嵌入式软件调试技术

嵌入式软件调试技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:罗克露
出品人:
页数:482
译者:
出版时间:2009-1
价格:59.00元
装帧:16
isbn号码:9787121077265
丛书系列:
图书标签:
  • 嵌入式
  • 计算机
  • 编程
  • 程序设计
  • gdb
  • 软件调试
  • 调试
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  • 嵌入式系统
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  • ARM
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具体描述

本书兼顾理论与实践。全书首先对调试技术及嵌入式调试手段进行一个概览,然后重点对linux环境下的嵌入式调试技术进行详细的讲解,最后给出两个综合应用实例:MPEG-4视频播放器的设计和基于GPS的移动定位终端。在编写思路上,本书以理论为先、实践为重;具体到调试技巧和手段上,则全部结合具体实例展开。书中各个实例之间采取从前至后逐步深入的方式,既衔接有序,又便于读者学习。本书配套光盘包含书中相关的补充资料、与Sitsang评估板相关的工具链和源代码、本书第3~9章的源代码,以及书中使用到的工具和软件等。本书既可作为Linux环境下嵌入式软件调试技术从入门到精通的学习用书,也可供从事Linux环境下的嵌入式软件调试的工程人员参考使用。

好的,这是一本名为《高级嵌入式系统架构设计与实现》的图书简介: --- 《高级嵌入式系统架构设计与实现》 图书简介 在物联网(IoT)、人工智能(AI)与边缘计算深度融合的时代背景下,嵌入式系统已不再是简单的微控制器应用,而是承载复杂功能、对实时性、可靠性与功耗提出极高要求的关键基础设施。本书《高级嵌入式系统架构设计与实现》旨在为具备一定嵌入式开发基础的工程师、研究人员和高年级学生,提供一个深入、系统且高度实用的知识框架,专注于现代嵌入式系统从概念设计到高效实现的全过程,特别强调架构选择、系统级优化与前沿技术的集成。 本书的核心理念是“架构先行,优化贯穿”。我们摒弃了对基础概念的冗余介绍,直接切入高性能、高可靠性嵌入式系统设计中的核心挑战与前沿解决方案。全书内容围绕三大主线展开:系统级架构选择与建模、跨域资源管理与实时调度、以及面向异构计算的软件实现。 第一部分:系统级架构选择与建模 本部分聚焦于如何为特定应用场景选择和构建最优的硬件抽象层(HAL)及上层软件架构。 第一章:现代嵌入式处理器选型与性能建模 深入剖析多核异构处理器(如ARM big.LITTLE、GPU加速单元、FPGA加速器)的内在工作原理与性能瓶颈。内容包括但不限于:指令集架构(ISA)的特性对软件效率的影响、缓存一致性协议的细微差别、以及如何建立精确的性能预测模型,评估不同CPU/GPU配比下的吞吐量与延迟。我们将详细探讨如何使用硬件性能计数器(PMC)进行基准测试与瓶颈定位,超越简单的时钟频率比较。 第二章:实时操作系统(RTOS)与非实时内核的融合架构 在需要高度确定性的任务与需要高吞吐量数据处理的场景并存时,单一RTOS往往难以胜任。本章探讨了混合内核(如Xenomai、Preempt-RT补丁下的Linux、以及微内核RTOS)的设计哲学。重点分析了Hypervisor在隔离关键任务与运行复杂应用栈中的作用,包括Type-1与Type-2 Hypervisor的优劣对比,以及如何高效地在虚拟化环境中实现低延迟中断处理与I/O直通(Passthrough)。 