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高性能微处理器TLB的优化设计 被引量:2
1
作者 陈海燕 邓让钰 邢座程 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期10-14,共5页
虚拟存储是现代微处理器系统必不可少的存储模式。在虚存模式下,虚拟地址到物理地址的变换是流水线中最频繁的核心服务,容易处于决定处理器时钟周期的关键路径上。为加快虚存的访问,现代高性能微处理器实现了一种硬件地址映射结构:转换... 虚拟存储是现代微处理器系统必不可少的存储模式。在虚存模式下,虚拟地址到物理地址的变换是流水线中最频繁的核心服务,容易处于决定处理器时钟周期的关键路径上。为加快虚存的访问,现代高性能微处理器实现了一种硬件地址映射结构:转换后援缓冲器(简称TLB);在分析TLB传统的地址映射机制的基础上,提出了基于虚区域和Cache块标记的预验证技术,结果表明该技术优化了TLB的设计,避免了TLB访问时延成为访存的瓶颈。 展开更多
关键词 虚拟存储 tlb 地址变换 预验证 Cache块标记
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“龙腾”R2微处理器存储管理单元的设计与实现 被引量:3
2
作者 屈文新 樊晓桠 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期137-141,共5页
虚拟内存是一种管理物理内存资源的技术,将虚拟地址空间映像到物理地址空间。提出了一种设计32位超标量微处理器存储管理单元体系结构的方法,实现了访存和访I/O的逻辑地址到物理地址的转换,讨论了TLB(Translation Lookaside Buffer)设... 虚拟内存是一种管理物理内存资源的技术,将虚拟地址空间映像到物理地址空间。提出了一种设计32位超标量微处理器存储管理单元体系结构的方法,实现了访存和访I/O的逻辑地址到物理地址的转换,讨论了TLB(Translation Lookaside Buffer)设计中的关键技术以及在段、块或页的基础上提供的访问保护,满足了“龙腾”R2微处理器芯片的设计要求。整个芯片采用0.18μmCMOS工艺实现,芯片面积在4.8 mm×5.2 mm之内,核心频率超过233 MHz,功耗小于1.5 W。 展开更多
关键词 存储管理单元 逻辑地址 物理地址 tlb
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程序行为分析指导TLB低功耗设计 被引量:1
3
作者 史莉雯 樊晓桠 +2 位作者 陈杰 黄小平 郑乔石 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2011年第5期301-304,F0003,共5页
TLB(Translation Look-Aside Buffer,变换旁视缓冲器)是存储管理单元中完成访存地址转换的核心。但研究发现TLB工作时可以消耗微处理器芯片约17%的功耗。因此,TLB低功耗设计已经引起研究者的重视。通过对经典基准测试集程序访存行为的... TLB(Translation Look-Aside Buffer,变换旁视缓冲器)是存储管理单元中完成访存地址转换的核心。但研究发现TLB工作时可以消耗微处理器芯片约17%的功耗。因此,TLB低功耗设计已经引起研究者的重视。通过对经典基准测试集程序访存行为的详细分析和仿真可知,在页面非连续访问时,页面间隔统计参数能够很好地指导TLB的低功耗设计。从这一角度出发,提出了低功耗的TLB设计方法。实验结果显示,改进后的TLB片上功耗明显降低。 展开更多
关键词 变换旁视缓冲器 低功耗 非连续访问 页面间隔
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一种高速TLB的设计与实现
4
作者 刘宗林 吴虎成 +1 位作者 唐涛 党桂斌 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第16期1-3,86,共4页
为了加快微处理器中线性地址向物理地址转换的速度,提出了一种高速TLB结构。结构采用全定制的CAM阵列和SRAM阵列,并根据CAM和SRAM单元的输出特点设计了精巧的读出放大逻辑,有效提高了TLB的读出速度。经流片测试,表明设计正确可靠,能够... 为了加快微处理器中线性地址向物理地址转换的速度,提出了一种高速TLB结构。结构采用全定制的CAM阵列和SRAM阵列,并根据CAM和SRAM单元的输出特点设计了精巧的读出放大逻辑,有效提高了TLB的读出速度。经流片测试,表明设计正确可靠,能够保证地址转换延时在1ns左右。 展开更多
关键词 translatE Look—aside Buffer(tlb) CAM SRAM 替换策略 地址转换
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基于北大众志-863 CPU系统芯片的多级TLB性能研究 被引量:1
5
作者 宋传华 程旭 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期363-366,共4页
