ARM處理器寄存器和匯編指令系統(tǒng)
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ARM體系結(jié)構(gòu)支持7種處理器模式，分別是：用戶、FIQ、IRQ、管理、中止（abort）、未定義和系統(tǒng)模式。除了用戶模式外，其余都稱之為特權(quán)模式。除了用戶和系統(tǒng)模式外，其余都稱之為異常模式。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201611/317752.htm2.ARM的存儲器組織
ARM處理器總共有37個寄存器：包括31個通用寄存器、包括程序計數(shù)器（PC）、和6個狀態(tài)寄存器。這些寄存器在不同模式下，不能被同時看到，有些名稱是重疊的。分為三類：不分組寄存器，分組寄存器和程序計數(shù)器
1）不分組寄存器R0~R7
所有的處理模式下、它們都是訪問同一個寄存器，因此只有8個不分組寄存器。
2）分組寄存器R8~R14
每一個訪問的物理寄存器取決于當前的處理器模式，有些是共用的，而有些事分離的。具體可以查詢相關(guān)資料。
R13就是堆棧寄存器SP，而R14就是鏈接寄存器LR
3）程序計數(shù)器R15
在ARM狀態(tài)PC的位[1:0]為0，而在Thumb狀態(tài)，位[0]為0.
4）程序狀態(tài)寄存器CPSR和程序狀態(tài)保存寄存器SPSR
CPSR只有一個，代表了當前的程序狀態(tài)。而每個異常模式都有獨立的一個SPSR，用于保存CPSR的狀態(tài)。
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3.ARM的常用匯編指令
1）基本尋址方式
包括有寄存器尋址、立即尋址、寄存器移位尋址、寄存器間尋址、變址尋址、多寄存器尋址、堆棧尋址、塊復(fù)制尋址和相對尋址
2）條件執(zhí)行
幾乎所有的ARM指令都可以包含一個可選的條件碼，句法中以{cond}來標識。可用的條件碼如下面所示。幾乎所有的ARM數(shù)據(jù)處理指令均可以根據(jù)執(zhí)行結(jié)果來選擇是否更新條件碼標志，即在指令中包含后綴S。
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4650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />0010 CS/HS C置位 大于或等于（無符號>=）
5650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />0011 CC/LO C清零 小于（無符號<）
6650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />0100 MI N置位 負
7650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />0101 PL N清零 正或零
8650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />0110 VS V置位 溢出
9650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />0111 VC V清零 未溢出
10650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />1000 HI C置位且Z清零 大于（無符號>）
11650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />1001 LS C清零或Z置位 小于或等于（無符號<=）
12650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />1010 GE N和V相同 帶符號>=
13650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />1011 LT N和V不同 帶符號<
14650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />1100 GT Z清零且N和V相同 帶符號>
15650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />1101 LE Z置位或N和V不同 帶符號<=
16650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />1110 AL 任何 總是（通常省略）
3）存儲器訪問指令
3.1）LDR和STR（字與無符號字節(jié)）語法如下
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} {B} {T} Rd, [Rn]
2650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} {B} Rd, [Rn, Flexoffset] {!} //前索引偏移
3650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} {B} Rd, label
4650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} {B} {T} Rd, [Rn], Flexoffset //后索引偏移
其中：
op 是操作碼即指令LDR或STR。
cond 就是上面所說的條件碼，因此指令可以變成LDREQ或STRNE類似的名稱，表示滿足某些條件時該條指令才會執(zhí)行。
B 可選后綴，表示傳送Rd的最低有效字節(jié)，就是所謂的無符號字節(jié)傳送，字節(jié)加載的時候是用0來擴展到32位的。
T 可選后綴，即使處理器是在特權(quán)模式下，存儲系統(tǒng)也將訪問看成是處理器在用戶模式下。不能和前索引偏移一起使用。
Rd 用于加載或存儲的ARM寄存器
Rn 存儲器的基址寄存器。若指令是帶寫回的前索引或后索引（后索引都是寫回的），則Rd和Rn不能相同
Flexoffset 加到Rn上的靈活的偏移量
label 程序相對偏移表達式。label必須是當前指令的+-4KB范圍內(nèi)
! 可選后綴，前索引寫回標志，若Rn是R15，則不能用后綴!
