我與小黑(ThinkPad X200s)之旋轉螢幕

ThinkPad X200s 是12吋寬螢幕 (1280x800)，以正常方向看電子書時，略顯狹窄。如果旋轉90度的話，就可以直立閱讀電子書，剛好可以全頁顯示16開到32開(A5~A6)的書籍頁面。

基本上，螢幕旋轉是顯示器本身就有的功能，不成問題。但是旋轉後的鍵盤方向鍵與小紅點方向並不會跟著轉向，在操作上就會礙手礙腳了。 X200s 的螢幕和鍵盤是一體的，旋轉螢幕後，鍵盤與小紅點的配置方向也會跟著旋轉。但是它們的操作軸線卻沒變，所以我們在操作時就會碰到手眼不協調的狀況。除非我們像金庸筆下的周伯通，可以一心二用、雙手互搏，心中想著游標要向上時，左手可以向右或向左推小紅點。

在 ThinkPad X200s 上實現一個完善的螢幕旋轉動作，應包含三個人機介面的調整:

• 螢幕調整
• 鍵盤方向鍵調整:
  螢幕旋轉後，方向鍵的上下鍵與左右鍵應對調。例如螢幕向左旋轉90度後，鍵盤的向左鍵應調整為向上。
• 小紅點軸線調整:
  螢幕旋轉後，小紅點的移動軸線應對調。例如螢幕向左旋轉90度後，小紅點的上移軸線要從向GH鍵延伸，改為向GB鍵延伸。

螢幕旋轉

指令 xrandr 。

• 正常方向: xrandr -o normal
• 向左旋轉90度: xrandr -o left
• 向右旋轉90度: xrandr -o right

你可以從桌面選單「系統」->「偏好設定」->「顯示」調整螢幕方向，但不能調整鍵盤與小紅點。此外，我還會寫成命令稿(shell script)，整合到鍵盤快速鍵上操作，所以以指令說明為主。

小紅點軸線調整

指令 xinput。xinput 的參數於各 Linux 散佈套件之間並不相同，本文係根據 Ubuntu xinput manpage 之說明操作。

首先執行 xinput list 查看 TrackPoint 的設備名稱。在目前的 Linux 版本中，它的完整設備名稱是 TPPS/2 IBM TrackPoint。

laptop$ xinput list
...
	Min_keycode is 8
	Max_keycode is 255
"TPPS/2 IBM TrackPoint"	id=7	[XExtensionPointer]
	Type is MOUSE
	Num_buttons is 5
	Num_axes is 2
	Mode is Relative
	Motion_buffer is 256
	Axis 0 :
		Min_value is -1
		Max_value is -1
		Resolution is 1
	Axis 1 :
		Min_value is -1
		Max_value is -1
		Resolution is 1
"Macintosh mouse button emulation"	id=8	[XExtensionPointer]
	Type is MOUSE
...

接著執行 xinput list-props "TPPS/2 IBM TrackPoint"(請輸入上列指令查到的完整設備名稱) 查看有哪些屬性可以調整。

laptop$ xinput list-props "TPPS/2 IBM TrackPoint"
Device 'TPPS/2 IBM TrackPoint':
	Device Enabled (97):	1
	Evdev Reopen Attempts (230):	10
	Evdev Axis Inversion (231):	0, 0
	Evdev Axis Calibration (232):	
	Evdev Axes Swap (233):	0
	Evdev Middle Button Emulation (234):	1
	Evdev Middle Button Timeout (235):	50
	Evdev Wheel Emulation (236):	1
	Evdev Wheel Emulation Axes (237):	6, 7, 4, 5
	Evdev Wheel Emulation Inertia (238):	10
	Evdev Wheel Emulation Timeout (239):	200
	Evdev Wheel Emulation Button (240):	2
	Evdev Drag Lock Buttons (241):	0

與螢幕旋轉有關者，是:

• Evdev Axes Swap: 水平軸與垂直軸是否交換。預設為 0 (不交換)
• Evdev Axis Inversion: 是否反轉軸線兩端，第一個是左右端反轉，第二個是上下端反轉。

小紅點正常軸線

xinput set-int-prop "TPPS/2 IBM TrackPoint" "Evdev Axes Swap" 8 0
xinput set-int-prop "TPPS/2 IBM TrackPoint" "Evdev Axis Inversion" 8 0 0

小紅點左轉90度軸線

xinput set-int-prop "TPPS/2 IBM TrackPoint" "Evdev Axes Swap" 8 1
xinput set-int-prop "TPPS/2 IBM TrackPoint" "Evdev Axis Inversion" 8 1 0

小紅點右轉90度軸線

xinput set-int-prop "TPPS/2 IBM TrackPoint" "Evdev Axes Swap" 8 1
xinput set-int-prop "TPPS/2 IBM TrackPoint" "Evdev Axis Inversion" 8 0 1

鍵盤方向鍵配置調整

我們需要利用指令 showkey 觀察按鍵的掃描碼(scan code)與鍵位代碼(key code)。再藉由指令 setkeycodes 改變配置。

執行 showkey 可以觀察鍵位代碼(key code)；執行 showkey -s 可以觀察掃描碼(scan code)。注意， showkey, setkeycodes 必須以 root 身份執行，請記得配合 sudo 。

「掃描碼」指的是實體鍵盤對作業系統的鍵盤驅動程式送出的硬體訊號。「鍵位代碼」則是作業系統與應用軟體間溝通的按鍵代號。例如標準鍵盤上的 Enter 鍵之掃描碼為 0x1c9c 。另一方面，作業系統定義 Enter 的鍵位代碼是 28 。在作業系統的正常鍵盤配置表中，掃描碼 0x1c9c 關聯到 鍵位代碼 28。因此，當使用者按下鍵盤的 Enter 後，鍵盤先對作業系統送出掃描碼 0x1c9c ，作業系統再根據掃描碼查詢鍵盤配置表，找到它對應鍵位代碼 28，最後作業系統就會對應用軟體送出Enter 的鍵位代碼 28 。而這個鍵盤配置表，就是我們在螢幕旋轉後，要調整的目標之一。不過我們僅需要調整 X200s 鍵盤右下角那6顆按鍵的鍵盤配置。

在我的 X200s ，我所得到的鍵盤方向鍵對咉如下列: (Back, Forward 是鍵盤右下角方向鍵區的那兩顆，不是右上角的 PageUp,PageDown)

Scan code:
Up: e048  (0xe0 0x48)
Down: e050
Left: e04b
Right: e04d
PageUp: e049
PageDown: e051
Back: e06a
Forward: e069

Key code:
Up: 103
Down: 108
Left: 105
Right: 106
PageUp: 104
PageDown: 109
Back: 158
Forward: 159

方向鍵正常配置

#           Up       Down     Left     Right
setkeycodes e048 103 e050 108 e04b 105 e04d 106 e06a 158 e069 159

方向鍵左轉90度配置

我將 Back, Forword 配置為 PageUp、PageDown 按鍵。

setkeycodes e048 106 e050 105 e04b 103 e04d 108 e06a 104 e069 109

方向鍵右轉90度配置

我將 Back, Forword 配置為 PageDown、PageUp 按鍵。

setkeycodes e048 105 e050 106 e04b 108 e04d 103 e06a 109 e069 104

All in one

我將上述三種動作整合在一個指令稿中，名稱為 rotate。執行 rotate left 即可向左旋轉90度，執行 rotate normal 回復正常。由於 setkeycodes 指令需要以 root 身份執行，所以需要配合 sudo 。或者，可以設定 setkeycodes 的 SetUID 屬性，令它自動切換為 root 身份。

