将CapsLock键在单击和长按时分别映射为Esc和Ctrl

Caps Lock键可能是我最讨厌的一个键，毫无用处却存在感极强，我们来好好折腾一下
环境：Win10和Manjaro双系统

前言

Caps Lock的作用是锁定输入为大写字母，这个键或许对于英语国家的人来说比较常用，但对使用中文的我们来说，这个键一年也用不了几次，完全可以使用Shift代替。并且Caps Lock键所处的位置极佳，甚至比Shift和Ctrl的位置都要好，这不仅是浪费，还会导致误触，经常输入密码按到了Caps Lock键，还以为密码记错了

在Windows上，我希望把Caps Lock键修改为Ctrl键，Ctrl键经常作为组合键使用，并且只能使用小拇指，我最常使用的快捷键就是Ctrl+S保存，因为我有强迫症，码代码的时候经常会把我小拇指按抽筋，而Caps Lock的位置就舒服太多了

在Linux中，我希望把Caps Lock键修改为Esc键。相信使用过vim的人都知道，Esc键可能是最常使用的一个键了，用于退回到普通模式。但Esc的位置同样不好，盲打时经常按错

当我都搞定的时候，我突发奇想，为什么鱼和熊掌不能兼得，单击时修改为Esc，长按时修改为Ctrl

果然，网上很多人和我有同样的想法，但是都没有可行的解决方案，不过，功夫不负有心人，最终还是找到了办法，且让我慢慢道来

解决方案

Windows

一般的按键修改都是通过修改注册表来实现，理论上是不能实现单击和长按分别映射成不同的按键

不过在我翻遍全网后，发现一位大佬提出了可行的解决方案，通过拦截键盘输入，可以实现了Caps单击为Esc，长按为Ctrl，同时Esc修改为Caps，同时诞生了Interception项目

The Interception API aims to build a portable programming interface that allows one to intercept and control a range of input devices.
Interception API旨在构建一种可移植的编程接口，该接口允许用户拦截和控制各种输入设备

这个项目开源，可以自己修改或者编译程序，也可以实现一些有意思的功能，作者已经实现实现了Caps映射为Esc和Ctrl，所以我们可以直接使用

经过摸索，终于明白了使用方法

先下载文件，解压
使用快捷键Win + X，再按a即可打开管理员权限的CMD或者Powershell窗口，进入该文件夹，执行下列代码
1
.\install-interception.exe /install
点击caps2esc.exe就会拦截键盘输入，将Caps Lock同时映射为Esc和Ctrl
但是每次都要点一次，这可不方便，所以我们可以把caps2esc.exe的快捷方式放入C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\StartUp，每次启动都会自动执行
如果要卸载，重复第二步，执行代码
1
.\install-interception.exe /uninstall

Linux

这就是上面提出Windows解决方案的大佬移植到Linux上的 caps2esc

大佬直接提供了AUR包，arch/Manjaro直接使用下列代码安装
1
2
yay -S interception-tools
yay -S interception-caps2esc
使用其他Linux发行版的自行编译，相信既然都在用Linux了，make肯定会用吧，解决办法

安装好了以后，在/etc/udevmon.yaml添加下列代码

- JOB: "intercept -g $DEVNODE | caps2esc | uinput -d $DEVNODE"
    DEVICE:
        EVENTS:
            EV_KEY: [KEY_CAPSLOCK, KEY_ESC]

在/etc/systemd/system/udevmon.service中添加下列代码

[Unit]
Description=udevmon
Wants=systemd-udev-settle.service
After=systemd-udev-settle.service

[Service]
ExecStart=/usr/bin/nice -n -20 /usr/bin/udevmon -c /etc/udevmon.yaml

[Install]
WantedBy=multi-user.target

最后使用sudo systemctl enable --now udevmon来启动

这下就可以愉快的码代码了

其他

我们来研究研究Linux下通过xmodmap来修改键位，从底层了解一下输入的原理，虽然这种办法是不能实现单击和长按时分别映射成不同的键，但也很值得学习

比如我们要交换Caps Lock键和Esc键

十分简单，将下列代码添加到~/.profile，然后重启
1
xmodmap -e 'remove lock = Num_Lock' -e 'keycode 66 = Escape' -e 'keycode 9 = Num_Lock'
~/.profile文件的作用就是系统启动时会自动执行里面的命令，
也可以直接修改xmodmap的配置文件~/.Xmodmap，添加下列代码
1
2
3
remove lock = Num_Lock
keycode 66 = Escape
eycode 9 = Num_Lock
修改完使用xmodmap ~/.Xmodmap，立即生效

