OpenGL ES 开发总结：自动读取program输入变量

本文档描述了实现自动检索OpenGL (ES) program所绑定shader的输入变量的思路。

1、背景
使用OpenGL ES 2.0时，编译shader并链接program后，我们会调用glGetAttribLocation和glGetUniformLocation获取shader定义的输入变量，或者使用glBindAttribLocation在链接program前指定每个通用属性的位置。比如，GPUImage的各个子类需要注册自己的attribute、获取uniform位置，非常繁琐。
虽然，ES 3.0允许我们用layout(location = n)表示位置（这种做法类似Metal、Vulkan的风格），省去了动态获取属性位置的开销。但是，并不是每个GPU驱动都完全遵循KHR标准，为了让代码能在所有平台上正确运行，即便使用ES 3.0，我们还是避免使用layout布局语法，回归到ES 2.0这种动态获取或绑定变量位置的原始做法。

2、问题
如何在兼容ES 2.0、3.x shader的场景中动态获取输入变量信息？

3、解决方案

1. 复杂想法：实现shader解析器
   这是我的朴素想法。通过解析器，实现词法分析、语法分析、生成抽象语法树、类型检查等操作，得到合法的输入变量信息。为什么要这么做？我不止要解析shader的输入变量，还需要在此基础上实现shader语言的相互转换，当然这是个复杂的工程。

2. 取巧操作：利用OpenGL ES接口
   其实，如果没有多shader语言转换需求，仅是单纯获取shader输入变量信息，那么OpenGL本身也提供了接口glGetProgramiv、glGetActiveAttrib和glGetActiveUniform，非常方便。有几个值得注意的地方：
   （1）glGetActiveAttrib和glGetActiveUniform的参数size对于普通变量为1，数组变量为数组长度。
   （2）在shader中定义却没使用的输入，shader被编译后一般被优化掉，导致glGetActiveAttrib和glGetActiveUniform获取不到该变量。
   （3）若使用了vertex shader内置输入变量，它也将成为激活的变量，例如gl_VertexID，示例如下：

   attribute index = 0, type = 1406, name = a_size, size = 1, location = 2
   attribute index = 1, type = 1406, name = a_curtime, size = 1, location = 3
   attribute index = 2, type = 8b50, name = a_position, size = 1, location = 0
   attribute index = 3, type = 1404, name = gl_VertexID, size = 1, location = 5
   attribute index = 4, type = 1406, name = a_lifetime, size = 1, location = 4
   attribute index = 5, type = 8b50, name = a_velocity, size = 1, location = 1