Работа с клавиатурами linux

Клавиатура к вашему компьютеру уже, скорее всего, подключена, вопрос может состоять только в том, чтобы настроить ее. Настройка клавиатуры заключается в настройке таких вещей, как:

раскладка клавиатуры;
скорость повтора посылаемых клавиатурой сигналов в случае удержания клавиш пользователем;
длительность интервала задержки от момента нажатия клавиши до того момента, когда клавиатура начинает повторять посылку сигналов.

Два последних параметра (скорость повтора и время задержки) устанавливаются с помощью специальной команды kbdrate .

9.3.1. Команда kbdrate

Скорость повтора задается в символах в секунду и может принимать только определенные значения в пределах от 2 до 30 символов в секунду. Но задать (после опции –r) вы можете любое значение в этих пределах, программа сама выберет ближайшее допустимое значение. Число после опции -d задает задержку в миллисекундах (допустимы значения от 250 до 1000 с шагом 250). Чтобы не устанавливать эти значения после каждого перезапуска компьютера, можно добавить в файл /etc/rc.d/rc.sysinit сроку следующего вида:

/sbin/kbdrate -s -r 16 -d 500

где опция -s просто подавляет вывод ненужных в данном случае сообщений. Если эту команду выполнить без указания параметров, для скорости повтора и задержки будут установлены значения по умолчанию: для скорости повтора — 10,9 символов в секунду, а для задержки — 250 миллисекунд.

Еще один вопрос, относящийся к настройке клавиатуры, — это способ изменения положения переключателей NumLock, CapsLock и ScrollLock. Для этого можно воспользоваться командой setleds . Например, для того, чтобы переключатель NumLock был по умолчанию включен, добавьте в файл /etc/rc.d/rc.sysinit следующие строки:

for tty in /dev/tty7*; do

Изменение раскладки клавиатуры — это вопрос значительно более сложный. Но, поскольку этот вопрос имеет большое значение как вообще для настройки клавиатуры, так и для решения проблемы русификации, его необходимо рассмотреть подробнее.

И начать придется с краткого изложения проблем кодировки символов.

9.3.2. Таблицы кодировки символов

В человеческом мире информация представляется последовательностями символов. Каждый символ имеет каноническое изображение, которое позволяет однозначно идентифицировать данный символ. Шрифты задают разные варианты начертания символов.

В вычислительных машинах для представления информации используются цепочки байтов. Поэтому для перевода информации из машинного представления в человеческий необходимы таблицы кодировки символов — таблицы соответствия между символами определенного языка и кодами символов.

Самой известной таблицей кодировки является код ASCII (Американский стандартный код для обмена информацией), который был разработан для передачи текстов по телеграфу задолго до появления компьютеров. Этот код является 7 битовым, т. е. для кодирования символов английского языка, служебных и управляющих символов используются только 128 7-битовых комбинаций. При этом первые 32 комбинации (кода) служат для кодирования управляющих сигналов (начало текста, конец строки, перевод каретки, звонок, конец текста и т. д.).

При разработке первых компьютеров фирмы IBM этот код был использован для представления символов в компьютере. Поскольку в исходном коде ASCII было всего 128 символов, для их кодирования хватило тех однобайтовых кодов, у которых 8-й бит равен 0. Во второй половине кодовой таблицы (значения байта с 8-м битом равным 1) фирма IBM разместила символы псевдографики, математические знаки и некоторые символы из языков, отличных от английского (немецкие умляуты, французские диакритические знаки, символы греческого алфавита и т.п.). Эту кодовую таблицу стали называть кодировкой IBM.

Когда IBM-совместимые персональные компьютеры стали использовать в других странах, потребовалось обеспечить обработку информации на языках, отличных от английского. Для того, чтобы полноценно поддерживать другие языки, фирма IBM ввела в употребление несколько кодовых таблиц, ориентированных на конкретные страны. Так для скандинавских стран была предложена таблица 865 (Nordic), для арабских стран — таблица 864 (Arabic), для Израиля — таблица 862 (Israel) и так далее. В этих таблицах часть кодов из второй половины кодовой таблицы использовалась для представления символов национальных алфавитов (за счет исключения некоторых символов псевдографики). Для представления символов кириллицы была введена кодировка IBM-866.

