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synced 2024-11-24 21:20:05 -07:00
big: add Int methods to act on numbered bits.
Speeds up setting individual bits by ~75%, useful when using big.Int as a bit set. R=gri, rsc CC=golang-dev https://golang.org/cl/4538053
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8f57f49398
commit
83fd82b349
@ -560,6 +560,42 @@ func (z *Int) Rsh(x *Int, n uint) *Int {
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}
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}
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// Bit returns the value of the i'th bit of z. That is, it
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// returns (z>>i)&1. The bit index i must be >= 0.
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func (z *Int) Bit(i int) uint {
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if i < 0 {
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panic("negative bit index")
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}
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if z.neg {
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t := nat{}.sub(z.abs, natOne)
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return t.bit(uint(i)) ^ 1
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}
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return z.abs.bit(uint(i))
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}
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// SetBit sets the i'th bit of z to bit and returns z.
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// That is, if bit is 1 SetBit sets z = x | (1 << i);
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// if bit is 0 it sets z = x &^ (1 << i). If bit is not 0 or 1,
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// SetBit will panic.
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func (z *Int) SetBit(x *Int, i int, b uint) *Int {
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if i < 0 {
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panic("negative bit index")
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}
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if x.neg {
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t := z.abs.sub(x.abs, natOne)
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t = t.setBit(t, uint(i), b^1)
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z.abs = t.add(t, natOne)
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z.neg = len(z.abs) > 0
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return z
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}
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z.abs = z.abs.setBit(x.abs, uint(i), b)
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z.neg = false
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return z
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}
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// And sets z = x & y and returns z.
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// And sets z = x & y and returns z.
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func (z *Int) And(x, y *Int) *Int {
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func (z *Int) And(x, y *Int) *Int {
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if x.neg == y.neg {
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if x.neg == y.neg {
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@ -984,6 +984,142 @@ func testBitFunSelf(t *testing.T, msg string, f bitFun, x, y *Int, exp string) {
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}
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}
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}
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}
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func altBit(x *Int, i int) uint {
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z := new(Int).Rsh(x, uint(i))
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z = z.And(z, NewInt(1))
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if z.Cmp(new(Int)) != 0 {
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return 1
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}
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return 0
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}
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func altSetBit(z *Int, x *Int, i int, b uint) *Int {
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one := NewInt(1)
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m := one.Lsh(one, uint(i))
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switch b {
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case 1:
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return z.Or(x, m)
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case 0:
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return z.AndNot(x, m)
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}
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panic("set bit is not 0 or 1")
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}
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func testBitset(t *testing.T, x *Int) {
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n := x.BitLen()
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z := new(Int).Set(x)
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z1 := new(Int).Set(x)
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for i := 0; i < n+10; i++ {
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old := z.Bit(i)
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old1 := altBit(z1, i)
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if old != old1 {
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|
t.Errorf("bitset: inconsistent value for Bit(%s, %d), got %v want %v", z1, i, old, old1)
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|
}
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z := new(Int).SetBit(z, i, 1)
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|
z1 := altSetBit(new(Int), z1, i, 1)
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|
if z.Bit(i) == 0 {
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|
t.Errorf("bitset: bit %d of %s got 0 want 1", i, x)
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}
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if z.Cmp(z1) != 0 {
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|
t.Errorf("bitset: inconsistent value after SetBit 1, got %s want %s", z, z1)
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|
}
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z.SetBit(z, i, 0)
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|
altSetBit(z1, z1, i, 0)
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if z.Bit(i) != 0 {
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||||||
|
t.Errorf("bitset: bit %d of %s got 1 want 0", i, x)
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|
}
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|
if z.Cmp(z1) != 0 {
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|
t.Errorf("bitset: inconsistent value after SetBit 0, got %s want %s", z, z1)
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|
}
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|
