docs: Update build.md w/loader repo root info
[platform/upstream/Vulkan-Tools.git] / BUILD.md
1 # Build Instructions
2
3 Instructions for building this repository on Linux, Windows, Android, and MacOS.
4
5 ## Index
6
7 1. [Contributing](#contributing-to-the-repository)
8 2. [Repository Set-Up](#repository-set-up)
9 3. [Windows Build](#building-on-windows)
10 4. [Linux Build](#building-on-linux)
11 5. [Android Build](#building-on-android)
12 6. [MacOS build](#building-on-macos)
13
14 ## Contributing to the Repository
15
16 If you intend to contribute, the preferred work flow is for you to develop
17 your contribution in a fork of this repository in your GitHub account and
18 then submit a pull request.
19 Please see the [CONTRIBUTING.md](CONTRIBUTING.md) file in this repository for more details.
20
21 ## Repository Set-Up
22
23 ### Display Drivers
24
25 This repository does not contain a Vulkan-capable driver.
26 Before proceeding, it is strongly recommended that you obtain a Vulkan driver from your
27 graphics hardware vendor and install it properly.
28
29 ### Download the Repository
30
31 To create your local git repository:
32
33     git clone https://github.com/KhronosGroup/Vulkan-ValidationLayers
34
35 ## Building On Windows
36
37 ### Windows Build Requirements
38
39 Windows 7+ with the following software packages:
40
41 - Microsoft Visual Studio 2013 Update 4 Professional, VS2015 (any version), or VS2017 (any version).
42 - [CMake](http://www.cmake.org/download/)
43   - Tell the installer to "Add CMake to the system PATH" environment variable.
44 - [Python 3](https://www.python.org/downloads)
45   - Select to install the optional sub-package to add Python to the system PATH
46     environment variable.
47   - Ensure the `pip` module is installed (it should be by default)
48   - Python3.3 or later is necessary for the Windows py.exe launcher that is used to select python3
49   rather than python2 if both are installed
50 - [Git](http://git-scm.com/download/win)
51   - Tell the installer to allow it to be used for "Developer Prompt" as well as "Git Bash".
52   - Tell the installer to treat line endings "as is" (i.e. both DOS and Unix-style line endings).
53   - Install both the 32-bit and 64-bit versions, as the 64-bit installer does not install the
54     32-bit libraries and tools.
55 - Vulkan Loader Library
56   - Building the cube and vulkaninfo applications require linking to the Vulkan Loader Library (vulkan-1.dll).
57     Locating the library for this repo can be done in two different ways:
58       -  The Vulkan SDK can be installed. In this case, cmake should be able to locate the loader repo through the VulkanSDK
59          environment variable
60       -  The library can be built from the [Vulkan-Loader](https://github.com/KhronosGroup/Vulkan-Loader.git) repository.
61          In this case, the following option should be used on the cmake command line:
62              LOADER_REPO_ROOT=c:\absolute_path_to\Vulkan-Loader
63          and use absolute (not relative) paths, like so:
64              cmake -DLOADER_REPO_ROOT=c:\absolute_path_to\Vulkan-Loader ....
65
66 ### Windows Build - Microsoft Visual Studio
67
68 1. Open a Developer Command Prompt for VS201x
69 2. Change directory to `Vulkan-LoaderAndValidationLayers` -- the root of the cloned git repository
70 3. Run 'git submodule update --init --recursive' -- this will download in-tree external dependencies
71 4. Create a `build` directory, change into that directory, and run cmake
72
73 For example, for VS2017 (generators for other versions are [specified here](#cmake-visual-studio-generators)):
74
75     cmake -DLOADER_REPO_ROOT=c:/absolute_path_to/Vulkan-Loader -G "Visual Studio 15 2017 Win64" ..
76
77 This will create a Windows solution file named `VULKAN.sln` in the build directory.
78
79 Launch Visual Studio and open the "VULKAN.sln" solution file in the build folder.
80 You may select "Debug" or "Release" from the Solution Configurations drop-down list.
81 Start a build by selecting the Build->Build Solution menu item.
82 This solution copies the loader it built to each program's build directory
83 to ensure that the program uses the loader built from this solution.
