]> git.cworth.org Git - apitrace/blob - README.markdown
Improvement LD_LIBRARY_PATH explanation.
[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
15 Obtaining **apitrace**
16 ======================
17
18 To obtain apitrace either [download the latest
19 binaries](https://github.com/apitrace/apitrace/downloads) for your platform if
20 available, or follow the instructions in INSTALL.markdown to build it yourself.
21 On 64bits Linux and Windows platforms you'll need apitrace binaries that match
22 the architecture (32bits or 64bits) of the application being traced.
23
24
25 Basic usage
26 ===========
27
28 Run the application you want to trace as
29
30     apitrace trace --api API /path/to/application [args...]
31
32 and it will generate a trace named `application.trace` in the current
33 directory.  You can specify the written trace filename by passing the
34 `--output` command line option.
35
36 Problems while tracing (e.g, if the application uses calls/parameters
37 unsupported by apitrace) will be reported via stderr output on Unices.  On
38 Windows you'll need to run
39 [DebugView](http://technet.microsoft.com/en-us/sysinternals/bb896647) to view
40 these messages.
41
42 Follow the "Tracing manually" instructions below if you cannot obtain a trace.
43
44 View the trace with
45
46     apitrace dump application.trace
47
48 Replay an OpenGL trace with
49
50     glretrace application.trace
51
52 Pass the `-sb` option to use a single buffered visual.  Pass `--help` to
53 glretrace for more options.
54
55
56 Basic GUI usage
57 ===============
58
59 Start the GUI as
60
61     qapitrace application.trace
62
63 You can also tell the GUI to go directly to a specific call
64
65     qapitrace application.trace 12345
66
67
68 Advanced command line usage
69 ===========================
70
71
72 Call sets
73 ---------
74
75 Several tools take `CALLSET` arguments, e.g:
76
77     apitrace dump --calls CALLSET foo.trace
78     glretrace -S CALLSET foo.trace
79
80 The call syntax is very flexible. Here are a few examples:
81
82  * `4`             one call
83
84  * `1,2,4,5`       set of calls
85
86  * `"1 2 4 5"`     set of calls (commas are optional and can be replaced with whitespace)
87
88  * `1-100/2`       calls 1, 3, 5, ...,  99
89
90  * `1-1000/draw`   all draw calls between 1 and 1000
91
92  * `1-1000/fbo`    all fbo changes between calls 1 and 1000
93
94  * `frame`         all calls at end of frames
95
96  * `@foo.txt`      read call numbers from `foo.txt`, using the same syntax as above
97
98
99
100 Tracing manually
101 ----------------
102
103 ### Linux ###
104
105 On 64 bits systems, you'll need to determine ether the application is 64 bits
106 or 32 bits.  This can be done by doing
107
108     file /path/to/application
109
110 But beware of wrapper shell scripts -- what matters is the architecture of the
111 main process.
112
113 Run the application you want to trace as
114
115      LD_PRELOAD=/path/to/apitrace/wrappers/glxtrace.so /path/to/application
116
117 and it will generate a trace named `application.trace` in the current
118 directory.  You can specify the written trace filename by setting the
119 `TRACE_FILE` environment variable before running.
120
121 The `LD_PRELOAD` mechanism should work with the majority applications.  There
122 are some applications (e.g., Unigine Heaven, Android GPU emulator, etc.), that
123 have global function pointers with the same name as GL entrypoints, living in a
124 shared object that wasn't linked with `-Bsymbolic` flag, so relocations to
125 those globals function pointers get overwritten with the address to our wrapper
126 library, and the application will segfault when trying to write to them.  For
127 these applications it is possible to trace by using `glxtrace.so` as an
128 ordinary `libGL.so` and injecting it via `LD_LIBRARY_PATH`:
129
130     ln -s glxtrace.so wrappers/libGL.so
131     ln -s glxtrace.so wrappers/libGL.so.1
132     ln -s glxtrace.so wrappers/libGL.so.1.2
133     export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/apitrace/wrappers:$LD_LIBRARY_PATH
134     export TRACE_LIBGL=/path/to/real/libGL.so.1
135     /path/to/application
136
137 If you are an application developer, you can avoid this either by linking with
138 `-Bsymbolic` flag, or by using some unique prefix for your function pointers.
139
140 See the `ld.so` man page for more information about `LD_PRELOAD` and
141 `LD_LIBRARY_PATH` environment flags.
