JPH0519739B2 - - Google Patents

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JPH0519739B2
JPH0519739B2 JP59250260A JP25026084A JPH0519739B2 JP H0519739 B2 JPH0519739 B2 JP H0519739B2 JP 59250260 A JP59250260 A JP 59250260A JP 25026084 A JP25026084 A JP 25026084A JP H0519739 B2 JPH0519739 B2 JP H0519739B2
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JP
Japan
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page
page table
word
address
physical
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Hideyuki Yano
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、ページアドレス方式のデータ処理装
置における論理アドレスの物理アドレスへの変換
の際に用いられるアドレス変換方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an address conversion method used when converting a logical address into a physical address in a page address type data processing device.

[発明の技術的背景とその問題点] 一般に、ページアドレス方式のデータ処理装置
において、仮想空間番号、仮想ページ番号および
ページ内オフセツト番号を含む論理アドレスを、
物理ページ番号およびページ内オフセツト番号を
含む物理アドレスへ変換する場合には、第2図に
示したような方式が採用されている。
[Technical background of the invention and its problems] Generally, in a page addressing type data processing device, a logical address including a virtual space number, a virtual page number, and an offset number within a page is
When converting into a physical address including a physical page number and an offset number within the page, a method as shown in FIG. 2 is adopted.

すなわち、所定の物理空間を有するメモリ内
に、ベースレジスタ1により開始物理アドレスが
指定されるページテーブルデイレクトリ2を設定
し、このページテーブルデイレクトリ2を物理ア
ドレスAの仮想空間番号aによりインデクシング
して、各仮想空間番号に対応するページテーブル
デイレクトリワード3を設定する。
That is, a page table directory 2 whose starting physical address is specified by the base register 1 is set in a memory having a predetermined physical space, and this page table directory 2 is indexed by the virtual space number a of the physical address A. A page table directory reward 3 corresponding to each virtual space number is set.

次にページテーブルデイレクトリワード3中に
設けられるページテーブルポインタ4により開始
物理アドレスが指定されるページテーブル5を論
理アドレスA中の仮想ページ番号bによりインデ
クシングして、各仮想ページ番号に対応するペー
ジテーブルワード6を設定する。
Next, the page table 5 whose start physical address is specified by the page table pointer 4 provided in the page table directory reward word 3 is indexed by the virtual page number b in the logical address A, and a page table corresponding to each virtual page number is created. Set word 6.

さらにページテーブルワード6中に設けられる
ページポインタ7により開始物理アドレスが指定
される物理ページに論理アドレスAのページ内オ
フセツト番号Cを適応することにより論理アドレ
スAを物理アドレスBに変換する方式である。
Furthermore, this method converts the logical address A into the physical address B by applying the intra-page offset number C of the logical address A to the physical page whose start physical address is specified by the page pointer 7 provided in the page table word 6. .

しかしながらこの方法によると、ページテーブ
ル5は物理空間上で連続でなければならないの
で、1つのページテーブルが相当大きな物理空間
を占有し、その結果、アクセスタイムが長くなつ
てしまう等の不都合が生じていた。
However, according to this method, since the page tables 5 must be continuous in the physical space, one page table occupies a considerably large physical space, resulting in inconveniences such as long access times. Ta.

このような事情からページテーブル5を物理空
間上の複数ページに分割して配置可能なアドレス
変換方式が提案された。
Under these circumstances, an address translation method has been proposed in which the page table 5 can be divided and arranged into a plurality of pages in physical space.

この方式を第3図に基づいて説明する。なお第
2図と共通する部分には共通の符号が付してあ
る。
This method will be explained based on FIG. Note that parts common to those in FIG. 2 are given the same reference numerals.

まず、ベースレジスタ1により開始物理アドレ
スを指定されるページテーブルデイレクトリ2
を、仮想空間番号aによりインデクシングし、各
仮想空間番号に対応するページテーブルデイレク
トリワード3を設定する。
First, page table directory 2 whose starting physical address is specified by base register 1
are indexed by virtual space number a, and a page table directory reward 3 corresponding to each virtual space number is set.