第三章:系统级功耗与热管理架构 功耗不再是事后考虑的因素,而是架构设计的首要约束之一。本章讲解了动态电压和频率调节(DVFS)在复杂系统中的应用,以及如何设计电源域(Power Domain)与时钟域(Clock Domain)的隔离机制。内容涵盖了基于负载预测的预测性功耗管理算法,以及如何通过软件策略(如动态时钟门控)与硬件管理单元(如PMIC)协同工作,以实现最佳的能效比(Performance per Watt)。 第二部分:跨域资源管理与实时调度 先进嵌入式系统面临的核心问题是有限资源的公平、安全和确定性分配。 第四章:复杂任务的调度理论与实践 本书超越经典的RMS(固定优先级)和EDF(最早截止期)算法,深入讲解了时分多路复用(TDMA)在网络嵌入式系统中的应用,以及资源公平性队列(FQ)在数据流处理中的重要性。我们重点探讨了时间预算度量(TBM)和时间分区(Time Partitioning)技术,用以确保关键任务在共享资源下的时间确定性。 第五章:内存层次结构与数据流优化 现代嵌入式系统的数据带宽是新的瓶颈。本章专注于内存访问的优化策略,包括:零拷贝(Zero-Copy)技术在网络与存储I/O中的实现,内存保护单元(MPU/MMU)的精细配置以防止内存溢出对关键任务的影响,以及数据缓存污染的识别与规避技术。特别地,本章详细分析了DMA(直接内存访问)控制器的高级配置模式,以卸载CPU的数据搬运负担。 第六章:安全与隔离:可信执行环境(TEE) 随着系统复杂度的增加,安全隔离成为必需。本章详细介绍了基于TrustZone等技术的可信执行环境(TEE)的架构,包括安全世界与非安全世界的交互机制(SMC调用)。内容覆盖了安全启动链(Secure Boot Chain)的构建,密钥管理(Key Provisioning)的最佳实践,以及如何在TEE中实现敏感数据的加密和认证操作,确保系统完整性。 第三部分:面向异构计算的软件实现 本部分着重于如何高效地利用SoC中包含的多种处理单元(CPU、DSP、FPGA、NPU)。 第七章:异构计算模型与任务卸载 探讨了面向异构平台的编程模型,如OpenCL、SYCL和OpenMP for Offloading。本书将侧重于任务粒度分析,即如何决定哪些计算应留在CPU,哪些适合卸载到GPU或特定加速器上。我们将通过实际案例,展示如何实现异步通信与同步机制,以最小化CPU等待异构协处理器完成任务的时间开销。 第八章:高效的设备驱动程序与中间件开发 驱动程序是系统性能的直接体现者。本章深入讲解了中断处理的延迟优化,包括中断合并(Interrupt Coalescing)与软中断的使用。此外,我们探讨了设备树(Device Tree)在现代嵌入式Linux中的高级应用,以及如何设计健壮、可热插拔的中间件框架,以适应不断变化的硬件环境。 第九章:持续集成与远程系统健康监测 在产品部署后,对系统的实时监控与OTA(Over-The-Air)更新能力至关重要。本章介绍如何集成可观测性(Observability)框架,包括分布式追踪与指标收集,以监控系统在真实负载下的延迟和资源消耗。同时,讨论了A/B分区更新策略、原子更新机制,以及如何在保障系统核心功能的前提下,安全、可靠地部署固件更新。 目标读者 本书适合有志于深入理解现代嵌入式系统底层的软件架构师、资深嵌入式软件工程师,以及从事实时控制、工业自动化、航空电子、或高性能边缘计算领域的开发者。阅读本书需要具备C/C++编程基础,并对操作系统原理有基础认知。 本书特色 架构深度优先: 避开基础概念复述,直击系统级瓶颈和前沿解决方案。 实战导向: 大量引用实际工业案例中的设计权衡与优化技巧。 前瞻性: 覆盖异构计算、硬件安全与先进调度算法等最新技术。 ---

