]> git.cworth.org Git - apitrace/blob - README.markdown
Merge remote-tracking branch 'github/master' into mt-trace
[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](https://github.com/apitrace/apitrace/downloads) 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     glretrace application.trace
53
54 Pass the `-sb` option to use a single buffered visual.  Pass `--help` to
55 glretrace 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     glretrace -S CALLSET foo.trace
81
82 The call syntax is very flexible. Here are a few examples:
83
84  * `4`             one call
85
86  * `1,2,4,5`       set of calls
87
88  * `"1 2 4 5"`     set of calls (commas are optional and can be replaced with whitespace)
89
90  * `1-100/2`       calls 1, 3, 5, ...,  99
91
92  * `1-1000/draw`   all draw calls between 1 and 1000
93
94  * `1-1000/fbo`    all fbo changes between calls 1 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 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 The `LD_PRELOAD` mechanism should work with the majority applications.  There
124 are some applications (e.g., Unigine Heaven, Android GPU emulator, etc.), that
125 have global function pointers with the same name as GL entrypoints, living in a
126 shared object that wasn't linked with `-Bsymbolic` flag, so relocations to
127 those globals function pointers get overwritten with the address to our wrapper
128 library, and the application will segfault when trying to write to them.  For
129 these applications it is possible to trace by using `glxtrace.so` as an
130 ordinary `libGL.so` and injecting it via `LD_LIBRARY_PATH`:
131
132     ln -s glxtrace.so wrappers/libGL.so
133     ln -s glxtrace.so wrappers/libGL.so.1
134     ln -s glxtrace.so wrappers/libGL.so.1.2
135     export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/apitrace/wrappers:$LD_LIBRARY_PATH
136     export TRACE_LIBGL=/path/to/real/libGL.so.1
137     /path/to/application
138
139 If you are an application developer, you can avoid this either by linking with
140 `-Bsymbolic` flag, or by using some unique prefix for your function pointers.
141
142 See the `ld.so` man page for more information about `LD_PRELOAD` and
143 `LD_LIBRARY_PATH` environment flags.
144
145 To trace the application inside gdb, invoke gdb as:
146
147     gdb --ex 'set exec-wrapper env LD_PRELOAD=/path/to/glxtrace.so' --args /path/to/application
148
149 ### Android ###
150
151 The following instructions should work at least for Android Ice Scream
152 Sandwitch:
153
154 For standalone applications the instructions above for Linux should
155 work. To trace applications started from within the Android VM process
156 (`app_process` aka zygote) you'll have to wrap this process and enable
157 tracing dynamically for the application to be traced.
158
159 - Wrapping the android main VM process:
160
161   In the Android root /init.rc add the `LD_PRELOAD` setting to zygote's
162   environment in the 'service zygote' section:
163
164         service zygote ...
165            setenv LD_PRELOAD /data/egltrace.so
166            ...
167
168   Note that ICS will overwrite the /init.rc during each boot with the
169   version in the recovery image. So you'll have to change the file in
170   your ICS source tree, rebuild and reflash the device.
171   Rebuilding/reflashing only the recovery image should be sufficient.
172
173 - Copy egltrace.so to /data
174
175   On the host:
176
177         adb push /path/to/apitrace/build/wrappers/egltrace.so /data
178
179 - Adjust file permissions to store the trace file:
180
181   By default egltrace.so will store the trace in
182   `/data/app_process.trace`. For this to work for applications running
183   with a uid other than 0, you have to allow writes to the `/data`
184   directory on the device:
185
186         chmod 0777 /data
187
188 - Enable tracing for a specific process name:
189
190   To trace for example the Settings application:
191
192         setprop debug.apitrace.procname com.android.settings
193
194   In general this name will match what `ps` reports.
195
196 - Start the application:
197
198   If the application was already running, for example due to ICS's way
199   of pre-starting the apps, you might have to kill the application
200   first:
201
202         kill <pid of app>
203
204   Launch the application for example from the application menu.
205
206 ### Mac OS X ###
207
208 Run the application you want to trace as
209
210     DYLD_LIBRARY_PATH=/path/to/apitrace/wrappers /path/to/application
211
212 Note that although Mac OS X has an `LD_PRELOAD` equivalent,
213 `DYLD_INSERT_LIBRARIES`, it is mostly useless because it only works with
214 `DYLD_FORCE_FLAT_NAMESPACE=1` which breaks most applications.  See the `dyld` man
215 page for more details about these environment flags.
