]> git.cworth.org Git - apitrace/blob - README.markdown
Merge remote-tracking branch 'github/master' into d2d
[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 most applications.  There are some
122 applications, e.g., Unigine Heaven, which global function pointers with the
123 same name as GL entrypoints, living in a shared object that wasn't linked with
124 `-Bsymbolic` flag, so relocations to those globals function pointers get
125 overwritten with the address to our wrapper library, and the application will
126 segfault when trying to write to them.  For these applications it is possible
127 to trace by using `glxtrace.so` as an ordinary `libGL.so` and injecting into
128 `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 See the `ld.so` man page for more information about `LD_PRELOAD` and
138 `LD_LIBRARY_PATH` environment flags.
139
140 To trace the application inside gdb, invoke gdb as:
141
142     gdb --ex 'set exec-wrapper env LD_PRELOAD=/path/to/glxtrace.so' --args /path/to/application
143
144 ### Android ###
145
146 The following instructions should work at least for Android Ice Scream
147 Sandwitch:
148
149 For standalone applications the instructions above for Linux should
150 work. To trace applications started from within the Android VM process
151 (`app_process` aka zygote) you'll have to wrap this process and enable
152 tracing dynamically for the application to be traced.
153
154 - Wrapping the android main VM process:
155
156   In the Android root /init.rc add the `LD_PRELOAD` setting to zygote's
157   environment in the 'service zygote' section:
158
159         service zygote ...
160            setenv LD_PRELOAD /data/egltrace.so
161            ...
162
163   Note that ICS will overwrite the /init.rc during each boot with the
164   version in the recovery image. So you'll have to change the file in
165   your ICS source tree, rebuild and reflash the device.
166   Rebuilding/reflashing only the recovery image should be sufficient.
167
168 - Copy egltrace.so to /data
169
170   On the host:
171
172         adb push /path/to/apitrace/build/wrappers/egltrace.so /data
173
174 - Adjust file permissions to store the trace file:
175
176   By default egltrace.so will store the trace in
177   `/data/app_process.trace`. For this to work for applications running
178   with a uid other than 0, you have to allow writes to the `/data`
179   directory on the device:
180
181         chmod 0777 /data
182
183 - Enable tracing for a specific process name:
184
185   To trace for example the Settings application:
186
187         setprop debug.apitrace.procname com.android.settings
188
189   In general this name will match what `ps` reports.
190
191 - Start the application:
192
193   If the application was already running, for example due to ICS's way
194   of pre-starting the apps, you might have to kill the application
195   first:
196
197         kill <pid of app>
198
199   Launch the application for example from the application menu.
200
201 ### Mac OS X ###
202
203 Run the application you want to trace as
204
205     DYLD_LIBRARY_PATH=/path/to/apitrace/wrappers /path/to/application
206
207 Note that although Mac OS X has an `LD_PRELOAD` equivalent,
208 `DYLD_INSERT_LIBRARIES`, it is mostly useless because it only works with
209 `DYLD_FORCE_FLAT_NAMESPACE=1` which breaks most applications.  See the `dyld` man
210 page for more details about these environment flags.
211
212 ### Windows ###
213
214 When tracing third-party applications, you can identify the target
215 application's main executable, either by:
216
217 * right clicking on the application's icon in the _Start Menu_, choose
218   _Properties_, and see the _Target_ field;
219
220 * or by starting the application, run Windows Task Manager (taskmgr.exe), right
221   click on the application name in the _Applications_ tab, choose _Go To Process_,
222   note the highlighted _Image Name_, and search it on `C:\Program Files` or
223   `C:\Program Files (x86)`.
224
225 On 64 bits Windows, you'll need to determine ether the application is a 64 bits
226 or 32 bits. 32 bits applications will have a `*32` suffix in the _Image Name_
227 column of the _Processes_ tab of _Windows Task Manager_ window.
228
229 Copy the appropriate `opengl32.dll`, `d3d8.dll`, or `d3d9.dll` from the
230 wrappers directory to the directory with the application you want to trace.
231 Then run the application as usual.
232
233 You can specify the written trace filename by setting the `TRACE_FILE`
234 environment variable before running.
235
236
237 Emitting annotations to the trace
238 ---------------------------------
239
240 From OpenGL applications you can embed annotations in the trace file through the
241 [`GL_GREMEDY_string_marker`](http://www.opengl.org/registry/specs/GREMEDY/string_marker.txt)
242 and
243 [`GL_GREMEDY_frame_terminator`](http://www.opengl.org/registry/specs/GREMEDY/frame_terminator.txt)
244 GL extensions.
245
246 **apitrace** will advertise and intercept these GL extensions independently of
247 the GL implementation.  So all you have to do is to use these extensions when
248 available.
