Tastenwiederholungszeit in Linux konfigurieren

Wer täglich mit Linux arbeitet, für den ist das Verhalten der Tastatur entscheidend – es macht den Unterschied zwischen flüssigem und frustrierendem Tippen. Tastenwiederholungszeit, Anfangsverzögerung und das Verhalten jeder einzelnen Taste lassen sich sowohl in der grafischen Benutzeroberfläche und der Textkonsole als auch direkt im Kernel mit unglaublicher Präzision anpassen.

Darüber hinaus können Sie unter Linux nicht nur die Zeit bis zum Beginn der Wiederholung einer Taste oder die Anzahl der Zeichen pro Sekunde, die beim Gedrückthalten erzeugt werden, ändern, sondern auch die Tastaturbelegung anpassen, Sondertasten neu definieren, das Layout ändern und sogar erweiterte Aktionen wie das Starten von Programmen oder das Herunterfahren des Systems zuweisen.

Grafische Konfiguration der Tastenwiederholungszeit in Linux

In den meisten modernen Linux-Desktopumgebungen (z. B. GNOME, KDE Plasma, Cinnamon usw.) lassen sich die Tasteneinstellungen zunächst in den Systemeinstellungen anpassen. Diese Umgebungen bieten einen eigenen Tastaturbereich, in dem sich Tastenverzögerung und -wiederholrate einstellen lassen, ohne die Kommandozeile verwenden zu müssen.

In einer GNOME-ähnlichen Umgebung findet man diese Einstellung üblicherweise unter „Systemeinstellungen → Tastatur → Tastenwiederholung“ . Dort findet man zwei Haupteinstellungen: die Verzögerung, bevor eine gedrückt gehaltene Taste mit der Wiederholung beginnt, und die Wiederholungsrate (wie viele Zeichen pro Sekunde generiert werden).

Die „Wiederholungsverzögerung“ steuert die Zeitspanne zwischen dem Loslassen einer Taste und dem Beginn der kontinuierlichen Eingabe. Wenn Sie Schwierigkeiten haben, den Finger schnell abzuheben oder den Cursor präzise über die Tastatur bewegen , sollten Sie diese Verzögerung erhöhen oder die automatische Wiederholung ganz deaktivieren.

Die „Wiederholungsrate“ gibt an, wie viele Zeichen nach Beginn der Wiederholung ausgegeben werden. Eine hohe Rate eignet sich hervorragend für schnelles Scrollen in Texten oder Spielen , kann aber auch dazu führen, dass zu viele Zeichen verloren gehen, wenn der Wert zu hoch eingestellt ist.

Bei speziellen Tasten, wie beispielsweise einem in die Tastatur integrierten Lautstärkerad oder -knopf , kann ein anderes Verhalten gewünscht sein. So soll die Lautstärke beim Drehen des Rades beispielsweise sofort erhöht oder verringert werden, ohne die übliche Verzögerung von 600 ms wie bei anderen Tasten. In Standard-Grafikumgebungen gibt es üblicherweise keine Möglichkeit, für jede Taste eine individuelle Verzögerung festzulegen. Hier kommen die Systemebenen und Konsolenfunktionen zum Einsatz.

Tastatursteuerung vom System: Scancodes, Tastencodes und BIOS

Unter der grafischen Oberfläche verarbeitet Linux die Tastatur deutlich detaillierter, als es auf den ersten Blick scheinen mag. Beim Drücken einer Taste sendet das Gerät nicht direkt einen Buchstaben, sondern einen Scancode . Dieser Scancode erreicht den Kernel, der ihn in einen Tastencode umwandelt . Anschließend wird eine Tastaturbelegung angewendet, die letztendlich ein Zeichen oder eine Aktion auslöst.

Traditionell wurde die Tastatureingabe über den BIOS-Interrupt 9 verarbeitet (typisch für MS-DOS-ähnliche Systeme), unter Linux installiert der Kernel jedoch eine eigene Routine für Tastatur-Interrupts . Diese Routine folgt einem ähnlichen Schema wie die klassische, allerdings mit Unterschieden in der Interpretation der Scancodes und der Art und Weise, wie interne Puffer gefüllt werden.

