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  • 2021-05-18 17:15:53

    AT&T汇编语言与GCC内嵌汇编简介

    AT&T汇编语言语法与INTEL汇编语法的差别,然后介绍GCC内嵌汇编语法。阅读本节需要读者具有INTEL

    汇编语言基础。

    1 AT&T 与INTEL的汇编语言语法的区别

    1.1

    指令大小写

    INTEL格式的指令使用大写字母,而AT&T

    格式的使用小写字母。

    例:

    INTEL AT&T

    MOV EAX,EBX movl %ebx,%eax

    1.2

    指令操作数赋值方向

    在INTEL语法中,第一个表示目的操作数,第二个表示源操作数,赋值方向从右向左。

    AT&T语法第一个为源操作数,第二个为目的操作数,方向从左到右,合乎自然。

    例:

    INTEL AT&T

    MOV EAX,EBX movl %ebx,%eax

    1.3

    指令前缀

    在INTEL语法中寄存器和立即数不需要前缀;

    AT&T中寄存器需要加前缀“%”;立即数需要加前缀“$”。

    例:

    INTEL AT&T

    MOV EAX,1 movl $1,%eax

    符号常数直接引用,不需要加前缀,如:

    movl value , %ebx

    value为一常数;

    在符号前加前缀 $, 表示引用符号地址,

    movl $value, %ebx

    是将value的地址放到ebx中。

    总线锁定前缀“lock”:

    总线锁定操作。“lock”前缀在Linux

    核心代码中使用很多,特别是SMP

    代码中。当总线锁定后其它CPU

    不能存取锁定地址处的内存单元。

    远程跳转指令和子过程调用指令的操作码使用前缀“l“,分别为ljmp,lcall,

    与之相应的返回指令伪lret。

    例:

    INTEL AT&T

    lcall $secion:$offset

    JMP FAR SECTION:OFFSET ljmp $secion:$offset

    RET FAR SATCK_ADJUST lret $stack_adjust

    1.4 间接寻址语法

    INTEL中基地址使用“[”、“]”,而在AT&T“(”、“)”;

    另外处理复杂操作数的语法也不同,

    INTEL为Segreg:[base+index*scale+disp]

    ,而在AT&T中为%segreg:disp(base,index,sale),其中segreg

    ,index,scale,disp都是可选的,在指定index而没有显式指定Scale

    的情况下使用默认值1。Scale,disp不需要加前缀“&”。

    INTEL AT&T

    Instr foo,segreg:[base+index*scale+disp] instr %segreg:disp(base,index,scale),foo

    1.5

    指令后缀

    AT&T

    语法中大部分指令操作码的最后一个字母表示操作数大小,“b”表示byte

    (一个字节);“w”表示word(2,个字节);“l”表示long(4,个字节)。

    INTEL中处理内存操作数时也有类似的语法如:

    BYTE PTR、WORD PTR、DWORD PTR。

    例:

    INTEL AT&T

    mov al, bl movb %bl,%al

    mov ax,bx movw %bx,%ax

    mov eax, dword ptr [ebx] movl (%ebx), %eax

    AT&T汇编指令中,操作数扩展指令有两

    个后缀,一个指定源操作数的字长,另一个指定目标操作数的字长。AT&T的符号扩展指令的为“movs”,零扩展指令为“movz

    ”(相应的Intel指令为“movsx”和“movzx”)。因此,“movsbl %al,%edx”表示对寄存器al

    中的字节数据进行字节到长字

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    内嵌汇编语言是为了解决高级语言编译器的没有办法针对某些特定场景完成代码优化的目的,比方说锁机制。内嵌汇编中,通过将C语言变脸和汇编操作数之间的对应关系对应起来,汇编内部完成操作数据具体寄存器存储问题和具体功能实现将结果回传给C语言返回值,GCC编译器会自动完成必要的代码操作流程。

    1. 格式

    1.1. GNU内嵌汇编格式

    asm volatile (
        “asm code”
        :output
        :input
        :changed); 
    
