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论文的核心突破是设计并实现了vIOMMU（模拟 IOMMU），同时提出两项关键优化，解决了直接设备分配的缺陷，且无需修改虚拟机 OS：

1. 首次实现 vIOMMU：基于 KVM hypervisor（Intel x86 架构），遵循 Intel VT-d 规范，让未修改的虚拟机可使用 IOMMU 功能，支持内存超配、驱动漏洞防护和重映射能力。
2. 乐观拆除（Optimistic Teardown）：通过延迟拆除 IOMMU 映射，减少重复映射的开销，显著提升性能。
3. 侧核模拟（Sidecore Emulation）：将 vIOMMU 部署在辅助核心，避免 VM-exit 切换开销，进一步优化性能。

Linux 的默认模式会通过放松 IOMMU 保护来提升性能：它会批量失效过期的 IOTLB（IOMMU 中的 I/O 转换后备缓冲器）条目，并每 10 毫秒集中从 IOTLB 中清除这些条目。这种方式确实会降低保护级别 —— 因为在这一短时间窗口内，有缺陷的设备可能通过过期条目成功执行 DMA 事务。尽管如此，对于物理机而言，其性能提升效果十分显著：上述吞吐量从 43% 提升至 91%，这一收益足以证明承担该风险的合理性

总体而言，侧核硬件模拟遵循与同核模拟相同的核心原理：客户机对设备进行编程，虚拟机监控程序检测到客户机的设备访问操作，解析访问的语义并模拟硬件行为。但侧核模拟与同核模拟存在两项根本性差异：第一，当客户机访问设备寄存器时，无需触发从客户机到虚拟机监控程序的昂贵陷阱（trap），取而代之的是，设备寄存器内存区域由客户机与虚拟机监控程序共享，虚拟机监控程序通过轮询（polling）模拟控制寄存器以获取更新；第二，客户机代码与虚拟机监控程序代码在不同核心上运行，这减少了缓存污染，同时提升了各核心专属缓存的利用率。 侧核模拟能否高效运行，取决于 I/O 设备与客户机操作系统之间的接口 —— 因为侧核是通过轮询内存区域获取更新，而非接收离散寄存器访问事件的通知。