Die meisten Tasten erzeugen zwei Codes: einen beim Drücken (Tastenblock) und einen beim Loslassen (Tastenblock). In der Praxis ignoriert der Kernel üblicherweise die Tastenblock-Codes, um die Verarbeitung zu vereinfachen , außer in bestimmten Fällen wie bei Umschalttasten (Shift, Strg, Alt usw.). Einige Sondertasten erzeugen zudem doppelte Sequenzen: zuerst ein Präfixbyte (z. B. 0xE0) und dann den Tastencode.

Für Scancodes im Bereich 0x01–0x58 (1 bis 88 dezimal) wendet Linux standardmäßig eine sehr einfache Regel an: Tastencode = Scancode . In anderen Bereichen (z. B. 0x59–0x7F oder Sequenzen, die mit 0xE0 beginnen) ist die Beziehung nicht so eindeutig, und eine interne Kerneltabelle definiert, welcher Tastencode welcher Scancode-Kombination entspricht.

Mit Tools wie `showkey` und `getkeycodes` können Sie genau sehen, welche Codes Ihre Tastatur erzeugt. Wenn Sie beispielsweise `showkey -k` in einer virtuellen Konsole (nicht in einem grafischen Terminal) ausführen, werden Ihnen die von jedem Tastendruck generierten Tastencodes angezeigt. Mit `showkey -s` können Sie die vom Gerät gesendeten Rohdaten (Scancodes) einsehen, was bei der Fehlersuche hilft, beispielsweise wenn Ihre Laptop-Tastatur nicht funktioniert.

Tastenbelegung ändern: Befehl setkeycodes

In Situationen, in denen eine Sondertaste (z. B. ein Lautstärkerad, Multimedia-Tasten oder zusätzliche Tasten auf der Tastatur) nicht korrekt interpretiert wird, können Sie mit `setkeycodes` die Zuordnung zwischen Scancode und Keycode anpassen. Mit diesem Befehl teilen Sie dem Kernel mit: „Wenn Sie diesen Scancode sehen, behandeln Sie ihn so, als wäre es dieser Keycode . “

Die grundlegende Syntax lautet:

setkeycodes scancode keycode

Der Scancode wird hexadezimal (z. B. e049 ) und der Tastencode dezimal (z. B. 112 ) angegeben. Dadurch können Sie ungewöhnliche Tasten neu belegen, sodass das System sie als Standardtasten oder andere Tasten Ihrer Wahl erkennt.

Stellen Sie sich vor, Ihre Tastatur erzeugt die Sequenz 0xE0 0x49, wenn Sie die physische Taste „Bild auf“ drücken. Laut der Standard-Tastentabelle des Kernels könnte dies dem Tastencode 104 entsprechen. Wenn Sie möchten, dass sich diese Taste anders verhält, könnten Sie beispielsweise Folgendes ausführen:

setkeycodes e049 112

Nach dieser Änderung wird beim Drücken dieser Taste der Tastencode 112 anstelle von 104 generiert. Wichtig ist hierbei, dass diese Neubelegung auf Kernel-Ebene erfolgt, bevor die Tastaturbelegung den Tastencode einer bestimmten Aktion zuordnet . Anschließend können Sie in Ihrer Belegung festlegen, welche Funktion der Tastencode 112 hat.

Um zu überprüfen, welche Tastencodes das System erkennt und welche Bereiche es unterstützt, können Sie `getkeycodes` verwenden . Dadurch werden die internen Tabellen angezeigt. Diese Hilfsprogramme benötigen in der Regel Administratorrechte, da sie das globale Tastaturverhalten auf allen virtuellen Konsolen ändern.

Betriebsmodi der Linux-Konsole

In textbasierten Konsolen (den typischen TTYs, die Sie mit Strg+Alt+F1…F6 aufrufen ) kann der Linux-Tastatur- und Konsolentreiber in verschiedenen Modi arbeiten, die genau festlegen, was die Anwendung empfängt. Diese Modi beeinflussen die Interpretation von Scancodes, Tastencodes und Zeichen.

