巧用 AltGr 键自定义键盘布局

Published:: 2022/08/15

键盘上的上下左右键位不在核心区域，无奈每次都需要抬手去按，因而打字流畅度大打折扣。有没有比较优雅的方案呢？ —— 当然有，前文中我提到了 xmodmap 工具，可以用来自定义键位。

但问题是上下左右键共有四个键，映射到哪些键位比较合适呢？仔细观察键盘上的每个按键，尤其是边边角角，想着能扣出几个位置来给上下左右“四兄弟”，奈何键盘这寸土寸金之地，哪还有它们的落脚之地。

好在看 xmodmap 的文档的时候，发现 keysym 的可以包含如下 6 种定义（不过在 xmodmap -pke 的输出结果中，发现不止 6 种） [1] ：

Each keycode is followed by the keysym it is mapped to. Each keysym column in the table corresponds to a particular combination of modifier keys:

Key

Shift+Key

Mode_switch+Key

Mode_switch+Shift+Key

ISO_Level3_Shift+Key

ISO_Level3_Shift+Shift+Key

那么我就可以通过 Mode_switch 或者 ISO_Level3_Shift 这两个 modifier key 对键位映射新的含义。

解释下相关名词的含义：

keycode: the numeric representation received by the kernel when a key or a mouse button is pressed.
keysym: the value assigned to the keycode. For example, pressing a generates the keycode 38, which is mapped to the keysym 0×61, which matches a in the ASCII table.
ISO_Level3_Shift: The AltGr key on non-US keyboards calls modifier ISO_Level3_Shift. (On US keyboards, the right-alt Alt_R has the same function as the left-alt Alt_L, which makes setting the layout as US international preferable.)
Mode_switch: The Mode_switch modifier may be mapped by default to a key that is not on your keyboard.

另外，关于 modifier key，它可以用来修改键位原本的含义，通过 xev -event keyboard 命令的输出，可以直观地看出差异。例如，原本仅按 a 键输出的是 "a"，此时 state 0x0 表示没有按任何 modifier key， keycode 38 表示 a 键的 keycode 为 38：

KeyPress event, serial 28, synthetic NO, window 0x4600001,
    root 0x520, subw 0x0, time 357030121, (154,616), root:(155,617),
    state 0x0, keycode 38 (keysym 0x61, a), same_screen YES,
    XLookupString gives 1 bytes: (61) "a"
    XmbLookupString gives 1 bytes: (61) "a"
    XFilterEvent returns: False

而在按 a 键的同时按 shift 键，则会输出 "A"，这次 state 不再是 0x0，即表明 modifier key 被按下，而 0x1 则代表 shift 键。另一方面可以发现 kecode 仍然是 38：

KeyPress event, serial 28, synthetic NO, window 0x4600001,
    root 0x520, subw 0x0, time 357104060, (478,623), root:(479,624),
    state 0x1, keycode 38 (keysym 0x41, A), same_screen YES,
    XLookupString gives 1 bytes: (41) "A"
    XmbLookupString gives 1 bytes: (41) "A"
    XFilterEvent returns: False

通过该方式，可以得到其它 modifer key 的 keycode，如果是多个 modifer key 的组合键，则 keycode 是它们的合：

Key	Keycode
Shift	0x1
Ctrl	0x4
Alt	0x8
Ctrl+Shift	0x5
Ctrl+Alt	0xc

综上所述，通过 AltGr 键（即 ISO_Level3_Shift 键） [2] 加上其他按键的组合键可以对上下左右键重新映射。但新的问题又来了，在 US 标准布局的键盘上，是没有 AltGr 键的。那么有没有可能通过软件层面将右侧的 Alt 键转化成 AltGr 键？还真是有的：使用 setxkbmap -variant altgr-intl 命令，或是将如下配置添加到 /etc/X11/xorg.conf.d 目录下 [3] ：

Section "InputClass"
    Identifier "Keyboard Defaults"
    MatchIsKeyboard "yes"
    Driver "evdev"
    Option "XkbLayout" "us"
    Option  "XkbVariant" "altgr-intl"
EndSection

需要注意的是，在使用 xmodemap 命令之前将需要将 AltGr 键提前设置好。

最终，通过 AltGr 这个 modifier key，我将上下左右键分别映射到 AltGr+WSAD 这些组合键上。其实，更进一步来讲，使用 AltGr 键完全可以实现给键盘映射一层全新的 layer。

Thanks for reading :)

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References