]> git.cworth.org Git - apitrace/blob - README.markdown
readme: Provide a GLEW_KHR_debug example instead of GLEW_GREMEDY_string_marker.
[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 whether 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 OpenGL entrypoints, living in a
129 shared object that wasn't linked with `-Bsymbolic` flag, so relocations to
130 those global 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` as 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 OpenGL extensions regardless
214 of whether the OpenGL implementation supports them or not.  So all you have
215 to do is to use these extensions when available, and you can be sure they
216 will be available when tracing inside **apitrace**.
217
218 For example, if you use [GLEW](http://glew.sourceforge.net/) to dynamically
219 detect and use OpenGL extensions, you could easily accomplish this by doing:
220
221     void foo() {
222     
223       if (GLEW_KHR_debug) {
224         glPushDebugGroup(GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION, 0, -1, __FUNCTION__);
225       }
226       
227       ...
228       
229       if (GLEW_KHR_debug) {
230         glDebugMessageInsert(GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION, GL_DEBUG_TYPE_OTHER,
231                              0, GL_DEBUG_SEVERITY_MEDIUM, -1, "bla bla");
232       }
233       
234       ...
235       
236       if (GLEW_KHR_debug) {
237         glPopDebugGroup();
238       }
239     
240     }
241
242 This has the added advantage of working equally well with other OpenGL debugging tools.
243
244 Also, provided that the OpenGL implementation supports `GL_KHR_debug`, labels
245 defined via glObjectLabel() , and the labels of several objects (textures,
246 framebuffers, samplers, etc. ) will appear in the GUI state dumps, in the
247 parameters tab.
248
249
250 For OpenGL ES applications you can embed annotations in the trace file through the
251 [`GL_EXT_debug_marker`](http://www.khronos.org/registry/gles/extensions/EXT/EXT_debug_marker.txt)
252 extension.
253
254
255 For Direct3D applications you can follow the standard procedure for
256 [adding user defined events to Visual Studio Graphics Debugger / PIX](http://msdn.microsoft.com/en-us/library/vstudio/hh873200.aspx):
257
258 - `D3DPERF_BeginEvent`, `D3DPERF_EndEvent`, and `D3DPERF_SetMarker` for D3D9 applications.
259
260 - `ID3DUserDefinedAnnotation::BeginEvent`,
261   `ID3DUserDefinedAnnotation::EndEvent`, and
262   `ID3DUserDefinedAnnotation::SetMarker` for D3D11.1 applications.
263
264
265 Dump OpenGL state at a particular call
266 ----------------------------------
267
268 You can get a dump of the bound OpenGL state at call 12345 by doing:
269
270     apitrace replay -D 12345 application.trace > 12345.json
271
272 This is precisely the mechanism the GUI uses to obtain its own state.
273
274 You can compare two state dumps by doing:
275
276     apitrace diff-state 12345.json 67890.json
277
278
279 Comparing two traces side by side
280 ---------------------------------
281
282     apitrace diff trace1.trace trace2.trace
283
284 This works only on Unices, and it will truncate the traces due to performance
285 limitations.
286
287
288 Recording a video with FFmpeg/Libav
289 -----------------------------------
290
291 You can make a video of the output with FFmpeg by doing
292
293     apitrace dump-images -o - application.trace \
294     | ffmpeg -r 30 -f image2pipe -vcodec ppm -i pipe: -vcodec mpeg4 -y output.mp4
295
296 or Libav (which replaces FFmpeg on recent Debian/Ubuntu distros) doing
297
298     apitrace dump-images -o - application.trace \
299     | avconv -r 30 -f image2pipe -vcodec ppm -i - -vcodec mpeg4 -y output.mp4
300
301 Recording a video with gstreamer
302 --------------------------------------
303
304 You can make a video of the output with gstreamer by doing
305
306     glretrace --snapshot-format=RGB -s - smokinguns.trace | gst-launch-0.10 fdsrc blocksize=409600 ! queue \
307     ! videoparse format=rgb width=1920 height=1080 ! queue ! ffmpegcolorspace ! queue \
308     ! vaapiupload direct-rendering=0 ! queue ! vaapiencodeh264 ! filesink location=xxx.264
309
310 Trimming a trace
311 ----------------
312
313 You can truncate a trace by doing:
314
315     apitrace trim --exact --calls 0-12345 -o trimed.trace application.trace
316
317 If you need precise control over which calls to trim you can specify the
318 individual call numbers in a plain text file, as described in the 'Call sets'
319 section above.
320
321 There is also experimental support for automatically trimming the calls
322 necessary for a given frame or call:
323
324     apitrace trim --auto --calls=12345 -o trimed.trace application.trace
325     apitrace trim --auto --frames=12345 -o trimed.trace application.trace
326
327
328 Profiling a trace
329 -----------------
330
331 You can perform gpu and cpu profiling with the command line options:
332
333  * `--pgpu` record gpu times for frames and draw calls.
334
335  * `--pcpu` record cpu times for frames and draw calls.
336
337  * `--ppd` record pixels drawn for each draw call.
338
339 The results from these can then be read by hand or analyzed with a script.
340
341 `scripts/profileshader.py` will read the profile results and format them into a
342 table which displays profiling results per shader.