    __asm__ __violate__ 
    ("movl %1,%0" : "=r" (result) : "m" (input)); 
    1. asm 内嵌汇编关键字,说明活便语句的开始,使用asm()将代码段括起来
    2. volatile 告诉编译器不要优化内嵌汇编,如果想优化可以不加
    3. 内嵌汇编汇编中美个汇编语句都需要使用" "将语句括起来,内部包含部分是指令内容。
    4. 整体语句必须以‘;’结尾,不管有多长对C都只是一条语句。

    ANSI C规范的关键字: (ANSI C把asm用于其它用途,不能用于内嵌汇编语句,GCC可以)
            __asm__
      __volatile__ //前面和后面都有两个下划线,它们之间没有空格、
    如果后面部分没有内容,‘:’可以省略,前面或中间的不能省略‘:’没有asm code也不可以省略‘“”’,没有changed必须省略‘:’

    1.2. asm code

    asm code必须放在一个字符串内,但是字符串中间是不能直接按回车键换行的。可以写成多个字符串,只要字符串之间不加任何符号编译完后就会变成一个字符串。"mov r0,r0\n\t" //指令之间必须要换行,\t可以不加,只是为了在汇编文件中的指令格式对齐。

    "mov r1,r1\n\t"
    "mov r2,r2"
    字符串内不是只能放指令,可以放一些标签、变量、循环、宏等等。还可以把内嵌汇编放在C函数外面,用内嵌汇编定义函数、变量、段等汇编有的东东,总之就跟直接在写汇编文件一样。在C函数外面定义内嵌汇编时不能加volatile:output:input:changed。
      注意:编译器不检查asm code的内容是否合法,直接交给汇编器

    1.3. output(ASM --> C)和input(C --> ASM)

    __asm__ __volatile__ (
      "asm code"
      :“constraint”(variable)
    );

    1. 输出值

    constraint定义variable的存放位置:
        r     使用任何可用的通用寄存器
        m     使用变量的内存地址

    output修饰符:
           +      可读可写
           =      只写
              &      该输出操作数不能使用输入部分使用过的寄存器,只能 +& 或 =& 方式使用

      2、 指定输入值
        __asm__ __volatile__ (
          "asm code"
          :
          :“constraint”(variable / immediate)
        );

        constraint定义variable / immediate的存放位置:
              r     使用任何可用的通用寄存器(变量和立即数都可以)
              m     使用变量的内存地址(不能用立即数)
              i     使用立即数(不能用变量)

      3、 使用占位符
        int a = 100,b = 200;
        int result;
        __asm__ __volatile__ (
          “mov %0,%3\n\t” //mov r3,#123 %0代表result,%3代表123(编译器会自动加 # 号)
          “ldr r0,%1\n\t” //ldr r0,[fp, #-12] %1代表 a 的地址
          “ldr r1,%2\n\t” //ldr r1,[fp, #-16] %2代表 b 的地址
          “str r0,%2\n\t” //str r0,[fp, #-16] 因为%1和%2是地址所以只能用ldr或str指令
          “str r1,%1\n\t” //str r1,[fp, #-12] 如果用错指令编译时不会报错,要到汇编时才会
          :“=r”(result),“+m”(a),“+m”(b) out1是%0,out2是%1,...,outN是%N-1
          :“i”(123) in1是%N,in2是%N+1,...
        );

      4、引用占位符
        int num = 100;
        __asm__ __volatile__ (
          "add %0,%1,#100\n\t"
          : "=r"(a)
          : "0"(a) //"0"是零,即%0,引用时不可以加 %,只能input引用output,
        ); //引用是为了更能分清输出输入部分

      5、 & 修饰符
        int num;
        __asm__ __volatile__ ( //mov r3, #123 //编译器自动加的指令
          "mov %0,%1\n\t" //mov r3,r3 //输入和输出使用相同的寄存器
          : "=r"(num)
          : "r"(123)
        );

        int num;
        __asm__ __volatile__ ( //mov r3, #123
          "mov %0,%1\n\t" //mov r2,r3 //加了&后输入和输出的寄存器不一样了
          : "=&r"(num) //mov r3, r2 //编译器自动加的指令
          : "r"(123)
        );

