]> git.cworth.org Git - apitrace/blob - README.markdown
Update Android instructions.
[apitrace] / README.markdown
1 About **apitrace**
2 ==================
3
4 **apitrace** consists of a set of tools to:
5
6 * trace OpenGL, OpenGL ES, Direct3D, and DirectDraw APIs calls to a file;
7
8 * retrace OpenGL and OpenGL ES calls from a file;
9
10 * inspect OpenGL state at any call while retracing;
11
12 * visualize and edit trace files.
13
14 See the [apitrace homepage](http://apitrace.github.com/) for more details.
15
16
17 Obtaining **apitrace**
18 ======================
19
20 To obtain apitrace either [download the latest
21 binaries](http://apitrace.github.com/#download) for your platform if
22 available, or follow the instructions in INSTALL.markdown to build it yourself.
23 On 64bits Linux and Windows platforms you'll need apitrace binaries that match
24 the architecture (32bits or 64bits) of the application being traced.
25
26
27 Basic usage
28 ===========
29
30 Run the application you want to trace as
31
32     apitrace trace --api API /path/to/application [args...]
33
34 and it will generate a trace named `application.trace` in the current
35 directory.  You can specify the written trace filename by passing the
36 `--output` command line option.
37
38 Problems while tracing (e.g, if the application uses calls/parameters
39 unsupported by apitrace) will be reported via stderr output on Unices.  On
40 Windows you'll need to run
41 [DebugView](http://technet.microsoft.com/en-us/sysinternals/bb896647) to view
42 these messages.
43
44 Follow the "Tracing manually" instructions below if you cannot obtain a trace.
45
46 View the trace with
47
48     apitrace dump application.trace
49
50 Replay an OpenGL trace with
51
52     apitrace retrace application.trace
53
54 Pass the `--sb` option to use a single buffered visual.  Pass `--help` to
55 `apitrace retrace` for more options.
56
57
58 Basic GUI usage
59 ===============
60
61 Start the GUI as
62
63     qapitrace application.trace
64
65 You can also tell the GUI to go directly to a specific call
66
67     qapitrace application.trace 12345
68
69
70 Advanced command line usage
71 ===========================
72
73
74 Call sets
75 ---------
76
77 Several tools take `CALLSET` arguments, e.g:
78
79     apitrace dump --calls=CALLSET foo.trace
80     apitrace dump-images --calls=CALLSET foo.trace
81
82 The call syntax is very flexible. Here are a few examples:
83
84  * `4`             one call
85
86  * `0,2,4,5`       set of calls
87
88  * `"0 2 4 5"`     set of calls (commas are optional and can be replaced with whitespace)
89
90  * `0-100/2`       calls 1, 3, 5, ...,  99
91
92  * `0-1000/draw`   all draw calls between 0 and 1000
93
94  * `0-1000/fbo`    all fbo changes between calls 0 and 1000
95
96  * `frame`         all calls at end of frames
97
98  * `@foo.txt`      read call numbers from `foo.txt`, using the same syntax as above
99
100
101
102 Tracing manually
103 ----------------
104
105 ### Linux ###
106
107 On 64 bits systems, you'll need to determine ether the application is 64 bits
108 or 32 bits.  This can be done by doing
109
110     file /path/to/application
111
112 But beware of wrapper shell scripts -- what matters is the architecture of the
113 main process.
114
115 Run the GLX application you want to trace as
116
117     LD_PRELOAD=/path/to/apitrace/wrappers/glxtrace.so /path/to/application
118
119 and it will generate a trace named `application.trace` in the current
120 directory.  You can specify the written trace filename by setting the
121 `TRACE_FILE` environment variable before running.
122
123 For EGL applications you will need to use `egltrace.so` instead of
124 `glxtrace.so`.
125
126 The `LD_PRELOAD` mechanism should work with the majority applications.  There
127 are some applications (e.g., Unigine Heaven, Android GPU emulator, etc.), that
128 have global function pointers with the same name as GL entrypoints, living in a
129 shared object that wasn't linked with `-Bsymbolic` flag, so relocations to
130 those globals function pointers get overwritten with the address to our wrapper
131 library, and the application will segfault when trying to write to them.  For
132 these applications it is possible to trace by using `glxtrace.so` as an
133 ordinary `libGL.so` and injecting it via `LD_LIBRARY_PATH`:
134
135     ln -s glxtrace.so wrappers/libGL.so
136     ln -s glxtrace.so wrappers/libGL.so.1
137     ln -s glxtrace.so wrappers/libGL.so.1.2
138     export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/apitrace/wrappers:$LD_LIBRARY_PATH
139     export TRACE_LIBGL=/path/to/real/libGL.so.1
140     /path/to/application
141
142 If you are an application developer, you can avoid this either by linking with
143 `-Bsymbolic` flag, or by using some unique prefix for your function pointers.
