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[教程] 【更新2】跟思兼学习Klipper(04) 解决Klipper不支持中文gcode文件

跟着思兼学习Klipper(04) 解决新版 Klipper 不支持中文 gcode 文件问题

前言

原创文章，转载引用请务必注明链接，水平有限，如有疏漏，欢迎指正交流。【思兼 sjqlwy#gmail.com 2021年11月28日】

由于 Klipper 更新频率太高，新功能无法充分在各种情况下进行测试，所以经常有朋友升级之后出现各种报错，无法使用。这里介绍如何解决升级新版 Klipper v0.10.0-167 之后，无法使用含有中文（或者其他特殊符号） gcode 文件的问题。

~~【2021年12月5日更新】修复使用 Klipper Python3 后，内存占用显示不正确的问题。~~

【2021年12月18日更新】

增加关于自动共振抑制测试命令的问题介绍
官方已经解决内存占用显示不正确问题：statistics: Improve Python3 compatibility

1、精简版

修改 KIAUH 助手脚本，使能 Klipper Python3

# Switch to Python3
sed -i 's|python2|python3|g' ~/kiauh/scripts/install_klipper.sh

使用 KIAUH 助手删除旧版 Klipper Python2
重新安装 Klipper（Python3）

2、详解版

我之前一直使用的是 0.91 没升级，这次趁着重新调整主板，就想着顺便升级下主板固件，看看新的温敏传感器配置 sensor_type: Generic 3950 是否效果更好。于是问题来了，开始报错。总结一下升级之后会出现的问题及原因：

Q1：树莓派和主板固件版本不一致 | Klipper 固件由运行在树莓派上的【Klippy】和运行在主板上的【固件】组成，两者相辅相成，并且需要版本尽量一致。并且不管你使用多少块主板都要同步升降级，包括将树莓派作为 MCU 使用的情况。
Q2：新版 Klipper 固件不支持中文 gcode 文件 | 随着 Python2 停止维护，作者之前说过新版的 Klipper v0.10.0 会逐渐转向使用 Python3，这次的问题就是 Python2 转 Python3 带来的 non-ASCII 编码问题。Moonraker 则一直使用Python3 开发。

其实关于版本升级，由于 Klipper 更新太快，有些功能用不到，我们挑有用的功能对应的版本升级就可以了。具体可以在四处找到更新信息：

<u>版本发布</u> （Releases）
<u>配置文件更改</u> （Config_Changes）
官方提交 （Commits）
合并申请 （Pull Requests）

一般大家关注前 2 个就行，第 4 个有些改动则没有被合并到主分支。

2.1 问题描述

我之前上传有中文名称的 gcode 文件正常使用，升级到 v0.10.0-167 后报错，内容如下：

{'message': "'ascii' codec can't decode byte 0xe6 in position 3: ordinal not in range(128)", 'error': 'WebRequestError'} Internal error on command:"M20"

查询手册发现 M20 命令是列出 SD 卡内文件，手动执行也报错，搜索也发现有其他人遇到这个问题（一、二、三）。

2.2 解决方法

方法么，有两种：

2.2.1 使用 Release 版本

cd ~/klipper
# 注意会固定使用 Release 版本无法自动更新
git checkout v0.10.0
# 如果想恢复使用最新版本
git checkout master

2.2.2 使用 Klipper Python3

Klipper 其实一直都在测试迁移到 Python3，相关讨论：

Python 3 | on 9 Jun 2017
Python3 support | on 7 Oct 2021，介绍切换方法
Change install scripts to use python3 | on 4 Sep 2020

要求是系统安装有 Python v3.6 及以上。对应的开发分支为：work-python3-20211001

我们参考 Python3 support 里面介绍的方法，切换到 Klipper Python3：

# 停止 Klipper 服务
sudo service klipper stop
# 克隆最新的 work-python3-20211001 分支
cd ~/klipper && git fetch && git checkout origin/work-python3-20211001
# 创建 Python 虚拟环境
virtualenv -p python3 ~/python3-env
~/python3-env/bin/pip install -r ~/klipper/scripts/klippy-requirements.txt
# ~/python3-env/bin/python ~/klipper/klippy/klippy.py ~/printer.cfg -l /tmp/klippy.log
# 修改 Klipper 服务内容
sudo nano /etc/systemd/system/klipper.service
# ExecStart=/home/pi/python3-env/bin/python /home/pi/klipper/klippy/klippy.py /home/pi/klipper_config/printer.cfg -l /home/pi/klipper_logs/klippy.log -a /tmp/klippy_uds
# 重新载入 Klipper 配置并重启
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart klipper

