Personalización del teclado externo inalámbrico RC12 de un miniPC MK808 basado en Android

Desde hace poco tiempo tengo un sistema multimedia, un smartTV MK808+RC12, basado en el sistema operativo Android, con el que puedo visionar las películas que tengo almacenadas en red o en un disco duro externo. El conjunto consta de un miniPC Android MK808, empaquetado en un pendrive, y de un teclado inalámbrico RC12, que consume uno de los dos puertos USB con el que viene equipado el MK808.

Al MK808 le he sustituido la ROM de origen y le he instalado una nueva, la Finless 2.1 con lo que pasa a tener la versión 4.2.2 de Android. Funciona a las mil maravillas.

La única 'pega' es de que el teclado es inglés, por lo que la disposición de las teclas no coincide con las de un teclado español, carece de algunas de ellas, como la 'ñ' o la 'ç' y complicado conseguir acentuar las vocales . Si el conjunto lo utilizara para edición de textos en español, podría tener un cierto problema, que solucionaría comprándome un teclado español.  Pero como el 'cacharro' lo he comprado para lo que lo he comprado, voy a tratar de remediar este inconveniente personalizando el teclado convenientemente y añadiéndole algunas funcionalidades más.
El teclado inalámbrico RC12 que vino junto al MK808 tiene el aspecto que muestra la siguiente imagen.

Desde mi punto de vista, el mayor problema de estos dispositivos radica en el modo de manejarlo, pues al no tener pantalla táctil, y no digamos si la tuviera, la mayoría de las aplicaciones que están desarrolladas para un móvil han sido desarrolladas pensando en una pantalla táctil, y son muy complicadas de utilizar con un teclado externo que pretenda simular la acción de los dedos sobre una pantalla táctil.

MUY IMPORTANTE:
Antes de continuar hay que tener en cuenta que para realizar todos los procedimientos que siguen, el dispositivo tiene que estar ROOTEADO. Este procedimiento ha sido probado en un sistema determinado, y que probablemente funcione sin mayores problemas en otro sistema Android. A pesar de ello, no me responsabilizo de los problemas que puedan surgir al aplicar lo que se indica en este blog.Los procedimientos que se indican en esta entrada del blog han funcionado en un sistema Android con versión 4.2.2. Probablemente funcione para versiones anteriores de Android 4.0 y superiores.

Como todo el mundo sabe, para encontrar en Google lo que nos interesa, hay que saber qué estamos buscando y cómo debemos preguntarle.
Lo primero que hice fue buscar en Internet si había alguna aplicación en Play Store que resolviese mi problema. Aunque no la he probado, parece existir una aplicación que personaliza los teclados externos - External Keyboard Helper Pro. Pero yo quería una solución que no fuera recurriendo a una aplicación.
Y el camino que seguí fue la de meterme en las entrañas del sistema operativo y ver la manera de alterar los drivers que manejan el teclado externo conectado al puerto USB. Sabía que el secreto estaba en el contenido de unos ficheros de configuración de los dispositivos externos que se conectan al sistema Android, con extensión .kcm y .kl, siglas de key character map y key layout, respectivamente. Y esto fue lo que busqué.
El primer enlace representativo que nos muestra la búsqueda en Google correspondió a http://source.android.com/devices/tech/input/overview.html en donde se describe el subsistema de entrada del sistema operativo Android. Ahí viene indicado claramente la existencia de los ficheros que gestionan los teclados externos y que son reconocidos por el sistema Android con unos nombres y unas ubicaciones bien determinados:

     /system/usr/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kl
     /system/usr/keychars/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kcm

en donde las 'xxxx' hay que sustituirlas convenientemente, una vez averigüemos sus valores. En el enlace anterior me fue imposible encontrar el modo de averiguarlos. Indagando más, encontré los siguientes dos enlaces que fueron realmente los que me resolvieron la mayoría de las dudas y me permitieron personalizarlos ficheros convenientemente, casi como los quería:

- How to Create a Customized Keylayout for Any USB or Bluetooth Keyboard (ROOTED)
- [TUTORIAL] External keyboard remapping [3.0+]

Veamos el primer enlace. En él podemos encontrar el modo de averiguar los códigos de Vendedor, Producto y Versión que requerimos para definir los nombres de los ficheros. Tenemos varias opciones:
- Utilizar la herramienta ADB (Android Debug Bridge), que existe tanto para un sistema Windows como para un Linux. Yo utilizo UBUNTU 13.04 y tengo instalado el sistema de desarrollo de Android en Eclipse por lo que esta herramienta no tuve que instalarla pues se instala cuando instalamos el sistema de desarrollo de Android. Si no se dispone de ella, es cuestión de buscarla en Internet (pe http://www.keyables.com/2012/06/how-to-install-and-use-adb-tool.html), especificando ADB windows o ADB linux.
- Utilizar un emulador de terminal desde Android, por ejemplo, el Android Terminal Emulator desde el que podremos hacer más o menos lo mismo que haríamos si nos conectásemos al dispositivo mediante la herramienta ADB.
- Utilizar la aplicación ES Explorador de Archivos, u otra similar, desde el propio Android, con la que copiaremos, renombraremos, editaremos y daremos los permisos oportunos a estos dos ficheros.

Utilizando la herramienta ADB

Primero debemos conectar el dispositivo Android por USB o por WiFi, para que podamos acceder mediante la herramienta ADB. Iremos a Ajustes->Opciones de Desarrollo y marcaremos la opción Depuración USB. Seguidamente conectaremos el Android al PC.
Si nos conectamos por WiFi, debemos instalar una aplicación en el miniPC Android, ADB WiFi, la arrancamos y activamos pulsando sobre la cucaracha, que pasará de rojo a ser verde, y anotamos el mensaje con la IP que aparece (pe 192.168.1.25). Nos vamos al PC, y tecleamos la dirección IP que muestra el mensaje:

user@pc-desktop:~$adb connect 192.168.1.25

a partir de este punto el procedimiento es el mismo tanto para una conexión por USB o vía WiFi. Eso sí, si es por USB, no nos olvidemos de conectar el miniPC al PC :).
Accedemos al miniPC tecleando desde una ventana de comandos del PC lo siguiente:

user@pc-desktop:~$ adb shell

con lo que pasamos a ser un usuario del miniPC Android.

Utilizando un emulador de terminal desde Android

Una vez con lo instalado el emulador de terminal, lo arrancamos, y pasamos a ser usuario del miniPC Android, con lo que podremos manejarlo como en el caso anterior.
Tanto si utilizamos la herramienta ADB o el emulador de terminal, a partir de este momento será como si estuviéramos manejando un sistema Linux a nivel de comandos, por lo que si nos interesa ver el contenido de un determinado fichero, seguimos tecleando lo siguiente:

root@android:/ # cat /proc/bus/input/devices

...
I: Bus=0003 Vendor=0c45 Product=7403 Version=0100
N: Name="SONiX USB Device"
P: Phys=usb-usb20_host-1/input0
S: Sysfs=/devices/platform/usb20_host/usb2/2-1/2-1:1.0/input/input2
U: Uniq=
H: Handlers=sysrq kbd event2 keychord
B: PROP=0
B: EV=120013
B: KEY=10000 7 ff800000 7ff febeffdf ffefffff ffffffff fffffffe
B: MSC=10
B: LED=1f

I: Bus=0003 Vendor=0c45 Product=7403 Version=0100
N: Name="SONiX USB Device"
P: Phys=usb-usb20_host-1/input1
S: Sysfs=/devices/platform/usb20_host/usb2/2-1/2-1:1.1/input/input3
U: Uniq=
H: Handlers=kbd event3 keychord
B: PROP=0
B: EV=17
B: KEY=1f0000 0 2020000 3878 d801d001 1e0000000
B: REL=103
B: MSC=10
root@android:/ #

