本文提供了一個linux下訪問GPIO的約定的概述。
這些調用使用gpio_* 命名前綴。沒有別的調用會使用這個前綴或是相關的__gpio_*前綴。
什麼是GPIO？
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GPIO----“通用目的輸入/輸出端口”----是一個靈活的軟件控制的數字信號。許多種類的芯片都會提供，嵌入式linux開發者和硬件定製者會對此比較熟悉。每個GPIO提供一位與特定的管腳（或是“球”，BGA（Ball Grid Array）封裝下）相連。單板電路圖會顯示外部硬件與GPIOs的連接關係。GPIO驅動可寫成通用的，便於單板setup代碼可以將這些管腳配置數據傳遞給驅動。
SOC處理器非常依賴於GPIO。某些情況下，普通管腳可以被配置爲GPIO。大多數芯片至少擁有幾組類似的GPIO。可編程邏輯器件（如FPGAs）可以很容易提供GPIO。一些多功能芯片，如電源管理、聲音解碼等經常具有一些這樣的管腳來彌補SOC芯片上面管腳的不足。同樣，也存在一些GPIO擴展芯片，連接用於I2C或是SPI串行總線。多數PC南橋擁有幾組GPIO兼容的管腳（僅有BIOS固件知道如何使用它們）。
不同系統間的GPIO的確切作用不同。通用常有下面幾種：
----輸出值可寫（高=1,低=0）。一些芯片也可以選擇驅動這些值的方式，以便支持“線-或”或類似方案（開漏信號線）。
----輸入值可讀（1，0）。一些芯片支持輸出管腳回讀，這在線或的情況下非常有用（以支持雙向信號線）。GPIO控制器可能具有一個輸入防故障/防反跳邏輯，有時還會有軟件控制。
----輸入經常被用作中斷信號，通常是邊沿觸發，但也有可能是電平觸發。這些中斷可以配置爲系統喚醒事件，從而將系統從低功耗模式喚醒。
----一個GPIO經常被配置爲輸入/輸出雙向，根據不同的產品單板需求，但也存在單向的情況。
----大多是GPIO可以在獲取到spinlock自旋鎖時訪問，但那些通過串行總線訪問的通常不能如此操作（休眠的原因）。一些系統中會同時存在這兩種形式的GPIO。
----在一個給定單板上，每個GPIO用於一個特定的目的，如監控MMC/SD卡的插入/移除，檢查卡寫保護狀態，驅動LED，配置發送器，串行總線位拆，觸發一個硬件看門狗，觸發一個開關之類的。
GPIO約定
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注意，它被稱爲一個約定，因爲你不是必須要遵守它。如果你不使用此種方式操作，也不會遭到任何懲罰。存在一些可移植性不是關鍵的應用場景：GPIO經常用作板級膠合邏輯，這些邏輯甚至在單板的不同版本之間都會改變，且不能用在那些連接不同的單板上。只有極少通用的標準功能可以是可移植的。其餘的特性是平臺特有的，且對於膠合邏輯是關鍵（且危險）的。
另外，這不需要任何實現框架，只是一個接口。一個平臺可以將它實現爲一個簡單的inline函數來存取芯片寄存器，另一個可能通過一個多個不同GPIO控制器的抽象委託實現。
（有一些可選的代碼支持這種實施策略，這在本文後面會講到，但擔任客戶的GPIO接口驅動不要關心他是如何實現的。）
也就是說，如果平臺支持約定，驅動應當儘可能使用它。平臺必須在Kconfig中聲明GENERIC_GPIO來支持，並且提供一個<asm/gpio.h>文件。那些不能離開標準GPIO調用的驅動應該具有一個依賴於GENERIC_GPIO的條目。要使GPIO調用有效，無論是“真實代碼”或是作爲“optimized-away stubs”，驅動需要使用包含文件：
#include <linux/gpio.h>
如果你堅持此約定，這樣別的開發者理解你的代碼會比較容易且可以幫助維護它。
注意：在那些需要的平臺上，這些操作包括I/0操作間隔（barriers）;驅動不需要顯式添加它們。
標識GPIO
