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[apitrace] / README.markdown
1 About **apitrace**
2 ==================
3
4 **apitrace** consists of a set of tools to:
5
6 * trace OpenGL, OpenGL ES, D3D9, D3D8, D3D7, and DDRAW 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
15 Basic usage
16 ===========
17
18
19 Linux and Mac OS X
20 ------------------
21
22 Run the application you want to trace as
23
24     apitrace trace /path/to/application [args...]
25
26 and it will generate a trace named `application.trace` in the current
27 directory.  You can specify the written trace filename by setting the
28 `TRACE_FILE` environment variable before running.
29
30 View the trace with
31
32     apitrace dump --color application.trace
33
34 Replay an OpenGL trace with
35
36     glretrace application.trace
37
38 Pass the `-sb` option to use a single buffered visual.  Pass `--help` to
39 glretrace for more options.
40
41 Start the GUI as
42
43     qapitrace application.trace
44
45
46 Windows
47 -------
48
49 * Copy `opengl32.dll`, `d3d8.dll`, or `d3d9.dll` from build/wrappers directory
50   to the directory with the application you want to trace.
51
52 * Run the application.
53
54 * View the trace with
55
56         \path\to\apitrace dump application.trace
57
58 * Replay the trace with
59
60         \path\to\glretrace application.trace
61
62
63 Advanced command line usage
64 ===========================
65
66
67 Call sets
68 ---------
69
70 Several tools take `CALLSET` arguments, e.g:
71
72     apitrace dump --calls CALLSET foo.trace
73     glretrace -S CALLSET foo.trace
74
75 The call syntax is very flexible. Here are a few examples:
76
77  * `4`             one call
78
79  * `1,2,4,5`       set of calls
80
81  * `"1 2 4 5"`     set of calls (commas are optional and can be replaced with whitespace)
82
83  * `1-100/2`       calls 1, 3, 5, ...,  99
84
85  * `1-1000/draw`   all draw calls between 1 and 1000
86
87  * `1-1000/fbo`    all fbo changes between calls 1 and 1000
88
89  * `frame`         all calls at end of frames
90
91  * `@foo.txt`      read call numbers from `foo.txt`, using the same syntax as above
92
93
94
95 Tracing manually
96 ----------------
97
98 ### Linux ###
99
100 Run the application you want to trace as
101
102      LD_PRELOAD=/path/to/apitrace/wrappers/glxtrace.so /path/to/application
103
104 and it will generate a trace named `application.trace` in the current
105 directory.  You can specify the written trace filename by setting the
106 `TRACE_FILE` environment variable before running.
107
108 The `LD_PRELOAD` mechanism should work with most applications.  There are some
109 applications, e.g., Unigine Heaven, which global function pointers with the
110 same name as GL entrypoints, living in a shared object that wasn't linked with
111 `-Bsymbolic` flag, so relocations to those globals function pointers get
112 overwritten with the address to our wrapper library, and the application will
113 segfault when trying to write to them.  For these applications it is possible
114 to trace by using `glxtrace.so` as an ordinary `libGL.so` and injecting into
115 `LD_LIBRARY_PATH`:
116
117     ln -s glxtrace.so wrappers/libGL.so
118     ln -s glxtrace.so wrappers/libGL.so.1
119     ln -s glxtrace.so wrappers/libGL.so.1.2
120     export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/apitrace/wrappers:$LD_LIBRARY_PATH
121     export TRACE_LIBGL=/path/to/real/libGL.so.1
122     /path/to/application
123
124 See the `ld.so` man page for more information about `LD_PRELOAD` and
125 `LD_LIBRARY_PATH` environment flags.
126
127 To trace the application inside gdb, invoke gdb as:
128
129     gdb --ex 'set exec-wrapper env LD_PRELOAD=/path/to/glxtrace.so' --args /path/to/application
130
131 ### Mac OS X ###
132
133 Run the application you want to trace as
134
135     DYLD_LIBRARY_PATH=/path/to/apitrace/wrappers /path/to/application
136
137 Note that although Mac OS X has an `LD_PRELOAD` equivalent,
138 `DYLD_INSERT_LIBRARIES`, it is mostly useless because it only works with
139 `DYLD_FORCE_FLAT_NAMESPACE=1` which breaks most applications.  See the `dyld` man
140 page for more details about these environment flags.