ここでページテーブルデイレクトリワード3に
タイプビツト8およびページテーブル/ページテ
ーブルテーブルポインタ4′を設け、タイプビツ
ト8がOFF状態のとき、ページテーブル/ペー
ジテーブルテーブルポインタ4′がページテーブ
ル5の開始物理アドレスを指定するようにする。
Here, type bit 8 and page table/page table table pointer 4' are provided in page table directory reward word 3, and when type bit 8 is in the OFF state, page table/page table table pointer 4' specifies the start physical address of page table 5. I'll do what I do.

そして開始物理アドレスが指定されるページテ
ーブル5を、論理アドレスA中の仮想ページ番号
b′の一部であるページテーブルインデツクスb2
よりインデクシングして、各ページテーブルイン
デツクスに対応するページテーブルワード6を設
定し、さらにページテーブルワード6中に設けら
れるページポインタ7により開始物理アドレスが
指定される物理ページに論理アドレスAのページ
内オフセツト番号cを適応させる。
Then, the page table 5 in which the starting physical address is specified is set to the virtual page number in the logical address A.
A page table word 6 corresponding to each page table index is set by indexing by the page table index b2 which is a part of the page table index b', and a starting physical address is set by a page pointer 7 provided in the page table word 6. The intra-page offset number c of the logical address A is applied to the physical page to which the logical address A is specified.

これに対してタイプビツト8がON状態のとき
には、ページテーブル/ページテーブルテーブル
ポインタ4′が、ページテーブルの検索を行なう
テーブルであるページテーブルテーブル9の開始
物理アドレスを指定するようにする。
On the other hand, when the type bit 8 is in the ON state, the page table/page table table pointer 4' specifies the starting physical address of the page table table 9, which is the table from which the page table is searched.

これにより指定されるページテーブルテーブル
9を仮想ページ番号b′の一部であるページテーブ
ルテーブルインデツクスb1によりインデクシング
し、各ページテーブルテーブルインデツクスb1
対応するページテーブルテーブルワード10を得
る。
The page table table 9 designated by this is indexed by the page table table index b1 which is a part of the virtual page number b', and the page table table word 10 corresponding to each page table table index b1 is obtained.

次にページテーブルテーブルワード10中に設
定されるページテーブルポインタ11により開始
物理アドレスを指定されるページテーブル5をペ
ージテーブルインデツクスb2によりインデクシン
グし、各ページテーブルインデツクスb2に対応す
るページテーブルワード6を設定する。
Next, the page table 5 whose start physical address is designated by the page table pointer 11 set in the page table table word 10 is indexed by the page table index b2 , and the page table corresponding to each page table index b2 is created. Set word 6.

さらにページテーブルワード6中に設定される
ページポインタ7により開始物理アドレスを指定
される物理ページに、論理アドレスAのページ内
オフセツト番号cを適応させる。
Furthermore, the intra-page offset number c of the logical address A is applied to the physical page whose starting physical address is specified by the page pointer 7 set in the page table word 6.

この方式によれば、1つのページテーブル5を
物理空間上の不連続な複数ページに分割して配置
することができるが、今度はページテーブル5を
分割して得られる各エントリーのそれぞれを各物
理ページの先頭から書込まなくてはならないの
で、物理空間の利用効率が低下してしまうという
問題が生じる。
According to this method, one page table 5 can be divided and arranged into multiple discontinuous pages in the physical space, but this time, each entry obtained by dividing the page table 5 is Since it is necessary to write from the beginning of the page, a problem arises in that the efficiency in using physical space is reduced.

