linux系统下键盘按键的重新映射——xmodmap工具和xev工具

大家会不会有时候，感觉键盘上的某几个键用起来不是很方便，打字打久了很容易手指头疼呢？

例如大家使用vim编辑器时， 经常需要使用到esc键，而该键在左上角，很不方便的。再比如写程序的时候，经常会使用到shift键与其它键的组合等。把键盘按键进行必要的重新映射，可以提高生产率的。对键盘按键重新映射的大致过程如下： 
第一步，通过 xev 工具获得需要修改的按键的 keycode 值；

第二步，通过xmodmap工具修改由keycode到keysym的映射。（keycode与keysym的含义正文会说明）

1. xev工具：

功能：通过它可以知道键盘上每一个按键的编码，即keycode， 这个键码与键盘硬件有关系，固定不变的。你想想啊，键盘上这么多按键，怎么让计算机去区分啊？就是通过这个keycode值，每当我们按下一个键时，内核中中断系统就会接收到一个keycode， 从而判断你按下了哪个键。具体操作系统怎么处理这个按键，那就需要keycode值到keysym的映射来决定了。

如何安装：在我的debian系统上，已经默认存在了，这个工具在安装系统的时候应该就会安装上的，直接运行命令如何命令即可(如果没有自带的话， 我还真不知道怎么安装呢)：

yin@debian:~$ xev

运行命令后，出来一个空白的小窗口，这时我们按下键盘上一个键之后 ，在shell终端就会出来该键的相关说明：

上图中显示了我keycode 50 对应 keysym: Control_L和keycode 66 对应 keysym: Shift_L的相关信息。（我已经重新映射之后的信息）

2. xmodmap工具

功能：用于修改按键keycode值到按键功能keysym的映射。

如何安装：它在我的debian系统上，也已经默认存在了，没有研究怎么安装，拿来直接用的。

什么是keysym呢？ 即key symbol，咱们可以把它理解了符号或功能，我按下这个键，我就想要得到一个符号对不对？例如我按下A键，就是想知道一个 a 或者 A吧，这个就是keysym. 再例如，我按下了control_L对应的键， 我就想得到control_L 符号或使用这个功能吧。

从keycode到keysym的映射不是一一对应的，一个keycode值可以对应多个keysym：例如 a键(keycode为 )就对应的 a， 与对应的 A 。具体是这么规定的，举个例子来说吧，例如A 键的映射如下：

 keycode   = a A a A

它表示键盘上A键对应的keycode为38， 它被映射为的keysym为四个：a / A / a / A,  它们的含义分别为按以下组合时对应的：A键 / Shift + A键 / Mode_switch + A键 / Mode_switch + Shift + A 键。除了A键之外，其它的组合键称作修饰键 (modifier), 每一个 keycode值最多应该可以映射6个或8个的keysym吧，反正够咱们用了。前6个keysym的意义如下：

     Key
     Shift+Key
     Mode_switch+Key
     Mode_switch+Shift+Key
     ISO_Level3_Shift+Key
     ISO_Level3_Shift+Shift+Key

当我们定义我们自己的映射时，这6个或8个的keysym不需要全部都写满，你想用几个就写几个就可以了。假如我想用第一个和第三个keysym时，第二个keysym的值使用   NoSymbol   代替，它表示空。

如何映射呢？ 直接 使用  keycode 值 = keysym 即可。例如下面是我自己设置的键盘映射: (使用！表示注释, 下面的内容位于 ~/.Xmodmap文件内）

 ! 把esc键更换为Caps_Lock
 keycode  = Caps_Lock NoSymbol Caps_Lock

 !把Caps_Lock键更换为Shift_L
 keycode  = Shift_L NoSymbol Shift_L

 !把Shift_L键更换为Control_L键
 keycode  = Control_L NoSymbol Control_L

 ! 把Control_L键更换为Alt_L键
 keycode  = Alt_L Meta_L Alt_L Meta_L

 ! 把Alt_L键更换为ESC键
 keycode  = Escape NoSymbol Escape

 ! 把Enter键更换为Shift_R键
 keycode  = Shift_R NoSymbol Shift_R

 ! 把Shift_R键更换为Return 键
 keycode  = Return NoSymbol Return

接下来说说按键中的修饰符，即modifier.  例如我们常用的shift/ ctrl /alt/等都起着修饰的作用，它们可以和别的按键进行组合 ，产生不同的效果。

在我们系统中，一共存在着8个修饰符：分别为： shift/ lock/ control/ mod1/ mod2/ mod3 /mod4/ mod5. 我们可以把每一个keysym 设置为修饰符，例如我把 a 设置为修饰符的control修饰符的话，把以后按 a + c 就可以表示复制了。 每一个修饰符都可以对应多个keysym的， 下面是我的电脑的修饰符：

 shift       Shift_R (0x24),  Shift_L (0x42)
 lock        Caps_Lock (0x9)
 control     Control_L (0x32),  Control_R (0x69)
 mod1        Alt_L (0x25),  Alt_R (0x6c),  Alt_L (0xcc),  Meta_L (0xcd)
 mod2        Num_Lock (0x4d)
 mod3
 mod4        Super_L (0x85),  Super_R (0x86),  Super_L (0xce),  Hyper_L (0xcf)
 mod5        ISO_Level3_Shift (0x5c),  Mode_switch (0xcb)