142
143 To trace the application inside gdb, invoke gdb as:
144
145     gdb --ex 'set exec-wrapper env LD_PRELOAD=/path/to/glxtrace.so' --args /path/to/application
146
147 ### Android ###
148
149 The following instructions should work at least for Android Ice Scream
150 Sandwitch:
151
152 For standalone applications the instructions above for Linux should
153 work. To trace applications started from within the Android VM process
154 (`app_process` aka zygote) you'll have to wrap this process and enable
155 tracing dynamically for the application to be traced.
156
157 - Wrapping the android main VM process:
158
159   In the Android root /init.rc add the `LD_PRELOAD` setting to zygote's
160   environment in the 'service zygote' section:
161
162         service zygote ...
163            setenv LD_PRELOAD /data/egltrace.so
164            ...
165
166   Note that ICS will overwrite the /init.rc during each boot with the
167   version in the recovery image. So you'll have to change the file in
168   your ICS source tree, rebuild and reflash the device.
169   Rebuilding/reflashing only the recovery image should be sufficient.
170
171 - Copy egltrace.so to /data
172
173   On the host:
174
175         adb push /path/to/apitrace/build/wrappers/egltrace.so /data
176
177 - Adjust file permissions to store the trace file:
178
179   By default egltrace.so will store the trace in
180   `/data/app_process.trace`. For this to work for applications running
181   with a uid other than 0, you have to allow writes to the `/data`
182   directory on the device:
183
184         chmod 0777 /data
185
186 - Enable tracing for a specific process name:
187
188   To trace for example the Settings application:
189
190         setprop debug.apitrace.procname com.android.settings
191
192   In general this name will match what `ps` reports.
193
194 - Start the application:
195
196   If the application was already running, for example due to ICS's way
197   of pre-starting the apps, you might have to kill the application
198   first:
199
200         kill <pid of app>
201
202   Launch the application for example from the application menu.
203
204 ### Mac OS X ###
205
206 Run the application you want to trace as
207
208     DYLD_LIBRARY_PATH=/path/to/apitrace/wrappers /path/to/application
209
210 Note that although Mac OS X has an `LD_PRELOAD` equivalent,
211 `DYLD_INSERT_LIBRARIES`, it is mostly useless because it only works with
212 `DYLD_FORCE_FLAT_NAMESPACE=1` which breaks most applications.  See the `dyld` man
213 page for more details about these environment flags.
214
215 ### Windows ###
216
217 When tracing third-party applications, you can identify the target
218 application's main executable, either by:
219
220 * right clicking on the application's icon in the _Start Menu_, choose
221   _Properties_, and see the _Target_ field;
222
223 * or by starting the application, run Windows Task Manager (taskmgr.exe), right
224   click on the application name in the _Applications_ tab, choose _Go To Process_,
225   note the highlighted _Image Name_, and search it on `C:\Program Files` or
226   `C:\Program Files (x86)`.
227
228 On 64 bits Windows, you'll need to determine ether the application is a 64 bits
229 or 32 bits. 32 bits applications will have a `*32` suffix in the _Image Name_
230 column of the _Processes_ tab of _Windows Task Manager_ window.
231
232 Copy the appropriate `opengl32.dll`, `d3d8.dll`, or `d3d9.dll` from the
233 wrappers directory to the directory with the application you want to trace.
234 Then run the application as usual.
235
236 You can specify the written trace filename by setting the `TRACE_FILE`
237 environment variable before running.
238
239
240 Emitting annotations to the trace
241 ---------------------------------
242
243 From OpenGL applications you can embed annotations in the trace file through the
244 [`GL_GREMEDY_string_marker`](http://www.opengl.org/registry/specs/GREMEDY/string_marker.txt)
245 and
246 [`GL_GREMEDY_frame_terminator`](http://www.opengl.org/registry/specs/GREMEDY/frame_terminator.txt)
247 GL extensions.
248
249 **apitrace** will advertise and intercept these GL extensions independently of
250 the GL implementation.  So all you have to do is to use these extensions when
251 available.
252
253 For example, if you use [GLEW](http://glew.sourceforge.net/) to dynamically
254 detect and use GL extensions, you could easily accomplish this by doing:
255
256     void foo() {
257     
258       if (GLEW_GREMEDY_string_marker) {
259         glStringMarkerGREMEDY(0, __FUNCTION__ ": enter");
260       }
261       
262       ...
263       
264       if (GLEW_GREMEDY_string_marker) {
265         glStringMarkerGREMEDY(0, __FUNCTION__ ": leave");
266       }
267       
268     }
269
270 This has the added advantage of working equally well with gDEBugger.
271
272
273 From OpenGL ES applications you can embed annotations in the trace file through the
274 [`GL_EXT_debug_marker`](http://www.khronos.org/registry/gles/extensions/EXT/EXT_debug_marker.txt)
275 extension.