Die Hauptmodi sind:

RAW-Modus (Scan-Modus) : Der Treiber übersetzt nichts; er sendet die Scancodes unverändert an die Anwendung. Dies ist der Modus mit der niedrigsten Priorität und wird typischerweise verwendet, wenn ein Grafiksystem oder eine spezielle Anwendung die vollständige Kontrolle über die Tastatur benötigt.

MEDIUMRAW-Modus (Tastencode-Modus) : Der Kernel wandelt Scancodes in Tastencodes um, führt aber keine weiteren Aktionen aus. Die Anwendung empfängt die Tastencodes und entscheidet über die weitere Vorgehensweise . Dieser Ansatz eignet sich für Programme mit eigenem Tastenkombinations- und Übersetzungssystem.

XLATE-Modus (ASCII-Modus) : Dies ist der traditionelle Standardmodus in Textkonsolen. In diesem Modus werden Scancodes in Tastencodes und anschließend gemäß einer 8-Bit-Tastaturbelegung (üblicherweise basierend auf ISO-8859-1) in Zeichen umgewandelt. Er ist der gebräuchlichste Modus bei der direkten Arbeit mit einer Shell in der TTY.

UNICODE-Modus (UTF-8) : Ähnlich dem vorherigen Modus, jedoch mit Unicode-Zeichensatz. Dabei werden UTF-8-Sequenzen an den Kernel gesendet, um Zeichen darzustellen, die länger als ein Byte sind. Dieser Modus ist in modernen Systemen, die verschiedene Alphabete oder erweiterte Symbole unterstützen müssen, unerlässlich.

Der aktive Modus der Konsole hängt von der Umgebungsvariablen TERM ab . Führt man `printenv TERM` aus , sieht man in einer virtuellen Konsole typischerweise „linux“, während in einem grafischen Terminal unter X oder Wayland „xterm“, „xterm-256color“ oder etwas Ähnliches angezeigt wird. Beim Betrieb eines X-Servers verwaltet X selbst die Tastatur , und der Kernel belässt die Konsole üblicherweise im RAW-Modus und delegiert die Interpretation an den grafischen Server.

In diesem Kontext wird die Alt -Taste als Meta-Taste bezeichnet, und die Tastenkombination Alt+X wird üblicherweise als MetaX abgekürzt. Das Verhalten dieser Meta-Tastendrücke lässt sich mit dem Dienstprogramm `setmetamode` anpassen . Damit kann man festlegen, ob beim Drücken von Alt+X die Sequenz ESC X (Escape gefolgt vom Zeichen) oder ein Zeichen mit dem Wert X plus 128 gesendet wird, d. h. Bit 7 gesetzt ist.

Terminalmodell und Terminfo-Datenbank

Linux übernimmt ein klassisches Konzept von UNIX: Das System betrachtet jede Sitzung als einen Terminaltyp mit bekannten Eigenschaften (Sondertasten, Farbdarstellung, Cursorsteuerung usw.). Selbst wenn nur ein Monitor und eine Tastatur vorhanden sind, erkennt der Kernel die Verbindung über ein bestimmtes Terminalmodell.

Die Fähigkeiten jedes Terminalmodells sind in der terminfo- Datenbank beschrieben , die sich üblicherweise unter /usr/share/terminfo/ befindet . Diese Datenbank enthält Dateien, die in Unterverzeichnissen nach Anfangsbuchstaben organisiert sind (beispielsweise befindet sich die Datei vt100 in einem Unterverzeichnis, dessen Name mit dem Anfangsbuchstaben des Terminals beginnt).

Jede terminfo-Datei beschreibt den Terminalnamen, den Alias ​​und eine lange Liste von Funktionen: welche Escape-Sequenzen den Funktionstasten entsprechen , wie der Cursor bewegt wird, wie Zeilen gelöscht werden usw. Ein typisches Header-Beispiel für ein klassisches Terminal sieht etwa so aus: „vt100|vt100-am|dec vt100 (w/advanced video) …“.

Zur Interaktion mit Terminalfunktionen über die Kommandozeile stehen Ihnen verschiedene Werkzeuge zur Verfügung:

stty : Wird verwendet, um Terminalparameter anzuzeigen und anzupassen (Echo, Flusssteuerung, Löschen von Zeichen usw.).

