Слои ГЛЕС

На устройствах под управлением Android 10 (уровень API 29) и выше доступно многоуровневое использование OpenGL ES (GLES). Отлаживаемое приложение может загружать слои GLES из своего APK, из своего базового каталога или из APK выбранного слоя.

Использование слоя GLES аналогично использованию слоя проверки Vulkan .

Требования

Слои GLES поддерживаются только в версиях GLES 2.0+.

Инициализация слоя

После заполнения стандартных точек входа загрузчик EGL создает экземпляр GLES LayerLoader . Если слои отладки включены, LayerLoader сканирует указанные каталоги на наличие слоев, как это делает загрузчик Vulkan .

Если создание слоев включено, LayerLoader ищет и перечисляет указанный список слоев. Список слоев указывается именами файлов, разделенными двоеточиями.

LayerLoader перемещается по слоям в указанном вами порядке, поэтому первый слой находится непосредственно под приложением. Для каждого уровня LayerLoader отслеживает точки входа AndroidGLESLayer_Initialize и AndroidGLESLayer_GetProcAddress . Уровни должны предоставлять эти интерфейсы для загрузки.

typedef void* (*PFNEGLGETNEXTLAYERPROCADDRESSPROC)(void*, const char*);
void* AndroidGLESLayer_Initialize(void* layer_id, PFNEGLGETNEXTLAYERPROCADDRESSPROC get_next_layer_proc_address))

AndroidGLESLayer_Initialize() предоставляет идентификатор используемого слоя ( layer_id ) и точку входа, которую можно вызвать для поиска функций ниже слоя. Точку входа можно использовать, как показано в следующем примере кода:

const char* func = "eglFoo";
void* gpa = get_next_layer_proc_address(layer_id, func);

AndroidGLESLayer_GetProcAddress принимает адрес следующего вызова в цепочке, который слой должен вызвать после завершения. Если имеется только один уровень, next указывает непосредственно на драйвер для большинства функций.

typedef __eglMustCastToProperFunctionPointerType EGLFuncPointer;
void* AndroidGLESLayer_GetProcAddress(const char *funcName, EGLFuncPointer next)

Для каждого слоя, который находит LayerLoader GLES, он вызывает AndroidGLESLayer_Initialize , просматривает списки функций libEGL и вызывает AndroidGLESLayer_GetProcAddress для всех известных функций. Уровень должен определить, как отслеживать следующий адрес. Если уровень перехватывает функцию, он отслеживает адрес функции. Если уровень не перехватывает функцию, AndroidGLESLayer_GetProcAddress возвращает тот же адрес функции, который был передан. Затем LayerLoader обновляет список перехватчиков функций, чтобы он указывал на точку входа слоя.

Слоям не требуется ничего делать с информацией, которую предоставляют AndroidGLESLayer_Initialize и get_next_layer_proc_address , но предоставление данных упрощает поддержку Android для существующих слоев, таких как Android GPU Inspector и RenderDoc . Используя эти данные, уровень может искать функции независимо, вместо того, чтобы ждать вызовов AndroidGLESLayer_GetProcAddress . Если слои решают инициализировать себя до того, как загрузчик запросит все точки входа, они должны использовать get_next_layer_proc_address . eglGetProcAddress должен быть передан по цепочке на платформу.

Размещение слоев

GLES LayerLoader ищет слои в следующих местах в порядке приоритета:

1. Расположение системы для root

Для этого требуется root-доступ

adb root
adb disable-verity
adb reboot
adb root
adb shell setenforce 0
adb shell mkdir -p /data/local/debug/gles
adb push <layer>.so /data/local/debug/gles/

2. Базовый каталог приложения.

Целевое приложение должно быть отлаживаемым, или у вас должен быть root-доступ:

adb push libGLTrace.so /data/local/tmp
adb shell run-as com.android.gl2jni cp /data/local/tmp/libGLTrace.so .
adb shell run-as com.android.gl2jni ls | grep libGLTrace
libGLTrace.so

3. Внешний APK

Определите ABI вашего целевого приложения, затем установите APK, содержащий слои, которые вы хотите загрузить:

adb install --abi armeabi-v7a layers.apk

4. В APK целевого приложения.

