]> git.cworth.org Git - apitrace/blob - README.markdown
glstate: Dump more object labels.
[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 * replay 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.io/) for more details.
15
16
17 Obtaining **apitrace**
18 ======================
19
20 To obtain apitrace either [download the latest
21 binaries](http://apitrace.github.io/#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 replay application.trace
53
54 Pass the `--sb` option to use a single buffered visual.  Pass `--help` to
55 `apitrace replay` 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 ### Android ###
149
150 To trace standalone native OpenGL ES applications, use
151 `LD_PRELOAD=/path/to/egltrace.so /path/to/application` like described in the
152 previous section.  To trace Java applications, refer to Dalvik.markdown.
153
154 ### Mac OS X ###
155
156 Run the application you want to trace as
157
158     DYLD_LIBRARY_PATH=/path/to/apitrace/wrappers /path/to/application
159
160 Note that although Mac OS X has an `LD_PRELOAD` equivalent,
161 `DYLD_INSERT_LIBRARIES`, it is mostly useless because it only works with
162 `DYLD_FORCE_FLAT_NAMESPACE=1` which breaks most applications.  See the `dyld` man
163 page for more details about these environment flags.
164
165 ### Windows ###
166
167 When tracing third-party applications, you can identify the target
168 application's main executable, either by:
169
170 * right clicking on the application's icon in the _Start Menu_, choose
171   _Properties_, and see the _Target_ field;
172
173 * or by starting the application, run Windows Task Manager (taskmgr.exe), right
174   click on the application name in the _Applications_ tab, choose _Go To Process_,
175   note the highlighted _Image Name_, and search it on `C:\Program Files` or
176   `C:\Program Files (x86)`.
177
178 On 64 bits Windows, you'll need to determine ether the application is a 64 bits
179 or 32 bits. 32 bits applications will have a `*32` suffix in the _Image Name_
180 column of the _Processes_ tab of _Windows Task Manager_ window.
181
182 Copy the appropriate `opengl32.dll`, `d3d8.dll`, or `d3d9.dll` from the
183 wrappers directory to the directory with the application you want to trace.
184 Then run the application as usual.
185
186 You can specify the written trace filename by setting the `TRACE_FILE`
187 environment variable before running.
188
189 For D3D10 and higher you really must use `apitrace trace -a DXGI ...`. This is
190 because D3D10-11 API span many DLLs which depend on each other, and once a DLL
191 with a given name is loaded Windows will reuse it for LoadLibrary calls of the
192 same name, causing internal calls to be traced erroneously. `apitrace trace`
193 solves this issue by injecting a DLL `dxgitrace.dll` and patching all modules
194 to hook only the APIs of interest.
195
196
197 Emitting annotations to the trace
198 ---------------------------------
199
200 From whitin OpenGL applications you can embed annotations in the trace file
201 through the following extensions:
202
203 * [`GL_KHR_debug`](http://www.opengl.org/registry/specs/KHR/debug.txt)
204
205 * [`GL_ARB_debug_output`](http://www.opengl.org/registry/specs/ARB/debug_output.txt)
206
207 * [`GL_AMD_debug_output`](http://www.opengl.org/registry/specs/AMD/debug_output.txt)
208
209 * [`GL_GREMEDY_string_marker`](http://www.opengl.org/registry/specs/GREMEDY/string_marker.txt)
210
211 * [`GL_GREMEDY_frame_terminator`](http://www.opengl.org/registry/specs/GREMEDY/frame_terminator.txt)
212
213 **apitrace** will advertise and intercept these GL extensions regardless the GL
214 implementation supports them or not.  So all you have to do is to use these
215 extensions when available, and you can be sure they will be available when
216 tracing inside **apitrace**.
217
218 For example, if you use [GLEW](http://glew.sourceforge.net/) to dynamically
219 detect and use GL extensions, you could easily accomplish this by doing:
220
221     void foo() {
222     
223       if (GLEW_GREMEDY_string_marker) {
224         glStringMarkerGREMEDY(0, __FUNCTION__ ": enter");
225       }
226       
227       ...
228       
229       if (GLEW_GREMEDY_string_marker) {
230         glStringMarkerGREMEDY(0, __FUNCTION__ ": leave");
231       }
232       
233     }
234
235 This has the added advantage of working equally well with gDEBugger.
236
237 Also, provided that the OpenGL implementation supports `GL_KHR_debug`, labels
238 defined via glObjectLabel() , and the labels of several objects (textures,
239 framebuffers, samplers, etc. ) will appear in the GUI state dumps, in the
240 parameters tab.
241
242
243 For OpenGL ES applications you can embed annotations in the trace file through the
244 [`GL_EXT_debug_marker`](http://www.khronos.org/registry/gles/extensions/EXT/EXT_debug_marker.txt)
245 extension.