    1.4. changed

      告诉编译器你修改过的寄存器,编译器会自动把保存这些寄存器值的指令加在内嵌汇编之前,再把恢复寄存器值的指令加在内嵌汇编之后

    void test()                  test:
    {                          str fp, [sp, #-4]!
       __asm__ __volatile__ (           add fp, sp, #0
        "mov r4,#123"               mov r4,#123
       );                       add sp, fp, #0
    }                          ldmfd sp!, {fp}
                                bx lr
    
    void test()                  test:
    {                         stmfd sp!, {r4, fp}
       __asm__ __volatile__ (             add fp, sp, #0
      "mov r4,#123"                mov r4,#123
       :                         add sp, fp, #0
      :                         ldmfd sp!, {r4, fp}
      :"r4"                       bx lr
    );
      }

      汇编的第 2 行与第 6 行没有保存和恢复 R4(R4是通用寄存器变量必须保护,见APCS),第 10 行与第 14 行有保存和恢复 R4

      如果修改了没有在输入或输出中定义的任何内存位置,必须在changed列表里加上“memory”

    2. 实例说明

    2.1. 内存复制

    2.2. 锁实现

    3. 限制字符含义汇总:

    每个操作字前面双引号内的限制字符有很多种,有些是与特定体系结构相关,此处仅列出常用的限定字符和i386中可能用到的一些常用的限定符。它们的作用是指示编译器如何处理其后的 C 语言变量与指令操作数之间的关系。 

    分类     限定符    描述 
    通用寄存器     “a”     将输入变量放入eax 
    “b”     将输入变量放入ebx 
    “c”     将输入变量放入ecx 
    “d”     将输入变量放入edx 
    “s”     将输入变量放入esi 
    “d”     将输入变量放入edi 
    “q”     将输入变量放入eax,ebx,ecx,edx中的一个 
    “r”     将输入变量放入通用寄存器,即eax,ebx,ecx,edx,esi,edi之一 
    “A”     把eax和edx合成一个64 位的寄存器(use long longs) 
    内存     “m”     内存变量 
    “o”     操作数为内存变量,但其寻址方式是偏移量类型, 也即基址寻址 
    “V”     操作数为内存变量,但寻址方式不是偏移量类型 
    “ ”     操作数为内存变量,但寻址方式为自动增量 
    “p”     操作数是一个合法的内存地址(指针) 
    寄存器或内存     “g”     将输入变量放入eax,ebx,ecx,edx之一,或作为内存变量 
    “X”     操作数可以是任何类型 
    立即数     “I”     0-31之间的立即数(用于32位移位指令) 
    “J”     0-63之间的立即数(用于64位移位指令) 
    “N”     0-255之间的立即数(用于out指令) 
    “i”     立即数 
    “n”     立即数,有些系统不支持除字以外的立即数,则应使用“n”而非 “i” 
    匹配     “ 0 ”     表示用它限制的操作数与某个指定的操作数匹配 
    “1” ...    也即该操作数就是指定的那个操作数,例如“0” 
    “9”     去描述“%1”操作数,那么“%1”引用的其实就是“%0”操作数,注意作为限定符字母的0-9 与指令中的“%0”-“%9”的区别,前者描述操作数, 后者代表操作数。 
    &     该输出操作数不能使用过和输入操作数相同的寄存器 
    操作数类型     “=”     操作数在指令中是只写的(输出操作数)  
    “+”     操作数在指令中是读写类型的(输入输出操作数) 
    浮点数     “f”     浮点寄存器 
    “t”     第一个浮点寄存器 
    “u”     第二个浮点寄存器 
    “G”     标准的80387浮点常数 
    %     该操作数可以和下一个操作数交换位置,例如addl的两个操作数可以交换顺序(当然两个操作数都不能是立即数) 
    #     部分注释,从该字符到其后的逗号之间所有字母被忽略 
    *     表示如果选用寄存器,则其后的字母被忽略 
    2. 被更改资源列表:

    有时在进行某些操作时,除了要用到进行数据输入和输出的寄存器外,还要使用多个寄存器来保存中间计算结果,这样就难免会破坏原有寄存器的内容。如果希望GCC在编译时能够将这一点考虑进去。那么你就可以在“破坏描述部分”声明这些寄存器或内存。
     这种情况一般发生在一个寄存器出现在“汇编语句模板”,但却不是由输入或输出操作表达式所指定的,也不是在一些输入或输出操作表达式使用"r"、"g"约束时由GCC为其选择的,同时此寄存器被“汇编语句模板”中的指令修改,而这个寄存器只是供当前内嵌汇编临时使用的情况。比如:
    __asm__("movl %0, %%ebx" : : "a"(foo) : "%ebx");
    寄存器%ebx出现在“汇编语句模板”中,并且被movl指令修改,但却未被任何输入或输出操作表达式指定,所以你需要在“破坏描述部分”指定"%ebx",以让GCC知道这一点。
    因为你在输入或输出操作表达式所指定的寄存器,或当你为一些输入或输出操作表达式使用"r"、"g"约束,让GCC为你选择一个寄存器时,GCC对这些寄存器是非常清楚的——它知道这些寄存器是被修改的,你根本不需要在“破坏描述部分”再声明它们。但除此之外,GCC对剩下的寄存器中哪些会被当前的内嵌汇编修改一无所知。所以如果你真的在当前内嵌汇编语句中修改了它们,那么就最好“破坏描述部分”中声明它们,让GCC针对这些寄存器做相应的处理。否则有可能会造成寄存器的不一致,从而造成程序执行错误。
    在“破坏描述部分”中指定这些寄存器的方法很简单,你只需要将寄存器的名字使用双引号引起来。如果有多个寄存器需要声明,你需要在任意两个声明之间用逗号隔开。比如:
    __asm__("movl %0, %%ebx; popl %%ecx" : : "a"(foo) : "%ebx", "%ecx" );
    注意准备在“破坏描述部分”声明的寄存器必须使用完整的寄存器名称,在寄存器名称前面使用的“%”是可选的。
    另外需要注意的是,如果你在“破坏描述部分”声明了一个寄存器,那么这个寄存器将不能再被用做当前内嵌汇编语句的输入或输出操作表达式的寄存器约束,如果输入或输出操作表达式的寄存器约束被指定为"r"或"g",GCC也不会选择已经被声明在“破坏描述部分”中的寄存器。比如:
    __asm__("movl %0, %%ebx" : : "a"(foo) : "%eax", "%ebx");
    此例中,由于输出操作表达式"a"(foo)的寄存器约束已经指定了%eax寄存器,那么再在“破坏描述部分”中指定"%eax"就是非法的。编译时,GCC会给出编译错误。

    除了寄存器的内容会被改变,内存的内容也可以被修改。如果一个“汇编语句模板”中的指令对内存进行了修改,或者在此内嵌汇编出现的地方内存内容可能发生改变,而被改变的内存地址你没有在其输出操作表达式使用"m"约束,这种情况下你需要在“破坏描述部分”使用字符串"memory"向GCC声明:“在这里,内存发生了或可能发生了改变”。例如:
    void * memset(void * s, char c, size_t count)
    {undefined
    __asm__("cld\n\t"
    "rep\n\t"
    "stosb"
    : /* no output */
    : "a"(c), "D"(s), "c"(count)
    : "%ecx", "%edi", "memory");


    return s;
    }
    此例实现了标准函数库memset,其内嵌汇编中的stosb对内存进行了改动,而其被修改的内存地址s被指定装入%edi,没有任何输出操作表达式使用了"m"约束,以指定内存地址s处的内容发生了改变。所以在其“破坏描述部分”使用"memory"向GCC声明:内存内容发生了变动。
    如果一个内嵌汇编语句的“破坏描述部分”存在"memory",那么GCC会保证在此内嵌汇编之前,如果某个内存的内容被装入了寄存器(通常因为编译器优化,会将某个内存处的变量缓存到某寄存器中来使用),那么在这个内嵌汇编之后,如果需要使用这个内存处的内容,就会直接到这个内存处重新读取,而不是使用被存放在寄存器中的拷贝。编译器在优化代码时,将内存的内容放到寄存器中去使用,而我们的内联汇编改变了该内存处的值,如果不告诉编译器,它是意识不到这一点的,就一直把寄存器中的内容当作内存内容来使用,这就与我们本来的意图不一致了。

    当一个“汇编语句模板”中包含影响eflags寄存器中的条件标志,那么需要在“破坏描述部分”中使用"cc"来声明这一点。这些指令包括adc,div,popfl,btr,bts等等,另外,当包含call指令时,由于你不知道你所call的函数是否会修改条件标志,为了稳妥起见,最好也使用"cc"。

    展开全文
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  • C++内嵌

    千次阅读 2019-01-05 00:09:50
    内嵌类有两种类型:内联(inner)类和静态内嵌(static nested)类。 1.内联类:内联类可以访问定义在外围类(enclosing class)中的实例变量。静态内嵌类不可以。 看下面这段代码: #include <...