通用微处理器是现代信息产业中的核心技术之一 ,它可以广泛应用到国民经济的方方面面 .本文针对超深亚微米通用微处理器中的多级TLB设计开展研究 .通过踪迹驱动仿真 ,对不同的TLB架构进行了大量的分析比较 ,在分析了失效率、尺寸和设计... 通用微处理器是现代信息产业中的核心技术之一 ,它可以广泛应用到国民经济的方方面面 .本文针对超深亚微米通用微处理器中的多级TLB设计开展研究 .通过踪迹驱动仿真 ,对不同的TLB架构进行了大量的分析比较 ,在分析了失效率、尺寸和设计复杂度等因素后 ,进一步参考北大众志 86 3系统芯片的实际运行技术参数 ,引入到仿真结果中进行了实际性能分析和计算 ,得出了指导性的结论 .对于性能相近的同类微处理器设计也具有较好的借鉴意义 . 展开更多
关键词 存储管理部件 变换旁视缓冲器 tlb(translation Lookaside Buffer) 二级tlb 性能评测
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对“显微摄影”和“缩微摄影”对应外文词的探讨
6
作者 崔炳光 高建新 《中国科技术语》 2010年第5期57-58,共2页
指出科技书刊中,对术语"显微摄影"和"缩微摄影"的英文对应词有错译的现象,并对德语和俄语中"显微摄影"有误译成"缩微摄影"这一现象进行了讨论。
关键词 摄影 摄影 名词 翻译
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基于高速缓存资源共享的TLB设计方法
7
作者 徐鸿明 孟建熠 +1 位作者 严晓浪 葛海通 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期462-466,565,共6页
针对嵌入式处理器中旁路转换缓冲(TLB)功耗和面积显著的问题,提出一种共享高速缓存硬件资源的低功耗TLB设计方法,消除了传统方法中TLB存储器的硬件资源及静态功耗.该方法通过设立两级TLB低功耗架构和缓存地址映射表,有效减少TLB的访问次... 针对嵌入式处理器中旁路转换缓冲(TLB)功耗和面积显著的问题,提出一种共享高速缓存硬件资源的低功耗TLB设计方法,消除了传统方法中TLB存储器的硬件资源及静态功耗.该方法通过设立两级TLB低功耗架构和缓存地址映射表,有效减少TLB的访问次数,降低了功耗;利用高速缓存的结构特性动态扩展TLB表项,扩大对物理内存的映射范围,提升TLB命中率.进一步提出了一种复用缓存替换策略的TLB表项的编码加锁方法,减少页面抖动,缓和TLB表项与指令、数据的资源冲突.实验结果表明:与传统的TLB设计相比,应用本方法的嵌入式处理器的功耗下降28.11%,面积减少21.58%. 展开更多
关键词 低功耗 旁路转换缓冲 高速缓存资源复用
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基于双TLB的二进制翻译访存性能优化
8
作者 李晖 王振华 靳国杰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期75-81,共7页
现有二进制翻译系统主要采用纯软件的方法实现访存指令模拟,用于目标访存指令的翻译后代码规模过高,导致模拟效率低下。针对该问题,提出一种高效的龙芯二进制翻译系统,设计一种双翻译后备缓冲(TLB)结构,通过在CPU核中新增一个专门用于... 现有二进制翻译系统主要采用纯软件的方法实现访存指令模拟,用于目标访存指令的翻译后代码规模过高,导致模拟效率低下。针对该问题,提出一种高效的龙芯二进制翻译系统,设计一种双翻译后备缓冲(TLB)结构,通过在CPU核中新增一个专门用于转换宿主机地址的硬件TLB,实现由硬件直接进行地址转换,并通过降低用于X86访存指令的翻译后代码规模减少模拟开销。实验结果表明,与采用纯软件模拟方法的二进制翻译系统相比,优化后的内存拷贝性能提高约100倍,模拟X86Linux内核的启动时间缩短19.12%。 展开更多
关键词 指令集架构 二进制翻译 翻译后备缓冲 命中率 龙芯处理器
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Cache中TLB的设计及优化
9
作者 孙宏 薛骏 凌青 《苏州大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第1期37-42,共6页
当今微处理器的设计中,为了加快虚拟地址向物理地址转换的速度,通常使用地址转换后备缓冲器TLB(translationlookasidebuffer)来加快地址转化的速度.本论文基于逆向设计,提出了一种可行的TLB结构,可完成地址转换的功能,并从硬件上支持了... 当今微处理器的设计中,为了加快虚拟地址向物理地址转换的速度,通常使用地址转换后备缓冲器TLB(translationlookasidebuffer)来加快地址转化的速度.本论文基于逆向设计,提出了一种可行的TLB结构,可完成地址转换的功能,并从硬件上支持了不同大小的页表格式.此外,通过引入DVS技术将TLB存储单元中的漏电功耗减少90%以上. 展开更多
关键词 tlb 地址转换 虚拟地址 页表 存储单元 处理器 物理地址 电功 表格式 速度
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利用内存映射连续性提高TLB地址覆盖范围的技术评测 被引量:2
10
作者 班义琨 张炜奇 +1 位作者 周昱晨 易江芳 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1165-1168,共4页