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GPIO使用一個無符號整型數進行標識，範圍0到MAX_INT。那些保留的“negative”（負）數用於其他的目的，如標識信號爲“在此單板上無效”，或是指出錯誤。那些不涉及到基本硬件操作的代碼將這些整型數視爲不透明的。
平臺定義了它們如何使用這些接口，並且通常爲每個GPIO線使用#define宏定義符號，以便單板的啓動代碼與相關設計直接保持一致。與此相反，驅動應該只使用從setup代碼傳遞給他們的GPIO號碼，使用platform_data來保存單板特定的管腳配置數據（與其它所需的單板特定數據一起）。這避免了移植問題。
例如：一個平臺給GPIOs使用號碼32-159，同時另一個使用0-63支持一個GPIO控制器集合，64-79支持另一個類型的GPIO控制器，且在一個特定的單板上80-95支持一個FPGA。號碼不必是連續的，這些單板也可以使用2000-2063來標識一組用於I2CGPIO擴展
如果你想要使用一個無效的GPIO號碼初始化一個結構體，使用一些負數（可以爲“-EINVAL”），它將永遠不會有效。爲了測試來自這樣一個結構的這樣一個號碼是否能夠引用一個GPIO，你需要使用：
int gpio_is_valid(int number);
一個無效的號碼將被調用（可以是申請或釋放GPIO）拒絕。別的號碼也可能被拒絕。例如，一個號碼可能是有效的，但在給定的單板上臨時未使用。
平臺是否支持多個GPIO控制器是平臺特定實現的關鍵，同樣是否支持GPIO號碼空間的“空洞”，是否支持在運行時增加新控制器也是關鍵。這些關鍵會影響多個事情，包括相鄰的GPIO號碼是否都有效。
使用GPIOs
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要使用GPIO，系統首先要分配一個GPIO，使用gpio_request() 爲系統分配一個GPIO。
接下來要做的一件事是標示GPIO的方向，通常在使用GPIO建立一個platform_device時（位於單板的setup代碼中）：
/* set as input or output, returning 0 or negative errno */
int gpio_direction_input(unsigned gpio);
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value);
返回0標示成功，或是一個負的errno錯誤碼。它應該被檢查，因爲get/set調用沒有錯誤返回，且可能會有錯誤配置。你通常應該在線程上下文中使用這些調用。雖然如此，對於spinlock-safe的GPIO，在tasking使能之前使用也是可以的，作爲一個早期的單板建立。
對於輸出GPIO，value參數提供了初始輸出值。這有助於避免系統啓動過程中的信號干擾。
爲了與GPIO早期的接口兼容，設置一個GPIO的方向，隱性要求申請GPIO。這個兼容性從可選的gpiolib架構中移除了。
如果GPIO號碼無效或是指定的GPIO不能使用對應模式操作的話，設置方向會失敗。依靠boot固件設置好GPIO的方向通常不是一個好主意，因爲boot的功能可能沒有通過驗證（除了boot linux）。（類似的，單板setup代碼可能需要將管腳複用爲一個GPIO，和配置爲合適的上拉/下拉。）
Spinlock-Safe GPIO訪問
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大多數GPIO控制器可以使用內存讀寫指令訪問。它們不需要休眠，且可以從內部硬件中斷處理（非線程）和類似的上下文環境安全完成。
使用下列調用訪問這些GPIO，此時gpio_cansleep將總是返回錯誤
/* GPIO INPUT: return zero or nonzero */
int gpio_get_value(unsigned gpio);
/* GPIO OUTPUT */
void gpio_set_value(unsigned gpio, int value);