Однако с русским языком ситуация развивалась особым образом. Очевидно, что замену символов во второй половине кодовой таблицы можно произвести разными способами. В других европейских странах сумели найти единое решение, а для русского языка появилось несколько разных таблиц кодировки символов кириллицы: IBM-866, CP-1251, KOI8-R, ISO-8859-5. Все они одинаково изображают символы первой половины таблицы (от 0 до 127) и различаются представлением символов русского алфавита и псевдографики во второй половине.

Одна из самых известных кодовых таблиц для кириллицы получила название альтернативной (по отношению к кодировке IBM-866, наверное). Она была разработана фирмой Microsoft для MS-DOS. При ее разработке постарались сделать так, чтобы результирующая таблица была насколько это возможно совместима с кодировкой IBM. Поэтому альтернативная кодировка — это кодировка IBM, в которой все специфические европейские символы в верхней половине были заменены на кириллицу, оставляя псевдографические символы нетронутыми. Следовательно, это не портило вид программ, использующих для работы текстовые окна, что было очень существенным фактором для работы в среде MS-DOS, основой которой был именно текстовый режим.

Кодировка KOI-8 была разработана изначально с ориентировкой на UNIX. Так как UNIX в своей основе сетевая ОС, то основной идей при создании KOI-8 была идея об обеспечении перемещения кириллической информации по сети. Но для передачи-то использовался 7-битный стандарт ASCII. Разработчики поместили кириллические символы в верхней части таблицы таким образом, что позиции кириллических символов соответствуют их фонетическим аналогам в английском алфавите в нижней части таблицы. Это означает, что, если в тексте, написанном в KOI-8, мы убираем восьмой бит каждого символа, то мы все еще имеем «читабельный» текст, хотя он и написан английскими символами! Не удивительно, что KOI8-R быстро стал фактически стандартом для кириллицы в Интернет, что и нашло отражение в RFC 1489 ( «Registration of a Cyrillic Character Set»). Автором этого документа является Андрей А. Чернов, который проделал огромный объем работы, чтобы превратить KOI-8 в стандарт Интернет.

Международная организация по стандартизации (ISO) внесла свою лепту в создание различных кодировок кириллицы, когда ввела семейство стандартов, известных как ISO 8859-X. Это семейство есть совокупность 8-битных кодировок, где младшая половина каждой кодировки (символы с кодами 0—127) соответствует ASCII, а старшая половина определяет символы для различных языков. Например:

8859-0 — новый европейский стандарт (так называемый Latin 0);
8859-1 — Европа, Латинская Америка (также известный как Latin 1);
8859-2 — Восточная Европа;
8859-5 — кириллица;
8859-8 — идиш.

Фирма Microsoft еще больше запутала ситуацию с кодировками для русского языка, когда при разработке Windows ввела кодировку CP-1251.

Таблицы кодировок, содержащие 256 символов, стали называть расширенными кодами ASCII (потому что в основе любой из них лежит 128-символьный код ASCII), кодовыми страницами или английским термином character set (который часто сокращают до charset).

Но в мире есть языки, такие как китайский или японский, для которых 256 символов в принципе недостаточно. Кроме того, всегда существует проблема вывода или сохранения в одном файле одновременно текстов на разных языках (например, при цитировании). Поэтому была разработана универсальная кодовая таблица UNICODE, содержащая символы, применяемые в языках всех народов мира, а также различные служебные и вспомогательные символы (знаки препинания, математические и технические символы, стрелки, диакритические знаки и т. д.). Очевидно, что одного байта недостаточно для кодирования такого большого множества символов. Поэтому в UNICODE используются 16-битовые (2-байтовые) коды, что позволяет представить 65 536 символов. К настоящему времени задействовано около 49 000 кодов (последнее значительное изменение — введение символа валюты EURO в сентябре 1998 г.). Для совместимости с предыдущими кодировками первые 128 кодов совпадают со стандартом ASCII. На рис. 9.1 схематично представлено размещение символов разных языков в кодовом пространстве UNICODE.