定义并评测典型基准测序程序内存映射中的连续性分布,验证程序的内存映射中普遍存在多样的连续性(混合连续性)。对利用内存映射连续性提高TLB翻译覆盖范围的技术进行评测,发现混合连续性的存在能够限制现有技术在真实场景中的实际效果。
关键词 虚拟存储 混合连续性 变换旁路缓冲器
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一种TLB结构优化方法 被引量:2
11
作者 何军 张晓东 郭勇 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第21期253-256,共4页
针对国产处理器地址代换旁路缓冲(TLB)性能不足的问题,通过对现有的虚实地址代换流程进行分析,提出设置独立第三级页表基址虚实映射缓存,对数据TLB结构进行优化的方法,减少低级页表虚实映射关系对高级页表虚实映射关系的挤占淘汰。SPEC ... 针对国产处理器地址代换旁路缓冲(TLB)性能不足的问题,通过对现有的虚实地址代换流程进行分析,提出设置独立第三级页表基址虚实映射缓存,对数据TLB结构进行优化的方法,减少低级页表虚实映射关系对高级页表虚实映射关系的挤占淘汰。SPEC CPU2000测试结果表明,近一半的课题能减少60%以上数据TLB的DM次数,少数课题甚至能减少90%以上,有效减少数据TLB缺失率。 展开更多
关键词 地址代换旁路缓冲 缺失率 多级页表 页表 虚页号 物理页号
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32位微处理器的体系结构
12
作者 刘方鑫 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第3期51-57,共7页
本文根据体系结构的观点,讨论了32位微处理器的特点。它既引入了大型机及超级小型机体系结构的优点,又选用了哈佛、RISC及多微处理器等新型体系结构。因此,它具有较好的性能。
关键词 处理器 体系结构 缓冲器
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32位RISC中存储管理单元的设计 被引量:5
13
作者 李瑛 高德远 +1 位作者 张盛兵 樊晓桠 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期365-369,共5页
多任务处理要求在处理器中集成片上的存储管理单元 ( MMU) ,支持虚拟存储管理 ,通过硬件 MMU把虚地址转换成物理地址。提出了 32位超标量 RISC微处理器的 MMU体系结构 ,论述了逻辑地址到物理地址转换的 3种机制以及相应的存储保护和异... 多任务处理要求在处理器中集成片上的存储管理单元 ( MMU) ,支持虚拟存储管理 ,通过硬件 MMU把虚地址转换成物理地址。提出了 32位超标量 RISC微处理器的 MMU体系结构 ,论述了逻辑地址到物理地址转换的 3种机制以及相应的存储保护和异常处理 ;着重讨论 TLB( Translation Lookaside Buffer)的设计原则 ,并对其 3种设计结构进行分析比较 ,优化了 TLB的组织结构 ;给出了 MMU的组成、数据通路、控制通路 ,解决了速度瓶颈 ,满足了芯片的设计要求。整个芯片用 TSMC 0 .2 5μm工艺实现 ,芯片面积为 5 mm× 5 mm,主频为 66MHz。 展开更多
关键词 存储管理单元 块地址转换 转换后援缓冲
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跨平台系统级虚拟机的访存优化 被引量:2
14
作者 蔡嵩松 刘奇 +1 位作者 沈海华 章隆兵 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2012年第S1期131-136,共6页
跨平台系统级虚拟机软件模拟访存操作效率低,严重影响了虚拟机的性能.为提高跨平台虚拟机访存效率,提出了一种使用宿主系统TLB硬件、加速跨平台系统级虚拟机访存地址转换的软硬件协同优化方法.该方法相对于软件访存模拟方法,有效利用了... 跨平台系统级虚拟机软件模拟访存操作效率低,严重影响了虚拟机的性能.为提高跨平台虚拟机访存效率,提出了一种使用宿主系统TLB硬件、加速跨平台系统级虚拟机访存地址转换的软硬件协同优化方法.该方法相对于软件访存模拟方法,有效利用了宿主系统的硬件资源,提高了跨平台系统级虚拟机执行访存操作效率.实验结果表明该方法将虚拟机系统的整体性能提高了近15%.提出的方法已实际应用在龙芯系统级跨平台虚拟机中. 展开更多
关键词 跨平台系统级虚拟机 访存模拟 地址转换 页表 tlb
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基于内存页面动态合并的旁路转换缓冲器设计
15
作者 陈志坚 孟建熠 +1 位作者 葛海通 严晓浪 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期118-122,共5页