84
85 ### Windows Tests and Demos
86
87 After making any changes to the repository, you should perform some quick sanity tests,
88 including the run_all_tests Powershell script and the cube demo with validation enabled.
89
90 To run the validation test script, open a Powershell Console,
91 change to the build/tests directory, and run:
92
93 For Release builds:
94
95     .\run_all_tests.ps1
96
97 For Debug builds:
98
99     .\run_all_tests.ps1 -Debug
100
101 This script will run the following tests:
102
103 - `vk_loader_validation_tests`:
104   Vulkan loader handle wrapping, allocation callback, and loader/layer interface tests
105 - `vk_layer_validation_tests`:
106   Test Vulkan validation layers
107 - `vkvalidatelayerdoc`:
108   Tests that validation database is up-to-date and is synchronized with the validation source code
109
110 To run the Cube demo with validation in a Debug build configuration:
111
112 - In the MSVC solution explorer, right-click on the `cube` project and select
113  `Set As Startup Project`
114 - Right click on cube again, select properties->Debugging->Command Arguments, change to
115  `--validate`, and save
116 - From the main menu, select Debug->Start Debugging, or from the toolbar click
117  `Local Windows Debugger`
118
119 Other applications that can be found in the Vulkan-Tools repository are:
120
121 - `vulkaninfo`: Report GPU properties
122
123 ### Windows Notes
124
125 #### CMake Visual Studio Generators
126
127 The above example used Visual Studio 2017, and specified its generator as "Visual Studio 15 2017 Win64".
128 The chosen generator should match your Visual Studio version. Appropriate Visual Studio generators include:
129
130 | Build Platform               | 64-bit Generator              | 32-bit Generator        |
131 |------------------------------|-------------------------------|-------------------------|
132 | Microsoft Visual Studio 2013 | "Visual Studio 12 2013 Win64" | "Visual Studio 12 2013" |
133 | Microsoft Visual Studio 2015 | "Visual Studio 14 2015 Win64" | "Visual Studio 14 2015" |
134 | Microsoft Visual Studio 2017 | "Visual Studio 15 2017 Win64" | "Visual Studio 15 2017" |
135
136 ## Building On Linux
137
138 ### Linux Build Requirements
139
140 This repository has been built and tested on the two most recent Ubuntu LTS versions.
141 Currently, the oldest supported version is Ubuntu 14.04, meaning that the minimum supported compiler versions are GCC 4.8.2 and Clang 3.4, although earlier versions may work.
142 It should be straightforward to adapt this repository to other Linux distributions.
143
144 **Required Package List:**
145
146     sudo apt-get install git cmake build-essential libx11-xcb-dev libxkbcommon-dev libmirclient-dev libwayland-dev libxrandr-dev
147
148 Vulkan Loader Library
149   - Building the cube and vulkaninfo applications require linking to the Vulkan Loader Library (libvulkan-1.so).
150       - The following option should be used on the cmake command line to specify a vulkan loader library:
151              LOADER_REPO_ROOT=c:\absolute_path_to\Vulkan-Loader
152          makeing sure to specify an absoute path, like so:
153              cmake -DLOADER_REPO_ROOT=c:\absolute_path_to\Vulkan-Loader ....
154
155 ### Linux Build
156
157 Example debug build
158
159 See **Loader and Validation Layer Dependencies** for more information and other options:
160
161 1. In a Linux terminal, `cd Vulkan-Tools` -- the root of the cloned git repository
162 2. Execute 'git submodule update --init --recursive' -- this will download in-tree external components
163 3. Create a `build` directory, change into that directory, and run cmake:
164
165         mkdir build
166         cd build
167         cmake -DLOADER_REPO_ROOT=/absolute_path_to/Vulkan-Loader -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug ..
168
169 4. Run `make -j8` to begin the build
170
171 If your build system supports ccache, you can enable that via CMake option `-DUSE_CCACHE=On`
172
173 ### WSI Support Build Options
174
175 By default, the Vulkan Tools are built with support for all 4 Vulkan-defined WSI display servers: Xcb, Xlib, Wayland, and Mir.
