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101/001_comandi_ispezione_hw.md
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## Comandi di ispezione delle periferiche
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I comandi `lspic` e `lsusb` elencano tutti i dispositivi PCI e USB identificati dal SO. Ogni parte hardware richiede un componente software per controllare il dispositivo corrispondente, chiamato *kernel modules*. I moduli el kernel LInux relativi ai dispositivi hardware sono anche chiamati *drivers*.
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### lscpi
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```bash
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> lspci
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00:00.0 Host bridge: Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] Raven/Raven2 Root Complex
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00:00.2 IOMMU: Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] Raven/Raven2 IOMMU
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00:01.0 Host bridge: Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] Family 17h (Models 00h-1fh) PCIe Dummy Host Bridge
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00:01.2 PCI bridge: Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] Raven/Raven2 PCIe GPP Bridge [6:0]
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00:01.3 PCI bridge: Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] Raven/Raven2 PCIe GPP Bridge [6:0]
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```
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I numeri esadecimali all'inizio di ogni riga sono gli indirizzi univoci del corrispondente dispositivo. Per ottenere maggiori dettagli su un dispositivo:
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```bash
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lspci -s 04:00.0 -v
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04:00.0 Network controller: Intel Corporation Wi-Fi 6 AX200 (rev 1a)
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Subsystem: Intel Corporation Wi-Fi 6 AX200NGW
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Flags: bus master, fast devsel, latency 0, IRQ 33, IOMMU group 0
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Memory at fcb00000 (64-bit, non-prefetchable) [size=16K]
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Capabilities: [c8] Power Management version 3
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Capabilities: [d0] MSI: Enable- Count=1/1 Maskable- 64bit+
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Capabilities: [40] Express Endpoint, IntMsgNum 0
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Capabilities: [80] MSI-X: Enable+ Count=16 Masked-
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Capabilities: [100] Advanced Error Reporting
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Capabilities: [14c] Latency Tolerance Reporting
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Capabilities: [154] L1 PM Substates
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Kernel driver in use: iwlwifi
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Il **modulo del kernel** puo' essere identificato nella riga `Kernel driver in use:`.
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Un modo rapido per verificare quale modulo del kernel e' in uso per il dispositivo specificato:
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```bash
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lspci -s 04:00.0 -k
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04:00.0 Network controller: Intel Corporation Wi-Fi 6 AX200 (rev 1a)
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Subsystem: Intel Corporation Wi-Fi 6 AX200NGW
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Kernel driver in use: iwlwifi
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Kernel modules: iwlwifi
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```
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### lsusb
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```bash
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lsusb
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Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
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Bus 001 Device 002: ID 046d:c52b Logitech, Inc. Unifying Receiver
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Bus 001 Device 003: ID 8087:0029 Intel Corp. AX200 Bluetooth
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Bus 001 Device 004: ID 3434:0381 Keychron Keychron V8
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Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
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Bus 003 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
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Bus 004 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
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Bus 005 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
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Bus 006 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
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```
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Per maggiori dettagli su un dispositivo specifico:
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```bash
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lsusb -vd 3434:0381
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```
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### lsmod
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Mostra un elenco di tutti i moduli attualmente caricati:
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```bash
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lsmod
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Module Size Used by
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nft_chain_nat 12288 3
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xt_MASQUERADE 16384 1
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nf_nat 65536 2 nft_chain_nat,xt_MASQUERADE
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bridge 389120 0
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stp 12288 1 bridge
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llc 16384 2 bridge,stp
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dove `Size` indica la RAM occupata da modulo, byte. Mentre `Used by` indica i moduli dipendenti dal modulo colonna `Module`.
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### modprobe
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Comando usato per *caricare* o *scaricare* i moduli del kernel.
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```bash
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modprobe -r module
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# se module non sia usato da un processo in esecuzione sul sistema
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### lscpu e lshw
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Mostra informazioni riguardo alla cpu e all'hardware del sistema.
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### modinfo
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Mostra una descrizione del modulo specificato: `modinfo nvme_core`. Per la lista di tutti i parametri disponibili: `modinfo -p nvme_core`.
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I parametri personalizzati possono essere resi persistenti includendoli nel file `/etc/modprobe.conf/` o in file con estensione .conf nella directory `/etc/modprobe.d/`.
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Per impedire il caricamento di un modulo inserire la riga `blacklist module` nel file `/etc/modprobe.d/blacklist.conf`.
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## File informativi e File dei dispositivi
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I comandi precedenti sono dei front-end per leggere le informazioni hardware memorizzate dal SO. Tali informazioni sono presenti in file conservati nelle directory `/proc` e `/sys`.
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La directory `/proc` contiene informazioni relative ai processi in esecuzione e alle risorse hardware. Alcuni dei file importanti:
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- `/proc/cpuinfo`
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- `/proc/meminfo`
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`/sys` contiene informazioni relative ai dispositivi hardware.
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Ogni file all'interno della directory `/dev/`, invece, e' associato a un dispositivo di sistema, in particolare a un dispositivo di archiviazione. I dispositivi rimovibili sono gestiti da `udev`, che crea i dispositivi corrispondenti in `/dev/`. Quando vengono rilevati dei nuovi dispositivi, `udev` cerca una regola corrispondente nella cartella `/etc/udev/rules.d/`.
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## Dispositivi di archiviazione
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Generalmente chiamati *block device*, in quanto i dati vengono letti in blocchi di dati. Ogni dispositivo a blocchi e' identificato da un file in `/dev/`. Dalla versione 2.6 del kernel, tutti i dispositivi, indipendentemente dal tipo di hardware, sono identificati come dispositivi SCSI, tramite la sigla `sd`. Le partizioni sono elencate numericamente. L'eccezione sono le *schede SD* e i dispositivi *nvme*.