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的内容,简直就像一个嵌入式调试领域的“百科全书”,每一页都充满了宝贵的知识和经验。我是一名在硬件公司工作的嵌入式工程师,我们日常的工作接触到大量的裸机开发和底层驱动的编写。很多时候,一个微小的硬件细节错误,或者一个底层驱动的bug,都会导致整个系统无法启动,或者功能异常。在遇到这些问题时,我常常感到无从下手,因为我缺乏足够系统的调试方法和工具。这本书的出现,为我带来了曙光。书中关于示波器和逻辑分析仪的详细讲解,让我能够更深入地理解硬件信号的时序和电平变化。我曾经因为对硬件信号不敏感,而浪费了很多时间去猜测问题的原因。现在,我能够利用书中介绍的技巧,精确地捕捉和分析硬件信号,从而快速地定位到硬件接口的匹配问题、时序不一致问题,甚至是信号干扰问题。让我印象特别深刻的是,书中关于利用嵌入式逻辑分析仪进行硬件信号回溯的功能,这简直是为我们这类需要与硬件打交道的工程师量身定做的。它能够记录下大量的硬件信号,然后我们可以在事后进行离线分析,这大大提高了我们的工作效率,也减少了对硬件资源的占用。此外,书中关于固件调试的章节也让我受益匪浅。在处理固件更新、内存保护等问题时,我常常会遇到一些难以复现的bug。这本书提供的固件调试方法,能够帮助我更清晰地理解固件的加载过程、执行流程,以及各个内存区域的使用情况,从而有效地解决这些棘手的问题。这本书的作者显然是经历了大量的实战,他能够将那些复杂的底层调试技术,用一种非常清晰、易于理解的方式呈现出来。

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我是一名嵌入式系统项目的技术负责人,团队的整体调试能力直接关系到项目的进度和质量。在接触这本书之前,我们团队在调试方面存在一些普遍性的问题,比如缺乏统一的调试流程,调试效率低下,以及调试经验的传承困难。这本书的出现,为我解决这些难题提供了强有力的支撑。我认真研读了书中关于“建立高效调试流程”的章节,并结合我们团队的实际情况,进行了一系列优化。例如,书中提到的“利用自动化测试脚本进行回归性调试”,我将其引入到我们的CI/CD流程中,极大地提高了我们发现潜在回归bug的效率。此外,书中关于“如何进行有效的调试知识分享和经验沉淀”的建议,也给了我很大的启发。我组织团队成员阅读这本书,并定期举行调试技术分享会,将书中介绍的先进调试理念和技巧,在团队内部进行推广和实践。我尤其欣赏书中关于“利用可视化调试工具进行复杂算法调试”的章节。例如,书中介绍的如何利用图形化工具来展示PID控制器的输出曲线,或者如何可视化神经网络的中间层输出,这对于我们进行一些复杂的算法开发和优化,非常有帮助。它能够让我们更直观地理解算法的运行过程,从而更快地找出算法中的问题。这本书的价值,不仅仅在于技术本身的讲解,更在于它所倡导的一种科学、严谨的调试文化。我坚信,通过持续学习和应用这本书中的知识,我们的团队一定能够在调试方面取得更大的突破,为项目的成功贡献更多力量。

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这本书对我而言,就像是一场“调试技术”的深度旅行,每一次翻阅,都能发现新的风景和惊喜。我是一名热爱学习的嵌入式软件工程师,一直以来,我都希望能不断提升自己的技术水平,尤其是在调试这个至关重要的领域。这本书的出现,恰好满足了我的这一需求。我之前对一些高级调试技术,例如嵌入式系统中的性能剖析(Profiling)和代码覆盖率分析,了解得比较少。这本书以非常系统的角度,详细介绍了这些技术。它不仅讲解了如何使用相关的工具(如gprof、perf、lcov),还深入剖析了这些工具背后的原理,以及如何根据分析结果来优化代码。我尝试利用书中介绍的性能剖析方法,对我们项目中一个响应缓慢的模块进行了分析,结果发现一个隐藏很深的循环嵌套问题,优化后,该模块的响应时间缩短了近50%,效率提升非常显著。更令我感到兴奋的是,书中关于“调试与代码优化协同工作”的理念。它强调了调试不仅仅是为了修复bug,更是为了提升代码的质量和效率。这种“一次到位”的思维模式,让我能够更积极地去学习和应用这些高级调试技术。此外,书中关于“如何利用调试技巧来设计更具可维护性的代码”的讨论,也给我留下了深刻的印象。它让我意识到,良好的调试习惯,可以极大地提升代码的可读性和可维护性,从而降低未来的维护成本。这本书的作者显然是一位非常资深的嵌入式开发专家,他能够将那些复杂的技术概念,以一种非常生动、有趣的方式呈现出来,让我愿意花时间去深入学习和探索。