141
142
143 Emitting annotations to the trace from GL applications
144 ------------------------------------------------------
145
146 You can emit string and frame annotations through the
147 [`GL_GREMEDY_string_marker`](http://www.opengl.org/registry/specs/GREMEDY/string_marker.txt)
148 and
149 [`GL_GREMEDY_frame_terminator`](http://www.opengl.org/registry/specs/GREMEDY/frame_terminator.txt)
150 GL extensions.
151
152 **apitrace** will advertise and intercept these GL extensions independently of
153 the GL implementation.  So all you have to do is to use these extensions when
154 available.
155
156 For example, if you use [GLEW](http://glew.sourceforge.net/) to dynamically
157 detect and use GL extensions, you could easily accomplish this by doing:
158
159     void foo() {
160     
161       if (GLEW_GREMEDY_string_marker) {
162         glStringMarkerGREMEDY(0, __FUNCTION__ ": enter");
163       }
164       
165       ...
166       
167       if (GLEW_GREMEDY_string_marker) {
168         glStringMarkerGREMEDY(0, __FUNCTION__ ": leave");
169       }
170       
171     }
172
173 This has the added advantage of working equally well with gDEBugger.
174
175
176 Dump GL state at a particular call
177 ----------------------------------
178
179 You can get a dump of the bound GL state at call 12345 by doing:
180
181     glretrace -D 12345 application.trace > 12345.json
182
183 This is precisely the mechanism the GUI obtains its own state.
184
185 You can compare two state dumps by doing:
186
187     apitrace diff-state 12345.json 67890.json
188
189
190 Comparing two traces side by side
191 ---------------------------------
192
193     apitrace diff trace1.trace trace2.trace
194
195 This works only on Unices, and it will truncate the traces due to performance
196 limitations.
197
198
199 Recording a video with FFmpeg
200 -----------------------------
201
202 You can make a video of the output by doing
203
204     glretrace -s - application.trace \
205     | ffmpeg -r 30 -f image2pipe -vcodec ppm -i pipe: -vcodec mpeg4 -y output.mp4
206
207
208 Advanced usage for OpenGL implementors
209 ======================================
210
211 There are several advanced usage examples meant for OpenGL implementors.
212
213
214 Regression testing
215 ------------------
216
217 These are the steps to create a regression test-suite around **apitrace**:
218
219 * obtain a trace
220
221 * obtain reference snapshots, by doing:
222
223         mkdir /path/to/snapshots/
224         glretrace -s /path/to/reference/snapshots/ application.trace
225
226   on reference system.
227
228 * prune the snapshots which are not interesting
229
230 * to do a regression test, do:
231
232         glretrace -c /path/to/reference/snapshots/ application.trace
233
234   Alternatively, for a HTML summary, use `apitrace diff-images`:
235
236         glretrace -s /path/to/current/snapshots/ application.trace
237         apitrace diff-images --output summary.html /path/to/reference/snapshots/ /path/to/current/snapshots/
238
239
240 Automated git-bisection
241 -----------------------
242
243 With tracecheck.py it is possible to automate git bisect and pinpoint the
244 commit responsible for a regression.
245
246 Below is an example of using tracecheck.py to bisect a regression in the
247 Mesa-based Intel 965 driver.  But the procedure could be applied to any GL
248 driver hosted on a git repository.
249
250 First, create a build script, named build-script.sh, containing:
251
252     #!/bin/sh
253     set -e
254     export PATH=/usr/lib/ccache:$PATH
255     export CFLAGS='-g'
256     export CXXFLAGS='-g'
257     ./autogen.sh --disable-egl --disable-gallium --disable-glut --disable-glu --disable-glw --with-dri-drivers=i965
258     make clean
259     make "$@"
260
261 It is important that builds are both robust, and efficient.  Due to broken
262 dependency discovery in Mesa's makefile system, it was necessary invoke `make
263 clean` in every iteration step.  `ccache` should be installed to avoid
264 recompiling unchanged source files.