246
247
248 For Direct3D applications you can follow the standard procedure for
249 [adding user defined events to Visual Studio Graphics Debugger / PIX](http://msdn.microsoft.com/en-us/library/vstudio/hh873200.aspx):
250
251 - `D3DPERF_BeginEvent`, `D3DPERF_EndEvent`, and `D3DPERF_SetMarker` for D3D9 applications.
252
253 - `ID3DUserDefinedAnnotation::BeginEvent`,
254   `ID3DUserDefinedAnnotation::EndEvent`, and
255   `ID3DUserDefinedAnnotation::SetMarker` for D3D11.1 applications.
256
257
258 Dump GL state at a particular call
259 ----------------------------------
260
261 You can get a dump of the bound GL state at call 12345 by doing:
262
263     apitrace replay -D 12345 application.trace > 12345.json
264
265 This is precisely the mechanism the GUI obtains its own state.
266
267 You can compare two state dumps by doing:
268
269     apitrace diff-state 12345.json 67890.json
270
271
272 Comparing two traces side by side
273 ---------------------------------
274
275     apitrace diff trace1.trace trace2.trace
276
277 This works only on Unices, and it will truncate the traces due to performance
278 limitations.
279
280
281 Recording a video with FFmpeg/Libav
282 -----------------------------------
283
284 You can make a video of the output with FFmpeg by doing
285
286     apitrace dump-images -o - application.trace \
287     | ffmpeg -r 30 -f image2pipe -vcodec ppm -i pipe: -vcodec mpeg4 -y output.mp4
288
289 or Libav (which replaces FFmpeg on recent Debian/Ubuntu distros) doing
290
291     apitrace dump-images -o - application.trace \
292     | avconv -r 30 -f image2pipe -vcodec ppm -i - -vcodec mpeg4 -y output.mp4
293
294 Recording a video with gstreamer
295 --------------------------------------
296
297 You can make a video of the output with gstreamer by doing
298
299     glretrace --snapshot-format=RGB -s - smokinguns.trace | gst-launch-0.10 fdsrc blocksize=409600 ! queue \
300     ! videoparse format=rgb width=1920 height=1080 ! queue ! ffmpegcolorspace ! queue \
301     ! vaapiupload direct-rendering=0 ! queue ! vaapiencodeh264 ! filesink location=xxx.264
302
303 Trimming a trace
304 ----------------
305
306 You can truncate a trace by doing:
307
308     apitrace trim --exact --calls 0-12345 -o trimed.trace application.trace
309
310 If you need precise control over which calls to trim you can specify the
311 individual call numbers a plaintext file, as described in the 'Call sets'
312 section above.
313
314 There is also experimental support for automatically trimming the calls
315 necessary for a given frame or call:
316
317    apitrace trim --auto --calls=12345 -o trimed.trace application.trace
318    apitrace trim --auto --frames=12345 -o trimed.trace application.trace
319
320
321 Profiling a trace
322 -----------------
323
324 You can perform gpu and cpu profiling with the command line options:
325
326  * `--pgpu` record gpu times for frames and draw calls.
327
328  * `--pcpu` record cpu times for frames and draw calls.
329
330  * `--ppd` record pixels drawn for each draw call.
331
332 The results from this can then be read by hand or analysed with a script.
333
334 `scripts/profileshader.py` will read the profile results and format them into a
335 table which displays profiling results per shader.
336
337 For example, to record all profiling data and utilise the per shader script:
338
339     apitrace replay --pgpu --pcpu --ppd foo.trace | ./scripts/profileshader.py
340
341
342 Advanced usage for OpenGL implementors
343 ======================================
344
345 There are several advanced usage examples meant for OpenGL implementors.
346
347
348 Regression testing
349 ------------------
350
351 These are the steps to create a regression test-suite around **apitrace**:
352
353 * obtain a trace
354
355 * obtain reference snapshots, by doing on a reference system:
356
357         mkdir /path/to/reference/snapshots/
358         apitrace dump-images -o /path/to/reference/snapshots/ application.trace
359
360 * prune the snapshots which are not interesting
361
362 * to do a regression test, use `apitrace diff-images`:
363
364         apitrace dump-images -o /path/to/test/snapshots/ application.trace
365         apitrace diff-images --output summary.html /path/to/reference/snapshots/ /path/to/test/snapshots/
366
367
368 Automated git-bisection
369 -----------------------
370
371 With tracecheck.py it is possible to automate git bisect and pinpoint the
372 commit responsible for a regression.
373
374 Below is an example of using tracecheck.py to bisect a regression in the
375 Mesa-based Intel 965 driver.  But the procedure could be applied to any GL
376 driver hosted on a git repository.