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这本书就像一本武林秘籍,里面记载了无数精妙绝伦的“擒拿手”和“移形换影”,专门用来对付那些狡猾的嵌入式bug。我是一名热爱挑战的嵌入式爱好者,业余时间喜欢折腾各种单片机和嵌入式设备。以前,当遇到棘手的bug时,我常常束手无策,要么就是花费大量时间在无谓的尝试中,要么就是直接放弃,留下深深的遗憾。这本书的出现,彻底改变了我的调试体验。它就像一位经验丰富的“武林高手”,耐心细致地传授我各种“绝世武功”。书中关于嵌入式通信协议(如I2C、SPI、UART)的调试技巧,让我能够清晰地看到数据在总线上传输的每一个细节,准确地识别出协议错误或时序问题。我记得有一次,我的一个传感器模块始终无法正常工作,我尝试了各种方法都无效,直到我翻到书中关于I2C通信的调试章节,学习了如何使用逻辑分析仪来捕获和分析I2C的时序波形,我才发现原来是我的主机发送的SCL时钟信号存在微小的抖动,导致从机无法正确识别。这个问题如果靠传统的printf调试,是根本不可能发现的。更让我惊喜的是,书中关于嵌入式实时系统的中断调试方法。中断是嵌入式系统中非常常见的,但也是最容易出问题的部分。书中提供了清晰的中断处理流程分析和调试技巧,让我能够理解中断的优先级、嵌套以及优先级反转等问题,并提供了相应的解决方法。这本书的语言风格非常接地气,没有太多晦涩难懂的专业术语,让我能够轻松地理解并应用。我感觉自己就像一个初出茅庐的侠客,在学习了这本书之后,终于掌握了降妖伏魔的本领,能够更加从容地面对各种嵌入式挑战。

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这本书简直把我从无数个深夜的崩溃边缘拯救出来!作为一名在嵌入式领域摸爬滚打多年的工程师,我深知调试过程中遇到的那些令人抓狂的bug,它们就像潜伏在代码深处的幽灵,时不时跳出来让你措手不及。很多时候,一个看似微不足道的逻辑错误,就能耗费你数天甚至数周的时间去定位。我曾经试过各种方法,从最基础的printf大法,到利用逻辑分析仪和示波器进行硬件层面的分析,但总感觉像是大海捞针,效率低下且容易遗漏关键信息。直到我翻开这本书,我才真正意识到,原来调试不仅仅是“找错误”,而是一门系统性的科学,一种严谨的艺术。作者以极其通俗易懂的语言,深入浅出地讲解了各种调试工具和方法论。书中对逻辑分析仪的使用技巧、示波器的基本操作和高级应用,都进行了详尽的阐述,并且提供了大量实际案例,让我能立刻将理论知识转化为实践。最让我印象深刻的是,书中关于状态机调试的部分,这简直是解决复杂交互逻辑问题的利器!以前我经常在状态跳转时犯错,导致程序行为不可预测,而这本书提供了一种全新的、可视化的调试思路,让我能够清晰地追踪程序的状态变化,准确地定位问题根源。而且,这本书并没有停留在工具的使用层面,它更注重培养读者的调试思维,教会我们如何从宏观到微观,如何有效地缩小问题范围,如何利用各种信息进行推理和验证。这对于提升我的整体调试能力,起到了质的飞跃。我强烈推荐这本书给所有从事嵌入式开发的同仁,无论你是初学者还是资深工程师,都能从中获益匪浅。这本书就像一位经验丰富的导师,耐心地引领你穿越代码的迷宫,让你在调试的道路上少走弯路,多一份自信。