如果设置呢？常用的命令包括：clear/ remove/ add 操作，举例来说：（下面的内容也是位于.Xmodmap文件中）

 ! 把绑定到control修饰符的Control_L移除：
 remove control = Control_L

 ! 把绑定到control修饰符上的所有 keysym 都移除：
 clear control

 ! 现在添加Control_R 都shift 修饰符：
 add shift = Control_R

需要说明的是： 修饰符是与 keysym 对应的keycode值绑定的，当我们修改了与修饰符相关的按键之后，记得更新一下相关的修饰符，否则的话，修饰符还是绑定在的物理按键上，而还是绑定到你新映射的物理按键上。

3. 配置

如何使用xmodmap这个工具来配置按键映射呢？ 有两种方法 ，一种是命令行的形式，一种是配置文件的形式。

1. 命令行形式：

当我们输入xmodmap -h 时，会显示如下：

yin@debian:~$ xmodmap -h
usage:  xmodmap [-options ...] [filename]

where options include:
    -display host:dpy            X server to use
    -verbose, -quiet             turn logging on or off
    -n                           don't execute changes, just show like make
    -e expression                execute string
    -pm                          print modifier map
    -pk                          print keymap table
    -pke                         print keymap table as expressions
    -pp                          print pointer map
    -help                        print this usage message
    -grammar                     print out short help on allowable input
    -version                     print program version
    -                            read standard input

因此呢，我们可以都过   -e  参数，运行我们刚才介绍的命令，例如：

# a的物理按键对应的keycode值为38
# 把a按键映射成b按键
yin@debian:~$ xmodmap -e "keycode  38 = b B NoSymbol B"

2. 使用配置文件

我们可以把配置文件放到～/目录下，命名为 .Xmodmap文件，当我们定义好配置文件之后 ，使用命令  xmodmap ~/.Xmodmap  运行就即了。我们可以把该命令增加到～/.bashrc文件中：

# 执行按键的重新映射   ---- 殷大侠 --
if [ -f ~/.Xmodmap ]; then xmodmap ~/.Xmodmap; fi

额外说明:  xmdomap软量级的键盘映射方案，电脑重启之后 就重置了，如果想要有更高级的需求，请使用 X keyborad extension。

附：我的.Xmodmap文件:

 1 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!  修改相应的键盘映射:  !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
 2 !
 3 ! 把esc键更换为Caps_Lock
 keycode  = Caps_Lock NoSymbol Caps_Lock

 6 !把Caps_Lock键更换为Shift_L
 keycode  = Shift_L NoSymbol Shift_L

 !把Shift_L键更换为Control_L键
 keycode  = Control_L NoSymbol Control_L

 ! 把Control_L键更换为Alt_L键
 keycode  = Alt_L Meta_L Alt_L Meta_L

 ! 把Alt_L键更换为ESC键
 keycode  = Escape NoSymbol Escape

 ! 把Enter键更换为Shift_R键
 keycode  = Shift_R NoSymbol Shift_R

 ! 把Shift_R键更换为Enter键
 keycode  = Return NoSymbol Return

 ! 如果修改的按键涉及到了修饰键（modifier）， 那么就需要更新一下相应的修饰键，因为它们是和keycode绑定的
26 !
27 ! 更新modifier键之前的结果:
28 ! xmodmap:  up to 4 keys per modifier, (keycodes in parentheses):
29 !
30 ! shift       Shift_L (0x32),  Shift_R (0x3e)
31 ! lock        Caps_Lock (0x42)
32 ! control     Control_L (0x25),  Control_R (0x69)
33 ! mod1        Alt_L (0x40),  Alt_R (0x6c),  Meta_L (0xcd)
34 ! mod2        Num_Lock (0x4d)
35 ! mod3
36 ! mod4        Super_L (0x85),  Super_R (0x86),  Super_L (0xce),  Hyper_L (0xcf)
37 ! mod5        ISO_Level3_Shift (0x5c),  Mode_switch (0xcb)
38
39 !: 更新相应的修饰键的值:
 clear shift
 clear lock
 clear control
 clear mod1
 add shift = Shift_L Shift_R
 add lock = Caps_Lock
 add control = Control_L Control_R
 add mod1 = Alt_L Alt_R  Meta_L

 !更新后的修饰键之后的结果：
50
51 ! xmodmap:  up to 4 keys per modifier, (keycodes in parentheses):
52 !
53 ! shift       Shift_R (0x24),  Shift_L (0x42)
54 ! lock        Caps_Lock (0x9)
55 ! control     Control_L (0x32),  Control_R (0x3e)
56 ! mod1        Alt_L (0x25),  Alt_R (0x6c),  Alt_L (0xcc),  Meta_L (0xcd)
57 ! mod2        Num_Lock (0x4d)
58 ! mod3
59 ! mod4        Super_L (0x85),  Super_R (0x86),  Super_L (0xce),  Hyper_L (0xcf)
60 ! mod5        ISO_Level3_Shift (0x5c),  Mode_switch (0xcb)
61 ! 

参考文献：

https://wiki.archlinux.org/index.php/Xmodmap

https://cs.gmu.edu/~sean/stuff/n800/keyboard/old.html

https://linux.die.net/man/1/xmodmap

http://xahlee.info/linux/linux_xmodmap_tutorial.html