其中，value是一個布爾型參數，零表示低，非零表示高。當讀一個輸出管腳的值時，返回的值應該是在管腳上看到的值...這並不總是與指定輸出值相匹配的，因爲存在開漏信號和輸出延遲問題。
get/set調用沒有錯誤返回，因爲“無效GPIO”應該已經由gpio_direction_*()提早報告了。雖然如此，並非所有的平臺都可以讀取輸出管腳的值，那些不能讀的應該總是返回零。同時，對那些可能導致睡眠的GPIO使用這些接口是一個錯誤。
平臺的特定實現被鼓勵優化這兩個調用以獲取GPIO值。在那些GPIO號碼是常量的情況下，它們通常只需一對指令（讀或寫一個硬件寄存器）訪問，且不需要spinlock。這樣的優化可以使位拆分應用更有效率（在時間和空間上）（相比較於花費一堆指令在子例程調用來說）。
可能睡眠的GPIO訪問
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一些GPIO控制器必須使用基於消息的總線如I2C和SPI來進行訪問。讀寫這些GPIO的命令需要等待到達發送隊列的開始和獲取它的響應。這需要休眠，且不能從內部中斷處理函數中完成。
對於這種GPIO調用gpio_cansleep接口將返回非零值（需要一個有效的GPIO號碼，並已經提前使用gpio_request進行分配）
int gpio_cansleep(unsigned gpio);
爲了訪問這些GPIO，一個不同的訪問函數集被定義
/* GPIO INPUT: return zero or nonzero, might sleep */
int gpio_get_value_cansleep(unsigned gpio);
/* GPIO OUTPUT, might sleep */
void gpio_set_value_cansleep(unsigned gpio, int value);
訪問這樣的gpio需要一個可能睡眠的上下文，例如一個線程級別中斷處理程序，並且這些訪問函數必須代替那些沒有cansleep()後綴的spinlock-safe的函數。
除了這些訪問函數可能休眠，且對那些不能從硬件中斷處理函數中訪問的GPIO起作用外，這些調用與那些spinlock-safe的調用效果一致
** IN ADDITION ** calls to setup and configure such GPIOs must be made
from contexts which may sleep, since they may need to access the GPIO
controller chip too: (These setup calls are usually made from board
setup or driver probe/teardown code, so this is an easy constraint.)
附加的調用（用於建立和配置這樣的GPIO）必須出自可以休眠的上下文，因爲它們可能需要訪問GPIO控制器芯片：（這些setup調用經常出自單板setup或是驅動probe/teardown(拆卸)代碼，所以這是一個簡單（無關緊要）的限制。）
gpio_direction_input()
gpio_direction_output()
gpio_request()
##
gpio_request_one()
##
gpio_request_array()
##
gpio_free_array()
gpio_free()
gpio_set_debounce()
主張和釋放GPIO
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爲了捕獲系統配置錯誤，定義了兩個調用
/* request GPIO, returning 0 or negative errno.
* non-null labels may be useful for diagnostics.