176 It is recommended to build the repository components with support for these display servers to maximize their usability across Linux platforms.
177 If it is necessary to build these modules without support for one of the display servers, the appropriate CMake option of the form `BUILD_WSI_xxx_SUPPORT` can be set to `OFF`.
178 See the top-level CMakeLists.txt file for more info.
179
180 ### Linux Install to System Directories
181
182 Installing the files resulting from your build to the systems directories is optional since environment variables can usually be used instead to locate the binaries.
183 There are also risks with interfering with binaries installed by packages.
184 If you are certain that you would like to install your binaries to system directories, you can proceed with these instructions.
185
186 Assuming that you have built the code as described above and the current directory is still `build`, you can execute:
187
188     sudo make install
189
190 This command installs files to:
191
192 - `/usr/local/include/vulkan`:  Vulkan include files
193 - `/usr/local/lib`:  Vulkan Tools shared objects
194 - `/usr/local/bin`:  vulkaninfo application
195 - `/usr/local/bin`:  cube application
196 - `/usr/local/bin`:  cubepp application
197
198 You may need to run `ldconfig` in order to refresh the system loader search cache on some Linux systems.
199
200 You can further customize the installation location by setting additional CMake variables to override their defaults.
201 For example, if you would like to install to `/tmp/build` instead of `/usr/local`, on your CMake command line specify:
202
203     -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/tmp/build
204     -DDEST_DIR=/tmp/build
205
206 Then run `make install` as before. The install step places the files in `/tmp/build`.
207
208 You can further customize the installation directories by using the CMake variables
209 `CMAKE_INSTALL_SYSCONFDIR` to rename the `etc` directory and `CMAKE_INSTALL_DATADIR`
210 to rename the `share` directory.
211
212 See the CMake documentation for more details on using these variables
213 to further customize your installation.
214
215 ### Linux Uninstall
216
217 To uninstall the files from the system directories, you can execute:
218
219     sudo make uninstall
220
221 ### Linux Tests
222
223 After making any changes to the repository, you should perform some quick sanity tests, such as
224 running the cube demo with validation enabled.
225
226 To run the **Cube application** with validation, in a terminal change to the `build/cube`
227 directory and run:
228
229     VK_LAYER_PATH=../path/to/validation/layers ./cube --validate
230
231 You can select which WSI subsystem is used to build the cube applications using a CMake option
232 called DEMOS_WSI_SELECTION.
233 Supported options are XCB (default), XLIB, WAYLAND, and MIR.
234 Note that you must build using the corresponding BUILD_WSI_*_SUPPORT enabled at the
235 base repository level (all SUPPORT options are ON by default).
236 For instance, creating a build that will use Xlib to build the demos,
237 your CMake command line might look like:
238
239     cmake -H. -Bbuild -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug -DDEMOS_WSI_SELECTION=XLIB
240
241 ### Linux Notes
242
243 #### Linux 32-bit support
244
245 Usage of the contents of this repository in 32-bit Linux environments is not officially supported.
246 However, since this repository is supported on 32-bit Windows,
247 these modules should generally work on 32-bit Linux.
248
249 Here are some notes for building 32-bit targets on a 64-bit Ubuntu "reference" platform:
250
251 If not already installed, install the following 32-bit development libraries:
252
253 `gcc-multilib g++-multilib libx11-dev:i386`
254
255 This list may vary depending on your distribution and which windowing systems you are building for.
256
257 Set up your environment for building 32-bit targets:
258
259     export ASFLAGS=--32
260     export CFLAGS=-m32
261     export CXXFLAGS=-m32
262     export PKG_CONFIG_LIBDIR=/usr/lib/i386-linux-gnu
263
264 Again, your PKG_CONFIG configuration may be different, depending on your distribution.
265
266 Finally, rebuild the repository using `cmake` and `make`, as explained above.
267
268 ## Building On Android
269
270 Install the required tools for Linux and Windows covered above, then add the following.
271
272 ### Android Build Requirements
273
274 - Install [Android Studio 2.3](https://developer.android.com/studio/index.html) or later.