[発明の目的] 本発明は上述したような事情によりなされたも
ので、ページアドレス方式のデータ処理装置にお
いて、論理アドレスを物理アドレスに変換する場
合に、1つのページテーブルを物理空間上不連続
な複数ページに跨らせて配置することができ、し
かもページテーブルを分割して得られる各エント
リーを各物理ページの途中に配置することができ
る、物理空間の利用効率が高いアドレス変換方式
の提供を目的としている。
[Objective of the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and when converting a logical address into a physical address in a page addressing type data processing device, one page table is converted into a discontinuous part in physical space. To provide an address translation method that can be arranged across multiple pages, and can also place each entry obtained by dividing a page table in the middle of each physical page, which is highly efficient in the use of physical space. The purpose is

[発明の概要] すなわち本発明は、仮想空間番号、仮想ページ
番号およびページ内オフセツト番号を含む論理ア
ドレスを、物理空間上での物理ページ番号および
ページ内オフセツト番号を含む物理アドレスに変
換するにあたり、前記物理空間上の複数のページ
領域に跨つて配置されるページテーブルの第1ペ
ージ目の第1エントリーのページ内オフセツト番
号を示すフイールドを有するワードと、このワー
ドが前記論理アドレス中の前記仮想空間番号によ
りインデクシングされているページテーブルデイ
レクトリと、前記ワード中のページ内オフセツト
番号と前記論理アドレス中の仮想ページ番号とを
加算する加算手段と、前記物理空間上の複数のペ
ージ領域に配置されているページテーブルの各エ
ントリーの位置を与えるワードが前記加算手段に
よる加算結果の上位数ビツトによりインデクシン
グされているページテーブルテーブルと、前記ペ
ージ領域のアドレスを示すフイールドを有するワ
ードが前記加算手段の加算結果の下位数ビツトに
よりインデクシングされているページテーブルと
を設けることを特徴とするアドレス変換方式であ
る。
[Summary of the Invention] That is, the present invention converts a logical address including a virtual space number, a virtual page number, and an intra-page offset number into a physical address including a physical page number and an intra-page offset number in a physical space. a word having a field indicating an intra-page offset number of a first entry on a first page of a page table arranged across a plurality of page areas in the physical space; and a word that includes a field in the virtual space in the logical address. a page table directory indexed by a number; an addition means for adding an intra-page offset number in the word to a virtual page number in the logical address; and a page table directory arranged in a plurality of page areas in the physical space. A page table table in which a word giving the position of each entry in the page table is indexed by the high order bits of the addition result by the addition means, and a word having a field indicating the address of the page area is indexed by the high order bits of the addition result by the addition means. This is an address conversion method characterized by providing a page table indexed by the lower several bits.

[発明の実施例] 以下本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説
明する。
[Embodiments of the Invention] Details of embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す図であり、第
2図および第3図と共通する部分には共通の符号
が付されている。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and parts common to FIGS. 2 and 3 are given the same reference numerals.

同図において、Aは物理アドレスBに変換され
るべき論理アドレスであり、仮想空間番号a、仮
想ページ番号b、ページ内オフセツト番号cから
構成されている。
In the figure, A is a logical address to be converted to a physical address B, and is composed of a virtual space number a, a virtual page number b, and an intra-page offset number c.

そして1はベースレジスタ、2は後述するペー
ジテーブル/ページテーブルテーブルポインタ4
とタイプビツト8とページ内オフセツト番号12
およびその他のフイールドとからなるページテー
ブルデイレクトリワード3をエントリーとするペ
ージテーブルデイレクトリを示している。なお、
ページテーブル/ページテーブルテーブルポイン
タ4はページテーブルテーブル9または後述する
ページテーブルのページ5′の開始物理アドレス
を指定するポインタである。
1 is the base register, 2 is the page table/page table table pointer 4, which will be described later.
and type bit 8 and offset number within the page 12
This shows a page table directory whose entry is a page table directory reward word 3 consisting of fields such as 1 and 2 and other fields. In addition,
The page table/page table pointer 4 is a pointer that specifies the starting physical address of the page table 9 or page 5' of the page table to be described later.

またタイプビツト8はページテーブルが物理空
間上不連続な複数ページに跨つているか否かを示
し、ページ内オフセツト番号12は複数ページに
跨るページテーブルの第1ページ目の第1エント
リーのオフセツト番号を示している。
Type bit 8 indicates whether the page table spans multiple discontinuous pages in physical space, and intra-page offset number 12 indicates the offset number of the first entry on the first page of the page table that spans multiple pages. ing.