Flexoffset的句法包括下面兩種
1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />#expr
2650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />{-} Rm {, shift}
- 是可選符號，表示從Rn中減去偏移量，否則是加
650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />expr 表達式，取值范圍-4095~+4095的整數(shù)
650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />Rm 內(nèi)含偏移量的寄存器。Rm不允許是R15
650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />shift Rm的可選移位方法，可以是下列形式的任何一種
650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" /> ASR n算術(shù)右移n位（1<=n<=32）
650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" /> LSL n邏輯左移n位（0<=n<=31）
650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" /> LSR n邏輯右移n位（1<=n<=32）
650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" /> ROR n循環(huán)右移n位（1<=n<=31）
650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" /> RRX 循環(huán)右移1位，帶擴展
3.2）LDR和STR（半字和帶符號字節(jié)）語法如下：
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} type Rd, [Rn]
2650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} type Rd, [Rn, offset] {!}
3650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} type Rd, label
4650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} type Rd, [Rn], offset
其中：
type 必須是以下所列其中之一
SH 對帶符號半字（僅LDR）
H 對無符號半字
SB 對帶符號字節(jié)（僅LDR）
label 程序相對偏移表達式。必須是當前指令+-255字節(jié)范圍
offset 加在Rn上的偏移量，可以是以下兩種形式之一
#expr //值為+-255范圍內(nèi)的整數(shù)。
{-} Rm
3.3）LDR和STR（雙字）加載兩個相鄰的存儲器和存儲兩個相鄰的寄存器，語法如下：
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} D Rd, [Rn]
2650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} D Rd, [Rn, offset] {!}
3650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} D Rd, label
4650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} D Rd, [Rn], offset
其中：
Rd 加載或存儲寄存器其中一個，另一個是R(d+1)。但Rd必須是偶數(shù)寄存器，且不能是R14。
Rn 除非指令為零偏移，或不帶寫回的前索引，否則Rn不允許與Rd和R(d+1)相同
offset 加在Rn上的偏移量
label 程序相對偏移表達式。必須是當前指令+-255字節(jié)范圍
3.4）LDM和STM 加載多個寄存器或存儲多個寄存器，可以傳送R0~R15的任何組合
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} mode Rn{!}, reglist{^}
其中：
mode是下列情況中之一：
IA 每次傳送后地址加1
IB 每次傳送前地址加1
DA 每次傳送后地址減1
DB 每次傳送前地址減1
FD 滿遞減堆棧
ED 空遞減堆棧
FA 滿遞增堆棧
EA 空遞增堆棧
Rn 基址寄存器，傳送數(shù)據(jù)的初始地址。不允許是R15
! 可選后綴。若有!，則最后的地址寫回Rn
reglist 加載或存儲的寄存器列表 可以寫出如下形式
{R0, R2, R9}
{R3-R6, R11, R12}
{R0, R4-R7, LR}
3.4) SWP 在寄存器和存儲器之間進行數(shù)據(jù)交換。
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />SWP {cond} {B} Rd, Rm, [Rn]
其中：
B 可選后綴。若有B，則是交換字節(jié)，否則交換字
Rd 數(shù)據(jù)從存儲器加載到Rd
Rm Rm的內(nèi)容存儲到存儲器。如果Rm和Rd的相同，則是交換寄存器和存儲器的內(nèi)容
Rn Rn的內(nèi)容指定要進行數(shù)據(jù)交換的存儲器的地址。 Rn必須和Rm和Rd不同