276
277
278 For Direct3D applications you can follow the same procedure used for 
279 [instrumenting an application for PIX](http://technet.microsoft.com/en-us/query/ee417250)
280
281
282 Dump GL state at a particular call
283 ----------------------------------
284
285 You can get a dump of the bound GL state at call 12345 by doing:
286
287     glretrace -D 12345 application.trace > 12345.json
288
289 This is precisely the mechanism the GUI obtains its own state.
290
291 You can compare two state dumps by doing:
292
293     apitrace diff-state 12345.json 67890.json
294
295
296 Comparing two traces side by side
297 ---------------------------------
298
299     apitrace diff trace1.trace trace2.trace
300
301 This works only on Unices, and it will truncate the traces due to performance
302 limitations.
303
304
305 Recording a video with FFmpeg
306 -----------------------------
307
308 You can make a video of the output by doing
309
310     glretrace -s - application.trace \
311     | ffmpeg -r 30 -f image2pipe -vcodec ppm -i pipe: -vcodec mpeg4 -y output.mp4
312
313
314 Trimming a trace
315 ----------------
316
317 You can make a smaller trace by doing:
318
319     apitrace trim --callset 100-1000 -o trimed.trace applicated.trace
320
321 If you need precise control over which calls to trim you can specify the
322 individual call numbers a plaintext file, as described in the 'Call sets'
323 section above.
324
325
326 Profiling a trace
327 -----------------
328
329 You can perform gpu and cpu profiling with the command line options:
330
331  * `-pgpu` record gpu times for frames and draw calls.
332
333  * `-pcpu` record cpu times for frames and draw calls.
334
335  * `-ppd` record pixels drawn for each draw call.
336
337 The results from this can then be read by hand or analysed with a script.
338
339 `scripts/profileshader.py` will read the profile results and format them into a
340 table which displays profiling results per shader.
341
342 For example, to record all profiling data and utilise the per shader script:
343
344     ./glretrace -pgpu -pcpu -ppd foo.trace | ./scripts/profileshader.py
345
346
347 Advanced usage for OpenGL implementors
348 ======================================
349
350 There are several advanced usage examples meant for OpenGL implementors.
351
352
353 Regression testing
354 ------------------
355
356 These are the steps to create a regression test-suite around **apitrace**:
357
358 * obtain a trace
359
360 * obtain reference snapshots, by doing on a reference system:
361
362         mkdir /path/to/reference/snapshots/
363         glretrace -s /path/to/reference/snapshots/ application.trace
364
365 * prune the snapshots which are not interesting
366
367 * to do a regression test, do:
368
369         glretrace -c /path/to/reference/snapshots/ application.trace
370
371   Alternatively, for a HTML summary, use `apitrace diff-images`:
372
373         glretrace -s /path/to/test/snapshots/ application.trace
374         apitrace diff-images --output summary.html /path/to/reference/snapshots/ /path/to/test/snapshots/
375
376
377 Automated git-bisection
378 -----------------------
379
380 With tracecheck.py it is possible to automate git bisect and pinpoint the
381 commit responsible for a regression.
382
383 Below is an example of using tracecheck.py to bisect a regression in the
384 Mesa-based Intel 965 driver.  But the procedure could be applied to any GL
385 driver hosted on a git repository.
386
387 First, create a build script, named build-script.sh, containing:
388
389     #!/bin/sh
390     set -e
391     export PATH=/usr/lib/ccache:$PATH
392     export CFLAGS='-g'
393     export CXXFLAGS='-g'
394     ./autogen.sh --disable-egl --disable-gallium --disable-glut --disable-glu --disable-glw --with-dri-drivers=i965
395     make clean
396     make "$@"
397
398 It is important that builds are both robust, and efficient.  Due to broken
399 dependency discovery in Mesa's makefile system, it was necessary invoke `make
400 clean` in every iteration step.  `ccache` should be installed to avoid
401 recompiling unchanged source files.