Рис. 9.1. Структура UNICODE.

В стандарте UNICODE кроме определенного двоичного кода (эти коды принято обозначать буквой U, после которой следуют знак + и собственно код в шестнадцатеричном представлении) каждому символу присвоено определенное имя. В следующей таблице приведено несколько примеров кодов и имен символов из стандарта UNICODE.

Таблица 9.2. Примеры именования кодов UNICODE

Источник

Ввод текста в Linux (ibus)

Если ваша клавиатура размечена под латиницу или кириллицу, а вам приходится набирать тексты на другом языке, особенно, используя сложные, неалфавитные письменности, то данная заметка о системах ввода в Linux (упрощенно «клавиатурных раскладках») может вас заинтересовать.

Заранее прошу прощение за нечёткую терминологию и не претендую на исчерпывающее техническое описание. Основная задача статьи — описание возможностей, а не реализация.

Методы ввода

Основным методом ввода символов (input method, IM) в Linux является XKB, он установлен по умолчанию и активируется сразу после установки операционной системы. XKB предназначен для работы с алфавитными письменностями, и не может обслуживать комплексные письменности типа китайских иероглифов или силлабариев Индии и Африки. Систему можно настроить на работу с не более чем 4 раскладками. Последнее ограничение можно обойти, повесив на горячие клавиши вызов команды с нужной комбинацией параметров для каждого языка.

Если требуется большая гибкость, то следует перейти к фреймворкам (input method framework). Основные представители подобных систем в Linux: IBus, SCIM, Fcitx. Сам по себе фреймворк текст вводить не умеет, а различные письменности должны подключаться в виде плагинов (engines). Из опыта использования IBus и Fcitx могу сказать, что обе системы поддерживают примерно равное количество плагинов. Зачастую, это могут быть практически одни и те же плагины. Например, метод ввода Pinyin для китайского языка реализован в виде самостоятельной библиотеки libpinyin и при подключении через IBus или Fcitx предоставляет идентичные возможности.

Читайте также: Запуск iso файлов linux

Можно считать, что за последние 6-7 лет разница между фреймворками нивелировалась, хотя какие-то особенности могут проявляться. Далее я перечислю основные плагины IBus, как более знакомой мне системы.

Во-первых, IBus способен прозрачно использовать xkb и все его возможности. Единственная проблема в том, что IBus не умеет динамически генерировать конфигурации XKB. Наиболее популярные из них заранее прописаны в файле /usr/share/ibus/component/simple.xml , который можно изменять и дополнять по необходимости. (При обновлении IBus файл будет заменён на стандартный.)

Например, русская раскладка описана следующим образом:

В дополнение к layout можно указать layout_variant , остальные параметры setxkbmap недоступны, в том числе и известная типографская раскладка Ильи Бирмана, которая задаётся в xkb через аргумент misc:typo . Чтобы обойти это ограничение или просто создать раскладку под свои задачи, её нужно полностью описать. Для этого, в папке /usr/share/X11/xkb/symbols нужно создать файл custom (если дополнять существующие файлы, то при обновлении системы они будут затёрты) и задать конфигурацию раскладки. Например, русская с дополнениями Ильи Бирмана:

Где строки include собирают конфигурацию из готовых шаблонов. Соответственно, из файла «ru» берётся вариант русской раскладки «winkeys». Потом дополняется раскладкой «base» из файла «typo» и задаётся переключатель третьего слоя AltGr (см. файл «level3»), что аналогично команде:

При желании, можно внести собственные изменения. В приведённом выше примере знак ударения «U+0301» (Combining Acute Accent) вынесен на сочетание AltGr+

. Позиции, в которых указано NoSymbol , используют определения из предыдущих шаблонов: «ё» и «Ё» из «winkeys», «≈» из «typo»:

Далее, созданную раскладку нужно внести в файл /usr/share/ibus/component/simple.xml в следующем виде:

Где custom — имя файла из папки /usr/share/X11/xkb/symbols , а ru-typo указывает на содержащуюся в нём раскладку. Дополнительная раскладка us указана, чтобы корректно работали горячие клавиши (Ctrl+С, Ctrl+V и т.п.). После перезагрузки IBus ( ibus restart ) в настройках появится новая раскладка «Russian (with Typo)».