144
145 See the `ld.so` man page for more information about `LD_PRELOAD` and
146 `LD_LIBRARY_PATH` environment flags.
147
148 To trace the application inside gdb, invoke gdb as:
149
150     gdb --ex 'set exec-wrapper env LD_PRELOAD=/path/to/glxtrace.so' --args /path/to/application
151
152 ### Android ###
153
154 The following instructions should work at least for Android Ice Scream
155 Sandwitch.
156
157 To trace applications started from within the Android VM process
158 (`app_process` aka zygote) you'll have to wrap this process and enable
159 tracing dynamically for the application to be traced.
160
161 - Wrapping the android main VM process:
162
163   In the Android root /init.rc add the `LD_PRELOAD` setting to zygote's
164   environment in the 'service zygote' section:
165
166         service zygote ...
167            setenv LD_PRELOAD /data/egltrace.so
168            ...
169
170   Note that ICS will overwrite the /init.rc during each boot with the
171   version in the recovery image. So you'll have to change the file in
172   your ICS source tree, rebuild and reflash the device.
173   Rebuilding/reflashing only the recovery image should be sufficient.
174
175 - Copy egltrace.so to /data
176
177   On the host:
178
179         adb push /path/to/apitrace/build/wrappers/egltrace.so /data
180
181 - Adjust file permissions to store the trace file:
182
183   By default egltrace.so will store the trace in
184   `/data/app_process.trace`. For this to work for applications running
185   with a uid other than 0, you have to allow writes to the `/data`
186   directory on the device:
187
188         chmod 0777 /data
189
190 - Enable tracing for a specific process name:
191
192   To trace for example the Settings application:
193
194         setprop debug.apitrace.procname com.android.settings
195
196   In general this name will match what `ps` reports.
197
198 - Start the application:
199
200   If the application was already running, for example due to ICS's way
201   of pre-starting the apps, you might have to kill the application
202   first:
203
204         kill <pid of app>
205
206   Launch the application for example from the application menu.
207
208 To trace standalone applications do:
209
210     adb push /path/to/apitrace/build/wrappers/egltrace.so /data
211     adb shell
212     # cd /data/local/tmp
213     # LD_PRELOAD=/data/egltrace.so test-opengl-gl2_basic
214     adb pull /data/local/tmp/test-opengl-gl2_basic.trace
215     eglretrace test-opengl-gl2_basic.trace
216
217 ### Mac OS X ###
218
219 Run the application you want to trace as
220
221     DYLD_LIBRARY_PATH=/path/to/apitrace/wrappers /path/to/application
222
223 Note that although Mac OS X has an `LD_PRELOAD` equivalent,
224 `DYLD_INSERT_LIBRARIES`, it is mostly useless because it only works with
225 `DYLD_FORCE_FLAT_NAMESPACE=1` which breaks most applications.  See the `dyld` man
226 page for more details about these environment flags.
227
228 ### Windows ###
229
230 When tracing third-party applications, you can identify the target
231 application's main executable, either by:
232
233 * right clicking on the application's icon in the _Start Menu_, choose
234   _Properties_, and see the _Target_ field;
235
236 * or by starting the application, run Windows Task Manager (taskmgr.exe), right
237   click on the application name in the _Applications_ tab, choose _Go To Process_,
238   note the highlighted _Image Name_, and search it on `C:\Program Files` or
239   `C:\Program Files (x86)`.
240
241 On 64 bits Windows, you'll need to determine ether the application is a 64 bits
242 or 32 bits. 32 bits applications will have a `*32` suffix in the _Image Name_
243 column of the _Processes_ tab of _Windows Task Manager_ window.
244
245 Copy the appropriate `opengl32.dll`, `d3d8.dll`, or `d3d9.dll` from the
246 wrappers directory to the directory with the application you want to trace.
247 Then run the application as usual.
248
249 You can specify the written trace filename by setting the `TRACE_FILE`
250 environment variable before running.