402
403 Then do:
404
405     cd /path/to/mesa
406     export LIBGL_DEBUG=verbose
407     export LD_LIBRARY_PATH=$PWD/lib
408     export LIBGL_DRIVERS_DIR=$PWD/lib
409     git bisect start \
410         6491e9593d5cbc5644eb02593a2f562447efdcbb 71acbb54f49089b03d3498b6f88c1681d3f649ac \
411         -- src/mesa/drivers/dri/intel src/mesa/drivers/dri/i965/
412     git bisect run /path/to/tracecheck.py \
413         --precision-threshold 8.0 \
414         --build /path/to/build-script.sh \
415         --gl-renderer '.*Mesa.*Intel.*' \
416         --retrace=/path/to/glretrace \
417         -c /path/to/reference/snapshots/ \
418         topogun-1.06-orc-84k.trace
419
420 The trace-check.py script will skip automatically when there are build
421 failures.
422
423 The `--gl-renderer` option will also cause a commit to be skipped if the
424 `GL_RENDERER` is unexpected (e.g., when a software renderer or another GL
425 driver is unintentionally loaded due to missing symbol in the DRI driver, or
426 another runtime fault).
427
428
429 Side by side retracing
430 ----------------------
431
432 In order to determine which draw call a regression first manifests one could
433 generate snapshots for every draw call, using the `-S` option.  That is, however,
434 very inefficient for big traces with many draw calls.
435
436 A faster approach is to run both the bad and a good GL driver side-by-side.
437 The latter can be either a previously known good build of the GL driver, or a
438 reference software renderer.
439
440 This can be achieved with retracediff.py script, which invokes glretrace with
441 different environments, allowing to choose the desired GL driver by
442 manipulating variables such as `LD_LIBRARY_PATH`, `LIBGL_DRIVERS_DIR`, or
443 `TRACE_LIBGL`.
444
445 For example, on Linux:
446
447     ./scripts/retracediff.py \
448         --ref-env LD_LIBRARY_PATH=/path/to/reference/GL/implementation \
449         --retrace /path/to/glretrace \
450         --diff-prefix=/path/to/output/diffs \
451         application.trace
452
453 Or on Windows:
454
455     python scripts\retracediff.py --retrace \path\to\glretrace.exe --ref-env TRACE_LIBGL=\path\to\reference\opengl32.dll application.trace
456
457
458 Links
459 =====
460
461 About **apitrace**:
462
463 * [Official mailing list](http://lists.freedesktop.org/mailman/listinfo/apitrace)
464
465 * [Zack Rusin's blog introducing the GUI](http://zrusin.blogspot.com/2011/04/apitrace.html)
466
467 * [Jose's Fonseca blog introducing the tool](http://jrfonseca.blogspot.com/2008/07/tracing-d3d-applications.html)
468
469
470 Direct3D
471 --------
472
473 Open-source:
474
475 * [Proxy DLL](http://www.mikoweb.eu/index.php?node=21)
476
477   * [Intercept Calls to DirectX with a Proxy DLL](http://www.codeguru.com/cpp/g-m/directx/directx8/article.php/c11453/)
478
479 * [Direct3D 9 API Interceptor](http://graphics.stanford.edu/~mdfisher/D3D9Interceptor.html)
480
481 Closed-source:
482
483 * [Microsoft PIX](http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee417062.aspx)
484
485   * [D3DSpy](http://doc.51windows.net/Directx9_SDK/?url=/directx9_sdk/graphics/programmingguide/TutorialsAndSamplesAndToolsAndTips/Tools/D3DSpy.htm): the predecessor of PIX
486
487 * [NVIDIA PerfKit](http://developer.nvidia.com/nvidia-perfkit)
488
489 * [AMD GPU PerfStudio](http://developer.amd.com/gpu/PerfStudio/pages/APITraceWindow.aspx)
490
491 * [Intel Graphics Performance Analyzers](http://www.intel.com/software/gpa/)
492
493
494 OpenGL
495 ------
496
497 Open-source:
498
499 * [BuGLe](http://www.opengl.org/sdk/tools/BuGLe/)
500
501 * [GLIntercept](http://code.google.com/p/glintercept/)
502
503 * [tracy](https://gitorious.org/tracy): OpenGL ES and OpenVG trace, retrace, and state inspection
504
505 * [WebGL-Inspector](http://benvanik.github.com/WebGL-Inspector/)
506
507 Closed-source:
508
509 * [AMD CodeXL](http://developer.amd.com/tools/hc/CodeXL/Pages/default.aspx)
510
511 * [AMD GPU PerfStudio](http://developer.amd.com/gpu/PerfStudio/pages/APITraceWindow.aspx)
512
513 * [gDEBugger](http://www.gremedy.com/products.php) and [AMD gDEBugger](http://developer.amd.com/tools/gDEBugger/Pages/default.aspx)
514
515 * [glslDevil](http://cumbia.informatik.uni-stuttgart.de/glsldevil/index.html)
516