Hacking Logitech K350 Keyboard

介绍在Linux下通过一些hacking，让罗技K350键盘的部分功能键恢复工作的方法。

1 前言

作为一个重度Emacs使用者，我使用电脑的大部分时间都在用键盘。“工欲善其事，必先利其器”，为了避免患上RSI，我用上了罗技K350键盘。

罗技K350是一款不错的人体工学键盘，它具有下面几个优点：

  1. 人体工学键盘。采用曲形键盘设计，因此手可以很自然的放在键盘上面。具有较大的掌托，有助于减少手腕的疲劳。提供两段式可调节键盘支架，可以按照喜好调整键盘高度；
  2. 极尽奢华的功能键。K350具有16颗独立的功能键，可以实现vista3D浏览（在XP系统下为应用程序切换键）、vista照片库（在XP系统下为我的图片）、媒体播放器、计算器、计算机休眠等功能。另外，通过右手侧的“Fn”键与F1-F12键组合，还可以实现快速启动word文档程序、excel表格程序、日历、IE、浏览器、MSN、电源状态检测以及光盘弹出开关。并且，这些功能键都是可编程的，通过使用官方的SetPoint工具，可以定制这些按键对应的功能；
  3. Unifying无线优联技术，通过简单的设置，可以和其他支持Unifying的外设共用一个接收器，因此和我的M505鼠标可以天衣无缝的配合；
  4. Ctrl、Alt键都较大，适合Emacser使用。

罗技K350键盘
罗技K350键盘

尽管如此，它也具有以下几个不足：

  1. F1-F12功能区是三个一组，与标准键盘四个一组的设计不同，因此需要适应。但适应了这样的键盘安排后，又会对标准的键盘产生不适应；=.=bb
  2. 作为薄膜键盘，手感当然比不上机械键盘，有时候会出现按键卡槽的情况。但在薄膜键盘中，K350算是手感最好的键盘之一了；
  3. 最大的问题在于，K350是针对Windows设计的，如果在Linux下使用，会发现很多功能键都没有反应。这是因为X11目前只能够处理不大于255的键码（Key Code），而这些功能键的键码都超出了X11的处理范围。这个问题一直让我感到很无趣。

通过数次折腾，我终于在Daniel Klaffenbach的主页上找到了对K350的hacking方法，能够让K350的一部分功能键在Linux里正常工作。这篇文章将对Daniel的方法进行补充说明，并结合Awesome 、Emacs等工具，让K350在Linux上最大程度的发挥自己的威力。

先放一张hack前后键盘所有功能键的工作情况对比表格：

按键 hack前 hack后
多媒体键 (Play, Stop, Previous, Next, Volume Up, Volume Down, Mute) 可以工作 可以工作
Music、Media Center 可以工作（产生一样的键码） 可以工作（产生一样的键码）
HomePage 可以工作 可以工作
Email 可以工作 可以工作
Search 可以工作 可以工作
Eject 可以工作 可以工作
Calculator 可以工作 可以工作
Sleep 可以工作 可以工作
ZoomIn 不能工作 可以工作
ZoomOut 不能工作 可以工作
Camera 不能工作 可以工作
Messenger 不能工作 可以工作
Word 不能工作 可以工作
Excel 不能工作 可以工作
Calendar 不能工作 可以工作
Flip 不能工作 不能工作
Gadget 不能工作 不能工作
A/B/C功能键 不能工作 不能工作

由表可见，除了Flip、Gadget、A、B、C几个功能键之外，其他的功能键经过hack之后都可以正常工作。

2 所需环境和工具

  • Linux内核要求支持evdev和HID，这在比较新的Linux内核版本都已经得到满足；
  • evrouter ，用于捕获鼠标和键盘产生的键码；
  • xmodmap，用于按键映射。

3 配置xmodmap

首先先使用xmodmap为几个原本不能工作的按键分配一个keycode不大于255的值，并取一个名字。名字可以随意，但建议和功能键本身功能相同。将下面这段文本保存为 $HOME/.xmodmap：

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keycode 234 = XF86Camera
keycode 250 = XF86ZoomIn
keycode 251 = XF86ZoomOut
keycode 252 = XF86Messenger
keycode 253 = XF86Word
keycode 254 = XF86Excel