251
252 For D3D10 and higher you really must use `apitrace trace -a DXGI ...`. This is
253 because D3D10-11 API span many DLLs which depend on each other, and once a DLL
254 with a given name is loaded Windows will reuse it for LoadLibrary calls of the
255 same name, causing internal calls to be traced erroneously. `apitrace trace`
256 solves this issue by injecting a DLL `dxgitrace.dll` and patching all modules
257 to hook only the APIs of interest.
258
259
260 Emitting annotations to the trace
261 ---------------------------------
262
263 From OpenGL applications you can embed annotations in the trace file through the
264 [`GL_GREMEDY_string_marker`](http://www.opengl.org/registry/specs/GREMEDY/string_marker.txt)
265 and
266 [`GL_GREMEDY_frame_terminator`](http://www.opengl.org/registry/specs/GREMEDY/frame_terminator.txt)
267 GL extensions.
268
269 **apitrace** will advertise and intercept these GL extensions independently of
270 the GL implementation.  So all you have to do is to use these extensions when
271 available.
272
273 For example, if you use [GLEW](http://glew.sourceforge.net/) to dynamically
274 detect and use GL extensions, you could easily accomplish this by doing:
275
276     void foo() {
277     
278       if (GLEW_GREMEDY_string_marker) {
279         glStringMarkerGREMEDY(0, __FUNCTION__ ": enter");
280       }
281       
282       ...
283       
284       if (GLEW_GREMEDY_string_marker) {
285         glStringMarkerGREMEDY(0, __FUNCTION__ ": leave");
286       }
287       
288     }
289
290 This has the added advantage of working equally well with gDEBugger.
291
292
293 From OpenGL ES applications you can embed annotations in the trace file through the
294 [`GL_EXT_debug_marker`](http://www.khronos.org/registry/gles/extensions/EXT/EXT_debug_marker.txt)
295 extension.
296
297
298 For Direct3D applications you can follow the standard procedure for
299 [adding user defined events to Visual Studio Graphics Debugger / PIX](http://msdn.microsoft.com/en-us/library/vstudio/hh873200.aspx):
300
301 - `D3DPERF_BeginEvent`, `D3DPERF_EndEvent`, and `D3DPERF_SetMarker` for D3D9 applications.
302
303 - `ID3DUserDefinedAnnotation::BeginEvent`,
304   `ID3DUserDefinedAnnotation::EndEvent`, and
305   `ID3DUserDefinedAnnotation::SetMarker` for D3D11.1 applications.
306
307
308 Dump GL state at a particular call
309 ----------------------------------
310
311 You can get a dump of the bound GL state at call 12345 by doing:
312
313     apitrace retrace -D 12345 application.trace > 12345.json
314
315 This is precisely the mechanism the GUI obtains its own state.
316
317 You can compare two state dumps by doing:
318
319     apitrace diff-state 12345.json 67890.json
320
321
322 Comparing two traces side by side
323 ---------------------------------
324
325     apitrace diff trace1.trace trace2.trace
326
327 This works only on Unices, and it will truncate the traces due to performance
328 limitations.
329
330
331 Recording a video with FFmpeg
332 -----------------------------
333
334 You can make a video of the output by doing
335
336     apitrace dump-images -o - application.trace \
337     | ffmpeg -r 30 -f image2pipe -vcodec ppm -i pipe: -vcodec mpeg4 -y output.mp4
338
339
340 Trimming a trace
341 ----------------
342
343 You can make a smaller trace by doing:
344
345     apitrace trim --callset 100-1000 -o trimed.trace applicated.trace
346
347 If you need precise control over which calls to trim you can specify the
348 individual call numbers a plaintext file, as described in the 'Call sets'
349 section above.
350
351
352 Profiling a trace
353 -----------------
354
355 You can perform gpu and cpu profiling with the command line options:
356
357  * `--pgpu` record gpu times for frames and draw calls.
358
359  * `--pcpu` record cpu times for frames and draw calls.
360
361  * `--ppd` record pixels drawn for each draw call.
362
363 The results from this can then be read by hand or analysed with a script.
364
365 `scripts/profileshader.py` will read the profile results and format them into a
366 table which displays profiling results per shader.