275 - From the "Welcome to Android Studio" splash screen, add the following components using
276   Configure > SDK Manager:
277   - SDK Platforms > Android 6.0 and newer
278   - SDK Tools > Android SDK Build-Tools
279   - SDK Tools > Android SDK Platform-Tools
280   - SDK Tools > Android SDK Tools
281   - SDK Tools > NDK
282
283 #### Add Android specifics to environment
284
285 For each of the below, you may need to specify a different build-tools version, as Android Studio will roll it forward fairly regularly.
286
287 On Linux:
288
289     export ANDROID_SDK_HOME=$HOME/Android/sdk
290     export ANDROID_NDK_HOME=$HOME/Android/sdk/ndk-bundle
291     export PATH=$ANDROID_SDK_HOME:$PATH
292     export PATH=$ANDROID_NDK_HOME:$PATH
293     export PATH=$ANDROID_SDK_HOME/build-tools/23.0.3:$PATH
294
295 On Windows:
296
297     set ANDROID_SDK_HOME=%LOCALAPPDATA%\Android\sdk
298     set ANDROID_NDK_HOME=%LOCALAPPDATA%\Android\sdk\ndk-bundle
299     set PATH=%LOCALAPPDATA%\Android\sdk\ndk-bundle;%PATH%
300
301 On OSX:
302
303     export ANDROID_SDK_HOME=$HOME/Library/Android/sdk
304     export ANDROID_NDK_HOME=$HOME/Library/Android/sdk/ndk-bundle
305     export PATH=$ANDROID_NDK_PATH:$PATH
306     export PATH=$ANDROID_SDK_HOME/build-tools/23.0.3:$PATH
307
308 Note: If `jarsigner` is missing from your platform, you can find it in the
309 Android Studio install or in your Java installation.
310 If you do not have Java, you can get it with something like the following:
311
312   sudo apt-get install openjdk-8-jdk
313
314 #### Additional OSX System Requirements
315
316 Tested on OSX version 10.13.3
317
318 Setup Homebrew and components
319
320 - Follow instructions on [brew.sh](http://brew.sh) to get Homebrew installed.
321
322       /usr/bin/ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"
323
324 - Ensure Homebrew is at the beginning of your PATH:
325
326       export PATH=/usr/local/bin:$PATH
327
328 - Add packages with the following:
329
330       brew install cmake python
331
332 ### Android Build
333
334 There are two options for building the Android tools.
335 Either using the SPIRV tools provided as part of the Android NDK, or using upstream sources.
336 To build with SPIRV tools from the NDK, remove the build-android/third_party directory created by
337 running update_external_sources_android.sh, (or avoid running update_external_sources_android.sh).
338 Use the following script to build everything in the repository for Android, including validation
339 layers, tests, demos, and APK packaging: This script does retrieve and use the upstream SPRIV tools.
340
341     cd build-android
342     ./build_all.sh
343
344 Test and application APKs can be installed on production devices with:
345
346     ./install_all.sh [-s <serial number>]
347
348 Note that there are no equivalent scripts on Windows yet, that work needs to be completed.
349 The following per platform commands can be used for layer only builds:
350
351 #### Linux and OSX
352
353 Follow the setup steps for Linux or OSX above, then from your terminal:
354
355     cd build-android
356     ./update_external_sources_android.sh --no-build
357     ./android-generate.sh
358     ndk-build -j4
359
360 #### Windows
361
362 Follow the setup steps for Windows above, then from Developer Command Prompt for VS2013:
363
364     cd build-android
365     update_external_sources_android.bat
366     android-generate.bat
367     ndk-build
368
369 ### Android Tests and Demos
370
371 After making any changes to the repository you should perform some quick sanity tests,
372 including the layer validation tests and the cube and smoke demos with validation enabled.