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我是一名在学术界从事嵌入式系统研究的教师,一直致力于将最前沿的理论知识与实际应用相结合。这本书的出现,为我提供了一个极佳的教学资源和研究参考。我尤其欣赏书中对于调试硬件的深入探讨,例如FPGA在嵌入式系统调试中的应用。虽然我平时接触的主要是软件层面,但这本书以清晰的逻辑和丰富的图解,解释了FPGA如何作为一个强大的调试平台,能够模拟硬件环境,实时监控和修改硬件行为,这对于理解硬件和软件之间的交互关系,以及调试那些与硬件紧耦合的问题,具有重要的指导意义。此外,书中关于嵌入式Linux调试的章节也写得非常精彩。对于运行在嵌入式Linux上的复杂应用,传统的调试方法常常显得力不从心。这本书介绍了诸如GDB、Valgrind、strace等工具的用法,并结合实际案例,展示了如何利用它们来定位内核级问题、用户空间进程问题以及系统调用问题。我尝试将书中的Linux调试方法应用到我的研究项目中,发现能够大大加快问题的定位速度,并且提高了调试的精确性。更重要的是,这本书在讲解技术的同时,也注重培养读者的“调试哲学”。它强调了“理解比记忆更重要”的原则,鼓励读者深入理解底层原理,而非仅仅停留在工具的使用层面。这种教学理念与我的教育目标高度契合。我计划将这本书的部分内容纳入我的教学大纲,我相信它能够帮助我的学生建立起坚实的嵌入式系统调试基础,为他们未来的职业生涯打下坚实的基础。

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这本书的实用价值简直爆炸!我是一名资深的嵌入式工程师,多年来一直在一线摸爬滚打,自认为对调试已经有了相当深入的理解。然而,当我拿到这本书后,我还是被它所包含的许多新颖的视角和深入的技巧所震撼。特别是关于嵌入式系统中的功耗调试和安全性调试的部分,这正是我目前工作中迫切需要解决的难题。在功耗优化方面,传统的调试方法很难直观地看到不同代码段对功耗的影响,而这本书介绍的功耗分析工具和方法,能够让我精确地定位到功耗异常的模块,甚至可以细致到每个函数的功耗消耗,这对于设计低功耗嵌入式设备至关重要。我尝试按照书中的方法,对一个正在开发的低功耗传感器节点进行了功耗分析,结果发现了一个之前从未注意到的、在高频唤醒过程中产生的意外功耗峰值,这让我能够及时调整算法,显著延长了设备的续航时间。更让我惊叹的是,书中关于嵌入式系统安全性调试的内容。在物联网时代,安全性已经不再是锦上添花,而是必需品。这本书详细介绍了如何利用调试工具来检测代码中的安全漏洞,比如缓冲区溢出、命令注入等。它提供的安全代码审计框架和渗透测试的思路,让我能够从攻击者的视角去审视自己的代码,从而提前发现和修复潜在的安全隐患。我一直认为,安全性是嵌入式开发中最具挑战性的领域之一,而这本书为我打开了一扇新的大门,让我能够更自信地应对这一挑战。这本书的价值远不止于调试技巧,它更是一种前瞻性的思考,教会我们如何在设计之初就考虑调试和安全。

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我是一名独立嵌入式开发爱好者,经常在各种开源项目和个人项目中进行探索。对于我来说,有限的资源和时间是最大的挑战。因此,我迫切需要一种高效、实用的调试方法,能够帮助我快速定位问题,避免在不必要的地方浪费精力。这本书就像一位智慧的“老者”,用最简洁、最直接的方式,教会了我许多宝贵的调试“秘诀”。我尤其欣赏书中关于“最小化复现问题”的调试策略。在我的个人项目中,常常会遇到一些只在特定环境下才会出现,或者需要复杂的操作步骤才能复现的bug。这本书提供的系统性的方法,能够帮助我逐步剥离干扰因素,直到找到那个能够最小化复现问题的代码片段,这极大地缩短了问题定位的时间。我曾经为一个棘手的UI渲染bug苦苦挣扎了数天,直到我应用了书中介绍的“二分法调试”和“控制变量法”,才迅速定位到了问题的根源。此外,书中关于“如何利用代码注释和宏来辅助调试”的技巧,对我来说也极其有用。我之前很少注意这方面的内容,现在我能够更有效地利用这些工具来记录调试过程,标记潜在问题区域,以及快速地切换不同的调试配置。这让我感觉我的代码变得更加“聪明”和“易于诊断”。这本书没有过多地炫技,而是专注于那些真正能够解决实际问题的调试方法。它让我意识到,精通调试,并不需要掌握所有复杂的工具,而是需要掌握一套科学的思维方式和一套高效的实践技巧。这本书,无疑为我这位独立开发者,注入了一股强大的调试信心。