ページテーブルのページ5′は後述するページ
テーブルテーブルインデツクスd2の値がyのと
き、ページテーブルワード6をエントリーとする
ページテーブルの第y番目のページであり、ペー
ジテーブルワード6は物理ページの開始物理アド
レスを指定するページポインタ7およびその他の
フイールドからなつている。
Page 5' of the page table is the y-th page of the page table whose entry is page table word 6 when the value of page table table index d2 (described later) is y, and page table word 6 is the y-th page of the page table whose entry is page table word 6. It consists of a page pointer 7 that specifies the starting physical address and other fields.

ページテーブルテーブル9はページテーブルテ
ーブルワード10をエントリーとし、ページテー
ブルテーブルワード10はページテーブルポイン
タ11′およびその他のフイールドからなつてい
る。なお、ページテーブルポインタ11′はペー
ジテーブルの第y番目のページ5′の開始物理ア
ドレスを示すポインタである。
The page table table 9 has a page table table word 10 as an entry, and the page table table word 10 consists of a page table pointer 11' and other fields. Note that the page table pointer 11' is a pointer indicating the starting physical address of the y-th page 5' of the page table.

そして13は仮想ページ番号bとページ内オフ
セツト番号12とを加算する加算手段、14は加
算手段13による加算結果(以下、演算値と称す
る)dを記憶するレジスタである。この演算値d
はページテーブルインデツクスd1とページテーブ
ルテーブルインデツクスd2に分割される。すなわ
ち、演算値dの下位Kビツトがページテーブルイ
ンデツクスd1にされ、演算値dから下位Kビツト
を除いて得られるビツトがページテーブルインデ
ツクスd2にされる。
Reference numeral 13 denotes an addition means for adding the virtual page number b and intra-page offset number 12, and 14 is a register for storing the addition result (hereinafter referred to as a calculated value) d by the addition means 13. This calculated value d
is divided into page table index d1 and page table index d2 . That is, the lower K bits of the calculated value d are set to the page table index d1 , and the bits obtained by removing the lower K bits from the calculated value d are set to the page table index d2 .

なおビツト幅を示すKは、ページテーブルの1
ページの大きさをMビツト、ページテーブルワー
ド6の大きさをNビツトしたときM=2KNが成り
立つような正の整数である。
Note that K indicating the bit width is 1 in the page table.
It is a positive integer such that M= 2KN holds true when the page size is M bits and the page table word 6 size is N bits.

このように構成された本実施例のアドレス変換
方式は、まずベースレジスタ1により開始物理ア
ドレスが指定されるページテーブルデイレクトリ
2を仮想空間番号aによりインデクシングして、
各仮想空間番号aに対応するページテーブルデイ
レクトリワード3を設定し、このページテーブル
デイレクトリワード3中にタイプビツト8を設け
る。
The address conversion method of this embodiment configured as described above first indexes the page table directory 2 whose starting physical address is specified by the base register 1 using the virtual space number a.
A page table directory word 3 corresponding to each virtual space number a is set, and a type bit 8 is provided in this page table directory word 3.

そしてこのタイプビツト8がOFF状態のとき、
ページテーブル/ページテーブルテーブルポイン
タ4′がページテーブル5′の開始物理アドレスを
指定するようにし、さらにページテーブル5′を
論理アドレスAの仮想ページ番号bによりインデ
クシングして、各仮想ページ番号に対応するペー
ジテーブルワード6を設定し、ページポインタ7
により開始物理アドレスを指定される物理空間に
論理アドレスAのページ内オフセツト番号cを適
応させる。
And when this type bit 8 is in the OFF state,
The page table/page table table pointer 4' specifies the starting physical address of the page table 5', and the page table 5' is further indexed by the virtual page number b of the logical address A to correspond to each virtual page number. Set page table word 6 and page pointer 7
The in-page offset number c of the logical address A is applied to the physical space whose starting physical address is specified by .

