]> git.donarmstrong.com Git - qmk_firmware.git/blob - docs/custom_quantum_functions.md
Move the 1 second delay to led_matrix_init
[qmk_firmware.git] / docs / custom_quantum_functions.md
1 # How to Customize Your Keyboard's Behavior
2
3 For a lot of people a custom keyboard is about more than sending button presses to your computer. You want to be able to do things that are more complex than simple button presses and macros. QMK has hooks that allow you to inject code, override functionality, and otherwise customize how your keyboard behaves in different situations.
4
5 This page does not assume any special knowledge about QMK, but reading [Understanding QMK](understanding_qmk.md) will help you understand what is going on at a more fundamental level.
6
7 ## A Word on Core vs Keyboards vs Keymap
8
9 We have structured QMK as a hierarchy:
10
11 * Core (`_quantum`)
12   * Keyboard/Revision (`_kb`)
13     * Keymap (`_user`)
14
15 Each of the functions described below can be defined with a `_kb()` suffix or a `_user()` suffix. We intend for you to use the `_kb()` suffix at the Keyboard/Revision level, while the `_user()` suffix should be used at the Keymap level.
16
17 When defining functions at the Keyboard/Revision level it is important that your `_kb()` implementation call `_user()` before executing anything else- otherwise the keymap level function will never be called.
18
19 # Custom Keycodes
20
21 By far the most common task is to change the behavior of an existing keycode or to create a new keycode. From a code standpoint the mechanism for each is very similar.
22
23 ## Defining a New Keycode
24
25 The first step to creating your own custom keycode(s) is to enumerate them. This means both naming them and assigning a unique number to that keycode. Rather than limit custom keycodes to a fixed range of numbers QMK provides the `SAFE_RANGE` macro. You can use `SAFE_RANGE` when enumerating your custom keycodes to guarantee that you get a unique number.
26
27
28 Here is an example of enumerating 2 keycodes. After adding this block to your `keymap.c` you will be able to use `FOO` and `BAR` inside your keymap.
29
30 ```c
31 enum my_keycodes {
32   FOO = SAFE_RANGE,
33   BAR
34 };
35 ```
36
37 ## Programming the Behavior of Any Keycode
38
39 When you want to override the behavior of an existing key, or define the behavior for a new key, you should use the `process_record_kb()` and `process_record_user()` functions. These are called by QMK during key processing before the actual key event is handled. If these functions return `true` QMK will process the keycodes as usual. That can be handy for extending the functionality of a key rather than replacing it. If these functions return `false` QMK will skip the normal key handling, and it will be up to you to send any key up or down events that are required.
40
41 These function are called every time a key is pressed or released.
42
43 ### Example `process_record_user()` Implementation
44
45 This example does two things. It defines the behavior for a custom keycode called `FOO`, and it supplements our Enter key by playing a tone whenever it is pressed.
46
47 ```c
48 bool process_record_user(uint16_t keycode, keyrecord_t *record) {
49   switch (keycode) {
50     case FOO:
51       if (record->event.pressed) {
52         // Do something when pressed
53       } else {
54         // Do something else when release
55       }
56       return false; // Skip all further processing of this key
57     case KC_ENTER:
58       // Play a tone when enter is pressed
59       if (record->event.pressed) {
60         PLAY_NOTE_ARRAY(tone_qwerty);
61       }
62       return true; // Let QMK send the enter press/release events
63     default:
64       return true; // Process all other keycodes normally
65   }
66 }
67 ```
68
69 ### `process_record_*` Function Documentation
70
71 * Keyboard/Revision: `bool process_record_kb(uint16_t keycode, keyrecord_t *record)`
72 * Keymap: `bool process_record_user(uint16_t keycode, keyrecord_t *record)`
73
74 The `keycode` argument is whatever is defined in your keymap, eg `MO(1)`, `KC_L`, etc. You should use a `switch...case` block to handle these events.