367
368 For example, to record all profiling data and utilise the per shader script:
369
370     apitrace retrace --pgpu --pcpu --ppd foo.trace | ./scripts/profileshader.py
371
372
373 Advanced usage for OpenGL implementors
374 ======================================
375
376 There are several advanced usage examples meant for OpenGL implementors.
377
378
379 Regression testing
380 ------------------
381
382 These are the steps to create a regression test-suite around **apitrace**:
383
384 * obtain a trace
385
386 * obtain reference snapshots, by doing on a reference system:
387
388         mkdir /path/to/reference/snapshots/
389         apitrace dump-images -o /path/to/reference/snapshots/ application.trace
390
391 * prune the snapshots which are not interesting
392
393 * to do a regression test, use `apitrace diff-images`:
394
395         apitrace dump-images -o /path/to/test/snapshots/ application.trace
396         apitrace diff-images --output summary.html /path/to/reference/snapshots/ /path/to/test/snapshots/
397
398
399 Automated git-bisection
400 -----------------------
401
402 With tracecheck.py it is possible to automate git bisect and pinpoint the
403 commit responsible for a regression.
404
405 Below is an example of using tracecheck.py to bisect a regression in the
406 Mesa-based Intel 965 driver.  But the procedure could be applied to any GL
407 driver hosted on a git repository.
408
409 First, create a build script, named build-script.sh, containing:
410
411     #!/bin/sh
412     set -e
413     export PATH=/usr/lib/ccache:$PATH
414     export CFLAGS='-g'
415     export CXXFLAGS='-g'
416     ./autogen.sh --disable-egl --disable-gallium --disable-glut --disable-glu --disable-glw --with-dri-drivers=i965
417     make clean
418     make "$@"
419
420 It is important that builds are both robust, and efficient.  Due to broken
421 dependency discovery in Mesa's makefile system, it was necessary invoke `make
422 clean` in every iteration step.  `ccache` should be installed to avoid
423 recompiling unchanged source files.
424
425 Then do:
426
427     cd /path/to/mesa
428     export LIBGL_DEBUG=verbose
429     export LD_LIBRARY_PATH=$PWD/lib
430     export LIBGL_DRIVERS_DIR=$PWD/lib
431     git bisect start \
432         6491e9593d5cbc5644eb02593a2f562447efdcbb 71acbb54f49089b03d3498b6f88c1681d3f649ac \
433         -- src/mesa/drivers/dri/intel src/mesa/drivers/dri/i965/
434     git bisect run /path/to/tracecheck.py \
435         --precision-threshold 8.0 \
436         --build /path/to/build-script.sh \
437         --gl-renderer '.*Mesa.*Intel.*' \
438         --retrace=/path/to/glretrace \
439         -c /path/to/reference/snapshots/ \
440         topogun-1.06-orc-84k.trace
441
442 The trace-check.py script will skip automatically when there are build
443 failures.
444
445 The `--gl-renderer` option will also cause a commit to be skipped if the
446 `GL_RENDERER` is unexpected (e.g., when a software renderer or another GL
447 driver is unintentionally loaded due to missing symbol in the DRI driver, or
448 another runtime fault).
449
450
451 Side by side retracing
452 ----------------------
453
454 In order to determine which draw call a regression first manifests one could
455 generate snapshots for every draw call, using the `-S` option.  That is, however,
456 very inefficient for big traces with many draw calls.
457
458 A faster approach is to run both the bad and a good GL driver side-by-side.
459 The latter can be either a previously known good build of the GL driver, or a
460 reference software renderer.
461
462 This can be achieved with retracediff.py script, which invokes glretrace with
463 different environments, allowing to choose the desired GL driver by
464 manipulating variables such as `LD_LIBRARY_PATH`, `LIBGL_DRIVERS_DIR`, or
465 `TRACE_LIBGL`.
466
467 For example, on Linux:
468
469     ./scripts/retracediff.py \
470         --ref-env LD_LIBRARY_PATH=/path/to/reference/GL/implementation \
471         --retrace /path/to/glretrace \
472         --diff-prefix=/path/to/output/diffs \
473         application.trace
474
475 Or on Windows:
476
477     python scripts\retracediff.py --retrace \path\to\glretrace.exe --ref-env TRACE_LIBGL=\path\to\reference\opengl32.dll application.trace
478
479
480 [![githalytics.com alpha](https://cruel-carlota.pagodabox.com/c1062ad633aa7a458e9d7520021307e4 "githalytics.com")](http://githalytics.com/apitrace/apitrace)