Linux gpiolib

GPIO 在嵌入式系統中是相當常見的 I/O 裝置，全名為 General Purpose I/O。由於 GPIO 針腳可被個別設定和輸出訊號，因此我們可以利用 GPIO 來驅動 LED、或者實作低速的 I/O 通訊協定（如 I2C、SPI）。也可以利用 GPIO 來做為外部訊號的輸入端，在訊號觸發時，驅動程式中可使用 polling 或中斷方式來獲得通知。在嵌入式 SoC 平台上通常配有大量的 GPIO，且多半會和其他週邊裝置共用針腳，因此在使用時要特別注意，以免發生衝突。

過去在 Linux 上的 GPIO 程式碼大部分是屬平台相依的程式碼，因此 API 的實作也是由各平台的開發者自行設計，但除了 SoC 內建的 GPIO 外，系統設計者也會額外以 FPGA 或 I/O expander 來擴充 GPIO 的數量；因此要設計一種方式，除了能夠使用內建的 GPIO 外，也能使用這些額外的 GPIO，並透過一個統一的介面來存取它們。

gpiolib 的引入為上述的問題提供了一個解決方式。gpiolib 將每個 GPIO 的來源 (SoC、FPGA，或是 I/O expander) 用 gpio_chip 結構來表示，開發者可以定義其 GPIO 的編號、數量，以及相關的回呼函式 (callback function)。開發者需要為這些 gpio_chip 結構定義不同的回呼函式來處理不同的 GPIO 來源。如此一來，使用者只需指定 GPIO 編號，gpiolib 會替我們尋找對應的 GPIO 來源，並呼叫適合的函式來存取它，非常地方便。

PS. 需要注意的是，某些 GPIO 來源（如 I2C 介面的 I/O expander）存取時可能會進入睡眠狀態，因此不能夠使用於 ISR 或 tasklet 等不可睡眠的函式之中。