`setterm` ermöglicht die Anpassung von Konsolenattributen wie Videoverhalten, Blinken, Farben usw. Wird es ohne Argumente ausgeführt, werden üblicherweise alle im aktuellen Terminal anpassbaren Funktionen aufgelistet.

tput : verwendet terminfo, um Standardsteuersequenzen an das Terminal zu senden, z. B. zum Löschen des Bildschirms, zum Bewegen des Cursors oder zum Ändern von Attributen, ohne dass die ANSI-Sequenzen manuell geschrieben werden müssen.

Tastaturkonfiguration beim Systemstart

Gemäß der Linux Standard Base (LSB) -Spezifikation befinden sich die Systemstartskripte in /etc/init.d/ und werden direkt oder indirekt von /sbin/init , dem übergeordneten Prozess aller anderen, gestartet. Innerhalb dieser Struktur sind die Schritte zur Initialisierung von Hardware, Netzwerken, Konsolen und natürlich der Tastatur definiert.

Normalerweise werden während des Bootvorgangs Skripte im Verzeichnis `/etc/init.d/boot.d/` oder einem entsprechenden Pfad (abhängig von der Distribution) ausgeführt. Diese Skripte verwalten Komponenten wie serielle Schnittstellen, Netzwerkkarten, den CMOS-Takt, logische Datenträger und andere grundlegende Systemkomponenten. Abschließend wird üblicherweise ein Skript wie `/etc/init.d/ boot.local` für benutzerdefinierte Administratorbefehle ausgeführt.

Bezüglich der Tastaturbelegung der Textkonsole verwenden viele Distributionen eine Konfigurationsdatei wie beispielsweise /etc/sysconfig/keyboard . Diese Datei legt wichtige Parameter fest, darunter das beim Start zu ladende Tastaturlayout und die Wiederholungseinstellungen.

Diese Datei enthält Anweisungen wie:

KEYTABLE : Gibt die Tastaturbelegungsdatei an, die sich üblicherweise unter /usr/share/kbd/keymaps/ befindet . Ein typischer Wert wäre beispielsweise „es.map.gz“, was auf eine Belegung für eine spanische Tastatur verweist.

KBD_RATE und KBD_DELAY : Diese Werte definieren die Wiederholungsrate (z. B. von 2.0 bis 30.0 Zeichen pro Sekunde) und die anfängliche Verzögerung in Millisekunden (250, 500, 750, 1000 usw.). Soll der Befehl „kbdrate“ beim Systemstart ausgeführt werden, müssen beide Werte festgelegt werden.

Zusätzlich gibt es Voreinstellungen für Tasten wie Num Lock, Scroll Lock und Caps Lock , die auf „Ja“, „Nein“ oder „BIOS“ (BIOS-Einstellungen beachten) gesetzt werden können. Es besteht sogar die Möglichkeit, die Caps-Lock-Funktion zu deaktivieren und die Caps-Lock-Taste in eine normale Shift-Taste umzuwandeln.

Die wichtigste Zeile für das Gesamtverhalten der Tastatur ist diejenige, die die Tastenbelegung definiert, etwa so:

KEYTABLE="es.map.gz"

Diese Zuordnung legt fest, welche Funktion jeder Tastencode hat; das heißt, welches Zeichen oder welche Aktion ausgelöst wird, wenn die jeweilige Taste in Kombination mit Modifikatoren (Shift, AltGr, Strg usw.) gedrückt wird. Anschließend können Sie das Verhalten mithilfe von Tools wie loadkeys, dumpkeys, showkey und kbdrate direkt anpassen.

Wichtige Hilfsprogramme: showkey, loadkeys, dumpkeys und kbdrate

Sobald das System eingerichtet und betriebsbereit ist, stehen Ihnen mehrere leistungsstarke Werkzeuge zur Verfügung, um die Tastatur in Echtzeit zu steuern. Dabei handelt es sich um Konsolenprogramme, mit denen Sie die Tastatur bei sinnvoller Anwendung an nahezu jeden Bedarf anpassen können.