Si nos fijamos en los dos bloques mostrados, aparece la información que estoy buscando:

- el nombre del dispositivo "SONiX USB Device" (que realmente no necesitamos)
- El código del vendedor (Vendor=0c45)
- El código del producto (Product=7403)
- El código de la versión del producto (Version=0100) (que podemos, o no, considerar)

Podemos observar que estos dos bloques son muy similares. Uno corresponde al teclado y el otro al ratón externos, estando asociados a un mismo puerto USB, el puerto al que está conectado el RC12 (usb-usb20_host-1, input0 e input1).
Con estos datos, determinamos el nombre de los ficheros:

/system/usr/keylayout/Vendor_0c45_Product_7403.kl
/system/usr/keychars/Vendor_0c45_Product_7403.kcm

Ahora hay que definir el contenido de estos ficheros. Para ello partiremos de unos ficheros genéricos que encontraremos en el propio dispositivo Android y los copiaremos en el mismo lugar, asignándoles los nombres que hemos determinado:

root@android:/ # cd /system/usr/keylayout
root@android:/system/usr/keylayout # cp Generic.kl Vendor_0c45_Product_7403.kl
root@android:/system/usr/keylayout # cd /system/usr/keylayout
root@android:/system/usr/keychars # cp Generic.kcm Vendor_0c45_Product_7403.kcm

Si disponemos de un editor de textos en Android, podemos editar estos dos ficheros en el propio dispositivo Android. pero por comodidad es mejor copiarlos y editar en un PC:

user@pc-desktop:~$ adb pull /system/usr/keylayout/Vendor_0c45_Product_7403.kl
user@pc-desktop:~$ adb pull /system/usr/keychars/Vendor_0c45_Product_7403.kcm

Una vez los hayamos editado (ver siguiente apartado), y si lo hemos hecho externamente, desde un PC, los copiamos en el dispositivo Android, aplicando el siguiente procedimiento:

user@pc-desktop:~$ adb remount
user@pc-desktop:~$ adb push Vendor_0c45_Product_7403.kl /system/usr/keylayout/Vendor_0c45_Product_7403.kl
user@pc-desktop:~$ adb push Vendor_0c45_Product_7403.kcm /system/usr/keychars/Vendor_0c45_Product_7403.kcm

Con la primera instrucción, adb remount, conseguimos que la memoria del sistema operativo Android sea de lectura/escritura, y de este modo podemos copiar los ficheros en las carpetas correspondientes, indicadas en las dos siguientes instrucciones.

Utilizando el ES Explorador de Archivos

Con esta aplicación podemos hacer la mayoría de las acciones que hemos indicado en los párrafos anteriores:
- ver contenido de /proc/bus/input/devices, y al abrirlo para ver su contenido hay que considerarlo como un fichero tipo texto y abrirlo con el propio editor de texto del ES Explorador de Archivos.
- Anotar Vendor, Product, [Version]
- ir a /system/usr/keylayout/ y copiar el fichero Generic.kl y pegar en la misma carpeta asignándole el nombre apropiado, según hemos indicado en párrafos anteriores.
- ir a /system/usr/keychars/ y copiar el fichero Generic.kcm y pegar en la misma carpeta asignándole el nombre apropiado, según hemos indicado en párrafos anteriores.
- editar estos ficheros con el propio editor de textos del ES Explorador de Ficheros, considerando a estos ficheros de tipo texto.
- reiniciar el miniPC, y comprobar que el teclado externo RC12 funciona tal como deseábamos.

Edición de los ficheros kl y kcm

Ya hemos dicho que Android utiliza dos ficheros, con extensiones kl y kcm, para mapear las teclas físicas de un teclado a los caracteres que llegan a las aplicaciones:

teclado >>> fichero [.kl] >>> fichero [.kcm] >>> aplicación

El fichero kl

El teclado asocia un código -scancode- a cada una de sus teclas físicas, código que determina una línea del fichero kl:

...
key 28    ENTER
key 29    CTRL_LEFT
key 30    A
key 31    S
key 32    D
key 33    F
key 34    G
key 35    H
...
key 102   HOME  WAKE
key 158   BACK  WAKE_DROPPED
...