373
374 #### Run Layer Validation Tests
375
376 Use the following steps to build, install, and run the layer validation tests for Android:
377
378     cd build-android
379     ./build_all.sh
380     adb install -r bin/VulkanLayerValidationTests.apk
381     adb shell am start com.example.VulkanLayerValidationTests/android.app.NativeActivity
382
383 Alternatively, you can use the test_APK script to install and run the layer validation tests:
384
385     test_APK.sh -s <serial number> -p <plaform name> -f <gtest_filter>
386
387 #### Run Cube with Validation
388
389 TODO: This must be reworked to pull in layers from the ValidationLayers repo
390
391 Use the following steps to build, install, and run Cube for Android:
392
393     cd build-android
394     ./build_all.sh
395     adb install -r ../demos/android/cube/bin/cube.apk
396     adb shell am start com.example.Cube/android.app.NativeActivity
397
398 To build, install, and run Cube with validation layers,
399 first build layers using steps above, then run:
400
401     cd build-android
402     ./build_all.sh
403     adb install -r ../demos/android/cube-with-layers/bin/cube-with-layers.apk
404
405 ##### Run without validation enabled
406
407     adb shell am start com.example.CubeWithLayers/android.app.NativeActivity
408
409 ##### Run with validation enabled
410
411     adb shell am start -a android.intent.action.MAIN -c android-intent.category.LAUNCH -n com.example.CubeWithLayers/android.app.NativeActivity --es args "--validate"
412
413 ## Building on MacOS
414
415 ### MacOS Build Requirements
416
417 Tested on OSX version 10.12.6
418
419 Setup Homebrew and components
420
421 - Follow instructions on [brew.sh](http://brew.sh) to get Homebrew installed.
422
423       /usr/bin/ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"
424
425 - Ensure Homebrew is at the beginning of your PATH:
426
427       export PATH=/usr/local/bin:$PATH
428
429 - Add packages with the following (may need refinement)
430
431       brew install cmake python python3 git
432
433 ### Clone the Repository
434
435 Clone the Vulkan-LoaderAndValidationLayers repository:
436
437     git clone https://github.com/KhronosGroup/Vulkan-LoaderAndValidationLayers.git
438
439 ### Get the External Libraries
440
441 TODO: Update with macOS procedure for satisfying external dependencies
442
443 ### MacOS build
444
445 #### CMake Generators
446
447 This repository uses CMake to generate build or project files that are
448 then used to build the repository.
449 The CMake generators explicitly supported in this repository are:
450
451 - Unix Makefiles
452 - Xcode
453
454 #### Building with the Unix Makefiles Generator
455
456 This generator is the default generator, so all that is needed for a debug
457 build is:
458
459         mkdir build
460         cd build
461         cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug ..
462         make
463
464 To speed up the build on a multi-core machine, use the `-j` option for `make`
465 to specify the number of cores to use for the build.
466 For example:
467
468     make -j4
469
470 You can now run the demo applications from the command line:
471
472     open demos/cube.app
473     open demos/cubepp.app
474     open demos/vulkaninfo.app
475
476 Or you can locate them from `Finder` and launch them from there.
477
478 ##### The Install Target and RPATH
479
480 The applications you just built are "bundled applications", but the executables
481 are using the `RPATH` mechanism to locate runtime dependencies that are still
482 in your build tree.
483
484 To see this, run this command from your `build` directory:
485
486     otool -l demos/cube.app/Contents/MacOS/cube
487
488 and note that the `cube` executable contains loader commands:
489
490 - `LC_LOAD_DYLIB` to load `libvulkan.1.dylib` via an `@rpath`
491 - `LC_RPATH` that contains an absolute path to the build location of the Vulkan loader
492
493 This makes the bundled application "non-transportable", meaning that it won't run
494 unless the Vulkan loader is on that specific absolute path.
495 This is useful for debugging the loader or other components built in this repository,
496 but not if you want to move the application to another machine or remove your build tree.
497
498 To address this problem, run:
499
500     make install
501
502 This step "cleans up" the `RPATH` to remove any external references
503 and performs other bundle fix-ups.
504 After running `make install`, re-run the `otool` command again and note:
505
506 - `LC_LOAD_DYLIB` is now `@executable_path/../MacOS/libvulkan.1.dylib`
507 - `LC_RPATH` is no longer present
508
509 The "bundle fix-up" operation also puts a copy of the Vulkan loader into the bundle,
510 making the bundle completely self-contained and self-referencing.
511
512 Note that the "install" target has a very different meaning compared to the Linux
513 "make install" target.