これに対して、タイプビツト8がON状態のと
きには、ページテーブル/ページテーブルテーブ
ルポインタ4′がページテーブルテーブル9の開
始物理アドレスを指定するようにする。
On the other hand, when the type bit 8 is ON, the page table/page table pointer 4' specifies the starting physical address of the page table 9.

そして論理アドレスA中の仮想ページ番号bと
ページテーブルデイレクトリ2のページテーブル
デイレクトリワード3中のページ内オフセツト番
号12とを加算手段13により加算し、演算値d
をレジスタ14に記憶させる。
Then, the addition means 13 adds the virtual page number b in the logical address A and the intra-page offset number 12 in the page table directory word 3 of the page table directory 2, and the calculated value d is obtained.
is stored in the register 14.

次にページテーブル/ページテーブルテーブル
ポインタ4′により開始物理アドレスを指定され
るページテーブルテーブル9をページテーブルト
ルテーブルインデツクスd2によりインデクシング
し、各ページテーブルテーブルインデツクスd2
対応するページテーブルテーブルワード10を得
る。
Next, the page table table 9 whose start physical address is specified by the page table/page table table pointer 4' is indexed by the page table table index d2 , and the page table table corresponding to each page table table index d2 is indexed. Get word 10.

さらにページテーブルポインタ11′により開
始物理アドレスを指定されるページテーブル5′
をページテーブルインデツクスd1によりインデク
シングし、ページテーブルインデツクスd1に対応
するページテーブルワード6を得て、次にページ
ポインタ7により開始物理アドレスを指定される
物理空間に論理アドレスAのページ内オフセツト
番号cを適応させる。このようなプロセスにより
論理アドレスAが物理アドレスBに変換されるの
である。
Furthermore, a page table 5' whose starting physical address is specified by a page table pointer 11'
is indexed by the page table index d 1 to obtain the page table word 6 corresponding to the page table index d 1 , and then in the page of the logical address A in the physical space whose starting physical address is specified by the page pointer 7. Adapt offset number c. This process converts logical address A into physical address B.