249
250 For example, if you use [GLEW](http://glew.sourceforge.net/) to dynamically
251 detect and use GL extensions, you could easily accomplish this by doing:
252
253     void foo() {
254     
255       if (GLEW_GREMEDY_string_marker) {
256         glStringMarkerGREMEDY(0, __FUNCTION__ ": enter");
257       }
258       
259       ...
260       
261       if (GLEW_GREMEDY_string_marker) {
262         glStringMarkerGREMEDY(0, __FUNCTION__ ": leave");
263       }
264       
265     }
266
267 This has the added advantage of working equally well with gDEBugger.
268
269
270 From OpenGL ES applications you can embed annotations in the trace file through the
271 [`GL_EXT_debug_marker`](http://www.khronos.org/registry/gles/extensions/EXT/EXT_debug_marker.txt)
272 extension.
273
274
275 For Direct3D applications you can follow the same procedure used for 
276 [instrumenting an application for PIX](http://technet.microsoft.com/en-us/query/ee417250)
277
278
279 Dump GL state at a particular call
280 ----------------------------------
281
282 You can get a dump of the bound GL state at call 12345 by doing:
283
284     glretrace -D 12345 application.trace > 12345.json
285
286 This is precisely the mechanism the GUI obtains its own state.
287
288 You can compare two state dumps by doing:
289
290     apitrace diff-state 12345.json 67890.json
291
292
293 Comparing two traces side by side
294 ---------------------------------
295
296     apitrace diff trace1.trace trace2.trace
297
298 This works only on Unices, and it will truncate the traces due to performance
299 limitations.
300
301
302 Recording a video with FFmpeg
303 -----------------------------
304
305 You can make a video of the output by doing
306
307     glretrace -s - application.trace \
308     | ffmpeg -r 30 -f image2pipe -vcodec ppm -i pipe: -vcodec mpeg4 -y output.mp4
309
310
311 Trimming a trace
312 ----------------
313
314 You can make a smaller trace by doing:
315
316     apitrace trim --callset 100-1000 -o trimed.trace applicated.trace
317
318 If you need precise control over which calls to trim you can specify the
319 individual call numbers a plaintext file, as described in the 'Call sets'
320 section above.
321
322
323 Profiling a trace
324 -----------------
325
326 You can perform gpu and cpu profiling with the command line options:
327
328  * `-pgpu` record gpu times for frames and draw calls.
329
330  * `-pcpu` record cpu times for frames and draw calls.
331
332  * `-ppd` record pixels drawn for each draw call.
333
334 The results from this can then be read by hand or analysed with a script.
335
336 `scripts/profileshader.py` will read the profile results and format them into a
337 table which displays profiling results per shader.
338
339 For example, to record all profiling data and utilise the per shader script:
340
341     ./glretrace -pgpu -pcpu -ppd foo.trace | ./scripts/profileshader.py
342
343
344 Advanced usage for OpenGL implementors
345 ======================================
346
347 There are several advanced usage examples meant for OpenGL implementors.
348
349
350 Regression testing
351 ------------------
352
353 These are the steps to create a regression test-suite around **apitrace**:
354
355 * obtain a trace
356
357 * obtain reference snapshots, by doing on a reference system:
358
359         mkdir /path/to/reference/snapshots/
360         glretrace -s /path/to/reference/snapshots/ application.trace
361
362 * prune the snapshots which are not interesting
363
364 * to do a regression test, do:
365
366         glretrace -c /path/to/reference/snapshots/ application.trace
367
368   Alternatively, for a HTML summary, use `apitrace diff-images`:
369
370         glretrace -s /path/to/test/snapshots/ application.trace
371         apitrace diff-images --output summary.html /path/to/reference/snapshots/ /path/to/test/snapshots/
372
373
374 Automated git-bisection
375 -----------------------
376
377 With tracecheck.py it is possible to automate git bisect and pinpoint the
378 commit responsible for a regression.
379
380 Below is an example of using tracecheck.py to bisect a regression in the
381 Mesa-based Intel 965 driver.  But the procedure could be applied to any GL
382 driver hosted on a git repository.
383
384 First, create a build script, named build-script.sh, containing:
385
386     #!/bin/sh
387     set -e
388     export PATH=/usr/lib/ccache:$PATH
389     export CFLAGS='-g'
390     export CXXFLAGS='-g'
391     ./autogen.sh --disable-egl --disable-gallium --disable-glut --disable-glu --disable-glw --with-dri-drivers=i965
392     make clean
393     make "$@"
394
395 It is important that builds are both robust, and efficient.  Due to broken
396 dependency discovery in Mesa's makefile system, it was necessary invoke `make
397 clean` in every iteration step.  `ccache` should be installed to avoid
398 recompiling unchanged source files.