Si pulsamos la tecla 28, el fichero kl asociará la etiqueta ENTER a dicha tecla física. Y si es la tecla 30 la que pulsamos, la etiqueta asociada será la A. Y así para el resto de las teclas. Además de la etiqueta, la línea podrá completarse con un modificador, WAKE o WAKE_DROPPED. Estos modificadores activan el teclado 'dormido', y envía la tecla pulsada o descarta la tecla pulsada, respectivamente.
Para poder averiguar los códigos -scancodes, con o sin modificadores- se puede utilizar una aplicación de Android que nos los vaya mostrando en la pantalla del dispositivo android. Por ejemplo en Play Store podemos encontrar la aplicación KeyEvent Display, o también otra, KeyTest.apk, que podemos descargar e instalar.

El fichero kcm

Una vez conocida la etiqueta asociada, si abrimos el fichero kcm podemos observar el bloque asociado a la etiqueta A:

...
key A {
  label:            'A'
  base:             'a'
  shift, capslock:  'A'
}
...

Vemos que el bloque consta de varias líneas encerradas entre llaves '{}'. De forma general, un bloque es de la siguiente manera:

# cualquier comentario empieza por el carácter almohadilla
key [etiqueta] {
    label:                          '[etiqueta de la tecla]'
    base:                           '[tecla sin modificador]'
    [modificador]:                  '[tecla con modificador]'
    [modificador]+[modificador]:    '[tecla con ambos modificadores simultáneos]'
    [modificador],[modificador]:    '[tecla con algún modificador de entre los indicados]'
    [modificador]:                   fallback [tecla mágica] 
    [modificador],[modificador]:     none
}

Un [modificador] puede tomar, entre otros, los siguientes valores: ralt, lalt, alt (tecla ALT dcha/izda/indistinta) , rshift, lshift, shift (tecla SHIFT dcha/izda/indistinta) , rctrl, lctrl, ctrl (tecla CTRL dcha/izda/indistinta) , capslock, y rmeta, lmeta, meta (tecla WIN dcha/izda/indistinta) si existiera la tecla WIN.
Ambos ficheros utilizan solo caracteres ANSI. Por tanto, cualquier carácter específico de un idioma deberá indicarse por sus equivalente hexadecimal '\uXXXX', según el estándar de codificación UNICODE. En http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Unicode_characters podemos encontrar la lista de todos los caracteres UNICODE.
Las teclas mágicas son aquellas que al pulsarlas nos activan una de las funciones, o aplicación, predeterminada de Android. Por ejemplo, el siguiente contenido del fichero kcm asociaría las teclas funcionales F10, F11 y F12 a las funciones de SILENCIAR VOLUMEN , BAJAR VOLUMEN y SUBIR VOLUMEN, respectivamente.

  ...
key F10 {
    base:               fallback VOLUME_MUTE
}
key F11 {
    base:               fallback VOLUME_DOWN
}
key F12 {
    base:               fallback VOLUME_UP
}
... 

En el fichero Generic.kl pueden encontrarse la mayoría de las etiquetas que pueden utilizarse después del modificador fallback.

Caso práctico

Es un teclado para el mercado inglés y, por tanto, no tenemos grabadas en las teclas los caracteres específicos de nuestra lengua, la Ñ, ni el modo de acentuar las vocales, ni otros signos de puntuación utilizados por nosotros. Este teclado tampoco respondía a las funciones asociadas a las teclas funcionales.
Para añadirle toda esta funcionalidad, vamos a modificar los dos ficheros como se muestra en los siguientes párrafos.
En el fichero kcm dejaremos las líneas correspondientes a las teclas indicadas como se muestra a continuación:

...
key 68      VOLUME_MUTE       WAKE
key 87      VOLUME_DOWN       WAKE
key 88      VOLUME_UP         WAKE
... 