343
344 For example, to record all profiling data and utilise the per shader script:
345
346     apitrace replay --pgpu --pcpu --ppd foo.trace | ./scripts/profileshader.py
347
348
349 Advanced usage for OpenGL implementors
350 ======================================
351
352 There are several advanced usage examples meant for OpenGL implementors.
353
354
355 Regression testing
356 ------------------
357
358 These are the steps to create a regression test-suite around **apitrace**:
359
360 * obtain a trace
361
362 * obtain reference snapshots, by doing on a reference system:
363
364         mkdir /path/to/reference/snapshots/
365         apitrace dump-images -o /path/to/reference/snapshots/ application.trace
366
367 * prune the snapshots which are not interesting
368
369 * to do a regression test, use `apitrace diff-images`:
370
371         apitrace dump-images -o /path/to/test/snapshots/ application.trace
372         apitrace diff-images --output summary.html /path/to/reference/snapshots/ /path/to/test/snapshots/
373
374
375 Automated git-bisection
376 -----------------------
377
378 With tracecheck.py it is possible to automate git bisect and pinpoint the
379 commit responsible for a regression.
380
381 Below is an example of using tracecheck.py to bisect a regression in the
382 Mesa-based Intel 965 driver.  But the procedure could be applied to any OpenGL
383 driver hosted on a git repository.
384
385 First, create a build script, named build-script.sh, containing:
386
387     #!/bin/sh
388     set -e
389     export PATH=/usr/lib/ccache:$PATH
390     export CFLAGS='-g'
391     export CXXFLAGS='-g'
392     ./autogen.sh --disable-egl --disable-gallium --disable-glut --disable-glu --disable-glw --with-dri-drivers=i965
393     make clean
394     make "$@"
395
396 It is important that builds are both robust, and efficient.  Due to broken
397 dependency discovery in Mesa's makefile system, it was necessary to invoke `make
398 clean` in every iteration step.  `ccache` should be installed to avoid
399 recompiling unchanged source files.
400
401 Then do:
402
403     cd /path/to/mesa
404     export LIBGL_DEBUG=verbose
405     export LD_LIBRARY_PATH=$PWD/lib
406     export LIBGL_DRIVERS_DIR=$PWD/lib
407     git bisect start \
408         6491e9593d5cbc5644eb02593a2f562447efdcbb 71acbb54f49089b03d3498b6f88c1681d3f649ac \
409         -- src/mesa/drivers/dri/intel src/mesa/drivers/dri/i965/
410     git bisect run /path/to/tracecheck.py \
411         --precision-threshold 8.0 \
412         --build /path/to/build-script.sh \
413         --gl-renderer '.*Mesa.*Intel.*' \
414         --retrace=/path/to/glretrace \
415         -c /path/to/reference/snapshots/ \
416         topogun-1.06-orc-84k.trace
417
418 The trace-check.py script will skip automatically when there are build
419 failures.
420
421 The `--gl-renderer` option will also cause a commit to be skipped if the
422 `GL_RENDERER` is unexpected (e.g., when a software renderer or another OpenGL
423 driver is unintentionally loaded due to a missing symbol in the DRI driver, or
424 another runtime fault).
425
426
427 Side by side retracing
428 ----------------------
429
430 In order to determine which draw call a regression first manifests one could
431 generate snapshots for every draw call, using the `-S` option.  That is, however,
432 very inefficient for big traces with many draw calls.
433
434 A faster approach is to run both the bad and a good OpenGL driver side-by-side.
435 The latter can be either a previously known good build of the OpenGL driver, or a
436 reference software renderer.
437
438 This can be achieved with retracediff.py script, which invokes glretrace with
439 different environments, allowing to choose the desired OpenGL driver by
440 manipulating variables such as `LD_LIBRARY_PATH`, `LIBGL_DRIVERS_DIR`, or
441 `TRACE_LIBGL`.
442
443 For example, on Linux:
444
445     ./scripts/retracediff.py \
446         --ref-env LD_LIBRARY_PATH=/path/to/reference/OpenGL/implementation \
447         --retrace /path/to/glretrace \
448         --diff-prefix=/path/to/output/diffs \
449         application.trace
450
451 Or on Windows:
452
453     python scripts\retracediff.py --retrace \path\to\glretrace.exe --ref-env TRACE_LIBGL=\path\to\reference\opengl32.dll application.trace
454
455
456 Advanced GUI usage
457 ==================
458
459 qapitrace has rudimentary support for replaying traces on a remote
460 target device. This can be useful, for example, when developing for an
461 embedded system. The primary GUI will run on the local host, while any
462 replays will be performed on the target device.
463
464 In order to target a remote device, use the command-line:
465
466     qapitrace --remote-target <HOST> <trace-file>
467
468 In order for this to work, the following must be available in the
469 system configuration:
470
471 1. It must be possible for the current user to initiate an ssh session
472    that has access to the target's window system. The command to be
473    exectuted by qapitrace will be:
474
475         ssh <HOST> glretrace
476
477    For example, if the target device is using the X window system, one
478    can test whether an ssh session has access to the target X server
479    with:
480
481         ssh <HOST> xdpyinfo
482
483    If this command fails with something like "cannot open display"
484    then the user will have to configure the target to set the DISPLAY
485    environment variable, (for example, setting DISPLAY=:0 in the
486    .bashrc file on the target or similar).
487
488    Also, note that if the ssh session requires a custom username, then
489    this must be configured on the host side so that ssh can be
490    initiated without a username.
491
492    For example, if you normally connect with `ssh user@192.168.0.2`
493    you could configure ~/.ssh/config on the host with a block such as:
494
495         Host target
496           HostName 192.168.0.2
497           User user
498
499    And after this you should be able to connect with `ssh target` so
500    that you can also use `qapitrace --remote-target target`.
501
502 2. The target host must have a functional glretrace binary available
503
504 3. The target host must have access to <trace-file> at the same path
505    in the filesystem as the <trace-file> path on the host system being
506    passed to the qapitrace command line.
507
508
509 [![githalytics.com alpha](https://cruel-carlota.pagodabox.com/c1062ad633aa7a458e9d7520021307e4 "githalytics.com")](http://githalytics.com/apitrace/apitrace)