75
76 The `record` argument contains information about the actual press:
77
78 ```c
79 keyrecord_t record {
80   keyevent_t event {
81     keypos_t key {
82       uint8_t col
83       uint8_t row
84     }
85     bool     pressed
86     uint16_t time
87   }
88 }
89 ```
90
91 # LED Control
92
93 QMK provides methods to read the 5 LEDs defined as part of the HID spec:
94
95 * `USB_LED_NUM_LOCK`
96 * `USB_LED_CAPS_LOCK`
97 * `USB_LED_SCROLL_LOCK`
98 * `USB_LED_COMPOSE`
99 * `USB_LED_KANA`
100
101 These five constants correspond to the positional bits of the host LED state.
102 There are two ways to get the host LED state:
103
104 * by implementing `led_set_user()`
105 * by calling `host_keyboard_leds()`
106
107 ## `led_set_user()`
108
109 This function will be called when the state of one of those 5 LEDs changes. It receives the LED state as a parameter.
110 Use the `IS_LED_ON(usb_led, led_name)` and `IS_LED_OFF(usb_led, led_name)` macros to check the LED status.
111
112 !> `host_keyboard_leds()` may already reflect a new value before `led_set_user()` is called.
113
114 ### Example `led_set_user()` Implementation
115
116 ```c
117 void led_set_user(uint8_t usb_led) {
118     if (IS_LED_ON(usb_led, USB_LED_NUM_LOCK)) {
119         PORTB |= (1<<0);
120     } else {
121         PORTB &= ~(1<<0);
122     }
123     if (IS_LED_ON(usb_led, USB_LED_CAPS_LOCK)) {
124         PORTB |= (1<<1);
125     } else {
126         PORTB &= ~(1<<1);
127     }
128     if (IS_LED_ON(usb_led, USB_LED_SCROLL_LOCK)) {
129         PORTB |= (1<<2);
130     } else {
131         PORTB &= ~(1<<2);
132     }
133     if (IS_LED_ON(usb_led, USB_LED_COMPOSE)) {
134         PORTB |= (1<<3);
135     } else {
136         PORTB &= ~(1<<3);
137     }
138     if (IS_LED_ON(usb_led, USB_LED_KANA)) {
139         PORTB |= (1<<4);
140     } else {
141         PORTB &= ~(1<<4);
142     }
143 }
144 ```
145
146 ### `led_set_*` Function Documentation
147
148 * Keyboard/Revision: `void led_set_kb(uint8_t usb_led)`
149 * Keymap: `void led_set_user(uint8_t usb_led)`
150
151 ## `host_keyboard_leds()`
152
153 Call this function to get the last received LED state. This is useful for reading the LED state outside `led_set_*`, e.g. in [`matrix_scan_user()`](#matrix-scanning-code).
154 For convenience, you can use the `IS_HOST_LED_ON(led_name)` and `IS_HOST_LED_OFF(led_name)` macros instead of calling and checking `host_keyboard_leds()` directly.
155
156 ## Setting Physical LED State
157
158 Some keyboard implementations provide convenience methods for setting the state of the physical LEDs.
159
160 ### Ergodox Boards
161
162 The Ergodox implementations provide `ergodox_right_led_1`/`2`/`3_on`/`off()` to turn individual LEDs on or off, as well as `ergodox_right_led_on`/`off(uint8_t led)` to turn them on or off by their index.
163
164 In addition, it is possible to specify the brightness level of all LEDs with `ergodox_led_all_set(uint8_t n)`; of individual LEDs with `ergodox_right_led_1`/`2`/`3_set(uint8_t n)`; or by index with `ergodox_right_led_set(uint8_t led, uint8_t n)`.
165
166 Ergodox boards also define `LED_BRIGHTNESS_LO` for the lowest brightness and `LED_BRIGHTNESS_HI` for the highest brightness (which is the default).
167
168 # Matrix Initialization Code
169
170 Before a keyboard can be used the hardware must be initialized. QMK handles initialization of the keyboard matrix itself, but if you have other hardware like LEDs or i&#xb2;c controllers you will need to set up that hardware before it can be used.
