Alt tap-hold（左: 無変換 / 右: 変換）

alt-tap-hold.ahk

#Requires AutoHotkey v2.0
#SingleInstance Force

; 左 Alt の単独タップ = 無変換 / 右 Alt の単独タップ = 変換
; 100 ms 以上、または他のキーとの同時押し = 通常の Alt
; 日本語キーボード配列向け。右 Alt を AltGr として使う配列は対象外。
;
; AHK の Alt ホットキー / InputHook / Send は使用しない。
; WH_KEYBOARD_LL で物理 Alt を抑止し、Win32 SendInput で送信する。
; Alt+Tab も Alt down と最初のキー down を同じ配列で送る。
; Esc やメニュー解除用のダミーキーは送らない。
;
; 通常終了・再読み込み時には送信済み Alt を解放する。
; 強制終了では終了処理が走らない。復旧は左右 Alt を押して離す。
; 管理者権限のアプリが対象なら、このスクリプトも同じ権限で実行する。
; 常駐開始前に全キーを離すこと。他の Alt リマップとは併用しない。

; exe 化すると A_LineFile は実行ファイルのパスと異なるため別途判定する。
if A_IsCompiled || A_LineFile = A_ScriptFullPath {
    if A_Args.Length && A_Args[1] = "--check"
        ExitApp 0
    AltTapHold.Start(100)  ; タップ判定時間（ミリ秒）
}

; Windows に触れない状態機械。events は [VK, scan code, KEYEVENTF flags]。
class AltTapState {
    __New(tapMs := 100) {
        this.tapMs := tapMs
        this.alts := Map(0xA4, {down: false, sent: false, at: 0},
                         0xA5, {down: false, sent: false, at: 0})
        this.held := Map()
    }

    AltEvent(vk, up := false) {
        return [vk, 0x38, (vk = 0xA5 ? 1 : 0) | (up ? 2 : 0)]
    }

    Promote(events) {
        for vk, state in this.alts {
            if state.down && !state.sent {
                ; DllCall による再入より前に状態を確定する。
                state.sent := true
                events.Push(this.AltEvent(vk))
            }
        }
    }

    Key(vk, sc, flags, now) {
        events := []
        up := !!(flags & 0x80)
        if this.alts.Has(vk) {
            state := this.alts[vk]
            if !up {
                if !state.down {  ; 自動リピートで開始時刻を更新しない。
                    state.down := true
                    state.at := now
                    other := this.alts[vk = 0xA4 ? 0xA5 : 0xA4]
                    if other.down || this.held.Count
                        this.Promote(events)
                }
            } else if state.down {
                if state.sent {
                    events.Push(this.AltEvent(vk, true))
                } else if ((now - state.at) & 0xFFFFFFFF) < this.tapMs {
                    tapVk := vk = 0xA4 ? 0x1D : 0x1C
                    events.Push([tapVk, 0, 0], [tapVk, 0, 2])
                } else {
                    ; タイマーの実行が遅れていても、長押しをタップにしない。
                    events.Push(this.AltEvent(vk), this.AltEvent(vk, true))
                }
                state.down := false
                state.sent := false
            } else {
                ; 対応する down を記録していない up は Windows に通す。
                return {block: false, events: events}
            }
            return {block: true, events: events}
        }

        if up {
            if this.held.Has(vk)
                this.held.Delete(vk)
        } else {
            this.held[vk] := true
            this.Promote(events)
        }
        if events.Length {
            ; 最初のキーだけ抑止し、Alt down の後に一度だけ再送する。
            ; VK と拡張フラグを保持（Pause 等を含め SC のみへ変換しない）。
            events.Push([vk, sc, flags & 1])
            return {block: true, events: events}
        }
        return {block: false, events: events}
    }

    Tick(now) {
        events := []
        for vk, state in this.alts {
            if state.down && !state.sent
                && ((now - state.at) & 0xFFFFFFFF) >= this.tapMs {
                state.sent := true
                events.Push(this.AltEvent(vk))
            }
        }
        return events
    }

    Release() {
        events := []
        for vk, state in this.alts {
            if state.sent
                events.Push(this.AltEvent(vk, true))
            state.down := false
            state.sent := false
        }
        this.held.Clear()
        return events
    }
}

class AltTapHold {
    static hook := 0
    static callback := 0
    static failed := false
    static marker := 0x41544832
    static sessionRegistered := false
    static sessionLocked := false
    static resumeUps := []

    static Start(tapMs) {
        this.state := AltTapState(tapMs)
        OnExit(ObjBindMethod(this, "Stop"))
        this.sessionCallback := ObjBindMethod(this, "SessionChange")
        OnMessage(0x02B1, this.sessionCallback)  ; WM_WTSSESSION_CHANGE
        this.sessionRegistered := DllCall("Wtsapi32\WTSRegisterSessionNotification",
            "Ptr", A_ScriptHwnd, "UInt", 0)  ; このセッションのみ
        if !this.sessionRegistered
            throw OSError(A_LastError, "WTSRegisterSessionNotification")
        ; 通常モードの callback と Critical でタイマーとの割り込みを防ぐ。
        this.callback := CallbackCreate(ObjBindMethod(this, "KeyboardProc"), , 3)
        this.hook := DllCall("SetWindowsHookExW", "Int", 13,
            "Ptr", this.callback, "Ptr", DllCall("GetModuleHandleW", "Ptr", 0, "Ptr"),
            "UInt", 0, "Ptr")
        if !this.hook
            throw OSError(A_LastError, "SetWindowsHookExW")
        A_IconTip := "Alt tap-hold（左: 無変換 / 右: 変換）"
        SetTimer(ObjBindMethod(this, "Tick"), 10)
        Persistent true
    }