*/
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label);
/* release previously-claimed GPIO */
void gpio_free(unsigned gpio);
錯誤的GPIO號會導致gpio_request()失敗，同樣申請一個已經被主張的也會出錯。gpio_request()的返回值必須被檢查。通常應該在一個任務上下文中調用此函數，雖然如此，對於spinlock-safe GPIO來講，在使能tasking之前申請GPIO是可以的（作爲早期單板setup的一部分）。
這些調用服務於兩個基本目的。一個是爲了診斷目的標識實際使用GPIO的信號，系統可能有幾百個GPIO，但在一個給定的單板上常常只有幾組處於使用狀態。另一個是爲了捕獲衝突、標示錯誤。當兩個或多個驅動錯誤地認爲它們獨佔此信號或是一些東西錯誤的認爲移除驅動是安全的，這時需要管理一個信號用於管理活動狀態。既是說，申請一個GPIO的過程可以爲這種鎖服務。
一些平臺也使用GPIO用於功耗管理，如關掉不使用的芯片部分和更簡單的門控不使用的時鐘。
對於那些使用pinctrl子系統的管腳的GPIO，子系統應該被通知它們的用途。一個gpiolib驅動的.request()操作可能調用pinctrl_request_gpio()，且一個gpiolib驅動的.free()操作可能調用pinctrl_free_gpio()。pinctrl子系統允許一個pinctrl_request_gpio()在一個管腳或是管腳組被一個設備擁有時成功，爲了複用目的。
任意支持管腳複用硬件的編程需要路由GPIO信號到適當的管腳。這些應該在一個GPIO驅動的.direction_input()或是.direction_output()操作中發生，且發生在任意一個輸出GPIO值setup之後。這允許從一個管腳的特殊功能到GPIO的無障礙集成。當使用一個GPIO來實現一個關於一個非GPIO硬件模塊驅動一個典型信號的工作區（變通方案）時，這時常會被需求。
一些平臺允許一些或所有的GPIO信號被路由到不同的管腳。同樣的，GPIO或管腳的別的方面可能需要配置，如上來/下拉。平臺軟件應該安排所有的這些細節優先於gpio_request()之前配置。例如，使用pinctrl子系統的映射表，這樣GPIO使用者就不需要知道那些細節。
同樣注意：在你釋放GPIO之前需要停止使用它。
考慮到大多數場景中GPIO在它們被聲明後實際已經被正確配置，定義了3各附加的調用：
/* request a single GPIO, with initial configuration specified by
* 'flags', identical to gpio_request() wrt other arguments and
* return value
*/
int gpio_request_one(unsigned gpio, unsigned long flags, const char *label);
/* request multiple GPIOs in a single call
*/
int gpio_request_array(struct gpio *array, size_t num);
/* release multiple GPIOs in a single call
*/
void gpio_free_array(struct gpio *array, size_t num);
其中，flags參數當前可以指定爲下列屬性：
* GPIOF_DIR_IN
- 配置方向爲輸入
* GPIOF_DIR_OUT
- 配置方向爲輸出
* GPIOF_INIT_LOW
- 作爲輸出，設置初始值爲低
* GPIOF_INIT_HIGH
- 作爲輸出，設置初始值爲高
* GPIOF_OPEN_DRAIN
- GPIO管腳是開漏極形式
* GPIOF_OPEN_SOURCE
- GPIO管腳是開源極形式
由於GPIOF_INIT_*僅僅當配置爲輸出時有效，所以有效組合爲
* GPIOF_IN
- 配置爲輸入
* GPIOF_OUT_INIT_LOW
- 配置爲輸出，初始爲低電平
* GPIOF_OUT_INIT_HIGH
- 配置爲輸入，初始爲高電平
當設置flag爲GPIOF_OPEN_DRAIN時，它將假設管腳是開漏極方式。這類管腳在輸出模式將不會被驅動爲1。這樣的管腳需要連接上拉。通過使能此flag，當它在輸出模式被要求設置爲1時，gpio lib將使得方向爲輸入以使得管腳變高。輸出模式下，管腳輸出值0以驅動電平爲低。
當設置flag爲GPIOF_OPEN_SOURCE，它假設管腳時開源極類型。這種管腳在輸出模式不能驅動爲0。此種管腳需要下拉。通過使能這個flag，當管腳要求輸出1時，gpio lib將使得方向變爲輸入以使得管腳變低。管腳在輸出模式驅動1爲高
未來，這些flag可以被擴展以支持更多的特性。
此外，爲了簡化多個GPIO的聲明/釋放，引入了gpio結構來壓縮這3個域
struct gpio {
unsigned
gpio;
unsigned long
flags;
const char
*label;
};
一個典型用法的例子如下：
static struct gpio leds_gpios[] = {
{ 32, GPIOF_OUT_INIT_HIGH, "Power LED" }, /* default to ON */
{ 33, GPIOF_OUT_INIT_LOW, "Green LED" }, /* default to OFF */
{ 34, GPIOF_OUT_INIT_LOW, "Red LED" }, /* default to OFF */
{ 35, GPIOF_OUT_INIT_LOW, "Blue LED" }, /* default to OFF */
{ ... },
};
err = gpio_request_one(31, GPIOF_IN, "Reset Button");
if (err)
...