altSetBit(z1, z1, i, old)
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z.SetBit(z, i, old)
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|
if z.Cmp(z1) != 0 {
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|
t.Errorf("bitset: inconsistent value after SetBit old, got %s want %s", z, z1)
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|
}
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|
}
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|
if z.Cmp(x) != 0 {
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|
t.Errorf("bitset: got %s want %s", z, x)
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}
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}
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var bitsetTests = []struct {
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x string
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i int
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b uint
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}{
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{"0", 0, 0},
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{"0", 200, 0},
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|
{"1", 0, 1},
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|
{"1", 1, 0},
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||||||
|
{"-1", 0, 1},
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||||||
|
{"-1", 200, 1},
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||||||
|
{"0x2000000000000000000000000000", 108, 0},
|
||||||
|
{"0x2000000000000000000000000000", 109, 1},
|
||||||
|
{"0x2000000000000000000000000000", 110, 0},
|
||||||
|
{"-0x2000000000000000000000000001", 108, 1},
|
||||||
|
{"-0x2000000000000000000000000001", 109, 0},
|
||||||
|
{"-0x2000000000000000000000000001", 110, 1},
|
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|
}
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func TestBitSet(t *testing.T) {
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for _, test := range bitwiseTests {
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x := new(Int)
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|
x.SetString(test.x, 0)
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testBitset(t, x)
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|
x = new(Int)
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|
x.SetString(test.y, 0)
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|
testBitset(t, x)
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|
}
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|
for i, test := range bitsetTests {
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|
x := new(Int)
|
||||||
|
x.SetString(test.x, 0)
|
||||||
|
b := x.Bit(test.i)
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|
if b != test.b {
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|
t.Errorf("#%d want %v got %v", i, test.b, b)
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}
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}
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}
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func BenchmarkBitset(b *testing.B) {
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z := new(Int)
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z.SetBit(z, 512, 1)
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b.ResetTimer()
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||||||
|
b.StartTimer()
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||||||
|
for i := b.N - 1; i >= 0; i-- {
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z.SetBit(z, i&512, 1)
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|
}
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|
}
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func BenchmarkBitsetNeg(b *testing.B) {
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z := NewInt(-1)
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z.SetBit(z, 512, 0)
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b.ResetTimer()
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||||||
|
b.StartTimer()
|
||||||
|
for i := b.N - 1; i >= 0; i-- {
|
||||||
|
z.SetBit(z, i&512, 0)
|
||||||
|
}
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|
}
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|
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||||||
|
func BenchmarkBitsetOrig(b *testing.B) {
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|
z := new(Int)
|
||||||
|
altSetBit(z, z, 512, 1)
|
||||||
|
b.ResetTimer()
|
||||||
|
b.StartTimer()
|
||||||
|
for i := b.N - 1; i >= 0; i-- {
|
||||||
|
altSetBit(z, z, i&512, 1)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
func BenchmarkBitsetNegOrig(b *testing.B) {
|
||||||
|
z := NewInt(-1)
|
||||||
|
altSetBit(z, z, 512, 0)
|
||||||
|
b.ResetTimer()
|
||||||
|
b.StartTimer()
|
||||||
|
for i := b.N - 1; i >= 0; i-- {
|
||||||
|
altSetBit(z, z, i&512, 0)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
func TestBitwise(t *testing.T) {
|
func TestBitwise(t *testing.T) {
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x := new(Int)
|
x := new(Int)
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||||||
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@ -773,6 +773,43 @@ func (z nat) shr(x nat, s uint) nat {
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}
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}
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func (z nat) setBit(x nat, i uint, b uint) nat {
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j := int(i / _W)
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m := Word(1) << (i % _W)
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||||||
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n := len(x)
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switch b {
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case 0:
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|
z = z.make(n)
|
||||||
|
copy(z, x)
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||||||
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if j >= n {
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||||||
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// no need to grow
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return z
|
||||||
|
}
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||||||
|
z[j] &^= m
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||||||
|
return z.norm()
|
||||||
|
case 1:
|
||||||
|
if j >= n {
|
||||||
|
n = j + 1
|
||||||
|
}
|
||||||
|
z = z.make(n)
|
||||||
|
copy(z, x)
|
||||||
|
z[j] |= m
|
||||||
|
// no need to normalize
|
||||||
|
return z
|
||||||
|
}
|
||||||
|
panic("set bit is not 0 or 1")
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
func (z nat) bit(i uint) uint {
|
||||||
|
j := int(i / _W)
|
||||||
|
if j >= len(z) {
|
||||||
|
return 0
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return uint(z[j] >> (i % _W) & 1)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
func (z nat) and(x, y nat) nat {
|
func (z nat) and(x, y nat) nat {
|
||||||
m := len(x)
|
m := len(x)
|
||||||
n := len(y)
|
n := len(y)
|
||||||
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