Второй метод ввода — m17n. Это довольно богатая библиотека клавиатурных раскладок для разнообразных письменностей. IBus имеет собственный схожий метод ввода ibus-table, который описан как обладающий «чуть меньшими возможностями». Мне приходилось использовать последний для создания раскладки с однозначным соответствием между латинскими буквами и буквами требуемого алфавита без задействования сложно логики, поэтому я не могу судить, какая из двух систем более функциональная и выразительная — описание раскладки в формате m17n или ibus-table. Метод ibus-table включает в себя любопытную раскладку «LaTeX» для ввода символов в соответствующей нотации: » \Delta » для «Δ», » \ge » для «≥» и т.д.

Следующий из универсальных методов ввода — KMFL. Это Linuх-версия метода ввода Keyman для Windows. Не очень распространённый IM, который поддерживает самые редкие письменности. В отличие от оригинального Keyman, с заявленной возможностью печатать на более чем 1000 письменностях, KMFL не настолько развит, но тоже может быть полезен. Формат описания раскладок текстовый, существует программа для их создания под Ms Windows. Я использую раскладку EuroLatin, в которой текст » 2//3 » преобразуется в дробь «⅔», а последовательность » -a » превращается в макрон «ā». Напоминает Compose key в xkb, но не требует отдельного модификатора — KMFL сам распознает последовательности во время набора.

Остальные методы ввода специализируются на отдельных письменностях: «ibus-libpinyin» для китайского языка, «ibus-unikey» для вьетнамского и т.д. Настройки этих плагинов также находятся в /usr/share/ibus/component/ . В соответствующих файлах может потребоваться задать базовую раскладку клавиатуры, иначе при переключении с нелатинской раскладки они будут нерабочими. Например, в libpinyin.xml нужно найти параметр «layout» и вписать «us» для клавиатуры QWERTY или «fr» для AZERTY и т.п.

Переключение раскладок

Большую часть времени я работаю с языковыми парами: русский-английский, китайский-испанский и т.п. Поэтому предпочитаю иметь одну горячую клавишу для переключения между двумя последними раскладками (CapsLock), а сами раскладки переключаются по отдельным горячим клавишам (Win + 1…9 на цифровом блоке). Таким образом, сначала я задаю рабочие раскладки, Win+1 (en) и Win+2 (ru), а далее переключаюсь между ними по CapsLock (en ru).

В IBus можно задать две горячих клавиши: одна для циклического переключения по списку раскладок, вторая для последних двух раскладок. Так же можно выбирать нужную раскладку через консоль и, соответственно, назначить скрипт на горячую клавишу.

Замечу, что переназначить CapsLock с помощью xmodmap не получится, так как IBus сбрасывает подобные настройки. Поэтому я предпочитаю через udev глобально переопределять CapsLock как F14 (файл /etc/udev/hwdb.d/90-custom-keyboard.hwdb ):

И использовать уже F14 как горячую клавишу в IBus. По моему опыту это обеспечивает наиболее стабильную конфигурацию.

Подробнее о настройке udev см. в конце статьи.

Виртуальная клавиатура

Промышленно выпускаются клавиатуры, размеченные под определённую письменность, лишь для языков с большим количеством пользователей — например, для русского (ЙЦУКЕН). Ни в Армении, ни в Грузии вы не сможете купить клавиатуру с клавишами, подписанными буквами национальных алфавитов. Аналогично, в Казахстане и Узбекистане используют русско-английские клавиатуры и вынуждены учить, где располагаются буквы, не входящие в стандартную латиницу или кириллицу.

Если вы осваиваете новую раскладку, советую воспользоваться виртуальной клавиатурой. Мне нравитcя Onboard, потому что она самостоятельно подстраивается под активную раскладку и обновляется при переключении на другую. Но это работает только с xkb (также при использовании xkb через IBus).