err = gpio_request_array(leds_gpios, ARRAY_SIZE(leds_gpios));
if (err)
...
gpio_free_array(leds_gpios, ARRAY_SIZE(leds_gpios));
GPIO映射到中斷
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GPIO號碼是無符號整型數，同樣中斷號碼也是這樣。這些構成了兩個邏輯區別的名字空間（GPIO0無須對應使用中斷0）。你可以在它們之間使用以下調用進行映射：
/* map GPIO numbers to IRQ numbers */
int gpio_to_irq(unsigned gpio);
/* map IRQ numbers to GPIO numbers (avoid using this) */
int irq_to_gpio(unsigned irq);
它們返回一個對應名字空間的對應號碼，或者如果映射不能完成的話返回錯誤。（例如：一些GPIO不能用於中斷。）使用一個未setup的GPIO號碼作爲輸出調用gpio_direction_input()或是使用一個不是來源於gpio_to_irq()的中斷號是一個未覈對的錯誤，
這兩個映射調用會在單個增加或減少上有耗費。它們不能休眠。
gpio_to_irq()的返回值（非錯誤）可以傳遞給request_irq()或free_irq()。它們經常被保存到對應platform設備的IRQ resource中，這使用單板特定的初始化函數完成。注意，中斷觸發選項是中斷接口的一部分，例如IRQF_TRIGGER_FALLING，作爲系統喚醒能力。
irq_to_gpio()的返回值（非錯誤）通常用於gpio_get_value()，例如，爲了在中斷被邊沿觸發時 初始化和更新驅動狀態。注意，一些platform不支持反轉映射，所以你應該避免使用它。
仿真開漏信號
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有時共享信號需要使用開漏信號，它只有低信號電平是實際驅動的。（此術語用於COMS晶體管,開集電極用於TTL。）一個上拉電阻引出高電平信號。這有時稱爲“線與”，或是事實上更多的，來自負邏輯觀點（low=true）這是一個“線或”。
一個常見的開漏信號的例子是一個共享的低電平激活中斷線。同樣，雙向數據總線信號有時也使用開漏信號
一些GPIO控制器直接支持開漏輸出，更多的不支持。當你需要開漏信號但你的硬件不直接支持時，一個常見的方法你可以使用任意的即可用於輸入也可以用於輸出的GPIO來模擬它
LOW:
gpio_direction_output(gpio, 0) ... this drives the signal
and overrides the pullup.
HIGH:
gpio_direction_input(gpio) ... this turns off the output,
so the pullup (or some other device) controls the signal.