    static SessionChange(event, *) {
        Critical 1000
        if event != 7 && event != 8  ; WTS_SESSION_LOCK / UNLOCK
            return
        this.sessionLocked := event = 7
        ; ロック画面ではキー up を受信できない。両境界で記録を捨てる。
        ; 送信済み Alt の解放は通常デスクトップに戻ってから行う。
        this.resumeUps.Push(this.state.Release()*)
    }

    static FlushResumeUps() {
        if !this.resumeUps.Length
            return true
        ; 解除通知直後はまだ送信できないことがある。失敗時は次回に再試行。
        ; up だけなので、部分送信後に同じ配列を再送してもよい。
        if this.NativeSend(this.resumeUps) != this.resumeUps.Length
            return false
        this.resumeUps := []
        return true
    }

    static Next(code, msg, data) {
        return DllCall("CallNextHookEx", "Ptr", 0, "Int", code,
            "UPtr", msg, "Ptr", data, "Ptr")
    }

    static KeyboardProc(code, msg, data) {
        Critical 1000
        code := code << 32 >> 32
        if code < 0 || this.failed || this.sessionLocked
            return this.Next(code, msg, data)
        flags := NumGet(data, 8, "UInt")
        ; 自分や別プログラムが生成した入力を物理入力として数えない。
        if (flags & 0x10) || NumGet(data, 16, "UPtr") = this.marker
            return this.Next(code, msg, data)
        try {
            if !this.FlushResumeUps()
                return this.Next(code, msg, data)
            result := this.state.Key(NumGet(data, 0, "UInt"),
                NumGet(data, 4, "UInt"), flags, NumGet(data, 12, "UInt"))
            this.Emit(result.events)
            if result.block
                return 1
        } catch {
            this.Fail()
        }
        return this.Next(code, msg, data)
    }

    static Tick() {
        Critical 1000
        if this.failed || this.sessionLocked
            return
        try {
            if this.FlushResumeUps()
                this.Emit(this.state.Tick(DllCall("GetTickCount", "UInt")))
        } catch
            this.Fail()
    }

    static Pack(events) {
        size := A_PtrSize = 8 ? 40 : 28
        base := A_PtrSize = 8 ? 8 : 4
        extra := A_PtrSize = 8 ? 16 : 12
        inputBuf := Buffer(events.Length * size, 0)
        for i, event in events {
            offset := (i - 1) * size
            NumPut("UInt", 1, inputBuf, offset)  ; INPUT_KEYBOARD
            NumPut("UShort", event[1], "UShort", event[2],
                "UInt", event[3], inputBuf, offset + base)
            NumPut("UPtr", this.marker, inputBuf, offset + base + extra)
        }
        return inputBuf
    }

    static NativeSend(events) {
        inputBuf := this.Pack(events)
        return DllCall("SendInput", "UInt", events.Length, "Ptr", inputBuf,
            "Int", A_PtrSize = 8 ? 40 : 28, "UInt")
    }

    static Emit(events) {
        if !events.Length
            return
        if this.NativeSend(events) != events.Length {
            ; 部分送信もあり得るので両 Alt の up を復旧時に送る。
            this.failed := true
            throw Error("Windows がキー入力を受け付けませんでした。")
        }
    }

    static Fail() {
        this.failed := true
        ; フック内ではダイアログも待機処理も実行しない。
        SetTimer(ObjBindMethod(this, "ReportFailure"), -1)
    }

    static ReportFailure() {
        this.Stop()
        MsgBox "キー入力の送信に失敗したため終了します。`n"
            . "対象アプリとスクリプトの実行権限を確認してください。`n"
            . "Alt が残っている場合は、左右 Alt を一度押して離してください。",
            "Alt tap-hold", "Icon!"
        ExitApp 1
    }

    static Stop(*) {
        Critical 1000
        if this.sessionRegistered {
            DllCall("Wtsapi32\WTSUnRegisterSessionNotification", "Ptr", A_ScriptHwnd)
            this.sessionRegistered := false
        }
        if this.HasOwnProp("sessionCallback")
            OnMessage(0x02B1, this.sessionCallback, 0)
        if this.hook {
            DllCall("UnhookWindowsHookEx", "Ptr", this.hook)
            this.hook := 0
        }
        events := this.state.Release()
        events.Push(this.resumeUps*)
        this.resumeUps := []
        if this.failed
            events := [this.state.AltEvent(0xA4, true), this.state.AltEvent(0xA5, true)]
        try this.Emit(events)
        ; callback のメモリはプロセス終了時に OS が解放する。
    }
}