216
217 ### Windows ###
218
219 When tracing third-party applications, you can identify the target
220 application's main executable, either by:
221
222 * right clicking on the application's icon in the _Start Menu_, choose
223   _Properties_, and see the _Target_ field;
224
225 * or by starting the application, run Windows Task Manager (taskmgr.exe), right
226   click on the application name in the _Applications_ tab, choose _Go To Process_,
227   note the highlighted _Image Name_, and search it on `C:\Program Files` or
228   `C:\Program Files (x86)`.
229
230 On 64 bits Windows, you'll need to determine ether the application is a 64 bits
231 or 32 bits. 32 bits applications will have a `*32` suffix in the _Image Name_
232 column of the _Processes_ tab of _Windows Task Manager_ window.
233
234 Copy the appropriate `opengl32.dll`, `d3d8.dll`, or `d3d9.dll` from the
235 wrappers directory to the directory with the application you want to trace.
236 Then run the application as usual.
237
238 You can specify the written trace filename by setting the `TRACE_FILE`
239 environment variable before running.
240
241
242 Emitting annotations to the trace
243 ---------------------------------
244
245 From OpenGL applications you can embed annotations in the trace file through the
246 [`GL_GREMEDY_string_marker`](http://www.opengl.org/registry/specs/GREMEDY/string_marker.txt)
247 and
248 [`GL_GREMEDY_frame_terminator`](http://www.opengl.org/registry/specs/GREMEDY/frame_terminator.txt)
249 GL extensions.
250
251 **apitrace** will advertise and intercept these GL extensions independently of
252 the GL implementation.  So all you have to do is to use these extensions when
253 available.
254
255 For example, if you use [GLEW](http://glew.sourceforge.net/) to dynamically
256 detect and use GL extensions, you could easily accomplish this by doing:
257
258     void foo() {
259     
260       if (GLEW_GREMEDY_string_marker) {
261         glStringMarkerGREMEDY(0, __FUNCTION__ ": enter");
262       }
263       
264       ...
265       
266       if (GLEW_GREMEDY_string_marker) {
267         glStringMarkerGREMEDY(0, __FUNCTION__ ": leave");
268       }
269       
270     }
271
272 This has the added advantage of working equally well with gDEBugger.
273
274
275 From OpenGL ES applications you can embed annotations in the trace file through the
276 [`GL_EXT_debug_marker`](http://www.khronos.org/registry/gles/extensions/EXT/EXT_debug_marker.txt)
277 extension.
278
279
280 For Direct3D applications you can follow the same procedure used for 
281 [instrumenting an application for PIX](http://technet.microsoft.com/en-us/query/ee417250)
282
283
284 Dump GL state at a particular call
285 ----------------------------------
286
287 You can get a dump of the bound GL state at call 12345 by doing:
288
289     glretrace -D 12345 application.trace > 12345.json
290
291 This is precisely the mechanism the GUI obtains its own state.
292
293 You can compare two state dumps by doing:
294
295     apitrace diff-state 12345.json 67890.json
296
297
298 Comparing two traces side by side
299 ---------------------------------
300
301     apitrace diff trace1.trace trace2.trace
302
303 This works only on Unices, and it will truncate the traces due to performance
304 limitations.
305
306
307 Recording a video with FFmpeg
308 -----------------------------
309
310 You can make a video of the output by doing
311
312     glretrace -s - application.trace \
313     | ffmpeg -r 30 -f image2pipe -vcodec ppm -i pipe: -vcodec mpeg4 -y output.mp4
314
315
316 Trimming a trace
317 ----------------
318
319 You can make a smaller trace by doing:
320
321     apitrace trim --callset 100-1000 -o trimed.trace applicated.trace
322
323 If you need precise control over which calls to trim you can specify the
324 individual call numbers a plaintext file, as described in the 'Call sets'
325 section above.