如果你正在驅動信號爲高，但是 gpio_get_value(gpio)報告了一個低值（經過適當的上升時間準備），你應該知道可能是某些別的部件驅動了這個共享信號爲低。這是不必要的錯誤。作爲一個常見的例子，這是I2C時鐘拉伸的方式：一個從部件需要一個低速時鐘延遲了SCK的上升沿們，且I2C主設備因此調整了它的信號頻率。
這些約定節省了什麼？
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這些約定節省的一個大方面是關於管腳複用，因爲這是高度芯片相關且不可移植的。一個平臺可能不需要顯式的管腳複用，另一個可能只有兩個選項用於任意給定的管腳，另一個可能每個管腳有八個選擇，一個可能能夠路由一個給定的GPIO到多個管腳中的一個。（是的，這些例子在今天的linux上都可以找到）
在一些平臺上配置和上拉/下拉的使能與多路複用相關。並不是所有的平臺都支持或是以同樣的方式支持它們，任意一個給定的單板可能使用外部上拉（或下拉）以便片上ons不能被使用。（當一個電路需要5千歐姆，片上的100K歐姆電阻不能作用。）同樣的，驅動能力（2mA 對 20mA）和電壓（1.8V 對 3.3V）是平臺特定的，與模型一樣在配置的管腳和GPIO之間一一對應
還有別的系統特定的機制此處並沒有提到，如上文提及的抗干擾和線或輸出。
硬件可能按組讀寫GPIO，但是那通常是單獨配置的：對於那些共享同一個bank的GPIO。
（GPIO通常16或32個爲一組，一個給定的SOC系統一般擁有幾個這樣的BANK。）
一些系統可以從輸出GPIO管腳觸發中斷，或是從一個沒作爲GPIO管理的管腳上讀值。依賴於這種機制的代碼將是不可移植的。
GPIO動態定義並不是當前的標準，例如，作爲配置一個單板附加的GPIO擴展器的邊界效應。
GPIO系統結構（可選）
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如前面提醒的一樣，一個可選的實現結構使得平臺支持不同種類的GPIO控制器使用同一個編程接口變得簡單。這個結構稱爲gpiolib。
作爲一個調試目的，如果debugfs有效，一個/sys/kernel/debug/gpio文件在那裏將被找到。它列出了所有的通過這個結構註冊的GPIO控制器，和GPIO當前的使用狀態。
Controller Drivers: gpio_chip
控制器驅動：gpio_chip
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在這個架構中，每個GPIO控制器被封裝爲一個“gpio_chip”結構體，此結構體中包含了每個控制器的通用信息：
--確定GPIO方向的方法
--存取GPIO值的方法
--聲明方法是否休眠的flag
--可選的debugfs dump方法（展現附加的狀態如上拉配置等）
--用於診斷目的的標籤
每個實例也有自己的私有數據，可能來自device.platform_data：它的第一個GPIO和它暴露幾個GPIO.
實現一個gpio_chip的代碼應該支持多個控制器的實例，可能使用驅動模型。代碼會配置每個gpio_chip並且執行gpiochip_add()。移除一個GPIO控制器是少見的，使用gpio_remove()移除一個不再有效的GPIO控制器。
大多數時候，一個gpio_chip是一個實例獨有的結構，它的一些狀態值不暴露給GPIO接口，如編址、電源管理等等。編碼解碼器之類的芯片會有複雜的非GPIO狀態。
所有的debugfs dump 方式通常應該忽略那些未作爲GPIO請求的信號。他們可以使用gpiochip_is_requested(),此函數返回與GPIO相關的label或是NULL。
平臺支持
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爲了支持這個結構，一個平臺的Kconfig需要選擇ARCH_REQUIRE_GPIOLIB或是ARCH_WANT_OPTIONAL_GPIOLIB之一，且安排的它的<asm/gpio.h>包含<asm-generic/gpio.h>並且定義3個函數gpio_get_value(), gpio_set_value(), 和 gpio_cansleep()。
他也可以提供一個自定義的值：ARCH_NR_GPIOS，以便能更好的反映平臺實際使用的GPIO數目，並不浪費靜態區域空間。（它應該計數 內建/SOC GPIO和GPIO擴展器擴展的數目）
ARCH_REQUIRE_GPIOLIB意味着此平臺上gpiolib代碼將永久編譯進內核