4）ARM數(shù)據(jù)處理指令
4.1）靈活的第二操作數(shù)，在數(shù)據(jù)處理指令中會經(jīng)常出現(xiàn)第二操作數(shù)，即Operand2，它有如下的兩種可能形式。
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" /># immed_8r
2650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />Rm{, shift}
其中：
immed_8r 取值為數(shù)字常量的表達式。常量必須對應(yīng)8位位圖在32位字中被循環(huán)移位偶數(shù)位(0,2,4,6,...,28,30)后的值
合法的常量有：0xFF,0x104,0xFF0,0xFF000,0xF0000000F等
非法的常量有：0x101,0x102,0xFF1,0xFF04等
Rm 存儲第二操作數(shù)數(shù)據(jù)的寄存器，可以用各種方法對寄存器中的位圖進行移位或循環(huán)移位，操作結(jié)果用于Operand2
但Rm本身不改變。
shift 對Rm的可選移位方法，可以是以下方法的任何一種
650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" /> ASR n算術(shù)右移n位（1<=n<=32）
650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" /> LSL n邏輯左移n位（0<=n<=31）
650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" /> LSR n邏輯右移n位（1<=n<=32）
650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" /> ROR n循環(huán)右移n位（1<=n<=31）
650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" /> RRX 循環(huán)右移1位，帶擴展
type Rs 其中type為上面ASR、LSL、LSR、ROR中的一種；Rs為提供移位量的寄存器，僅使用最低有效字節(jié)
4.2）ADD、SUB、RSB、ADC、SBC和RSC
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} {S} Rd, Rn, Operand2
其中：
op 是上面眾多指令中的一個
S 可選后綴，會根據(jù)結(jié)果來更新條件碼標志
Rd 結(jié)果寄存器
Rn 保存第一操作數(shù)的寄存器
Operand2 第二操作數(shù)
ADD 表示Rn加Operand2的值存到Rd
SUB 表示Rn減去Operand2
RSB 表示Operand2減去Rn
ADC 將Rn和Operand2相加后再加上進位標志
SBC 從Rn的值中減去Operand2的值，若進位標志是清零的，則結(jié)果減去1
RSC 從Operand2中減去Rn的值，若進位是清零的，則結(jié)果減去1
4.3）AND、ORR、EOR和BIC
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond} {S} Rd, Rn, Operand2
其中：AND是與、ORR是或、EOR是異或和BIC是位清零
都是Rn和Operand2中的值做處理，然后結(jié)果保存在Rd中
BIC 用于將Rn中的位于Operand2中相應(yīng)位的反碼，進行與操作。
4.3）MOV和MVN 傳送與傳送非
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />MOV {cond} {S} Rd,Operand2
2650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />MVN {cond} {S} Rd,Operand2
MOV將Operand2中的值拷貝到Rd中
而MVN將Operand2的值進行按位邏輯非之后再傳送到Rd
4.4）CMP和CMN 比較與比較反值
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />CMP {cond} Rn, Operand2
2650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />CMN {cond} Rn, Operand2
CMP比較大小，從Rn中減去Operand2的值，但丟棄結(jié)果，更新標志位，指令的主要目的是更新標志位
CMN是將Rn和Operand2相加，丟棄結(jié)果再更新標志位。
4.5）TST和TEQ 測試和測試相等
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />TST {cond} Rn, Operand2
2650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />TEQ {cond} Rn, Operand2
TST對Rn和Operand2的值進行按位與操作，更新標志位，丟棄結(jié)果
TEQ對Rn和Operand2的值進行異或操作，更新標志位，丟棄結(jié)果
4.6）CLZ 前導(dǎo)零計數(shù)
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />CLZ {cond} Rd, Rm
Rd 結(jié)果寄存器，不允許是R15
