Wii軟改原理解析（二）boot2、IOS、系統菜單

david0zan

這篇依然先不討論軟改的部份，先講基本架構。

　　Wii事實上有兩個CPU，一顆ARM處理器叫做Starlet。而另一顆PowerPC處理器叫做Broadway。

　　Starlet負責控制系 統資源，包括bootloader，IOS(後述)，都在這顆CPU上執行。而PPC處理器，負責執行包括系 統選單、遊戲、頻道等等的應用主程式。

1. Wii開機流程

　　在開進Wii系 統選單前，事實上Wii會先執行所謂的bootloader，bootloader就是在載入主要的作業系 統前，一些比較簡單的小程式，而Wii的bootloader又分為boot0/boot1/boot2。

boot0 ------> boot1 ------> boot2 ------> SYSMENU IOS -> SYSMENU(系 統選單)

　　為什麼要分這麼多層牽涉到系 統設計上的一些問題，這邊先講結果。

　　boot0最小，放在只讀記憶體中，不可變更。最主要的用途是檢查(Hash check)和載入boot1。

　　由於boot0無法更變，boot1的Hash也無法更改，(網路上又有人把它稱為OTP, One-time password) ，所以boot1同樣是無法被變更的(在Wii的開發機上，據說不存在這個OTP，所以boot1是可以被修改的) 。

　　boot1用來檢查和載入boot2，檢查boot2的機制如同前文，用的是RSA簽章檢查，並不像boot1的檢查一樣被寫死，所以boot2是可以被升級或變更的。

　　boot2用來載入系統IOS，系統IOS載入系 統菜單。

2. IOS

　　IOS一般人又把它叫做Input Output System，負責管理Wii的系統資源，而它事實上就是跑在ARM上面的一個內核(kernel)，或作業系統(OS) 。

　　和一般傳統系統只會有一個OS不同，Wii基本上每個應用程式都可以指令自己要使用的IOS。好處是，我如果想要增加新功能的時候，可以不必考慮舊遊戲的相容性。我只要做一個新的IOS就好，而舊的遊戲可以用舊的IOS，不必擔心不能玩。(就有點像我 的電腦上面同時裝了XP和Win7，如果我要執行XP專用的程式，就開進XP，要執行Win7專用的程式，就開進Win7)

　　同一個時間，只會有一個IOS，而不會有複數的IOS在執行。

　　Wii裡面，一共可以有256個不同的Wii IOS，IOS的號碼，有人說可以視為存在主機中的位置(slot) ，我個人是把它單純當做一個編號。編號不見得越大就越新，不過總之編號不同就是不一樣的用途。有新的周邊、像balance board, webcam, 麥克風等等，通常又會出新的IOS。

　　每個IOS本身，又有2 bytes的版本號碼，所以又有所謂0~65535的版號，理論上，同樣編號，不同版號的IOS應該還是要相容，越新的版號理論上只會做bug修正，(後面會提到例外，有些新版主機不可以用舊版的IOS) 。

　　Wii的應用程式(頻道或光碟)叫做title，而每個title都有所謂的Title Metadata(TMD)來描述title的性質，TMD中，會指定這個應用程式所需要的IOS。

　　在執行一個應用程式的時候，首先會檢查這個應用程式需要的IOS，例如購物頻道v19，TMD中就會說明需要IOS61。所以會先載入IOS61，初始化整個wii系 統之後，IOS61會幫你載入購物頻道這個應用程式。

    軟件1                             軟件2
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軟件一用的IOS     執行       軟件2用的IOS

3. SYSMENU

　　和一般直覺想法不同的是，系統菜單中的版本編號，其實不代表整個系 統的版本。

　　事實上，系統菜單，和遊戲或頻道等等沒有什麼太大的不同，系統選單，也只是一個功能比較複雜的應用程式而已。(以系統選單4.2J為例，開機時，boot2載入IOS70，然後IOS70初始化Wii後，載入系 統選單4.2J)

　　就算像遊戲的一些共通功能，例如按home設定wiimote，或回主選單，或reset，也都是遊戲本身提供的，而不是系統選單提供的。

　　所以，和一般人想法不同的是，基本上頻道或遊戲正不正常，和系統選單本身，其實是沒有關係的。

　　而狀況會比較像前面的圖解一樣，執行了別的程式之後，系統選單和系統選單用的IOS，就停止執行了，取而代之的是新的IOS和新的應用程式，如下圖：

SYSMENU 4.2                     官方頻道(如Shopping Channel)
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    IOS70         系 統菜單      頻道需要的IOS(如shop用的IOS61)

執行遊戲又回到選單的流程

SYSMENU 4.2                     遊戲                          SYSMENU 4.2
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    IOS70       光盤頻道     遊戲需要的IOS   回選單       IOS70

　　當然，因為任天堂更新選單的時候，當然也會順便更新IOS和頻道，所以版號還是可以做一點參考，但是有時候同一個版號存在數次不同的更新，就又有所謂v1/v2/v3等等的不同。

　　總之，選單的更新基本上只和選單本身有關而已，例如說系統選單支援SDHC拷貝存檔，和Photo Channel支援SDHC放照片，是兩回事。要支援SDHC，兩者需要更新各自的IOS和主程式。

4. Stub IOS

　　Stub IOS就是沒有任何功能的IOS，除了最早的SYSMENU 1.0使用IOS9，也有供遊戲使用外。後來的SYSMENU都是使用自己專用，而不給遊戲使用的IOS。一旦SYSMENU更新，升級上去之後，假設換用新的IOS，舊的IOS就沒用了。

　　所以任天堂就把舊的IOS拿沒作用的版本取代，節省記憶空間，這也是為什 麼有人降級SYSMENU之後變磚的原因。(因為boot2想要載入無效的IOS，而開不了機)

以下列出各版本選單所使用的IOS
SYSMENU 1.0 IOS9
SYSMENU 2.0 IOS11 有效IOS: v4   stub: v256
SYSMENU 2.2 IOS20 有效IOS: v12 stub: v256
SYSMENU 3.0~3.3 IOS30 有效IOS: v1037, v1039, v1040, v2576 stub: v2816
SYSMENU 3.4 IOS50 有效IOS: v4889 stub: v5120
SYSMENU 4.0/4.1 IOS60 有效IOS: v6174 stub: v6400
SYSMENU 4.2 IOS70 有效IOS: v6887 stub: v6912
SYSMENU 4.3 IOS80 有效IOS: v6943

之後又有阻擋cIOS的所謂stub。

這在之後再做討論。

tshopp

不錯!不錯!

carl200241

先頂後看