4. I2C 数据传输模式：主设备发送/接收、从设备发送/接收、复合传输（Combined Format）

I2C 总线上的数据传输严格遵循主-从架构，所有传输均由主设备发起并控制时钟信号（SCL）。根据数据传输方向的不同，I2C 协议定义了四种基本传输模式以及一种高效的复合传输模式。理解这些模式是编写正确驱动、调试通信故障以及优化吞吐量的基础。

4.1 传输模式分类与方向控制

I2C 协议通过控制读写位（R/W#）来决定数据流方向。在起始条件（S）后，主设备发送 7 位从设备地址 + 1 位读写标志位：

• R/W# = 0：主设备发送数据（写操作）。
• R/W# = 1：主设备接收数据（读操作）。

4.2 主设备发送模式（Master Transmitter Mode）

在此模式下，主设备作为发送器，从设备作为接收器。数据从主设备流向从设备。这是 I2C 通信中最基本的写操作流程。

4.3 主设备接收模式（Master Receiver Mode）

在此模式下，主设备作为接收器，从设备作为发送器。数据从从设备流向主设备。主设备在接收完每个字节后必须发送 ACK 以继续传输，发送 NACK 则通知从设备停止发送。

4.4 复合传输模式（Combined Format）

复合传输是 I2C 协议中最强大、最常用的模式。它允许在一次总线事务中，不释放总线（不发送停止条件），连续执行一次写操作和一次读操作。这种模式通常用于先向从设备写入寄存器地址，再读取该寄存器的数据。

4.5 Linux 内核中的复合传输实现

在 Linux 内核中，复合传输通过 i2c_transfer() 函数发送一个包含两个 i2c_msg 的消息数组来实现。第一个消息为写方向（flags = 0），第二个消息为读方向（flags = I2C_M_RD）。内核 I2C 核心层会自动处理起始条件、重启条件和停止条件。

#include <linux/i2c.h>

/* 复合传输：先写寄存器地址，再读数据 */
static int i2c_read_reg(struct i2c_client *client, u8 reg_addr, u8 *buf, int len)
{
    struct i2c_msg msgs[2];
    int ret;

    /* 消息 0：主设备发送模式，写入寄存器地址 */
    msgs[0].addr  = client->addr;   /* 从设备地址 */
    msgs[0].flags = 0;              /* 写方向 */
    msgs[0].len   = 1;              /* 寄存器地址长度 */
    msgs[0].buf   = &reg_addr;      /* 寄存器地址数据 */

    /* 消息 1：主设备接收模式，读取寄存器数据 */
    msgs[1].addr  = client->addr;   /* 从设备地址 */
    msgs[1].flags = I2C_M_RD;       /* 读方向 */
    msgs[1].len   = len;            /* 要读取的字节数 */
    msgs[1].buf   = buf;            /* 数据缓冲区 */

    /* 执行复合传输，内核自动处理 Sr 重启条件 */
    ret = i2c_transfer(client->adapter, msgs, 2);
    if (ret < 0) {
        dev_err(&client->dev, "复合传输失败: %d\n", ret);
        return ret;
    }

    return 0;
}

4.6 四种模式对比与选择指南