其实上面两个方法本质是一样的，可以互相转换，使用 -e隔开每一行即可

xmodmap 是一个在 X 图形环境下用于修改键盘和鼠标按钮映射的工具。比如你可以使用它来实现鼠标的左右键互换，把 caps lock 键改成 ctrl 键， a 键改成 b 键等

关于xmodmap的使用，可以通过命令行临时执行，重启失效，比如第一个办法，所以需要放在~/.profile在每次系统启动时执行
也可以直接修改xmodmap的配置文件，永久有效

我们先了解一下系统是如何处理键盘的输入

按下键盘时，会产生一个信号，也就是一个keycode值，相当于物理按键转化为一个数字
系统得到keycode值后，执行相应的动作，也就是这个数字又转化为了虚拟按键

也就是说，每一个键位的keycode值是不可能改变的，但是我们修改系统处理信号做出的动作，物理按键　-> 虚拟按键，就修改这个虚拟按键

我们可以使用 xev 这个工具来获取不同按钮产生的 keycode，使用方法

常用的keycode

9 Escape
23 Tab
66 Caps
50 Shift_L
37 Control_L
64 Alt_L
108 Alt_R
105 Control_R
62 Shift_R
119 Delete
38 a
56 b
54 c
40 d
53 x
29 y
52 z

另外还可以获取16进值的keycode值

修改普通按键的行为

普通按键区别于Ctrl、Shift这些修饰按键，按下直接起作用，比如字母和数字
比如我们可以把a修改为b

1 2	keycode 38 = b keycode 38 = b B

keycode 的作用是将一个按键与一串处理方法绑定，注意是一串而不是一个，空格隔开

好像最多可以写８个，第一个为单击时的处理方法，第二个为配合Shift时的处理方法，其他的我也不知道了，好像没Ctrl吧

还有keysym方法，可以直接写成

1 2	keysym a = b keysym a = b B

它会自动转化成keycode

修改修饰键的行为

也就是Ctrl,Shift之类的，需要配合其他键一起使用
在终端中使用xmodmap -pm
我们可以知道

shift               Shift_L (0x32),  Shift_R (0x3e)
lock                Num_Lock (0x4d)
control         Control_L (0x25),  Control_R (0x69)
mod1                Alt_L (0x40),  Alt_R (0x6c),    Meta_L (0xcd)
mod2                
mod3
mod4                Super_L (0x85),  Super_R (0x86),    Super_L (0xce),  Hyper_L (0xcf)
mod5                ISO_Level3_Shift (0x5c),    Mode_switch (0xcb)

这是系统定义的８种修饰方式，然后shift分配给了Shift_L和Shift_R两个键，所以Shift_L和Shift_R都绑定shift的修饰方式了，也就是字母大写什么的

我们可以添加add shift = Control_L使Control_L同时绑定ctrl和shift的效果，这样，Shift_L, Shift_R, Control_L都绑定了shift修饰效果

也可以添加remove shift = Control_L，以清除Control_L绑定的shift修饰效果

而添加clear shift，可以清除shift所有的关联

要修改修饰键的行为

清除其修饰效果，也就是删除它绑定的修饰方式
修改信号对应的动作，也就是信号在系统中对应的虚拟按键
绑定修饰效果

比如我需要把Control_L和Shift_L交换

remove control = Control_L
remove shift = Shift_L
keysym Control_L = Shift_L
keysym Shift_L = Control_L
add control = Control_L
add shift = Shift_L

keysym可能看着有点奇怪，反正记住keycode始终没变，只是名字变了
写成这样就好多了，尽量使用keycode，keysym有可能出现意想不到的错误，比如休眠就失效

1 2	keycode 17 = Shift_L keycode 50 = Control_L

如果只是把Shift_L修改为Control_L

1 2	remove shift = Shift_L keysym Shift_L = Control_L

差不多就这样了吧