[発明の効果] 以上説明したように本発明のアドレス変換方式
は、仮想空間番号、仮想ページ番号およびページ
内オフセツト番号を含む論理アドレスを、物理空
間上での物理ページ番号およびページ内オフセツ
ト番号を含む物理アドレスに変換するにあたり、
前記物理空間上の複数のページ領域に跨つて配置
されるページテーブルの第1ページ目の第1エン
トリーのページ内オフセツト番号を示すフイール
ドを有するワードと、このワードが前記論理アド
レス中の前記仮想空間番号によりインデクシング
されているページテーブルデイレクトリと、前記
ワード中のページ内オフセツト番号と前記論理ア
ドレス中の仮想ページ番号とを加算する加算手段
と、前記物理空間上の複数のページ領域に配置さ
れているページテーブルの各エントリーの位置を
与えるワードが前記加算手段による加算結果の上
位数ビツトによりインデクシングされているペー
ジテーブルテーブルと、前記ページ領域のアドレ
スを示すフイールドを有するワードが前記加算手
段の加算結果の下位数ビツトによりインデクシン
グされているページテーブルとを設けるので、1
つのページテーブルを物理空間上不連続な複数ペ
ージに跨らせて配置することができ、しかもペー
ジテーブルを分割して得られる各エントリーを各
物理ページの途中に配置することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, the address conversion method of the present invention converts a logical address including a virtual space number, a virtual page number, and an intra-page offset number into a physical page number and an intra-page offset number in a physical space. When converting to a physical address containing
a word having a field indicating an intra-page offset number of a first entry on a first page of a page table arranged across a plurality of page areas in the physical space; and a word that includes a field in the virtual space in the logical address. a page table directory indexed by a number; an addition means for adding an intra-page offset number in the word to a virtual page number in the logical address; and a page table directory arranged in a plurality of page areas in the physical space. A page table table in which a word giving the position of each entry in the page table is indexed by the high order bits of the addition result by the addition means, and a word having a field indicating the address of the page area is indexed by the high order bits of the addition result by the addition means. Since a page table is provided that is indexed by the lower few bits, 1
One page table can be arranged across a plurality of discontinuous pages in physical space, and each entry obtained by dividing the page table can be arranged in the middle of each physical page.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の構成を示す図、第
2図および第3図は従来のアドレス変換方式の構
成を示す図である。 A……論理アドレス、B……物理アドレス、a
……仮想空間番号、b……仮想ページ番号、c…
…ページ内オフセツト番号、1……ベースレジス
タ、2……ページテーブルデイレクトリ、3……
ページテーブルデイレクトリワード、4,11,
11′……ページテーブルポインタ、4′……ペー
ジテーブル/ページテーブルテーブルポインタ、
5,5′……ページテーブル、6……ページテー
ブルワード、7……ページポインタ、8……タイ
プビツト、9……ページテーブルテーブル、10
……ページテーブルテーブルワード、13……加
算手段、14……レジスタ、d1……ページテーブ
ルインデツクス、d2……ページテーブルテーブル
インデツクス。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the configuration of a conventional address translation system. A...Logical address, B...Physical address, a
...Virtual space number, b...Virtual page number, c...
...Intra-page offset number, 1...Base register, 2...Page table directory, 3...
Page table directory reward, 4, 11,
11'...Page table pointer, 4'...Page table/page table table pointer,
5, 5'...Page table, 6...Page table word, 7...Page pointer, 8...Type bit, 9...Page table table, 10
...Page table table word, 13...Addition means, 14...Register, d1 ...Page table index, d2 ...Page table table index.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 仮想空間番号、仮想ページ番号およびページ
内オフセツト番号を含む論理アドレスを、物理空
間上での物理ページ番号およびページ内オフセツ
ト番号を含む物理アドレスに変換するにあたり、
前記物理空間上の複数のページ領域に跨つて配置
されるページテーブルの第1ページ目の第1エン
トリーのページ内オフセツト番号を示すフイール
ドを有するワードと、このワードが前記論理アド
レス中の前記仮想空間番号によりインデクシング
されているページテーブルデイレクトリと、前記
ワード中のページ内オフセツト番号と前記論理ア
ドレス中の仮想ページ番号とを加算する加算手段
と、前記物理空間上の複数のページ領域に配置さ
れているページテーブルの各エントリーの位置を
与えるワードが前記加算手段による加算結果の上
位数ビツトによりインデクシングされているペー
ジテーブルテーブルと、前記ページ領域のアドレ
スを示すフイールドを有するワードが前記加算手
段の加算結果の下位数ビツトによりインデクシン
グされているページテーブルとを設けることを特
徴としたアドレス変換方式。 2 加算手段による加算結果の下位数ビツトが、
Kビツトにされている特許請求の範囲第1項記載
のアドレス変換方式。 (但し、Kはページテーブル1ページの大きさを
Mビツト、ページテーブルのワード1つの大きさ
をNビツトとしたとき、M=2KNが成り立つよう
な正の整数である)。
[Scope of Claims] 1. In converting a logical address including a virtual space number, a virtual page number, and an offset number within a page into a physical address including a physical page number and an offset number within a page in physical space,
a word having a field indicating an intra-page offset number of a first entry on a first page of a page table arranged across a plurality of page areas in the physical space; and a word that includes a field in the virtual space in the logical address. a page table directory indexed by a number; an addition means for adding an intra-page offset number in the word to a virtual page number in the logical address; and a page table directory arranged in a plurality of page areas in the physical space. A page table table in which a word giving the position of each entry in the page table is indexed by the high order bits of the addition result by the addition means, and a word having a field indicating the address of the page area is indexed by the high order bits of the addition result by the addition means. An address conversion method characterized by providing a page table indexed by the lower several bits. 2 The lower few bits of the addition result by the addition means are
The address conversion method according to claim 1, wherein the address conversion method is set to K bits. (However, K is a positive integer such that M=2KN, where the size of one page of the page table is M bits and the size of one word of the page table is N bits .)
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