1、UIO出現的原因
第一,硬件設備可以根據功能分為網絡設備，塊設備，字符設備，或者根據與CPU相連的方式分為PCI設備，USB設備等。它們被不同的內核子系統支持。這些標准的設備的驅動編寫較為容易而且容易維護。很容易加入主內核源碼樹。但是，又有很多設備難以划分到這些子系統中，比如I/O卡，現場總線接口或者定制的FPGA。通常這些非標准設備的驅動被實現為字符驅動。這些驅動使用了很多內核內部函數和宏。而這些內部函數和宏是變化的。這樣驅動的編寫者必須編寫一個完全的內核驅動，而且一直維護這些代碼。像這種設備如果把驅動放入Linux內核,不但增大了內核的負擔而且還很少使用,更沒有人願意免費的花費大量精力去維護這樣的驅動,使用UIO使驅動的開發可以利用所有的用戶空間的應用程序開發工具和庫,而且當系統內核發生變化時,只要更改UIO框架與其他內核程序交互的接口即可,不需要更改UIO框架下面的driver。
第二,內核驅動的開發必須使用C語言加上少量匯編代碼。uio可以使用C++，Java …等高級語言極大的方便了開發。我們可以發現，有很多的卡的驅動在內核空間已經有實現，這樣，我們可以參考已經存在的代碼，極大的提高的開發的速度，和降低了開發成本。而且內核驅動的調試會比用戶空間程序調試復雜很多。我們經常遇到死機，涉及到多個子系統，棘手。放在用戶空間的話如果驅動程序死了,並不影響系統的正常運行並且方便了我們的開發。
好處：
a.UIO則是將驅動的很少一部分運行在內核空間，而在用戶空間實現驅動的絕大多數功能！使用UIO可以避免設備的驅動程序需要隨着內核的更新而更新的問題！
b.降低了內核態和用戶態的切換次數。
劣勢：
a.UIO的出現，允許將驅動程序用到用戶態空間里實現，但UIO有它的不足之處，如不支持DMA、中斷等；
2. IOMMU
實現用戶空間設備驅動，最困難的在於如何將DMA以安全可控的方式暴露到用戶空間：
a. 提供DMA的設備通常可以寫內存的任意頁，因此使用戶空間擁有創建DMA的能力就等同於用戶空間擁有了root權限，惡意的設備可能利用此發動DMA攻擊。
b. I/O memory management unit(IOMMU)的引入對設備進行了限制，設備I/O地址需要經過IOMMU重映射為內存物理地址，如圖2-1。惡意的或存在錯誤的設備不能讀寫沒有被明確映射過的內存，運行在cpu上的操作系統以互斥的方式管理MMU與IOMMU，物理設備不能繞行或污染可配置的內存管理表項。
圖 2-1 Comparison IOMMU and MMU
1. What is VFIO?
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VFIO是一個可以安全的把設備I/O、中斷、DMA等暴露到用戶空間（userspace），從而可以在用戶空間完成設備驅動的框架。
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得益於vfio低開銷的用戶空間直接設備訪問，虛擬機設備分配（device assignment）、高性能應用等可以獲得更高的I/O性能。