    内嵌类有两种类型:内联(inner)类和静态内嵌(static nested)类。

    c++嵌套类等同于内部类的概念,定义嵌套类的目的是为了隐藏信息,提高代码的抽象能力,相当与在内部为外部类提供了一种新的类型。
    查阅了相关资料,发现内嵌类有两种类型:内联(inner)类和静态内嵌(static nested)类。但是经过个人测试并没有太大差异,所以现将使用方法及注意要点作出总结如下。

    1.内嵌类可以访问定义在外围类(enclosing class)中的静态实例变量。外围类不可以访问嵌套类的私有成员.

    看下面这段代码:

    #include <iostream>
    #include <mutex>
    #include <thread>
    using namespace std;
    class Singleton
    {
    public:
    
    static Singleton* GetInstance() {
    // 注意这里一定要使用Double-Check的方式加锁,才能保证效率和线程安全
       if (nullptr == m_pInstance) {
               m_mtx.lock();
       if (nullptr == m_pInstance) {
               m_pInstance = new Singleton();
    }
        m_mtx.unlock();
    }
       return m_pInstance;
    }
    
    
    
    // 实现一个内嵌垃圾回收类 
    class CGarbo {
    public:
       ~CGarbo(){
               if (Singleton::m_pInstance)
                  delete Singleton::m_pInstance;
      }
      };
    
    // 定义一个静态成员变量,程序结束时,系统会自动调用它的析构函数从而释放单例对象
    static CGarbo Garbo;
    
    
    private:
    
    // 构造函数私有
    Singleton(){};
    // 防拷贝
    Singleton(Singleton const&);
    Singleton& operator=(Singleton const&);
    static Singleton* m_pInstance; // 单例对象指针
    static mutex m_mtx; //互斥锁
    };
    
    
    Singleton* Singleton::m_pInstance = nullptr;
    Singleton::CGarbo Garbo;
    mutex Singleton::m_mtx;
    
    

    这是之前提到过的单例模式中的“懒汉模式”;
    我们在Singletion中内嵌了一个“垃圾回收类”;定义一个静态成员变量(回收类的对象),程序结束时,系统会自动调用它的析构函数从而释放单例对象。

    2.不能从内嵌类中访问外部类的非静态成员.
    错误的访问方式:
    在这里插入图片描述
    加上static修饰后:
    在这里插入图片描述

    3.可以在外部通过作用域限定符调用.

    //静态嵌套类的测试
    #include<iostream>
    #include<windows.h>
    using namespace std;
    
    class  outer
    {
     public:
       static class inner
      {
    	 public:
    	   inner(int a) :_in(a)
    		 {
    			 cout << "你好世界" << endl;
    		 }
      	   
          int _in;
    
    	};
    
    private:	
    	static int _a;
    
    };
    
    int outer::_a = 2;
    
    
    void func()
    {
       //通过类+作用域限定符创建对象
    	outer::inner in(5);
    	cout << in._in;
    
    }
    int main()
    {
        
    	func();
    	system("pause");
    	return 0;
    }
    
    

    测试结果:
    在这里插入图片描述

    个人总结,评论区欢迎补充讨论。

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  • 下午讲了讲给网页内嵌框架标签以及在内嵌框架标签中添加其他的网页;还有在内嵌框架标签中添加视频以及视频标签里的一些属性进行调整。  <input type="text" name="user" placeholder="邮箱账号或者手机号码"&...