В следующем примере показано, как разместить слои в APK-файле приложения:

$ jar tf GLES_layers.apk
lib/arm64-v8a/libGLES_glesLayer1.so
lib/arm64-v8a/libGLES_glesLayer2.so
lib/arm64-v8a/libGLES_glesLayer3.so
lib/armeabi-v7a/libGLES_glesLayer1.so
lib/armeabi-v7a/libGLES_glesLayer2.so
lib/armeabi-v7a/libGLES_glesLayer3.so
resources.arsc
AndroidManifest.xml
META-INF/CERT.SF
META-INF/CERT.RSA
META-INF/MANIFEST.MF

Включить слои

Вы можете включить слои GLES либо для каждого приложения, либо глобально. Настройки для каждого приложения сохраняются после перезагрузки, а глобальные свойства очищаются при перезагрузке.

Модель и политика безопасности Android существенно отличаются от других платформ. Для загрузки внешних слоев должно выполняться одно из следующих условий:

  • Файл манифеста целевого приложения включает следующий элемент метаданных (применяется только к приложениям, предназначенным для Android 11 (уровень API 30) или выше):

    <meta-data android:name="com.android.graphics.injectLayers.enable" android:value="true" />

    Вам следует использовать эту опцию для профилирования вашего приложения.

  • Целевое приложение допускает отладку. Этот параметр предоставляет вам больше отладочной информации, но может отрицательно повлиять на производительность вашего приложения.

  • Целевое приложение запускается в пользовательской отладочной сборке операционной системы, которая предоставляет root-доступ.

Чтобы включить слои для каждого приложения:

# Enable layers
adb shell settings put global enable_gpu_debug_layers 1

# Specify target application
adb shell settings put global gpu_debug_app <package_name>

# Specify layer list (from top to bottom)
# Layers are identified by their filenames, such as "libGLLayer.so"
adb shell settings put global gpu_debug_layers_gles <layer1:layer2:layerN>

# Specify packages to search for layers
adb shell settings put global gpu_debug_layer_app <package1:package2:packageN>

Чтобы отключить слои для каждого приложения:

# Delete the global setting that enables layers
adb shell settings delete global enable_gpu_debug_layers

# Delete the global setting that selects target application
adb shell settings delete global gpu_debug_app

# Delete the global setting that specifies layer list
adb shell settings delete global gpu_debug_layers_gles

# Delete the global setting that specifies layer packages
adb shell settings delete global gpu_debug_layer_app

Чтобы включить слои глобально:

# This attempts to load layers for all applications, including native
# executables
adb shell setprop debug.gles.layers <layer1:layer2:layerN>

Создать слой

Слои должны предоставлять следующие две функции, описанные в инициализации загрузчика EGL :

AndroidGLESLayer_Initialize
AndroidGLESLayer_GetProcAddress

Пассивные слои

Для уровня, который перехватывает лишь несколько функций, оптимальным является пассивно инициализированный уровень. Пассивно инициализированный уровень ожидает, пока GLES LayerLoader инициализирует необходимую ему функцию.

В следующем примере кода показано, как создать пассивный уровень.

namespace {

std::unordered_map<std::string, EGLFuncPointer> funcMap;

EGLAPI EGLBoolean EGLAPIENTRY glesLayer_eglChooseConfig (
  EGLDisplay dpy, const EGLint *attrib_list, EGLConfig *configs, EGLint config_size,
  EGLint *num_config) {

  EGLFuncPointer entry = funcMap["eglChooseConfig"];

  typedef EGLBoolean (*PFNEGLCHOOSECONFIGPROC)(
    EGLDisplay, const EGLint*, EGLConfig*, EGLint, EGLint*);

  PFNEGLCHOOSECONFIGPROC next = reinterpret_cast<PFNEGLCHOOSECONFIGPROC>(entry);

  return next(dpy, attrib_list, configs, config_size, num_config);
}

EGLAPI EGLFuncPointer EGLAPIENTRY eglGPA(const char* funcName) {

  #define GETPROCADDR(func) if(!strcmp(funcName, #func)) { \
    return (EGLFuncPointer)glesLayer_##func; }

  GETPROCADDR(eglChooseConfig);