Rm 操作數(shù)寄存器。CLZ對Rm中的前導(dǎo)零的個數(shù)進行計數(shù)，結(jié)果放在Rd中，若Rm全為0，則結(jié)果為32
若位[31]是1，則結(jié)果為0
4.7）MUL和MLA 乘法和乘加運算
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />MUL {cond} {S} Rd,Rm,Rs
2650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />MLA {cond} {S} Rd,Rm,Rs,Rn
其中：
Rd 結(jié)果寄存器，不能使R15
Rm,Rs,Rn 操作寄存器，不能是R15，Rd不能和Rm相同
MUL 將Rm和Rs相乘，并將最低有效32位結(jié)果放在Rd中
MLA 將Rm和Rs相乘，再加上Rn的值，將最低有效32位結(jié)果放在Rd中
4.8）UMULL、UMLAL、SMULL和SMLAL 無符號和帶符號長整數(shù)乘法和乘加，結(jié)果是64位
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />op {cond}{S} RdLo,RdHi,Rm,Rs
其中：
RdLo和RdHi 是結(jié)果寄存器
Rm和Rs 是操作數(shù)寄存器
UMULL 將Rm和Rs中的值解釋為無符號整數(shù)。將兩數(shù)相乘，并將結(jié)果的最低32位放RdLo中，高32位放RdHi中
UMLAL 將Rm和Rs中的值解釋為無符號整數(shù)。將兩數(shù)相乘，并將結(jié)果加回到RdLo和RdHi的64位無符號整數(shù)上。
SMULL 將Rm和Rs中的值解釋為有符號補碼整數(shù)。將兩數(shù)相乘，并將結(jié)果的最低32位放RdLo中，高32位放RdHi中
SMLAL 將Rm和Rs中的值解釋為有符號補碼整數(shù)。并將結(jié)果加回到RdLo和RdHi的64位無符號整數(shù)上。
5）ARM轉(zhuǎn)移指令
5.1）B和BL 跳轉(zhuǎn)指令
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />B {cond} label
2650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />BL {cond} label
其中：
label 是程序相對偏移表達式。兩條指令都會令程序轉(zhuǎn)移到label上，而BL還會將原來的下一條指令地址保存在R14上
6）ARM協(xié)處理指令
7）其他指令
7.1）SWI 軟件中斷
7.2）MRS 將CPSR或SPSR的內(nèi)容保存到寄存器中
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />MRS {cond} Rd,psr
其中：
Rd 目標寄存器，Rd不允許為R15
psr CPSR或SPSR
7.3）MSR 將立即數(shù)或通用寄存器的內(nèi)容加載到CPSR或SPSR的指定區(qū)域
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />MSR {cond}
2650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />MSR {cond}
其中：
psr 即是CPSR或SPSR
fileds是制定傳送區(qū)域，可以是
c 控制域屏蔽字節(jié)（PSR[7:0])
x 擴展域屏蔽字節(jié)（PSR[15:8])
s 狀態(tài)域屏蔽字節(jié)（PSR[23:16])
f 標志域屏蔽字節(jié)（PSR[31:24])
8）偽指令
8.1）ADR 將程序的相對偏移或寄存器相對偏移地址加載到寄存器中
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />ADR {cond} register,expr
其中：
register 是加載的寄存器
expr 是程序相對偏移或寄存器相對偏移表達式，取值可以是
非字節(jié)對齊地址-255~255
字節(jié)對齊地址-1020~1020
請注意，這條指令是用來獲取相對偏移地址的。
即是用當前PC的值，去減去某一個適當?shù)闹担ň幾g器自動計算），從而得到expr這個標號的相對地址，將這個標號的相對于當前pc的偏移地址存儲到register中。正是因為這樣，這條指令才是一條偽指令，這樣的好處是可以繞過程序入口地址的影響，而始終能跳轉(zhuǎn)到準確的地址，因為B這樣的跳轉(zhuǎn)指令是跳轉(zhuǎn)到絕對地址上的，而ADR可以獲取到一個相對于當前PC的地址，所以用處非常大。
8.2）LDR 用常量或地址加載寄存器
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-->1650) this.width=650;" alt="" src="http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/None.gif" align="top" />LDR {cond} register,=[expr | label-expr]
其中：
register 加載寄存器
expr 賦值成數(shù)字常量
label-expr 程序相對偏移或外部表達式
匯編器可自動識別數(shù)字常量，從而完成對register賦值的操作。
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