171
172
173 ### Example `matrix_init_user()` Implementation
174
175 This example, at the keyboard level, sets up B1, B2, and B3 as LED pins.
176
177 ```c
178 void matrix_init_user(void) {
179   // Call the keymap level matrix init.
180
181   // Set our LED pins as output
182   DDRB |= (1<<1);
183   DDRB |= (1<<2);
184   DDRB |= (1<<3);
185 }
186 ```
187
188 ### `matrix_init_*` Function Documentation
189
190 * Keyboard/Revision: `void matrix_init_kb(void)`
191 * Keymap: `void matrix_init_user(void)`
192
193 # Matrix Scanning Code
194
195 Whenever possible you should customize your keyboard by using `process_record_*()` and hooking into events that way, to ensure that your code does not have a negative performance impact on your keyboard. However, in rare cases it is necessary to hook into the matrix scanning. Be extremely careful with the performance of code in these functions, as it will be called at least 10 times per second.
196
197 ### Example `matrix_scan_*` Implementation
198
199 This example has been deliberately omitted. You should understand enough about QMK internals to write this without an example before hooking into such a performance sensitive area. If you need help please [open an issue](https://github.com/qmk/qmk_firmware/issues/new) or [chat with us on Discord](https://discord.gg/Uq7gcHh).
200
201 ### `matrix_scan_*` Function Documentation
202
203 * Keyboard/Revision: `void matrix_scan_kb(void)`
204 * Keymap: `void matrix_scan_user(void)`
205
206 This function gets called at every matrix scan, which is basically as often as the MCU can handle. Be careful what you put here, as it will get run a lot.
207
208 You should use this function if you need custom matrix scanning code. It can also be used for custom status output (such as LEDs or a display) or other functionality that you want to trigger regularly even when the user isn't typing.
209
210
211 # Keyboard Idling/Wake Code
212
213 If the board supports it, it can be "idled", by stopping a number of functions.  A good example of this is RGB lights or backlights.   This can save on power consumption, or may be better behavior for your keyboard.
214
215 This is controlled by two functions: `suspend_power_down_*` and `suspend_wakeup_init_*`, which are called when the system is board is idled and when it wakes up, respectively.
216
217
218 ### Example suspend_power_down_user() and suspend_wakeup_init_user() Implementation
219
220 This example, at the keyboard level, sets up B1, B2, and B3 as LED pins.
221
222 ```c
223 void suspend_power_down_user(void)
224 {
225     rgb_matrix_set_suspend_state(true);
226 }
227
228 void suspend_wakeup_init_user(void)
229 {
230     rgb_matrix_set_suspend_state(false);
231 }
232
233 ```
234
235 ### `keyboard_init_*` Function Documentation
236
237 * Keyboard/Revision: `void suspend_power_down_kb(void)` and `void suspend_wakeup_init_user(void)`
238 * Keymap: `void suspend_power_down_kb(void)` and `void suspend_wakeup_init_user(void)`
239
240 # Layer Change Code
241
242 This runs code every time that the layers get changed.  This can be useful for layer indication, or custom layer handling.