377
378 First, create a build script, named build-script.sh, containing:
379
380     #!/bin/sh
381     set -e
382     export PATH=/usr/lib/ccache:$PATH
383     export CFLAGS='-g'
384     export CXXFLAGS='-g'
385     ./autogen.sh --disable-egl --disable-gallium --disable-glut --disable-glu --disable-glw --with-dri-drivers=i965
386     make clean
387     make "$@"
388
389 It is important that builds are both robust, and efficient.  Due to broken
390 dependency discovery in Mesa's makefile system, it was necessary invoke `make
391 clean` in every iteration step.  `ccache` should be installed to avoid
392 recompiling unchanged source files.
393
394 Then do:
395
396     cd /path/to/mesa
397     export LIBGL_DEBUG=verbose
398     export LD_LIBRARY_PATH=$PWD/lib
399     export LIBGL_DRIVERS_DIR=$PWD/lib
400     git bisect start \
401         6491e9593d5cbc5644eb02593a2f562447efdcbb 71acbb54f49089b03d3498b6f88c1681d3f649ac \
402         -- src/mesa/drivers/dri/intel src/mesa/drivers/dri/i965/
403     git bisect run /path/to/tracecheck.py \
404         --precision-threshold 8.0 \
405         --build /path/to/build-script.sh \
406         --gl-renderer '.*Mesa.*Intel.*' \
407         --retrace=/path/to/glretrace \
408         -c /path/to/reference/snapshots/ \
409         topogun-1.06-orc-84k.trace
410
411 The trace-check.py script will skip automatically when there are build
412 failures.
413
414 The `--gl-renderer` option will also cause a commit to be skipped if the
415 `GL_RENDERER` is unexpected (e.g., when a software renderer or another GL
416 driver is unintentionally loaded due to missing symbol in the DRI driver, or
417 another runtime fault).
418
419
420 Side by side retracing
421 ----------------------
422
423 In order to determine which draw call a regression first manifests one could
424 generate snapshots for every draw call, using the `-S` option.  That is, however,
425 very inefficient for big traces with many draw calls.
426
427 A faster approach is to run both the bad and a good GL driver side-by-side.
428 The latter can be either a previously known good build of the GL driver, or a
429 reference software renderer.
430
431 This can be achieved with retracediff.py script, which invokes glretrace with
432 different environments, allowing to choose the desired GL driver by
433 manipulating variables such as `LD_LIBRARY_PATH`, `LIBGL_DRIVERS_DIR`, or
434 `TRACE_LIBGL`.
435
436 For example, on Linux:
437
438     ./scripts/retracediff.py \
439         --ref-env LD_LIBRARY_PATH=/path/to/reference/GL/implementation \
440         --retrace /path/to/glretrace \
441         --diff-prefix=/path/to/output/diffs \
442         application.trace
443
444 Or on Windows:
445
446     python scripts\retracediff.py --retrace \path\to\glretrace.exe --ref-env TRACE_LIBGL=\path\to\reference\opengl32.dll application.trace
447
448
449 Advanced GUI usage
450 ==================
451
452 qapitrace has rudimentary support for replaying traces on a remote
453 target device. This can be useful, for example, when developing for an
454 embedded system. The primary GUI will run on the local host, while any
455 replays will be performed on the target device.
456
457 In order to target a remote device, use the command-line:
458
459     qapitrace --remote-target <HOST> <trace-file>
460
461 In order for this to work, the following must be available in the
462 system configuration:
463
464 1. It must be possible for the current user to initiate an ssh session
465    that has access to the target's window system. The command to be
466    exectuted by qapitrace will be:
467
468         ssh <HOST> glretrace
469
470    For example, if the target device is using the X window system, one
471    can test whether an ssh session has access to the target X server
472    with:
473
474         ssh <HOST> xdpyinfo
475
476    If this command fails with something like "cannot open display"
477    then the user will have to configure the target to set the DISPLAY
478    environment variable, (for example, setting DISPLAY=:0 in the
479    .bashrc file on the target or similar).
480
481    Also, note that if the ssh session requires a custom username, then
482    this must be configured on the host side so that ssh can be
483    initiated without a username.
484
485    For example, if you normally connect with `ssh user@192.168.0.2`
486    you could configure ~/.ssh/config on the host with a block such as:
487
488         Host target
489           HostName 192.168.0.2
490           User user
491
492    And after this you should be able to connect with `ssh target` so
493    that you can also use `qapitrace --remote-target target`.
494
495 2. The target host must have a functional glretrace binary available
496
497 3. The target host must have access to <trace-file> at the same path
498    in the filesystem as the <trace-file> path on the host system being
499    passed to the qapitrace command line.
500
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502 [![githalytics.com alpha](https://cruel-carlota.pagodabox.com/c1062ad633aa7a458e9d7520021307e4 "githalytics.com")](http://githalytics.com/apitrace/apitrace)