此时我们可以看到 Klipper 0.10.0 正常启动，并且 M20 可以正常列出 SD 卡带中文名称的 gcode 文件了。但是这种有个问题，我无法使用最新版的 Klipper 所带来的新功能。于是我们继续查看该分支的最新提交，发现其实新版 Klipper 已经可以较好地运行在 Python2/Python3 上了，只要修改安装脚本 install-octopi.sh 中为 python3 即可。

对应查看 KIAUH 助手，也不支持 Klipper Python3，修改 install_klipper.sh 重新安装，成功。

注意，此种情况会出现在 KIAUH 助手 以及 FluiddPI OS 上，前者是因为尚未切换到 Klipper Python3，后者是因为最新的 Fluidd v1.16.2 发布于2021年07月10日，彼时还停留在 Klipper v0.91 Python2。

3、修复内存占用显示不正确的问题【已解决】

如下图所示，迁移到 Klipper Python3 后，偶然发现内存占用一直是 100%，参考 statistics: Fix memory usage reading on Python 3 ，进行修复，后续版本估计会更新。

如下图所示修改 klipper/klippy/extras/statistics.py：

sed -i 's/import os, time, logging/import os, time, logging, io/g' ~/klipper/klippy/extras/statistics.py
sed -i '0,/meminfo/{s/open/io.open/}' ~/klipper/klippy/extras/statistics.py
sed -i '0,/meminfo/{s/rb/r/}' ~/klipper/klippy/extras/statistics.py
sudo systemctl restart klipper

4、关于自动共振抑制测试的问题

有朋友提问说切换到 Klipper Python3 后，使用 SHAPER_CALIBRATE 命令执行自动测试时会报错，类似 import matplotlib 时提示缺少库。我们以 SHAPER_CALIBRATE 为关键词搜索 Klipper 源码，锁定 klipper/scripts/calibrate_shaper.py 脚本，前两行内容如下：

#!/usr/bin/env python2
# Shaper auto-calibration script
#
# Copyright (C) 2020  Dmitry Butyugin <dmbutyugin@google.com>
# Copyright (C) 2020  Kevin O'Connor <kevin@koconnor.net>
#
# This file may be distributed under the terms of the GNU GPLv3 license.
from __future__ import print_function
import importlib, optparse, os, sys
from textwrap import wrap
import numpy as np, matplotlib

其它共振抑制相关脚本也是如此：

#!/usr/bin/env python
# Script to plot input shapers

我们回过来看官方文档关于软件安装部分的命令：

~/klippy-env/bin/pip install -v numpy
sudo apt update
sudo apt install python-numpy python-matplotlib

真相大白：

Klipper 默认使用 Python2 创建虚拟环境，位于 ~/klippy-env/bin/
numpy 包主要用于数学计算，安装两次：
- 第 1 次安装到 Klipper 虚拟环境，用于测量加速度计噪音等，根据创建时使用 Python2 还是 Python3 安装对应版本
- 第 2 次安装到系统，python-numpy 一般是 Python2，python3-numpy 一般是 Python3
matplotlib 包主要用于绘图，所以只安装一次
默认自动测定命令调用系统的 Python2 而不是虚拟环境中的，当没有安装相关包时就会报错

解决方法：

如果继续使用 Python2 来生成数据，请注意正常安装 python-numpy 和 python-matplotlib 包即可
如果想使用 Python3 来运行脚本，请不要使用自动测定命令，参考文档手动使用 TEST_RESONANCES AXIS= 命令测定 X/Y 即可
```
sudo apt update
sudo apt install python3-numpy python3-matplotlib
python3 ~/klipper/scripts/calibrate_shaper.py /tmp/resonances_x_*.csv -o /tmp/shaper_calibrate_x.png
python3 ~/klipper/scripts/calibrate_shaper.py /tmp/resonances_y_*.csv -o /tmp/shaper_calibrate_y.png
```
也可以修改 calibrate_shaper.py 内容为 #!/usr/bin/env python3 ，但是使用默认 python2 的脚本比较多，需要一个个修改，相对麻烦一些。

可能有用的调试命令：

python -V
~/klippy-env/bin/python -V
# 查看软件包安装状态，第二列 i 代表软件包安装并完成配置，下图代表 python2/3 版本的 numpy 已经正确安装
pi@blv:~ $ dpkg -l *numpy
Desired=Unknown/Install/Remove/Purge/Hold
| Status=Not/Inst/Conf-files/Unpacked/halF-conf/Half-inst/trig-aWait/Trig-pend
|/ Err?=(none)/Reinst-required (Status,Err: uppercase=bad)
||/ Name            Version      Architecture Description
+++-===============-============-============-==================================================================
ii  python-numpy    1:1.16.2-1   armhf        Numerical Python adds a fast array facility to the Python language
un  python2.7-numpy <none>       <none>       (no description available)
ii  python3-numpy   1:1.16.2-1   armhf        Fast array facility to the Python 3 language
un  python3.7-numpy <none>       <none>       (no description available)