ARCH_WANT_OPTIONAL_GPIOLIB意味着gpiolib代碼默認是關閉的，用於可以使能它並且將它可選的編譯進內核。
如果這些選項都未被選上，平臺不能通過GPIO-lib支持GPIO，這些代碼也不能被用戶使能。
那些函數瑣細的實現可以直接使用架構代碼，它們經常通過gpio_chip分配：
#define gpio_get_value
__gpio_get_value
#define gpio_set_value
__gpio_set_value
#define gpio_cansleep
__gpio_cansleep
愛好者實現可以代替定義他們使用內聯函數，使用邏輯優化存取特定的基於SOC的GPIO。例如，如果 引用的GPIO是常數“12”，getting或setting它的值可能只需要2個或3個指令，且從不休眠。如果這樣一個優化是不可能的話，這些調用實現必須委託給架構代碼，它會耗費至少幾十個指令。爲了位拆型I/O，這些指令的節約是有相當大的意義的。
對於SOC來說，平臺特定的代碼爲每個bank的片上GPIO定義和註冊了gpio_chip實例。那些GPIO應該被編號和打上標籤以匹配芯片廠商文檔，且直接匹配單板設計圖。他們可以從零開始一直到平臺特定的限制。這些GPIO通常集成到單板初始化過程中以使得它們總是有效的，從arch_initcall()到更早，它們總是可以爲中斷服務。
板級支持
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對於外部GPIO控制器（如I2C或SPI擴展）、ASIC、多功能器件、FPGA或是CPLD，通常單板私有代碼例程註冊控制器器件且確定它們的驅動使用什麼GPIO號來調用gpiochip_add。它們的號碼經常在平臺特定GPIO之後開始。
例如，單板setup代碼可以創建結構標示芯片想要暴露的GPIO的範圍，且使用platform_data傳遞它們到每個GPIO擴展器芯片。這樣芯片驅動的probe()歷程可以傳遞這些數據到gpiochip_add()。
初始化順序是很重要的。例如當一個依賴於基於I2C的GPIO的設備，它的probe()例程應該僅能在GPIO有效後調用。這意味着設備不能在GPIO可以工作之前註冊。一個解決這樣依賴的方法是在板級特定代碼中，對於這種gpio_chip控制器來提供setup()和teardown()回調，這些板級特定的回調將註冊設備一旦所有的需要資源有效時，並且在GPIO控制器無效時將它們移除。
用戶空間的Sysfs接口（可選）
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使用gpiolib實現結構的平臺可以選擇爲GPIO配置一個sysfs用戶接口。這與debugfs接口不同，因爲它提供了覆蓋GPIO方向和值的控制而不只是顯示一個gpio狀態信息摘要。另外，它可以在產品系統中提供而不需要調試支持。
爲系統給出對應的硬件文檔，用戶空間可以知道例如GPIO#23控制着保護線，用於保護flash中的boot區域。系統升級程序可能需要臨時移除這個保護，首先引入一個GPIO，然後改變它的輸出狀態，接下來在重新使能寫保護之前升級代碼。通常用法中，GPIO#23將不會被觸碰，並且內核也不需知道它的信息。
同樣依靠一個合適的硬件文檔，在一些系統用戶空間，GPIO可以被用於決定那些內核並不關心的系統配置數據。對於一些任務，簡單用戶空間GPIO驅動是系統真正需要的
注意，針對通用“LED和按鈕”的標準內核驅動存在對應的GPIO任務“leds-gpio”和“gpio-keys”。使用它們代替直接與GPIO通話，它們集成在內核架構比你的用戶態代碼可能更好。
Paths in Sysfs
Sysfs路徑
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There are three kinds of entry in /sys/class/gpio:
/sys/class/gpio有3個入口條目：
-
控制接口用於用戶空間獲取GPIO控制
-
GPIO自己
-
GPIO控制器（“gpio_chip”實例）
這是對於標準文件的補充，包括“device”符號
控制接口是隻寫的：
/sys/class/gpio/
“export” ————通過寫GPIO的號碼到此文件，用戶空間可以要求內核導出一個GPIO的控制到用戶空間
例如：“echo 19 > export”將創建一個GPIO #19的“gpio19”節點（假設內核代碼未申請此GPIO號）。
“unexport”————與“export”效果相反