`showkey` : Mit diesem Befehl lässt sich überprüfen, welche Codes die Tastatur tatsächlich generiert. ` showkey -s` zeigt die Scancodes an, wie sie von der Hardware kommen; ` showkey -k` zeigt die Tastencodes an, die von der Kernel-Routine nach der ersten Konvertierung erzeugt werden.

`loadkeys` : Lädt eine neue Tastaturbelegung in die virtuellen Konsolen. Dies erfordert Root-Rechte und sollte mit Vorsicht verwendet werden, da es alle TTYs, einschließlich der Anmeldetaste, beeinflusst . Eine falsch konfigurierte Belegung kann die Passworteingabe oder sogar die Anmeldung extrem erschweren.

`dumpkeys` ermöglicht die Untersuchung des aktuellen Tastaturlayouts und weiterer Details wie Funktionsdefinitionen, Zeichenkombinationen und symbolischen Entsprechungen. Mit Optionen wie `dumpkeys --long-info` , `dumpkeys --funcs-only` oder `dumpkeys --compose-only` erhalten Sie sehr detaillierte Auflistungen der Struktur Ihres Tastaturlayouts.

kbdrate : Mit diesem Tool können Sie die Tastenanschlagsrate und die Anfangsverzögerung direkt anpassen . Auf vielen Systemen entsprechen die Standardwerte dem IBM-Tastaturstandard: etwa 10 Zeichen pro Sekunde und etwa 250 ms Verzögerung. Mit kbdrate können Sie diese Werte ändern, ohne das System neu starten zu müssen. Das Tool ist hilfreich, um die Bedienungshilfen wie Filtertasten in Windows besser zu verstehen.

Zum Beispiel könnte man für eine sehr kurze Verzögerung und eine schnelle Wiederholung Folgendes verwenden:

kbdrate -d 200 -r 30

Mit dem Parameter `-d` wird die Verzögerung (in Millisekunden) und mit `-r` die Wiederholungsrate (Zeichen pro Sekunde) festgelegt. Für eine langsamere Reaktionszeit erhöhen Sie die Verzögerung oder verringern Sie die Rate . Für eine nahezu sofortige Reaktion reduzieren Sie die Verzögerung auf 200 ms oder weniger, abhängig von Ihrer Hardware.

Die Tastaturbelegung: Interne Definition und Modifikatoren

Die Tastaturbelegung (Keymap) ist das Herzstück der erweiterten Konfiguration. Diese Belegungen können in den Kernel einkompiliert oder als Textdateien unter /usr/share/kbd/keymaps/ gespeichert werden , wobei Standardkonfigurationen in Dateien wie /etc/defkeymap.map zu finden sind . Jede Distribution enthält typischerweise Sammlungen von Belegungen für verschiedene Sprachen und Layouts.

Tastaturbelegungen definieren mithilfe einer spezifischen Syntax, welche Funktion jeder Tastencode in Kombination mit verschiedenen Sondertasten hat. Im Allgemeinen lassen sich bis zu 256 verschiedene Aktionen für eine einzelne Taste definieren , die den möglichen Kombinationen von Sondertasten (Umschalt, Alt, Strg, AltGr usw.) zugeordnet sind.

Die Kartendatei verwendet Zeilen folgender Form:

Tastencode = Symbol Symbol Symbol …

Die Zahl ist die interne Kennung (Tastencode) der Taste, die dezimal, oktal oder hexadezimal dargestellt werden kann. Das Symbol (Tastensymbol) repräsentiert die zugehörige Aktion, die ein Zeichen, eine Zeichenfolge oder eine spezielle Funktion wie „ Entfernen“, „Starten“, „Konsole_15“ usw. sein kann. Direkte numerische Codes werden üblicherweise nicht verwendet; stattdessen kommen symbolische Konstanten zum Einsatz, die über verschiedene Kernelversionen hinweg stabil bleiben.