En el fichero kl dejaremos modificados los siguientes bloques:

...
key C {
    label:                'C'
    base:                 'c'
    shift, capslock:      'C'
    alt:                  '\u00e7'   # cedilla minúscula
    shift+alt:            '\u00c7'   # cedilla mayúscula
}
key E {
    label:                'E'
    base:                 'e'
    shift, capslock:      'E'
    alt:                  '\u0301'   # acento agudo en siguiente letra vocal
}
key I {
    label:                'I'
    base:                 'i'
    shift, capslock:      'I'
    alt:                  '\u0302'   # acento circunflejo en siguiente letra vocal
}
key N {
    label:                'N'
    base:                 'n'
    shift, capslock:      'N'
    alt:                  '\u0303'   # signo virgulilla sobre letra n/N
}
key S {
    label:                'S'
    base:                 's'
    shift, capslock:      'S'
    alt:                  '\u00df'   # letra beta (griega)
}
key U {
    label:                'U'
    base:                 'u'
    shift, capslock:      'U'
    alt:                  '\u0308'   # acento diéresis en siguiente letra vocal
}
key 4 {
    label:                '4'
    base:                 '4'
    shift:                '$'
    alt:                  '\u20ac'   # simbolo del EURO
}
key 6 {
    label:                '6'
    base:                 '6'
    shift:                '^'
    alt+shift:            '\u0302'   # acento circunflejo en siguiente letra vocal
}
key SPACE {
    label:                ' '
    base:                 ' '
    shift:                fallback HOME
    alt, meta:            fallback SEARCH
    ctrl:                 fallback LANGUAGE_SWITCH
}
key ESCAPE {
    base:                 fallback BACK
    alt, meta:            fallback HOME
    ctrl:                 fallback MENU
}
key F1 {
    base:                 fallback MENU
}
key F2 {
    base:                 fallback EXPLORER
}
key F3 {
    base:                 fallback SEARCH
}
key F4 {
    base:                 fallback HOME
}
key F5 {
    base:                 fallback ENVELOPE
}
key F6 {
    base:                 fallback MUSIC
}
key F7 {
    base:                 fallback MEDIA_PREVIOUS
}
key F8 {
    base:                 fallback MEDIA_PLAY_PAUSE
}
key F9 {
    base:                 fallback MEDIA_NEXT
}
key F10 {
    base:                 fallback VOLUME_MUTE
}
key F11 {
    base:                 fallback VOLUME_DOWN
}
key F12 {
    base:                 fallback VOLUME_UP
}
...

En la imagen inferior se muestran las teclas que han sido alteradas para darle la funcionalidad que queríamos y que corresponden con el listado anterior.

Una vez hayamos realizado todos los cambios en los ficheros kl y kcm, los hayamos copiado a las carpetas correspondientes, deberemos de asignarles unos permisos para que puedan ser utilizados por el sistema Android:

user@pc-desktop:~$ adb shell
root@android:/ # chmod 644 /system/usr/keychars/Vendor_0c45_Product_7403.kcm
root@android:/ # chmod 644 /system/usr/keylayout/Vendor_0c45_Product_7403.kl

Una vez llegados aquí, deberemos reiniciar el sistema Android, y si no nos hemos equivocado, el teclado externo funcionará como deseábamos.
Los siguientes enlaces corresponden a los ficheros generados y utilizados en mi sistema multimedia Android, conforme a la disposición que aparece en la imagen anterior.

Vendor_0c45_Product_7403_Version_0100.kl
Vendor_0c45_Product_7403_Version_0100.kcm

Quedan algunas cosas pendientes de resolución, que en una futura entrada trataré de incluir. Por ejemplo, de qué manera invocamos aplicaciones específicas al pulsar una tecla funcional o tecla y modificador.