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 this can then be read by hand or analysed 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     ./glretrace -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         glretrace -s /path/to/reference/snapshots/ application.trace
366
367 * prune the snapshots which are not interesting
368
369 * to do a regression test, do:
370
371         glretrace -c /path/to/reference/snapshots/ application.trace
372
373   Alternatively, for a HTML summary, use `apitrace diff-images`:
374
375         glretrace -s /path/to/test/snapshots/ application.trace
376         apitrace diff-images --output summary.html /path/to/reference/snapshots/ /path/to/test/snapshots/
377
378
379 Automated git-bisection
380 -----------------------
381
382 With tracecheck.py it is possible to automate git bisect and pinpoint the
383 commit responsible for a regression.
384
385 Below is an example of using tracecheck.py to bisect a regression in the
386 Mesa-based Intel 965 driver.  But the procedure could be applied to any GL
387 driver hosted on a git repository.
388
389 First, create a build script, named build-script.sh, containing:
390
391     #!/bin/sh
392     set -e
393     export PATH=/usr/lib/ccache:$PATH
394     export CFLAGS='-g'
395     export CXXFLAGS='-g'
396     ./autogen.sh --disable-egl --disable-gallium --disable-glut --disable-glu --disable-glw --with-dri-drivers=i965
397     make clean
398     make "$@"
399
400 It is important that builds are both robust, and efficient.  Due to broken
401 dependency discovery in Mesa's makefile system, it was necessary invoke `make
402 clean` in every iteration step.  `ccache` should be installed to avoid
403 recompiling unchanged source files.
404
405 Then do:
406
407     cd /path/to/mesa
408     export LIBGL_DEBUG=verbose
409     export LD_LIBRARY_PATH=$PWD/lib
410     export LIBGL_DRIVERS_DIR=$PWD/lib
411     git bisect start \
412         6491e9593d5cbc5644eb02593a2f562447efdcbb 71acbb54f49089b03d3498b6f88c1681d3f649ac \
413         -- src/mesa/drivers/dri/intel src/mesa/drivers/dri/i965/
414     git bisect run /path/to/tracecheck.py \
415         --precision-threshold 8.0 \
416         --build /path/to/build-script.sh \
417         --gl-renderer '.*Mesa.*Intel.*' \
418         --retrace=/path/to/glretrace \
419         -c /path/to/reference/snapshots/ \
420         topogun-1.06-orc-84k.trace
421
422 The trace-check.py script will skip automatically when there are build
423 failures.
424
425 The `--gl-renderer` option will also cause a commit to be skipped if the
426 `GL_RENDERER` is unexpected (e.g., when a software renderer or another GL
427 driver is unintentionally loaded due to missing symbol in the DRI driver, or
428 another runtime fault).
429
430
431 Side by side retracing
432 ----------------------
433
434 In order to determine which draw call a regression first manifests one could
435 generate snapshots for every draw call, using the `-S` option.  That is, however,
436 very inefficient for big traces with many draw calls.
437
438 A faster approach is to run both the bad and a good GL driver side-by-side.
439 The latter can be either a previously known good build of the GL driver, or a
440 reference software renderer.
441
442 This can be achieved with retracediff.py script, which invokes glretrace with
443 different environments, allowing to choose the desired GL driver by
444 manipulating variables such as `LD_LIBRARY_PATH`, `LIBGL_DRIVERS_DIR`, or
445 `TRACE_LIBGL`.
446
447 For example, on Linux:
448
449     ./scripts/retracediff.py \
450         --ref-env LD_LIBRARY_PATH=/path/to/reference/GL/implementation \
451         --retrace /path/to/glretrace \
452         --diff-prefix=/path/to/output/diffs \
453         application.trace
454
455 Or on Windows:
456
457     python scripts\retracediff.py --retrace \path\to\glretrace.exe --ref-env TRACE_LIBGL=\path\to\reference\opengl32.dll application.trace
458
459
460 [![githalytics.com alpha](https://cruel-carlota.pagodabox.com/c1062ad633aa7a458e9d7520021307e4 "githalytics.com")](http://githalytics.com/apitrace/apitrace)