4 安装并配置evrouter

之后，可以使用evrouter将捕捉到的按键event映射到xmodmap分配的keycode上。

首先到evrouter的官方主页 下载evrouter并安装evrouter。

安装完成后，在终端中使用evrouter --dump选项捕获键码：

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evrouter --dump /dev/input/event*

之后可以试着按一下那些不工作的按键，例如ZoomIn键，你将会看到屏幕打印出类似下面这样的信息：

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Window "(null)": # Window title
# Window "(null)": # Resource name
# Window "(null)": # Class name
"Logitech Unifying Device. Wireless PID:200a" "/dev/input/event8" none key/418 "fill this in!"

复制最下面这条信息，然后打开一个编辑器，把这条信息粘贴进去，并去掉event后面跟着的那个阿拉伯数字，例如上面这条语句中的8 ，然后将fill this in改为XKey/XF86ZoomIn，XKey/字段的作用是告诉evrouter这是个按键事件（event），而 XF86后跟着的名字可以随意取，但建议和功能键的名字相同。

按照这样的方法添加编辑器里内容。最后编辑器里的内容应该是类似这样的形式：

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#Zoom In
"Logitech Unifying Device. Wireless PID:200a" "/dev/input/event" none key/418 "XKey/XF86ZoomIn"
#Zoom Out
"Logitech Unifying Device. Wireless PID:200a" "/dev/input/event" none key/419 "XKey/XF86ZoomOut"
#Word
"Logitech Unifying Device. Wireless PID:200a" "/dev/input/event" none key/421 "XKey/XF86Word"
#Excel
"Logitech Unifying Device. Wireless PID:200a" "/dev/input/event" none key/423 "XKey/XF86Excel"
#Calendar
"Logitech Unifying Device. Wireless PID:200a" "/dev/input/event" none key/397 "XKey/XF86Calendar"
#Messenger
"Logitech Unifying Device. Wireless PID:200a" "/dev/input/event" none key/430 "XKey/XF86Messenger"
#Pictures
"Logitech Unifying Device. Wireless PID:200a" "/dev/input/event" none key/442 "XKey/XF86Camera"

将这段文本保存为 $HOME/.evrouterrc

5 测试结果

完成后就可以进行一下测试，在终端中分别敲入下面三句代码：

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$ xmodmap $HOME/.xmodmap
$ sudo evrouter /dev/input/event*
$ xev

第三句代码会运行一个命令行的按键检测工具，此时你可以试试按ZoomIn、Zoomout、Camera按键。如果有输出结果，那么恭喜你，你已经hack成功了。但到这里还不完美，因为还没有进行按键绑定，所以这些功能键还没有什么真正的用途。此外，上面这几条命令只在本次开机有效，如果不想每次开机都输入前面两条命令，你还需要设置一下自启动。

6 按键绑定

可以使用以下几个工具来实现按键绑定：

6.1 KDE/GNome按键绑定

KDE和Gnome都提供了按键绑定的工具，例如，Gnome的按键绑定位于Gnome设置中心->键盘->快捷键选项。

6.2 xbindkeys

X11本身就自带了按键绑定工具xbindkeys，你可以编写.xbindkeysrc文件来实现按键绑定，如果有需要，可以参考Daniel给出的一份.xbindkeysrc 文件。

6.3 Awesome

如果使用Awesome，也可以通过配置rc.lua文件来进行按键绑定。这是我的绑定代码：

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-- Volume Control
awful.key({ }, "XF86AudioRaiseVolume", function ()
             awful.util.spawn("amixer set Master 9%+") end),
awful.key({ }, "XF86AudioLowerVolume", function ()
             awful.util.spawn("amixer set Master 9%-") end),
awful.key({ }, "XF86AudioMute", function ()
             awful.util.spawn("amixer sset Master toggle") end),