243
244 ### Example `layer_state_set_*` Implementation
245
246 This example shows how to set the [RGB Underglow](feature_rgblight.md) lights based on the layer, using the Planck as an example
247
248 ```c
249 uint32_t layer_state_set_user(uint32_t state) {
250     switch (biton32(state)) {
251     case _RAISE:
252         rgblight_setrgb (0x00,  0x00, 0xFF);
253         break;
254     case _LOWER:
255         rgblight_setrgb (0xFF,  0x00, 0x00);
256         break;
257     case _PLOVER:
258         rgblight_setrgb (0x00,  0xFF, 0x00);
259         break;
260     case _ADJUST:
261         rgblight_setrgb (0x7A,  0x00, 0xFF);
262         break;
263     default: //  for any other layers, or the default layer
264         rgblight_setrgb (0x00,  0xFF, 0xFF);
265         break;
266     }
267   return state;
268 }
269 ```
270 ### `layer_state_set_*` Function Documentation
271
272 * Keyboard/Revision: `void uint32_t layer_state_set_kb(uint32_t state)`
273 * Keymap: `uint32_t layer_state_set_user(uint32_t state)`
274
275 The `state` is the bitmask of the active layers, as explained in the [Keymap Overview](keymap.md#keymap-layer-status)
276
277
278 # Persistent Configuration (EEPROM)
279
280 This allows you to configure persistent settings for your keyboard.  These settings are stored in the EEPROM of your controller, and are retained even after power loss. The settings can be read with `eeconfig_read_kb` and `eeconfig_read_user`, and can be written to using `eeconfig_update_kb` and `eeconfig_update_user`. This is useful for features that you want to be able to toggle (like toggling rgb layer indication).  Additionally, you can use `eeconfig_init_kb` and `eeconfig_init_user` to set the default values for the EEPROM. 
281
282 The complicated part here, is that there are a bunch of ways that you can store and access data via EEPROM, and there is no "correct" way to do this.  However, you only have a DWORD (4 bytes) for each function.
283
284 Keep in mind that EEPROM has a limited number of writes. While this is very high, it's not the only thing writing to the EEPROM, and if you write too often, you can potentially drastically shorten the life of your MCU.
285
286 * If you don't understand the example, then you may want to avoid using this feature, as it is rather complicated. 
287
288 ### Example  Implementation
289
290 This is an example of how to add settings, and read and write it. We're using the user keymap for the example here.  This is a complex function, and has a lot going on.  In fact, it uses a lot of the above functions to work! 
291
292
293 In your keymap.c file, add this to the top:
294 ```
295 typedef union {
296   uint32_t raw;
297   struct {
298     bool     rgb_layer_change :1;
299   };
300 } user_config_t;
301
302 user_config_t user_config;
303 ```
304
305 This sets up a 32 bit structure that we can store settings with in memory, and write to the EEPROM. Using this removes the need to define variables, since they're defined in this structure. Remember that `bool` (boolean) values use 1 bit, `uint8_t` uses 8 bits, `uint16_t` uses up 16 bits.  You can mix and match, but changing the order can cause issues, as it will change the values that are read and written. 
306
307 We're using `rgb_layer_change`, for the `layer_state_set_*` function, and use `matrix_init_user` and `process_record_user` to configure everything. 
308
309 Now, using the `matrix_init_user` code above, you want to add `eeconfig_read_user()` to it, to populate the structure you've just created. And you can then immediately use this structure to control functionality in your keymap.  And It should look like: 
310 ```
311 void matrix_init_user(void) {
312   // Call the keymap level matrix init.
313
314   // Read the user config from EEPROM
315   user_config.raw = eeconfig_read_user();
316
317   // Set default layer, if enabled
318   if (user_config.rgb_layer_change) {
319     rgblight_enable_noeeprom();
320     rgblight_sethsv_noeeprom_cyan(); 
321     rgblight_mode_noeeprom(1);
322   }
323 }
324 ```
325 The above function will use the EEPROM config immediately after reading it, to set the default layer's RGB color. The "raw" value of it is converted in a usable structure based on the "union" that you created above. 