265
266 Then do:
267
268     cd /path/to/mesa
269     export LIBGL_DEBUG=verbose
270     export LD_LIBRARY_PATH=$PWD/lib
271     export LIBGL_DRIVERS_DIR=$PWD/lib
272     git bisect start \
273         6491e9593d5cbc5644eb02593a2f562447efdcbb 71acbb54f49089b03d3498b6f88c1681d3f649ac \
274         -- src/mesa/drivers/dri/intel src/mesa/drivers/dri/i965/
275     git bisect run /path/to/tracecheck.py \
276         --precision-threshold 8.0 \
277         --build /path/to/build-script.sh \
278         --gl-renderer '.*Mesa.*Intel.*' \
279         --retrace=/path/to/glretrace \
280         -c /path/to/reference/snapshots/ \
281         topogun-1.06-orc-84k.trace
282
283 The trace-check.py script will skip automatically when there are build
284 failures.
285
286 The `--gl-renderer` option will also cause a commit to be skipped if the
287 `GL_RENDERER` is unexpected (e.g., when a software renderer or another GL
288 driver is unintentionally loaded due to missing symbol in the DRI driver, or
289 another runtime fault).
290
291
292 Side by side retracing
293 ----------------------
294
295 In order to determine which draw call a regression first manifests one could
296 generate snapshots for every draw call, using the `-S` option.  That is, however,
297 very inefficient for big traces with many draw calls.
298
299 A faster approach is to run both the bad and a good GL driver side-by-side.
300 The latter can be either a previously known good build of the GL driver, or a
301 reference software renderer.
302
303 This can be achieved with retracediff.py script, which invokes glretrace with
304 different environments, allowing to choose the desired GL driver by
305 manipulating variables such as `LD_LIBRARY_PATH` or `LIBGL_DRIVERS_DIR`.
306
307 For example:
308
309     ./scripts/retracediff.py \
310         --ref-env LD_LIBRARY_PATH=/path/to/reference/GL/implementation \
311         -r ./glretrace \
312         --diff-prefix=/path/to/output/diffs \
313         application.trace
314
315
316
317 Links
318 =====
319
320 About **apitrace**:
321
322 * [Official mailing list](http://lists.freedesktop.org/mailman/listinfo/apitrace)
323
324 * [Zack Rusin's blog introducing the GUI](http://zrusin.blogspot.com/2011/04/apitrace.html)
325
326 * [Jose's Fonseca blog introducing the tool](http://jrfonseca.blogspot.com/2008/07/tracing-d3d-applications.html)
327
328
329 Direct3D
330 --------
331
332 Open-source:
333
334 * [Proxy DLL](http://www.mikoweb.eu/index.php?node=21)
335
336   * [Intercept Calls to DirectX with a Proxy DLL](http://www.codeguru.com/cpp/g-m/directx/directx8/article.php/c11453/)
337
338 * [Direct3D 9 API Interceptor](http://graphics.stanford.edu/~mdfisher/D3D9Interceptor.html)
339
340 Closed-source:
341
342 * [Microsoft PIX](http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee417062.aspx)
343
344   * [D3DSpy](http://doc.51windows.net/Directx9_SDK/?url=/directx9_sdk/graphics/programmingguide/TutorialsAndSamplesAndToolsAndTips/Tools/D3DSpy.htm): the predecessor of PIX
345
346 * [AMD GPU PerfStudio](http://developer.amd.com/gpu/PerfStudio/pages/APITraceWindow.aspx)
347
348
349 OpenGL
350 ------
351
352 Open-source:
353
354 * [BuGLe](http://www.opengl.org/sdk/tools/BuGLe/)
355
356 * [GLIntercept](http://code.google.com/p/glintercept/)
357
358 * [tracy](https://gitorious.org/tracy): OpenGL ES and OpenVG trace, retrace, and state inspection
359
360 Closed-source:
361
362 * [gDEBugger](http://www.gremedy.com/products.php)
363
364 * [glslDevil](http://cumbia.informatik.uni-stuttgart.de/glsldevil/index.html)
365
366 * [AMD GPU PerfStudio](http://developer.amd.com/gpu/PerfStudio/pages/APITraceWindow.aspx)
367