例如："echo 19 > unexport"將移除一個由“export”文件導出的“gpio19”節點。
GPIO信號擁有如/sys/class/gpio/gpio42/（對應於GPIO#42）的路徑，並且具有下列讀寫屬性：
/sys/class/gpio/gpioN/
“direction”————讀爲“in”或是“out”。這個值通常可寫。寫“out”默認初始化此值爲低。爲了確定無障礙操作，值“low”和“high”可以被寫入以配置GPIO的輸出初始化值。
注意這個屬性“將不存在”如果內核不支持改變一個GPIO的方向，或者它不能被內核代碼導出（不能顯式的允許用戶空間來重新配置GPIO的選項。）
“value”—————讀作“0”（低）或“1”（高）。如果GPIO被配置爲一個輸出，這個值可寫;任何非零值均被視爲高。
如果管腳可以被配置爲中斷產生中斷管腳，且如果它已經被配置爲產生中斷（參考“edge”描述），你可以poll（2）此文件並且當中斷觸發時poll（2）將返回。如果你使用了poll（2），設置POLLPRI和POLLERR事件。如果你使用select（2），在exceptfds中設置文件描述符。在poll（2）返回之後，有兩個選擇一是lseek（2）到sysfs文件的開始且讀新的值，另一個是關閉文件且重打開它來讀取新的值。（爲何這樣設置？）
“edge”————讀作“none”、“rising”、“falling”或是“both”。寫這些字符串以選擇邊沿信號，他將使得“value”文件上的poll（2）操作返回。
這個文件只在管腳可以配置爲中斷產生輸入管腳時存在。
“active_low”————讀爲0（false）或1（true）。寫任何非零值都會反轉讀或寫的值。目前和後來的poll（2）支持經由edge屬性配置爲“rising”或“falling”上升沿或下降沿將遵循這個設置。
GPIO控制器具有如/sys/class/gpio/gpiochip42/（針對控制器，實現GPIO開始於#42）的路徑，且具有下列制度屬性：
/sys/class/gpio/gpiochipN/
“base”————與N相等，是第一個被此芯片管理的GPIO
“label”————提供用於診斷（並不總是獨一無二的）
“ngpio”————管理的GPIO數（N到N+ngpio-1）
大多數情況下，單板文檔應該提供GPIO的使用目的。雖然如此這些號碼並非總是固定的，一個子板上的GPIO可能與基礎板使用的不同。此種情況下，你可能需要使用gpiochip節點（可能與設計結合）來爲每個信號決定正確的GPIO號碼。
從內核代碼中導出
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內核代碼可以顯式管理那些使用gpio_request()申請的GPIO的導出
/* export the GPIO to userspace */
int gpio_export(unsigned gpio, bool direction_may_change);
/* reverse gpio_export() */
void gpio_unexport();
/* create a sysfs link to an exported GPIO node */
int gpio_export_link(struct device *dev, const char *name,
unsigned gpio)
/* change the polarity of a GPIO node in sysfs */
int gpio_sysfs_set_active_low(unsigned gpio, int value);
一個內核驅動申請一個GPIO後，它可以使用gpio_export()使得sysfs接口有效。驅動可以控制信號方向是否可以改變。這使得驅動可以防止用戶空間代碼不小心衝擊重要的系統狀態。
明確的exporting有助於調試（使得一些實驗更簡單），或是提供一個總是可以使用的接口，適合於bsp文檔。
GPIO被導出後，gpio_export_link()允許在sysfs的任何地方創建GPIO sysfs節點的符號鏈接。驅動可以用此在它們自己設備sysfs目錄下提供指定名字的接口（鏈接到GPIO節點）
驅動可以使用gpio_sysfs_set_active_low()隱藏GPIO在用戶空間和單板之間的線極性不同。這僅影響sysfs接口。極性變換可以在gpio_export()之前和之後完成，並且前面使能的poll(2) （支持上升沿或下降沿事件）將被重新配置爲遵循此設置。