326
327 ```
328 uint32_t layer_state_set_user(uint32_t state) {
329     switch (biton32(state)) {
330     case _RAISE:
331         if (user_config.rgb_layer_change) { rgblight_sethsv_noeeprom_magenta(); rgblight_mode_noeeprom(1); }
332         break;
333     case _LOWER:
334         if (user_config.rgb_layer_change) { rgblight_sethsv_noeeprom_red(); rgblight_mode_noeeprom(1); }
335         break;
336     case _PLOVER:
337         if (user_config.rgb_layer_change) { rgblight_sethsv_noeeprom_green(); rgblight_mode_noeeprom(1); }
338         break;
339     case _ADJUST:
340         if (user_config.rgb_layer_change) { rgblight_sethsv_noeeprom_white(); rgblight_mode_noeeprom(1); }
341         break;
342     default: //  for any other layers, or the default layer
343         if (user_config.rgb_layer_change) { rgblight_sethsv_noeeprom_cyan(); rgblight_mode_noeeprom(1); }
344         break;
345     }
346   return state;
347 }
348 ```
349 This will cause the RGB underglow to be changed ONLY if the value was enabled.  Now to configure this value, create a new keycode for `process_record_user` called `RGB_LYR` and `EPRM`. Additionally, we want to make sure that if you use the normal RGB codes, that it turns off  Using the example above, make it look this:
350 ```
351
352 bool process_record_user(uint16_t keycode, keyrecord_t *record) {
353   switch (keycode) {
354     case FOO:
355       if (record->event.pressed) {
356         // Do something when pressed
357       } else {
358         // Do something else when release
359       }
360       return false; // Skip all further processing of this key
361     case KC_ENTER:
362         // Play a tone when enter is pressed
363         if (record->event.pressed) {
364             PLAY_NOTE_ARRAY(tone_qwerty);
365         }
366         return true; // Let QMK send the enter press/release events
367     case EPRM:
368         if (record->event.pressed) {
369             eeconfig_init(); // resets the EEPROM to default
370         }
371         return false;
372     case RGB_LYR:  // This allows me to use underglow as layer indication, or as normal
373         if (record->event.pressed) { 
374             user_config.rgb_layer_change ^= 1; // Toggles the status
375             eeconfig_update_user(user_config.raw); // Writes the new status to EEPROM
376             if (user_config.rgb_layer_change) { // if layer state indication is enabled, 
377                 layer_state_set(layer_state);   // then immediately update the layer color
378             }
379         }
380         return false; break;
381     case RGB_MODE_FORWARD ... RGB_MODE_GRADIENT: // For any of the RGB codes (see quantum_keycodes.h, L400 for reference)
382         if (record->event.pressed) { //This disables layer indication, as it's assumed that if you're changing this ... you want that disabled
383             if (user_config.rgb_layer_change) {        // only if this is enabled 
384                 user_config.rgb_layer_change = false;  // disable it, and 
385                 eeconfig_update_user(user_config.raw); // write the setings to EEPROM
386             }
387         }
388         return true; break;
389     default:
390       return true; // Process all other keycodes normally
391   }
392 }
393 ```
394 And lastly, you want to add the `eeconfig_init_user` function, so that when the EEPROM is reset, you can specify default values, and even custom actions. For example, if you want to set rgb layer indication by default, and save the default valued. 
395
396 ```
397 void eeconfig_init_user(void) {  // EEPROM is getting reset! 
398   user_config.rgb_layer_change = true; // We want this enabled by default
399   eeconfig_update_user(user_config.raw); // Write default value to EEPROM now
400
401   // use the non noeeprom versions, to write these values to EEPROM too
402   rgblight_enable(); // Enable RGB by default
403   rgblight_sethsv_cyan();  // Set it to CYAN by default
404   rgblight_mode(1); // set to solid by default
405 }
406 ```
407
408 And you're done.  The RGB layer indication will only work if you want it to. And it will be saved, even after unplugging the board. And if you use any of the RGB codes, it will disable the layer indication, so that it stays on the mode and color that you set it to. 
409
410 ### 'EECONFIG' Function Documentation
411
412 * Keyboard/Revision: `void eeconfig_init_kb(void)`, `uint32_t eeconfig_read_kb(void)` and `void eeconfig_update_kb(uint32_t val)`
413 * Keymap: `void eeconfig_init_user(void)`, `uint32_t eeconfig_read_user(void)` and `void eeconfig_update_user(uint32_t val)`
414
415 The `val` is the value of the data that you want to write to EEPROM.  And the `eeconfig_read_*` function return a 32 bit (DWORD) value from the EEPROM.