     

    今关于今天所学习的东西又复杂又简单,上午学习了form表单,也是挺简单的;搭配table表格使用也是非常熟练。

    下午讲了讲给网页内嵌框架标签以及在内嵌框架标签中添加其他的网页;还有在内嵌框架标签中添加视频以及视频标签里的一些属性进行调整。  

    <input type="text" name="user" placeholder="邮箱账号或者手机号码">在input里写,placeholder是让在表单里默认的字,删不掉哪种

    <!--表单:
    <form action="所有表单值提交的地址" mthod="提交的方式(默认get提交)"></form>
          表单元素
    提交方式:
        1 get
        所有表单的数据以键值对的方式 key=value的方式传递给后台
            url:请求地址?key1=value1&key2=value2&key3=value3&.....
            缺点:不安全,传递的内容大小有限制
        2 post
         不会显示表单数据
           安全性高,传递的内容大小基本没有限制  
        表单元素通用格式:
        <input type="表单元素的类型" name="键" value="值">
    表单元素类型:
        1 文本类型:
            text:文本框
            passwo:密码框
            hidden:隐藏域
        2 按钮类型
            button:普通按钮
            submit:提交按钮
            resey:重置按钮    
        3 单选类型
            radio:单选
                必须搭配name属性使用 需要name值一样才能实现单选的效果
                label标签:可直接点击label标签里的属性直接勾选,可点击label里的文字进行选择
            checkbox:多选
                 checked:默认选择,放在哪个选择就是默认选择哪个   input中可使用select标签中不可使用
                 disabled: 直接锁死 不可编辑                     input中可使用select标签可使用
        4 文件
            file:文件上传(必须在form标签中加 formenctype="multipart/form-data")
            
        下拉框标签:
        <select>
                <optinon>选项1</optinon>
                <optinon>选项2</optinon>
                <optinon>选项3</optinon>
        </select>
            selected属性:select标签中用于默认选中状态,其他标签不可使用
            
            
    -->
    
    <!--label标签:可直接点击label标签里的属性直接勾选,可点击label里的文字进行选择-->
    <!--radio:单选-->
    <!--必须搭配name属性使用 需要name值一样才能实现单选的效果-->
            单选:
            <br>
            性别:
            <label><input type="radio" name="sex" value="man" checked>
            </label>
            <label><input type="radio" name="sex" value="woman">
            </label>
            <br>
    <!--value值是提交给后台让自己看的-->
            多选:
            <br>
            爱好:
            <label>
            足球<input type="checkbox" name="hobbby">
            </label>
            <label>
            篮球<input type="checkbox" name="hobbby">
            </label>
            <label>
            排球<input type="checkbox" name="hobbby">
            </label>
            <br>
            文件上传:
                <input type="file">
            <br>
            地址:
            <select name="" id="address">
                
                <option value="zd" >张店区</option>
                <option value="zc">周村区</option>
                <option value="bs" selected>博山区</option>
            </select>
            
    <!--文本域-->
            <textarea name="text1" id="" cols="30" rows="10"></textarea>
            

     

     

     

    <!doctype html>
    <html>
    <head>
    <!--在head里面<link rel="icon" href="a.ico.ico" type="image/*">给图片加小图片
                   引入ico照片(必须是Ico)   照片位置      属性-->
    
    <meta charset="utf-8">
    <title>无标题文档</title>
    </head>
    <!--内嵌框架标签:
    <iframe name="名称">2</iframe>
    
    
    target="在哪里显示地址"
    href="打开地址"
    要是连接起来就给iframe一个name名字,再在其他的页面添加属性target="名字跟iframe里面的name值一样即可"
    
    视频标签:
    <video></video>
    
    
    
    -->
    <body>
    
    <span style="background-color: blue" >    这是文字与文字背景添加颜色   </span>
    
    
    
    
    <a href="first.html" target="myhtml">天气</a>
    <a href="second.html" target="myhtml">新闻</a>
    <a href="third.html" target="myhtml">图片</a>
    <br>
    <!--内嵌框架-->
    <iframe src="https://www.baidu.com" frameborder="0" name="myhtml" width="800" height="400"></iframe>
    
    
    <!--视频标签
    controls 视频手动点击播放
    autoplay 视频自动播放
    loop     循环播放
    -->
    <video src="https://f.us.sinaimg.cn/000WYpXOlx07sA7ZDFrG01041200k8U80E010.mp4?label=mp4_ld&template=640x360.28.0&Expires=1553583758&ssig=6dK5%2FvJ0hv&KID=unistore,video" controls autoplay loop></video>
    
    
    
    </body>
    </html>    

     

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空空如也

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内嵌锁