-- Tools
awful.key({ }, "XF86Calculator", function ()
             awful.util.spawn("gnome-calculator") end),
awful.key({ }, "XF86Sleep", function ()
             awful.util.spawn("/usr/local/shutdown.sh") end),
awful.key({ }, "XF86Tools", function ()
             awful.util.spawn("rhythmbox") end),
awful.key({ }, "XF86HomePage", function ()
             awful.util.spawn("google-chrome") end),
awful.key({ }, "XF86Search", function ()
             awful.util.spawn("firefox") end),
awful.key({ }, "XF86Camera", function ()
             awful.util.spawn("cheese") end),
awful.key({ }, "XF86Word", function ()
             awful.util.spawn("emacs") end),
awful.key({ }, "XF86Excel", function ()
             awful.util.spawn("wps") end),
awful.key({ }, "XF86Calendar", function ()
             awful.util.spawn("/usr/local/xmind/xmind") end),
awful.key({ }, "XF86Messenger", function ()
             awful.util.spawn("pidgin") end),

-- Flipping
awful.key({ }, "XF86ZoomIn",
          function ()
             awful.client.focus.byidx( 1)
             if client.focus then client.focus:raise() end
          end),
awful.key({ }, "XF86ZoomOut",
          function ()
             awful.client.focus.byidx(-1)
             if client.focus then client.focus:raise() end
          end),

其中：

  • 音量控制绑定到了一个叫做amixer 的widget；
  • Sleep键绑定到了一个可视化的关机脚本 ；
  • Music/Media Center键绑定到了媒体播放器Rhythmbox；
  • Camera键绑定到了摄像工具茄子大头贴；
  • HomePage键绑定到了Google Chrome上；
  • Search键绑定到了Firefox上；
  • 我比较少用类Office排版工具，所以把Word键分给了Emacs，把Excel键分给了WPS；
  • Calendar键绑定到了XMind；
  • Messenger键绑定到了Pidgin，不过我比较少使用；
  • ZoomIn和ZoomOut用来做窗口切换。

6.4 Emacs

在Emacs中也可以专门做一些定制，让一些功能键为Emacs服务。由于我喜欢在Emacs中配合emms播放本地音乐，所以我的设置如下：

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;; 配置多功能键
(global-set-key (kbd "M-<XF86Tools>") 'emms)
(global-set-key (kbd "<XF86AudioNext>") 'emms-next)
(global-set-key (kbd "<XF86AudioPrev>") 'emms-previous)
(global-set-key (kbd "<XF86AudioStop>") 'emms-stop)
(global-set-key (kbd "<XF86AudioPlay>") 'emms-pause)

7 设置自启动

最后一步是设置自启动，在这之前需要先获取对 /dev/input/event* 的访问权限，否则即使设置了自启动，每次启动仍然需要手动输入密码，对于像我这样的懒人而言是不可接受的。

可以通过创建一条udev规则来获取访问权限，将这面这句话保存为 /etc/udev/rules.d/80-evrouter.rules :

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KERNEL=="event*", NAME="input/%k", GROUP="input"

你需要确保当前用户属于input用户组中。可以直接在终端中敲入如下代码：

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$ sudo groupadd input  增加一个名为input的组
$ sudo gpasswd -a USER input  添加用户USER到input组中

注意把第二句代码中的USER改为你当前的用户名称。

完成后可以选择以下几种方法设置自启动：

7.1 KDE

如果使用KDE，可以将下面这段代码保存到**~/.kde4/Autostart/autostart**：

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#!/bin/sh
xmodmap ~/.xmodmap
evrouter /dev/input/event*

之后为这个文件添加可执行权限：

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$ chmod a+x ~/.kde4/Autostart/autostart

7.2 Gnome

Gnome使用session来管理自启动，因此，可以通过gnome-session-properties(System->Preferences->Sessions)来实现自启动。方法和KDE类似：

  1. 将上面的那段shell脚本保存为一个文件，例如~/keyboard.sh；

  2. 使用chmod命令添加可执行权限

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    $ chmod a+x ~/keyboard.sh

  3. 然后在gnome-session-properties里添加这个脚本即可。

7.3 Awesome

Awesome的自启动可以通过设置rc.lua来实现，在rc.lua里添加这段内容：

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-- Autorun programs
function run_once(cmd)
   findme = cmd
   firstspace = cmd:find(" ")
   if firstspace then
      findme = cmd:sub(0, firstspace-1)
   end
   awful.util.spawn_with_shell("pgrep -u $USER -x " .. findme .. " > /dev/null || (" .. cmd .. ")")
end

run_once("sh $HOME/keyboard.sh")

如果要添加其他自启动程序，同样也只需要添加一条run_once命令即可。

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