GLES 图层

在运行 Android 10（API 级别 29）及更高版本的设备上，可以使用 OpenGL ES (GLES) 图层。可调试应用可以从其 APK、其基本目录或选定的图层 APK 中加载 GLES 图层。

GLES 图层的用法类似于 Vulkan 验证层的用法。

要求

GLES 图层仅在 GLES 版本 2.0+ 上受支持。

图层初始化

在填充标准入口点后，EGL 加载器会实例化一个 GLES LayerLoader。如果启用了调试层，LayerLoader 会扫描指定目录以查找图层，就像 Vulkan 加载器一样。

如果启用了图层，LayerLoader 会搜索并枚举指定的图层列表。图层列表由冒号分隔的文件名指定。

The LayerLoader 按您指定的顺序遍历图层，因此第一个图层直接位于应用程序下方。对于每个图层，LayerLoader 都会跟踪 AndroidGLESLayer_Initialize 和 AndroidGLESLayer_GetProcAddress 入口点。图层必须提供这些接口才能加载。

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

AndroidGLESLayer_Initialize() 提供用于图层的标识符 (layer_id) 和一个可用于查找图层下方函数的入口点。可以使用以下代码示例中所示的入口点

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

AndroidGLESLayer_GetProcAddress 获取图层完成时应调用的链中下一个调用的地址。如果只有一个图层，则对于大多数函数，next 会直接指向驱动程序。

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

对于 GLES LayerLoader 找到的每个图层，它都会调用 AndroidGLESLayer_Initialize，遍历 libEGL 的函数列表，并为所有已知函数调用 AndroidGLESLayer_GetProcAddress。图层负责确定如何跟踪下一个地址。如果图层拦截了函数，它会跟踪函数的地址。如果图层没有拦截函数，AndroidGLESLayer_GetProcAddress 会返回传递给它的相同函数地址。然后，LayerLoader 会更新函数挂钩列表以指向图层的入口点。

图层不需要对 AndroidGLESLayer_Initialize 和 get_next_layer_proc_address 提供的信息做任何操作，但提供这些数据可以使现有图层（例如 Android GPU Inspector 和 RenderDoc）更轻松地支持 Android。有了这些数据，图层可以独立查找函数，而不是等待对 AndroidGLESLayer_GetProcAddress 的调用。如果图层选择在加载器查询完所有入口点之前自行初始化，则它们必须使用 get_next_layer_proc_address。必须将 eglGetProcAddress 传递到链中以传递到平台。

放置图层

GLES LayerLoader 会按以下优先级顺序搜索以下位置的图层

1. 系统位置（适用于根目录）

这需要 root 权限

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. 应用程序的基本目录

目标应用程序必须可调试，或者您必须具有 root 权限

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. 外部 APK

确定目标应用程序的 ABI，然后安装包含您要加载的图层的 APK

adb install --abi armeabi-v7a layers.apk

4. 在目标应用程序的 APK 中

以下示例显示了如何在应用程序 APK 中放置图层

$ 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

启用层

您可以为每个应用或全局启用 GLES 层。每个应用的设置在重启后会保留，而全局属性会在重启后清除。

Android 的安全模型和策略与其他平台有很大不同。为了加载外部层，以下条件之一必须为真：

目标应用的清单文件包含以下元数据元素（仅适用于面向 Android 11（API 级别 30）或更高版本的应用）

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

您应该使用此选项来分析您的应用程序。
目标应用可调试。此选项会为您提供更多调试信息，但可能会对您的应用性能产生负面影响。
目标应用在授予 root 访问权限的操作系统的 userdebug 版本上运行。

要为每个应用启用层

# 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>

要为每个应用禁用层

# 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

要全局启用层

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

创建层

层必须公开以下两个函数，这些函数在 EGL 加载程序初始化中描述

AndroidGLESLayer_Initialize
AndroidGLESLayer_GetProcAddress

被动层

对于只拦截少量函数的层，被动初始化的层是最佳选择。被动初始化的层会等待 GLES LayerLoader 初始化它需要的函数。

以下代码示例演示了如何创建被动层。

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);
  }
}

主动层

对于需要提前完全初始化的更正式的层，或者需要查找 EGL 加载程序未知的扩展的层，需要主动层初始化。该层使用 AndroidGLESLayer_Initialize 提供的 get_next_layer_proc_address 来查找函数。该层仍然必须响应来自加载程序的 AndroidGLESLayer_GetProcAddress 请求，以便平台知道将调用路由到哪里。以下代码示例演示了如何创建主动层。

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);
  }
}