copy, Clone, Debug, Default, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash)]
955 #[repr(transparent)]
956 pub struct ManuallyDrop<T: ?Sized> {
957     value: T,
958 }
959
960 impl<T> ManuallyDrop<T> {
961     /// Wrap a value to be manually dropped.
962     ///
963     /// # Examples
964     ///
965     /// ```rust
966     /// use std::mem::ManuallyDrop;
967     /// ManuallyDrop::new(Box::new(()));
968     /// ```
969     #[stable(feature = "manually_drop", since = "1.20.0")]
970     #[rustc_const_unstable(feature = "const_manually_drop_new")]
971     #[inline]
972     pub const fn new(value: T) -> ManuallyDrop<T> {
973         ManuallyDrop { value }
974     }
975
976     /// Extract the value from the `ManuallyDrop` container.
977     ///
978     /// This allows the value to be dropped again.
979     ///
980     /// # Examples
981     ///
982     /// ```rust
983     /// use std::mem::ManuallyDrop;
984     /// let x = ManuallyDrop::new(Box::new(()));
985     /// let _: Box<()> = ManuallyDrop::into_inner(x); // This drops the `Box`.
986     /// ```
987     #[stable(feature = "manually_drop", since = "1.20.0")]
988     #[inline]
989     pub fn into_inner(slot: ManuallyDrop<T>) -> T {
990         slot.value
991     }
992 }
993
994 impl<T: ?Sized> ManuallyDrop<T> {
995     /// Manually drops the contained value.
996     ///
997     /// If you have ownership of the value, you can use [`ManuallyDrop::into_inner`] instead.
998     ///
999     /// # Safety
1000     ///
1001     /// This function runs the destructor of the contained value and thus the wrapped value
1002     /// now represents uninitialized data. It is up to the user of this method to ensure the
1003     /// uninitialized data is not actually used.
1004     ///
1005     /// [`ManuallyDrop::into_inner`]: #method.into_inner
1006     #[stable(feature = "manually_drop", since = "1.20.0")]
1007     #[inline]
1008     pub unsafe fn drop(slot: &mut ManuallyDrop<T>) {
1009         ptr::drop_in_place(&mut slot.value)
1010     }
1011 }
1012
1013 #[stable(feature = "manually_drop", since = "1.20.0")]
1014 impl<T: ?Sized> Deref for ManuallyDrop<T> {
1015     type Target = T;
1016     #[inline]
1017     fn deref(&self) -> &Self::Target {
1018         &self.value
1019     }
1020 }
1021
1022 #[stable(feature = "manually_drop", since = "1.20.0")]
1023 impl<T: ?Sized> DerefMut for ManuallyDrop<T> {
1024     #[inline]
1025     fn deref_mut(&mut self) -> &mut Self::Target {
1026         &mut self.value
1027     }
1028 }
1029
1030 /// A newtype to construct uninitialized instances of `T`
1031 #[allow(missing_debug_implementations)]
1032 #[unstable(feature = "maybe_uninit", issue = "53491")]
1033 pub union MaybeUninit<T> {
1034     uninit: (),
1035     value: ManuallyDrop<T>,
1036 }
1037
1038 impl<T> MaybeUninit<T> {
1039     /// Create a new `MaybeUninit` in an uninitialized state.
1040     ///
1041     /// Note that dropping a `MaybeUninit` will never call `T`'s drop code.
1042     /// It is your responsibility to make sure `T` gets dropped if it got initialized.
1043     #[unstable(feature = "maybe_uninit", issue = "53491")]
1044     pub const fn uninitialized() -> MaybeUninit<T> {
1045         MaybeUninit { uninit: () }
1046     }
1047
1048     /// Create a new `MaybeUninit` in an uninitialized state, with the memory being
1049     /// filled with `0` bytes.  It depends on `T` whether that already makes for
1050     /// proper initialization. For example, `MaybeUninit<usize>::zeroed()` is initialized,
1051     /// but `MaybeUninit<&'static i32>::zeroed()` is not because references must not
1052     /// be null.
1053     ///
1054     /// Note that dropping a `MaybeUninit` will never call `T`'s drop code.
1055     /// It is your responsibility to make sure `T` gets dropped if it got initialized.
1056     #[unstable(feature = "maybe_uninit", issue = "53491")]
1057     pub fn zeroed() -> MaybeUninit<T> {
1058         let mut u = MaybeUninit::<T>::uninitialized();
1059         unsafe {
1060             u.as_mut_ptr().write_bytes(0u8, 1);
1061         }
1062         u
1063     }
1064
1065     /// Set the value of the `MaybeUninit`. This overwrites any previous value without dropping it.
1066     #[unstable(feature = "maybe_uninit", issue = "53491")]
1067     pub fn set(&mut self, val: T) {
1068         unsafe {
1069             self.value = ManuallyDrop::new(val);
1070         }
1071     }
1072
1073     /// Extract the value from the `MaybeUninit` container.  This is a great way
1074     /// to ensure that the data will get dropped, because the resulting `T` is
1075     /// subject to the usual drop handling.
1076     ///
1077     /// # Unsafety
1078     ///
1079     /// It is up to the caller to guarantee that the the `MaybeUninit` really is in an initialized
1080     /// state, otherwise this will immediately cause undefined behavior.
1081     #[unstable(feature = "maybe_uninit", issue = "53491")]
1082     pub unsafe fn into_inner(self) -> T {
1083         ManuallyDrop::into_inner(self.value)
1084     }
1085
1086     /// Get a reference to the contained value.
1087     ///
1088     /// # Unsafety
1089     ///
1090     /// It is up to the caller to guarantee that the the `MaybeUninit` really is in an initialized
1091     /// state, otherwise this will immediately cause undefined behavior.
1092     #[unstable(feature = "maybe_uninit", issue = "53491")]
1093     pub unsafe fn get_ref(&self) -> &T {
1094         &*self.value
1095     }
1096
1097     /// Get a mutable reference to the contained value.
1098     ///
1099     /// # Unsafety
1100     ///
1101     /// It is up to the caller to guarantee that the the `MaybeUninit` really is in an initialized
1102     /// state, otherwise this will immediately cause undefined behavior.
1103     #[unstable(feature = "maybe_uninit", issue = "53491")]
1104     pub unsafe fn get_mut(&mut self) -> &mut T {
1105         &mut *self.value
1106     }
1107
1108     /// Get a pointer to the contained value. Reading from this pointer will be undefined
1109     /// behavior unless the `MaybeUninit` is initialized.
1110     #[unstable(feature = "maybe_uninit", issue = "53491")]
1111     pub fn as_ptr(&self) -> *const T {
1112         unsafe { &*self.value as *const T }
1113     }
1114
1115     /// Get a mutable pointer to the contained value. Reading from this pointer will be undefined
1116     /// behavior unless the `MaybeUninit` is initialized.
1117     #[unstable(feature = "maybe_uninit", issue = "53491")]
1118     pub fn as_mut_ptr(&mut self) -> *mut T {
1119         unsafe { &mut *self.value as *mut T }
1120     }
1121 }