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101/002_avviare_il_sistema.md
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101/002_avviare_il_sistema.md
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## BIOS o UEFI
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Il kernel viene caricato da un programma chiamato *bootloader*, a sua volta caricato da un firmware preinstallato come il BIOS o UEFI. Una volta caricato, il kernel continua il processo di avvio identificando e caricando l'hardware.
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### BIOS
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Il BIOS (*Basic Input/Output System*) e' un programma memorizzato in un chip di memoria non volatile collegato alla scheda madre.
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I primi 440 byte nel primo dispositivo di archiviazione - seguendo l'ordine definito nel BIOS - sono il primo stadio del bootloader (*bootstrap*). I primi 512 byte di *ogni* dispositivo di archiviazione sono denominati *MBR* e contengono la tabella delle partizioni.
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I passaggi per l'avvio di un sistema dotato di BIOS sono:
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- Il processo POST (*power-on self-test*) identifica semplici guasti hardware
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- Il BIOS attiva i componenti di base per caricare il sitema
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- Il BIOS carica il primo stadio del bootloader dall'MBR (i primi 440 byte nel primo dispositivo di archiviazione)
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- Il primo stadio del bootloader richiama il secondo, responsabile del caricamento del kernel.
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### UEFI
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UEFI (*Unified Extensible Firmware Interface*), e' sempre un firmware, come il BIOS, ma e' in grado di identificare le partizioni e leggere diversi filesystem. Inoltre non si basa sull'MBR, prendendo in considerazioni solo le impostazioni memorizzate nella sua memoria non volatile (NVRAM). Nella partizione *ESP* (*EFI System Partition*), di un *qualsiasi filesystem compatibile* (es. FAT32), sono contenuti dei programmi, chiamati *EFI applications*, che vengono eseguiti automaticamente o richiamati da un menu d'avvio. Una di queste applicazioni e' il bootloader.
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I passaggi per l'avvio di un sistema con UEFI sono:
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- Il processo POST (*power-on self-test*) identifica semplici guasti hardware
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- UEFI attiva i componenti di base per caricare il sitema
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- UEFI esegue l'applicazione predefinita memorizzata nel filesystem della partizione ESP. Di solito, il bootloader
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- Il bootloader carica il kernel.
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UEFI supporta una funzione chiamata **Secure Boot**, che consente l'esecuzione solo di applicazioni EFI firmate, ossia autorizzate dal produttore.
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### Bootloader
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Uno dei piu' utilizzati e' GRUB. Permette di passare dei parametri al kernel, seguendo il modello `option=value`.
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Alcuni dei parametri:
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- `init`: imposta un iniziatore di sistema alternativo, per esempio `init=/bin/bash`
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- `systemd.unit`: imposta il *target* da attivare, per esempio: `systemd.unit=graphical/target`
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- `mem`: imposta la qualità di RAM disponibile per il sistema
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- `quiet`: nasconde i messaggi di avvio
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- `root`: imposta la partizione di root
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- `rootflags`: opzioni di mount per il filesystem di root
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I parametri del kernel devono essere aggiunti al file `/etc/default/grub` alla riga `GRUB_CMDLINE_LINUX` per renderli persistenti.
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Una volta che il sistema e' in esecuzione, i parametri usati per la sessione corrente sono visibili nel file:
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```bash
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cat /proc/cmdline
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BOOT_IMAGE=/vmlinuz-6.11.2-amd64 root=/dev/mapper/pc--vg-root ro systemd.show_status=1 quiet splash
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## Inizializzazione del sistema
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L'inizializzazione del SO inizia quando il bootloader carica il kernel nella RAM. Il kernel aprira' l'*initramfs* (*initial RAM filesystem*), un filesystem temporaneo usato durante il processo di avvio. Il suo scopo principale e' quello di fornire i moduli richiesti, in modo che il kernel possa accedere al filesystem root *reale* del SO.
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Il kernel, non appena il filesystem root e' disponibile, montera' tutti i filesystem configurati in `/etc/fstab`, quindi eseguira' il primo programma, chiamato `init`, responsabile dell'esecuzione di tutti gli script e demoni di inizializzazione del sistema. Solo ora initramfs viene rimosso dalla RAM.
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### Ispezionare l'inizializzazione
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Tutti gli errori generano messaggi. Lo spazio di memoria in cui il kernel memorizza i suoi messaggi e' chiamato *kernel ring buffer*.
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Un comando per visualizzare i messaggi del kernel e' `dmesg -T`. Nei sistemi che usano *systemd* e' possibile usare il comando `journalctl -k`. L'opzione `-D` puo' essere usata per leggere messaggi di registro al di fuori della cartella `/var/log/journal`.
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I messaggi di log sono memorizzati in vari file all'interno della directory `/var/log/`.
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101/003_runleve_riavvio_e_spegnimento.md
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101/003_runleve_riavvio_e_spegnimento.md
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## Sistema di init
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I servizi (o *demoni*) possono essere controllati da script di shell, come in `SysVinit`, o da un programma e dai suoi file di configurazione, come in `systemd`.
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Il sistema di init e' il primo programma lanciato dal kernel, quindi il suo **PID** (*Process Identification Number*) sara' sempre 1.
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### SysVinit
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Fornisce un set predefinito di stati di sistema, chiamati *runlevel*, numerati da 0 a 6.
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- **runlevel 0**: spegnimento del sistema
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- **runlevel 1**, s o single: modalita' utente singolo, senza rete (manutenzione)
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- **runlevel 2**,**3** o **4**: modalita' multiutente con accesso tramite console
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- **runlevel 5**: modalita' multiutente grafica
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- **runlevel 6**: riavvio del sistema
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