针对内存管理中虚拟页面和物理页面连续分配的特性,提出可对相邻页面进行动态合并的旁路转换缓冲器(TLB)设计方法.该方法的核心思想是在处理器运行过程中,通过对相邻页面的递归合并,动态扩展单个TLB表项的地址映射范围,提高TLB表项的利... 针对内存管理中虚拟页面和物理页面连续分配的特性,提出可对相邻页面进行动态合并的旁路转换缓冲器(TLB)设计方法.该方法的核心思想是在处理器运行过程中,通过对相邻页面的递归合并,动态扩展单个TLB表项的地址映射范围,提高TLB表项的利用率并降低TLB缺失率.在两级TLB架构中,提出基于快速uTLB(fuT-LB)和影子uTLB(suTLB)动态切换的新型uTLB结构,作为两级TLB架构的一级缓存,为页面动态合并提供现场和载体,页面合并过程对软件透明.基于Mibench测试基准的实验结果表明,与filter-TLB架构相比,该页面动态合并方法可以平均降低TLB缺失率达27%. 展开更多
关键词 内存管理 旁路转换缓冲器(tlb) 页面动态合并
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基于MIPS架构的内存虚拟化研究 被引量:3
16
作者 蔡万伟 台运方 +1 位作者 刘奇 张戈 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期2247-2252,共6页
内存虚拟化是系统虚拟化中如何有效抽象、利用、隔离计算机物理内存的重要方法,决定着系统虚拟化的整体性能.传统的纯软件内存虚拟化方法会产生较大的资源开销并且兼容性差,而硬件辅助的内存虚拟化方法需要重新设计处理器硬件架构.基于M... 内存虚拟化是系统虚拟化中如何有效抽象、利用、隔离计算机物理内存的重要方法,决定着系统虚拟化的整体性能.传统的纯软件内存虚拟化方法会产生较大的资源开销并且兼容性差,而硬件辅助的内存虚拟化方法需要重新设计处理器硬件架构.基于MIPS架构处理器提出一种软硬件协同的内存虚拟化方法,在不增加硬件支持的情况下提高内存虚拟化性能.提出的多层虚拟地址空间模型不仅可以解决MIPS架构处理器存在的虚拟化缺陷,而且可以在已有的内存虚拟化方法上提高性能.在多层虚拟地址空间模型的基础上,提出基于地址空间标识码(address space identity,ASID)、动态划分的旁路转换缓冲(translation lookaside buffer,TLB)共享方法,降低了虚拟机切换的开销.最终,在MIPS架构的龙芯3号处理器上实现了系统虚拟机VIRT-LOONGSON.性能测试表明,提出的方法可以提高大多数测试程序的性能,达到二进制翻译执行性能的3~5倍,并在TLB模拟方法的基础上提高了5%~16%的性能. 展开更多
关键词 系统虚拟化 内存虚拟化 旁路转换缓冲共享 MIPS 龙芯3号处理器
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面向嵌入式应用的内存管理单元设计 被引量:4
17
作者 刘坤杰 游海亮 +1 位作者 严晓浪 葛海通 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1078-1082,1087,共6页
提出了一种面向嵌入式应用的内存管理单元(MMU)的全综合设计结构,其地址转译缓存(TLB)采用多级结构,包括第一级分离的组相联微指令μITLB和微数据μDTLB及第二级统一的全相联JTLB.第一级μITLB和μDTLB表项少且组相联,查询速度快;第二级... 提出了一种面向嵌入式应用的内存管理单元(MMU)的全综合设计结构,其地址转译缓存(TLB)采用多级结构,包括第一级分离的组相联微指令μITLB和微数据μDTLB及第二级统一的全相联JTLB.第一级μITLB和μDTLB表项少且组相联,查询速度快;第二级JTLB可采用多周期查询方式,易于高速综合实现.选取Mibench测试基准集中的部分典型应用,通过嵌入式片上系统(SoC)设计样例,验证了该MMU结构的应用适应性.SoC设计实验结果表明,多级TLB结构MMU的系统性能与单级全相联结构最大仅相差3.8%.将设计的MMU集成在自主开发的高端32-bit嵌入式芯核CK520中,在0.18μm 6层金属工艺最差工作条件下,处理器的时钟频率达到230MHz以上,面积仅增加了7.6%. 展开更多
关键词 内存管理单元 转译缓存 片上系统
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MIPS内存管理单元的设计与实现 被引量:2
18
作者 卢仕听 尤凯迪 +1 位作者 韩军 曾晓洋 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第21期270-271,274,共3页
设计MIPS324kc处理器内存管理单元(MMU),该模块对处理器地址进行合法性检查,并按照不同的地址空间对虚拟地址进行静态或动态映射。在硬件上采用三级流水线方式实现JTLB,并为处理器指令端口和数据端口设计相应的快表以提高TLB的查询速度... 设计MIPS324kc处理器内存管理单元(MMU),该模块对处理器地址进行合法性检查,并按照不同的地址空间对虚拟地址进行静态或动态映射。在硬件上采用三级流水线方式实现JTLB,并为处理器指令端口和数据端口设计相应的快表以提高TLB的查询速度。MMU与总线接口模块的时序采用简化的AMBA协议,与处理器进行联合调试并运行Linux操作系统,同时在功能上通过FPGA验证。该模块经过DC综合后,面积约为32K等效逻辑门。 展开更多
关键词 内存管理单元 地址转换后备表 MIPS处理器
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一种基于连续页面归并回收的旁路转换缓冲器
19
作者 杨婷 郝子轶 +1 位作者 李春强 孟建熠 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2014年第8期2376-2379,共4页