514 The Linux "install" copies the targets to system directories.
515 In MacOS, "install" means fixing up application bundles.
516 In both cases, the "install" target operations clean up the `RPATH`.
517
518 ##### The Non-bundled vulkaninfo Application
519
520 There is also a non-bundled version of the `vulkaninfo` application that you can
521 run from the command line:
522
523     demos/vulkaninfo
524
525 If you run this before you run "make install", vulkaninfo's RPATH is already set
526 to point to the Vulkan loader in the build tree, so it has no trouble finding it.
527 But the loader will not find the MoltenVK driver and you'll see a message about an
528 incompatible driver.  To remedy this:
529
530     VK_ICD_FILENAMES=../external/MoltenVK/Package/Latest/MoltenVK/macOS/MoltenVK_icd.json demos/vulkaninfo
531
532 If you run `vulkaninfo` after doing a "make install", the `RPATH` in the `vulkaninfo` application
533 got removed and the OS needs extra help to locate the Vulkan loader:
534
535     DYLD_LIBRARY_PATH=loader VK_ICD_FILENAMES=../external/MoltenVK/Package/Latest/MoltenVK/macOS/MoltenVK_icd.json demos/vulkaninfo
536
537 #### Building with the Xcode Generator
538
539 To create and open an Xcode project:
540
541         mkdir build-xcode
542         cd build-xcode
543         cmake -GXcode ..
544         open VULKAN.xcodeproj
545
546 Within Xcode, you can select Debug or Release builds in the project's Build Settings.
547 You can also select individual schemes for working with specific applications like `cube`.
548
549 ## Ninja Builds - All Platforms
550
551 The [Qt Creator IDE](https://qt.io/download-open-source/#section-2) can open a root CMakeList.txt
552 as a project directly, and it provides tools within Creator to configure and generate Vulkan SDK
553 build files for one to many targets concurrently.
554 Alternatively, when invoking CMake, use the `-G "Codeblocks - Ninja"` option to generate Ninja build
555 files to be used as project files for QtCreator
556
557 - Open, configure, and build the glslang CMakeList.txt files. Note that building the glslang
558   project will provide access to spirv-tools and spirv-headers
559 - Then do the same with the Vulkan-LoaderAndValidationLayers CMakeList.txt file
560 - In order to debug with QtCreator, a
561   [Microsoft WDK: eg WDK 10](http://go.microsoft.com/fwlink/p/?LinkId=526733) is required.
562
563 Note that installing the WDK breaks the MSVC vcvarsall.bat build scripts provided by MSVC,
564 requiring that the LIB, INCLUDE, and PATHenv variables be set to the WDK paths by some other means
565
566 ## Vulkan-Tools Dependencies
567
568 The glslang repository is required to build and run Vulkan Tools components.
569 It is not a git sub-module of Vulkan-Tools, but glslang components are required to build
570 the cube and vulkaninfo applications.
571
572 If an existing glslang repository installation is unavailable, do the following steps:
573
574 1) clone the repository:
575
576     `git clone https://github.com/KhronosGroup/glslang.git`
577
578 2) Configure the glslang source tree with CMake and build it with your IDE of choice
579
580 3) Pass the location of the glslang repository using an absolute path via your cmake command like so:
581
582     cmake -DGLSLANG_REPO_ROOT=c:\absolute_path_to\glslang
583
584 4) If building on Windows with MSVC, set `DISABLE_BUILDTGT_DIR_DECORATION` to _On_.
585  If building on Windows, but without MSVC set `DISABLE_BUILD_PATH_DECORATION` to _On_
586
587 ## Optional software packages
588
589 - [Cygwin for windows](https://www.cygwin.com/)
590   - Cygwin provides some Linux-like tools, which can be valuable for working with the repository,
591     such as the BASH shell and git packages
592   - With appropriate adjustments, it is possible to use other shells and environments as well
593
594 - [Ninja on all platforms](https://github.com/ninja-build/ninja/releases)
595 - [The Ninja-build project](https://ninja-build.org)
596 - [Ninja Users Manual](https://ninja-build.org/manual.html)
597
598 - [QtCreator as IDE for CMake builds on all platforms](https://qt.io/download-open-source/#section-2)