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这本书的深度和广度都超出了我的预期,它不仅仅是一本关于嵌入式软件调试的技术手册,更像是一本关于如何成为一个更优秀的嵌入式工程师的哲学指南。我是一个刚入职不久的嵌入式开发新手,之前接触到的调试经验主要停留在一些基础的IDE调试器使用,对于一些底层硬件的交互,以及一些复杂并发场景下的问题,我感到力不从心。这本书的出现,犹如黑暗中的一道光,照亮了我前行的道路。书中关于实时操作系统(RTOS)调试的章节,简直是为我量身定制的。我之前在处理多线程同步、任务调度死锁等问题时,常常陷入泥潭,不知道从何下手。这本书不仅介绍了RTOS的调试接口和工具,还深入剖析了死锁、竞态条件等常见问题的产生机制,并提供了行之有效的解决方案。例如,书中对于信号量、互斥锁等同步机制的调试策略,让我能够更清晰地理解它们的工作原理,从而更有效地利用它们来避免并发问题。此外,书中关于内存调试的部分也让我受益匪浅。内存泄漏、野指针等问题一直是嵌入式开发中的顽疾,而这本书提供的动态内存分析工具和静态内存检测方法的详细介绍,让我能够更加主动地去预防和发现这些问题。我甚至学习到了如何利用一些高级调试技术,比如断言(assert)的使用,以及如何编写自定义的调试宏,来在开发早期就捕获潜在的错误。这本书的作者显然是拥有非常丰富的实战经验,他能够将那些晦涩难懂的技术概念,转化为易于理解的语言,并且通过大量的图示和代码示例,让读者能够快速掌握。我感觉这本书不仅提升了我的技术能力,更重要的是,它改变了我对调试的看法,让我不再畏惧bug,而是将其视为提升代码质量和系统稳定性的机会。

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我是一名资深的嵌入式软件架构师,工作多年来,我始终将代码的质量和系统的稳定性放在首位。而调试,正是确保这两点的关键环节。这本书的出现,为我提供了一个全新的审视和提升调试能力的维度。我尤其赞赏书中关于“调试前置”的理念,即在软件设计之初就充分考虑调试的便利性。例如,书中提到的如何设计可调试的接口,如何集成健壮的日志系统,以及如何利用预定义的调试标志位来控制不同调试信息的输出级别。这些策略虽然看似简单,但在实际项目中却能产生巨大的价值,能够极大地缩短问题定位的时间,尤其是在大型复杂项目中。我一直致力于推动团队内部建立更规范的调试流程,而这本书提供的系统化的方法论,为我提供了强有力的支持。书中对于如何构建一个有效的调试环境,如何进行代码审查中的调试点关注,以及如何处理跨团队协作时的调试问题,都给出了非常实用的建议。我尝试将书中关于“共享调试日志分析”的建议引入到我们的团队中,发现极大地提升了我们集体解决问题的效率,减少了信息孤岛的产生。此外,书中关于如何将调试技术与性能分析相结合的部分也给我留下了深刻的印象。它不仅教我们如何找出bug,还教我们如何优化代码,提高系统的整体性能。这种“一次到位”的调试思路,正是我们这些资深工程师所追求的。这本书不仅仅是关于“怎么做”,更是关于“为什么这么做”,它引导我们从更宏观的层面去理解调试的意义和价值,从而提升整个软件开发的质量和效率。

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……基本上都是在讲GDB...跟嵌入式有毛关系。。

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