Слои GLES

На устройствах с Android 10 (уровень API 29) и более поздними версиями доступно наложение OpenGL ES (GLES). Приложение, доступное для отладки, может загружать слои GLES из своего APK-файла, базового каталога или APK-файла выбранного слоя.

Использование уровня GLES аналогично использованию уровня проверки Vulkan.

Требования

Слои GLES поддерживаются только в GLES версии 2.0 и выше.

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 наложение включено, LayerLoader ищет и перечисляет указанный список слоев. Список слоев задается названиями файлов, разделенными двоеточиями.

LayerLoader проходит через уровни в указанном вами порядке, поэтому первый уровень находится непосредственно под приложением. Для каждого уровня LayerLoader отслеживает точки входа AndroidGLESLayer_Initialize и AndroidGLESLayer_GetProcAddress. Чтобы слои можно было загрузить, они должны предоставлять эти интерфейсы.

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

AndroidGLESLayer_Initialize() предоставляет идентификатор для используемого слоя (layer_id) и точку входа, которую можно вызвать для поиска функций под слоем. 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 должен быть выполнен слоем по завершении. Если уровень только один, next указывает непосредственно на драйвер для большинства функций.

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

Для каждого найденного слоя GLES LayerLoader вызывает AndroidGLESLayer_Initialize, просматривает списки функций libEGL и вызывает AndroidGLESLayer_GetProcAddress для всех известных функций. Слой сам определяет, как отслеживать следующий адрес. Если уровень перехватывает функцию, он отслеживает ее адрес. Если слой не перехватывает функцию, AndroidGLESLayer_GetProcAddress возвращает тот же адрес функции, который был передан. Затем LayerLoader обновляет список хуков функций, чтобы указать на точку входа слоя.

Слои не обязаны выполнять какие-либо действия с информацией, предоставляемой 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, слой может самостоятельно искать функции, не дожидаясь вызовов AndroidGLESLayer_GetProcAddress. Если слои инициализируются до того, как загрузчик запросит все точки входа, они должны использовать get_next_layer_proc_address. eglGetProcAddress должна быть передана по цепочке на платформу.

Слои мест

GLES LayerLoader ищет слои в следующих местах в порядке приоритета:

1. Системное местоположение для root

Для этого требуются root-права.

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 доступно для отладки, 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-файл

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

adb install --abi armeabi-v7a layers.apk

4. В APK-файле целевого приложения

В следующем примере показано, как разместить слои в APK 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 для одного приложения или для всех. Настройки для отдельных приложений сохраняются после перезагрузки, а глобальные свойства – нет.

Модель безопасности и правила Android значительно отличаются от других платформ. Чтобы загрузить внешние слои, должно выполняться одно из следующих условий:

  • Файл манифеста целевого приложения содержит следующий элемент метаданных (только для приложений, предназначенных для Android 11 (уровень API 30) или более поздней версии):

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

    Этот вариант рекомендуется использовать для профилирования приложения.

  • Целевое приложение доступно для отладки. Этот вариант позволяет получить больше сведений для отладки, но может отрицательно повлиять на производительность приложения.

  • Целевое приложение запущено в сборке userdebug операционной системы, которая предоставляет root-доступ.

Чтобы включить слои для 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 отдельного 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 на глобальном уровне, выполните следующие действия:

# 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 две функции, описанные в разделе Инициализация загрузчика EGL:

AndroidGLESLayer_Initialize
AndroidGLESLayer_GetProcAddress

Пассивные слои

Для слоя, который перехватывает лишь несколько функций, оптимальным является пассивно инициализированный слой. Пассивно инициализированный слой ожидает, пока GLES LayerLoader инициализирует нужную ему функцию.

В примере кода ниже показано, 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, которые необходимо полностью инициализировать заранее, или слоев, которым необходимо искать расширения, неизвестные загрузчику EGL, требуется инициализация активного слоя. Слой использует get_next_layer_proc_address, который предоставляет AndroidGLESLayer_Initialize, чтобы найти функцию. Уровень должен отвечать на запросы AndroidGLESLayer_GetProcAddress от загрузчика, чтобы платформа знала, куда направлять 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);
  }
}