#!/bin/sh

# WARNING!!!
# enable setuid to root with /usr/bin/setkeycodes
# sudo chmod u+s /usr/bin/setkeycodes
#
#UID=`id -u`
#if [ $UID -ne 0 ]; then
#	echo "You must become root to run this script."
#	exit 1
#fi


STAT_FILE=/tmp/rotate.stat

log_stat() {
    echo $1 > $STAT_FILE
}

rotate_normal() {
	xrandr -o normal
    xinput set-int-prop "TPPS/2 IBM TrackPoint" "Evdev Axes Swap" 8 0
    xinput set-int-prop "TPPS/2 IBM TrackPoint" "Evdev Axis Inversion" 8 0 0
	# use 'showkey' command to get key code.
	# use 'showkey -s' command to get scan code.
	#           Up       Down     Left     Right
	setkeycodes e048 103 e050 108 e04b 105 e04d 106 e06a 158 e069 159
	
	log_stat "normal"
}

rotate_left() {
	xrandr -o left
    xinput set-int-prop "TPPS/2 IBM TrackPoint" "Evdev Axes Swap" 8 1
    xinput set-int-prop "TPPS/2 IBM TrackPoint" "Evdev Axis Inversion" 8 1 0
	setkeycodes e048 106 e050 105 e04b 103 e04d 108 e06a 104 e069 109

	log_stat "left"
}

rotate_right() {
	xrandr -o right
    xinput set-int-prop "TPPS/2 IBM TrackPoint" "Evdev Axes Swap" 8 1
    xinput set-int-prop "TPPS/2 IBM TrackPoint" "Evdev Axis Inversion" 8 0 1
	setkeycodes e048 105 e050 106 e04b 108 e04d 103 e06a 109 e069 104

	log_stat "right"
}

case "$1" in
	normal)
	    rotate_normal
		;;
	left)
	    rotate_left
		;;
	right)
	    rotate_right
		;;
	auto)
	    STAT=`cat $STAT_FILE`
	    if [ "normal" = "$STAT" ]; then
	        rotate_left
	    else
	        rotate_normal
	    fi
	    echo $STAT
	    ;;
	*)
		echo "Usage: rotate [normal|left|right]"
		;;
esac

因為我將要透過鍵盤捷徑鍵來執行旋轉動作，所以我設定了 setkeycodes 的 SetUID 屬性 (sudo chmod u+s /usr/bin/setkeycodes)，略過密碼詢問動作。最後，使用桌面工具「系統」->「偏好設定」->「鍵盤捷徑鍵」，加入 自訂的捷徑鍵，命令列輸入 rotate auto，按鍵設定 Fn + F9。如此一來，我只需要按下 Fn + F9 就可以切換螢幕的方向了。此鍵盤捷徑鍵的設定方式，只適用於 GNOME 桌面環境。

如果你是使用其他桌面環境，例如 OpenBox, LXDE ，那麼你需要利用 xbindkeys 這個套件設定捷徑鍵，並根據桌面環境的啟動方式，將 xbindkeys 加入該桌面環境的啟動指令稿中。例如 ~/.xinitrc, ~/.xsession, 或是 ~/.Xclients 。

最後一提的是，在 X window 的傳統上，我們習慣將自定的指令內容加入 ~/.xinitrc (from startx) 或是 ~/.xsession (from GDM)。但是在 Ubuntu 9.10 桌面版中，當使用預設的 GNOME 桌面環境時，這些動作被略過了。我原本使用 xbindkeys 設定捷徑鍵，但是卻發現我的 ~/.xinitrc, ~/.xsession 等檔案全都沒有執行。嘗試多次後，只有寫在 ~/.profile 內的指令會被執行。最後，我透過桌面工具「系統」->「偏好設定」->「啟動應用程式」，將 xbindkeys 加入為自動啟動的程序。似乎 Ubuntu 桌面版未來傾向於透過桌面工具設定這些自定動作，而不鼓勵我們自己編寫 X 啟動內容。