Onboard очень удобна для тестирования раскладок xkb и позволяет посмотреть назначенные символы на всех слоях (AltGr и т.п.).

Заключение

Не все программы корректно поддерживают языковые фреймворки. В частности, Sublime Text 3 работает лишь со SCIM, а используя IBus, независимо от выбранной раскладки, будет печатать исключительно латинские буквы.

Я довольно давно использую IBus, а другие системы знаю очень поверхностно. По отзывам в интернете, Fctix описывается как более функциональный и лучше адаптированный для ввода китайского текста. В любом случае, при работе с китайскими текстами IBus меня полностью устраивает и различия должны быть непринципиальными. Последний раз, когда мне приходилось использовать Fctix (2 года назад), этот фреймворк не позволял переключать раскладки, если курсор не находится в текстовом поле. Надеюсь, к настоящему моменту эту недоработку исправили.

Ещё одно подспорье для работы с разнообразными письменностями — силиконовые накладки на клавиатуру. Китайские интернет-маркеты предлагают накладки (保护膜 или 键盘膜) для Apple Magic Keyboard под самые различные письменности. Пример некитайского дистрибьютора. Но учтите, что выпускалось три поколения Apple Magic (и каждая в модификациях для США, Европы и Японии), а китайские реплики отличаются линейными размерами и расположением клавиш. Временами, я сожалению, что не существует единого стандарта на компьютерные клавиатуры.

Цифровой код нажатой клавиши несколько раз меняет своё значение.

scancode: При нажатии клавиши клавиатура (или драйвер?) отправляет в ядро Linux scancode.
keycode: Далее в ядре scancode преобразуется в keycode (подсистема Linux input API). Управлять преобразованием можно с помощью программ udev, keyfuzz, setkeycodes.
keysym: X Window System получает из ядра keycode и транслирует его в keysym — это уже конечный символ, который клиентская программа получит в качестве ввода. Настройка преобразования осуществляется через XKB или xmodmap (deprecated).

Из приведённой последовательности видно, что переназначение клавиш на этапе scancode > keycode предпочтительнее, так как это не вызывает пересечений с KXB.

Трансляция scancode в keycode производится для каждого устройства ввода независимо, поэтому сперва требуется узнать уникальный идентификатор клавиатуры (на самом деле evdev работает также с большим классом периферийных устройств, имеющих кнопки — от мышек до принтеров и веб-камер). Пользователи Arch Linux могут воспользоваться следующим скриптом (для других дистрибутивов, возможно, потребуется корректировка путей):

Одно и то же устройство может быть представлено в системе в нескольких экземплярах под разными именами, но идентификатор будет одинаковым. Например, моя клавиатура определяется как два устройства:

Примечание: идентификатор можно сокращать (например, до b0003v1a2cp0e24* ), что бывает полезно при создании единых правил для серии однотипных моделей. Звёздочка “*” здесь играет роль символа подстановки (wildcard).

Теперь нужно создать файл 90-custom-keyboard.hwdb в /etc/udev/hwdb.d/ со следующим содержанием (образцы см. в /usr/lib/udev/hwdb.d/60-keyboard.hwdb ):

Строка KEYBOARD_KEY начинается с пробела, это важно. Обновите конфигурацию:

В последующем, при перезагрузке или переподключении устройства конфигурация будет обновляться автоматически.

Переназначение клавиш задаётся парами KEYBOARD_KEY_ = . Значения keycode (обязательно в нижнем регистре) находятся в /usr/include/linux/input-event-codes.h (для Ubuntu 14.04 в /usr/include/linux/input.h ).

Получить scancode можно с помощью программы evtest. Сперва, нужно определиться с номером eventXX, для этого запустите команду и найдите свою клавиатуру:

Выбираем «Keyboard-event-kbd» и узнаем нужный номер (в данном примере — 10). Теперь можно обратиться к evtest:

При нажатии клавиши «CapsLock», получается код «70039» — это и есть искомый scancode.

Источник