在使用系统调用来实现 GPIO（通用输入输出端口）的输入输出操作时，同样需要先通过 export 属性文件来导出 GPIO，这是因为 Linux 内核对 GPIO 的管理和访问机制决定了这一点。

以下是具体原因：

内核设备模型：

在 Linux 系统中，GPIO 通常由内核通过设备树或平台代码进行管理。内核将 GPIO 引脚视为资源，通过 /sys/class/gpio 目录提供用户空间接口。为了简化和统一访问，内核要求在使用 GPIO 前，对 GPIO 进行声明和配置。

资源分配和管理：

通过向 export 文件写入 GPIO 编号，内核能确保相应的 GPIO 引脚被正确配置，并避免同一引脚被多个进程同时访问。这个过程涉及分配和初始化内核数据结构，以便用户空间程序可以安全地控制 GPIO。

动态配置：

不同的 SoC（系统级芯片）和开发板可能有不同的 GPIO 数量和用途。通过 export 操作，系统可以动态地配置和管理这些 GPIO 引脚，提高系统的灵活性和可维护性。

权限控制：

向 export 文件写入 GPIO 编号后，内核会在 /sys/class/gpio 目录下创建相应的目录和文件（如 gpioN 目录及其子文件），这些文件的权限可以通过标准的文件系统权限控制机制进行管理，确保只有授权的用户或进程可以访问这些 GPIO 引脚。

统一接口：

通过 export 和 unexport 文件，提供了一个统一的接口来管理 GPIO 引脚。这些操作不仅限于特定的硬件平台，而是适用于各种 Linux 支持的硬件，这种抽象使得用户空间程序更加通用。

使用示例

假设你要使用 GPIO 24 作为输出引脚，典型的步骤如下：

导出 GPIO：

sh
Copy Code
echo 24 > /sys/class/gpio/export
设置方向：

sh
Copy Code
echo out > /sys/class/gpio/gpio24/direction
设置值：

sh
Copy Code
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio24/value  # 设置为高电平
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio24/value  # 设置为低电平
释放 GPIO：
当不再需要使用该 GPIO 时，可以取消导出：

sh
Copy Code
echo 24 > /sys/class/gpio/unexport

总结

通过 export 文件来导出 GPIO 是为了让内核知道用户空间程序正在使用哪一个 GPIO 引脚，从而进行必要的初始化和管理，确保资源的正确分配和安全访问。这种机制使得 GPIO 的管理更加系统化和规范化，提高了系统的可靠性和灵活性。