399
400 Then do:
401
402     cd /path/to/mesa
403     export LIBGL_DEBUG=verbose
404     export LD_LIBRARY_PATH=$PWD/lib
405     export LIBGL_DRIVERS_DIR=$PWD/lib
406     git bisect start \
407         6491e9593d5cbc5644eb02593a2f562447efdcbb 71acbb54f49089b03d3498b6f88c1681d3f649ac \
408         -- src/mesa/drivers/dri/intel src/mesa/drivers/dri/i965/
409     git bisect run /path/to/tracecheck.py \
410         --precision-threshold 8.0 \
411         --build /path/to/build-script.sh \
412         --gl-renderer '.*Mesa.*Intel.*' \
413         --retrace=/path/to/glretrace \
414         -c /path/to/reference/snapshots/ \
415         topogun-1.06-orc-84k.trace
416
417 The trace-check.py script will skip automatically when there are build
418 failures.
419
420 The `--gl-renderer` option will also cause a commit to be skipped if the
421 `GL_RENDERER` is unexpected (e.g., when a software renderer or another GL
422 driver is unintentionally loaded due to missing symbol in the DRI driver, or
423 another runtime fault).
424
425
426 Side by side retracing
427 ----------------------
428
429 In order to determine which draw call a regression first manifests one could
430 generate snapshots for every draw call, using the `-S` option.  That is, however,
431 very inefficient for big traces with many draw calls.
432
433 A faster approach is to run both the bad and a good GL driver side-by-side.
434 The latter can be either a previously known good build of the GL driver, or a
435 reference software renderer.
436
437 This can be achieved with retracediff.py script, which invokes glretrace with
438 different environments, allowing to choose the desired GL driver by
439 manipulating variables such as `LD_LIBRARY_PATH`, `LIBGL_DRIVERS_DIR`, or
440 `TRACE_LIBGL`.
441
442 For example, on Linux:
443
444     ./scripts/retracediff.py \
445         --ref-env LD_LIBRARY_PATH=/path/to/reference/GL/implementation \
446         --retrace /path/to/glretrace \
447         --diff-prefix=/path/to/output/diffs \
448         application.trace
449
450 Or on Windows:
451
452     python scripts\retracediff.py --retrace \path\to\glretrace.exe --ref-env TRACE_LIBGL=\path\to\reference\opengl32.dll application.trace
453
454
455 Links
456 =====
457
458 About **apitrace**:
459
460 * [Official mailing list](http://lists.freedesktop.org/mailman/listinfo/apitrace)
461
462 * [Zack Rusin's blog introducing the GUI](http://zrusin.blogspot.com/2011/04/apitrace.html)
463
464 * [Jose's Fonseca blog introducing the tool](http://jrfonseca.blogspot.com/2008/07/tracing-d3d-applications.html)
465
466
467 Direct3D
468 --------
469
470 Open-source:
471
472 * [Proxy DLL](http://www.mikoweb.eu/index.php?node=21)
473
474   * [Intercept Calls to DirectX with a Proxy DLL](http://www.codeguru.com/cpp/g-m/directx/directx8/article.php/c11453/)
475
476 * [Direct3D 9 API Interceptor](http://graphics.stanford.edu/~mdfisher/D3D9Interceptor.html)
477
478 Closed-source:
479
480 * [Microsoft PIX](http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee417062.aspx)
481
482   * [D3DSpy](http://doc.51windows.net/Directx9_SDK/?url=/directx9_sdk/graphics/programmingguide/TutorialsAndSamplesAndToolsAndTips/Tools/D3DSpy.htm): the predecessor of PIX
483
484 * [NVIDIA PerfKit](http://developer.nvidia.com/nvidia-perfkit)
485
486 * [AMD GPU PerfStudio](http://developer.amd.com/gpu/PerfStudio/pages/APITraceWindow.aspx)
487
488 * [Intel Graphics Performance Analyzers](http://www.intel.com/software/gpa/)
489
490
491 OpenGL
492 ------
493
494 Open-source:
495
496 * [BuGLe](http://www.opengl.org/sdk/tools/BuGLe/)
497
498 * [GLIntercept](http://code.google.com/p/glintercept/)
499
500 * [tracy](https://gitorious.org/tracy): OpenGL ES and OpenVG trace, retrace, and state inspection
501
502 * [WebGL-Inspector](http://benvanik.github.com/WebGL-Inspector/)
503
504 Closed-source:
505
506 * [gDEBugger](http://www.gremedy.com/products.php) and [AMD gDEBugger](http://developer.amd.com/tools/gDEBugger/Pages/default.aspx)
507
508 * [glslDevil](http://cumbia.informatik.uni-stuttgart.de/glsldevil/index.html)
509
510 * [AMD GPU PerfStudio](http://developer.amd.com/gpu/PerfStudio/pages/APITraceWindow.aspx)
511