Modifikatoren werden als Bits in einem Oktett behandelt, jedes mit einer bestimmten Gewichtung. Beispielsweise könnte die Umschalttaste die Gewichtung 1, AltGr die Gewichtung 2, Strg die Gewichtung 4, Alt die Gewichtung 8 usw. für die linke Umschalttaste, die rechte Umschalttaste, die linke Strg-Taste und die rechte Strg-Taste haben. Beim Drücken einer Taste wird die ausgeführte Aktion durch Addition der Gewichtungen der aktiven Modifikatoren und Abfrage der entsprechenden Spalte in der Tastendefinition bestimmt.

Wenn Sie beispielsweise eine Taste gleichzeitig mit Shift und Alt drücken, könnte die Summe 9 ergeben, und die Definition in Spalte 9 bestimmt das Ergebnis. Ohne Modifikator ist der Index 0, und das erste in der Tastencodezeile definierte Symbol wird verwendet.

Außerdem gibt es ein spezielles Zeichen, das Pluszeichen (+) vor einigen Symbolen, das anzeigt, dass diese wie Buchstaben zu behandeln sind, also der Feststelltaste und der Umschalttaste entsprechen. Ein typisches Beispiel:

Tastencode 30 = +a

Dies bedeutet, dass der Schlüssel ein kleines „a“ ohne Modifikatoren erzeugt, ein „A“, wenn Großbuchstaben verwendet werden usw. Für ein spezifischeres Verhalten kann die Spalte für Großbuchstaben explizit definiert werden, zum Beispiel:

Tastencode 30 = +a A

Soll eine Taste in einer bestimmten Kombination keine Funktion haben, verwendet man das Schlüsselwort `VoidSymbol` . Beispielsweise kann man eine Taste so definieren, dass sie ohne Modifikatoren nur ein 'a' ausgibt und bei bestimmten Kombinationen keine Funktion hat. In diesen Fällen sind die Definitionen mit `VoidSymbol` gekennzeichnet. Die Syntax ermöglicht zudem Vereinfachungen: Ist ein einzelnes Symbol definiert, das kein ASCII-Buchstabe ist, wird davon ausgegangen, dass es in allen angegebenen Spalten vorkommt.

Weitere Bestandteile der Karte: Enthält Tastaturbelegungen, Zeichensatz, Funktionen und Komposition

Tastaturbelegungsdateien enthalten nicht nur Tastencodedefinitionen, sondern auch weitere Elemente, die für das Gesamtverhalten wichtig sind. Dies ermöglicht Modularität, Unterstützung verschiedener Zeichensätze und die Definition von Funktionstasten und Akzentkombinationen.

Die `include`- Direktive ermöglicht das Einbinden anderer Dateien, ähnlich wie ein `import`-Befehl. Dies ist nützlich, um häufig verwendete Teile in mehreren Maps wiederzuverwenden, beispielsweise eine Akzenttabelle oder einen Satz von Standardfunktionen.

Die Zeile `keymaps` definiert die Spalten (Modifikatorindizes) der Tastenbelegung. Anstatt alle 256 möglichen Spalten aufzulisten, werden üblicherweise Bereiche angegeben, z. B. ` keymaps 0-2,4-5,8,12` . Dies bedeutet, dass die Spalten 0, 1, 2, 4, 5, 8 und 12 (Normal, Shift, AltGr, Strg, Strg+Shift, Alt und Strg+Alt) verwendet werden. Fehlt diese Zeile, wird angenommen, dass Definitionen von 0 bis M vorhanden sind, wobei M der höchste Index in den `keycode`-Zeilen ist.

Zeichensatzdefinitionen erfolgen mit Zeilen wie diesen:

Zeichensatz «iso-8859-2»

und ermitteln Sie, welcher Codepage die numerischen Werte der Zeichen entsprechen. Standardmäßig wird üblicherweise ISO-8859-1 (Latin-1) verwendet, aber auch andere Codepages wie ISO-8859-2 oder ISO-8859-7 sind möglich. Dies ist relevant für Symbole wie den griechischen Buchstaben Mu oder Sonderzeichen bestimmter Sprachen.

Zeichenkettendefinitionen verwenden die folgende Syntax:

string keysym = "text"

Sie dienen dazu, Funktionstasten oder Sondertasten bestimmten Zeichenfolgen zuzuordnen. Beispielsweise können Sie festlegen, dass F1 die Taste „ESC“ sendet.