Слои ГЛЕС

На устройствах под управлением Android 10 (уровень API 29) и выше доступна поддержка многослойной архитектуры OpenGL ES (GLES). Отлаживаемое приложение может загружать слои GLES из своего APK-файла, из базового каталога или из APK-файла выбранного слоя.

Использование слоя GLES аналогично использованию слоя проверки Vulkan .

Требования

Поддержка слоев GLES доступна только в версиях GLES 2.0 и выше.

Инициализация слоя

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

Если включена функция наложения слоев, LayerLoader выполняет поиск и перечисление указанного списка слоев. Список слоев задается именами файлов, разделенными двоеточиями.

LayerLoader проходит по слоям в указанном вами порядке, поэтому первый слой находится непосредственно под приложением. Для каждого слоя LayerLoader отслеживает точки входа AndroidGLESLayer_Initialize и AndroidGLESLayer_GetProcAddress . Слои должны предоставлять эти интерфейсы, чтобы их можно было загрузить.

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, расположенных ниже этого 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 работы. Если слой только один, то для большинства функций next указывает непосредственно на драйвер.

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

Для каждого слоя, который обнаруживает GLES LayerLoader , он вызывает функцию AndroidGLESLayer_Initialize , проходит по спискам функций libEGL и вызывает AndroidGLESLayer_GetProcAddress для всех известных функций. Слой сам определяет, как отслеживать следующий адрес. Если слой перехватывает функцию, он отслеживает адрес этой функции. Если слой не перехватывает функцию, AndroidGLESLayer_GetProcAddress возвращает тот же адрес функции, который ему был передан. Затем LayerLoader обновляет список перехватчиков функций, чтобы он указывал на точку входа слоя.

Слои не обязаны использовать информацию, предоставляемую функциями AndroidGLESLayer_Initialize и get_next_layer_proc_address , но предоставление этих данных упрощает поддержку Android для существующих слоев, таких как Android GPU Inspector и RenderDoc . С этими данными слой может самостоятельно искать функции, вместо того чтобы ждать вызовов AndroidGLESLayer_GetProcAddress . Если слои решат инициализировать себя до того, как загрузчик запросит все точки входа, они должны использовать get_next_layer_proc_address . eglGetProcAddress должна быть передана по цепочке на платформу.

Разместите слои

GLES LayerLoader ищет слои в следующих местах в порядке приоритета:

1. Местоположение корневого каталога в системе.

Для этого требуется доступ с правами root.

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 целевого приложения, затем установите APK-файл, содержащий необходимые для загрузки слои:

adb install --abi armeabi-v7a layers.apk

4. В APK-файле целевого приложения.

В следующем примере показано, как размещать 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 как для каждого приложения отдельно, так и глобально. Настройки для каждого приложения сохраняются после перезагрузки, в то время как глобальные свойства очищаются при перезагрузке.

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

  • В файле манифеста целевого приложения содержится следующий элемент метаданных (применяется только к приложениям, ориентированным на Android 11 (уровень API 30) или выше):

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

    Эту опцию следует использовать для профилирования вашего приложения.

  • Целевое приложение доступно для отладки. Эта опция предоставляет больше отладочной информации, но может негативно повлиять на производительность вашего приложения.

  • Целевое приложение запускается на отладочной версии операционной системы, которая предоставляет права root.

Чтобы включить отображение слоев 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 отображение слоев 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>

Создайте слой

Слои должны предоставлять доступ к следующим двум функциям, описанным в разделе инициализации загрузчика EGL :

AndroidGLESLayer_Initialize
AndroidGLESLayer_GetProcAddress

Пассивные слои

Для слоя, который перехватывает лишь небольшое количество функций, оптимальным является пассивно инициализируемый слой. Пассивно инициализируемый слой ожидает, пока GLES LayerLoader инициализирует необходимую ему функцию.

Приведённый ниже пример кода демонстрирует, как создать пассивный 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) {
     // 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, требующих полной предварительной инициализации, или слоев, которым необходимо искать расширения, неизвестные загрузчику EGL, требуется активная инициализация слоя. Слой использует функцию get_next_layer_proc_address , предоставляемую функцией AndroidGLESLayer_Initialize , для поиска функции. Слой должен по-прежнему отвечать на запросы AndroidGLESLayer_GetProcAddress от загрузчика, чтобы платформа знала, куда направлять вызовы. Следующий пример кода показывает, 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);
  }
}