旁路转换缓冲器(TLB)是内存管理单元中加速虚拟页号到物理页号转换过程的核心部件。基于程序连续页面分配访问的局部性特征,提出一种基于连续页面归并回收的TLB地址映射框架。在基于两路组相联结构的Main TLB基础上,设计一个用于合并回... 旁路转换缓冲器(TLB)是内存管理单元中加速虚拟页号到物理页号转换过程的核心部件。基于程序连续页面分配访问的局部性特征,提出一种基于连续页面归并回收的TLB地址映射框架。在基于两路组相联结构的Main TLB基础上,设计一个用于合并回收页面的RTLB,当Main TLB由于地址映射块冲突发生替换时,检查Main TLB中是否存在与旧翻译信息的虚拟页号(VPN)、物理页号(PPN)都连续的表项,并临时缓存到RTLB进行连续页面归并,合并后的表项映射范围扩大,有效提高了TLB的映射效率。基于EEMBC测试基准的实验表明,在表项数相同的情况下,提出的TLB与传统TLB相比,缺失率降低了47.72%,平均访问时间降低了4.42%,具有高性能、低功耗的特点。 展开更多
关键词 内存管理单元 旁路转换缓冲器 连续页面归并 页面回收 低功耗 高性能
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Two Translations of Ji Yun's Close Scrutiny: the Translator, the Reader and the Settings of Translation 被引量:2
20
作者 Lynn Qingyang Lin 《Fudan Journal of the Humanities and Social Sciences》 2017年第1期103-116,共14页
This article focuses on two English translations of Ji Yun's 纪昀 eigh- teenth-century collection of "stories of the strange," Random Jottings at the Cottage of Close Scrutiny (Yuewei caotang biji 阅微草堂笔记). ... This article focuses on two English translations of Ji Yun's 纪昀 eigh- teenth-century collection of "stories of the strange," Random Jottings at the Cottage of Close Scrutiny (Yuewei caotang biji 阅微草堂笔记). The translation done by Leo Tak-hung Chan is set within the context of his 1998 sinological monograph, while David Pollard's recent translation, published in 2014, stands as an edited volume of translation oriented toward the general reader. Referring to textual and paratextual elements in these two translations, I hope to show how the "setting" of a translation modulates its tone and message, which in turn unfolds with the selection, style and overall structure of the translation. I also draw from an actual dialog between Leo Chan and David Pollard, which evolves around the various aspects in translating Ji Yun's work and the more general issues in sinology and translating Chinese literature. The dialog between the two translators of Ji Yun further illustrates the translators' approaches to the original text, their mediating efforts toward crosscultural readability and literary felicity and specifically, how the state of mind of a translator might come into play with the "flavor" of a translation. 展开更多
关键词 Random Jottings at the Cottage of Close Scrutiny (阅草堂笔记) translation - Sinology translating Chinese literature
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