  // Don't return anything for unrecognized functions
  return nullptr;
}

EGLAPI void EGLAPIENTRY glesLayer_InitializeLayer(
  void* layer_id, PFNEGLGETNEXTLAYERPROCADDRESSPROC get_next_layer_proc_address) {
     // This function is purposefully empty, since this layer does not proactively
     // look up any entrypoints
  }

EGLAPI EGLFuncPointer EGLAPIENTRY glesLayer_GetLayerProcAddress(
  const char* funcName, EGLFuncPointer next) {
  EGLFuncPointer entry = eglGPA(funcName);
  if (entry != nullptr) {
    funcMap[std::string(funcName)] = next;
    return entry;
  }
  return next;
}

}  // namespace

extern "C" {
  __attribute((visibility("default"))) EGLAPI void AndroidGLESLayer_Initialize(
    void* layer_id, PFNEGLGETNEXTLAYERPROCADDRESSPROC get_next_layer_proc_address) {
    return (void)glesLayer_InitializeLayer(layer_id, get_next_layer_proc_address);
  }
  __attribute((visibility("default"))) EGLAPI void* AndroidGLESLayer_GetProcAddress(
    const char *funcName, EGLFuncPointer next) {
    return (void*)glesLayer_GetLayerProcAddress(funcName, next);
  }
}

Активные слои

Для более формализованных слоев, которые необходимо полностью инициализировать заранее, или слоев, которым необходимо искать расширения, неизвестные загрузчику EGL, требуется инициализация активного слоя. Уровень использует get_next_layer_proc_address , который предоставляет AndroidGLESLayer_Initialize для поиска функции. Уровень по-прежнему должен отвечать на запросы AndroidGLESLayer_GetProcAddress от загрузчика, чтобы платформа знала, куда маршрутизировать вызовы. В следующем примере кода показано, как создать активный слой.

namespace {

std::unordered_map<std::string, EGLFuncPointer> funcMap;

EGLAPI EGLBoolean EGLAPIENTRY glesLayer_eglChooseConfig (
  EGLDisplay dpy, const EGLint *attrib_list, EGLConfig *configs, EGLint config_size,
  EGLint *num_config) {

  EGLFuncPointer entry = funcMap["eglChooseConfig"];

  typedef EGLBoolean (*PFNEGLCHOOSECONFIGPROC)(
    EGLDisplay, const EGLint*, EGLConfig*, EGLint, EGLint*);

  PFNEGLCHOOSECONFIGPROC next = reinterpret_cast<PFNEGLCHOOSECONFIGPROC>(entry);

  return next(dpy, attrib_list, configs, config_size, num_config);
}

EGLAPI EGLFuncPointer EGLAPIENTRY eglGPA(const char* funcName) {

  #define GETPROCADDR(func) if(!strcmp(funcName, #func)) { \
    return (EGLFuncPointer)glesLayer_##func; }

  GETPROCADDR(eglChooseConfig);

  // Don't return anything for unrecognized functions
  return nullptr;
}

EGLAPI void EGLAPIENTRY glesLayer_InitializeLayer(
  void* layer_id, PFNEGLGETNEXTLAYERPROCADDRESSPROC get_next_layer_proc_address) {

  // Note: This is where the layer would populate its function map with all the
  // functions it cares about
  const char* func = eglChooseConfig;
  funcMap[func] = get_next_layer_proc_address(layer_id, func);
}

EGLAPI EGLFuncPointer EGLAPIENTRY glesLayer_GetLayerProcAddress(
  const char* funcName, EGLFuncPointer next) {
  EGLFuncPointer entry = eglGPA(funcName);
  if (entry != nullptr) {
    return entry;
  }

  return next;
}

}  // namespace

extern "C" {
  __attribute((visibility("default"))) EGLAPI void AndroidGLESLayer_Initialize(
    void* layer_id, PFNEGLGETNEXTLAYERPROCADDRESSPROC get_next_layer_proc_address) {
    return (void)glesLayer_InitializeLayer(layer_id, get_next_layer_proc_address);
  }
  __attribute((visibility("default"))) EGLAPI void* AndroidGLESLayer_GetProcAddress(
    const char *funcName, EGLFuncPointer next) {
    return (void*)glesLayer_GetLayerProcAddress(funcName, next);
  }
}