深入瞭解wii的系統架構

蘇豪

轉自91wii -Lucky☆star

9 n  l8 x" A/ a- [  \/ V% Dios是什麼？cios是什麼？
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一、什麼是IOS

4 H4 W3 K1 k$ X. b9 b( ?9 x　　說到IOS，肯定有人會問，什麼是IOS？這裏我把它理解為Input Output System。IOS採用了微內核的架構，提供了usb鍵盤，光碟機，按鍵，sd卡，檔系 統，安全等等介面，其特點之一就是模組化，這點相信大家都有所體會吧。
0 a& M7 Y; g0 e　　而IOS與dll的最大區別之一就是dll只是庫檔，可能是個元件，可能是個函數集合，可能是個資源檔案，或者是個功能模組。而IOS則包含了dll。以一個不太恰當的比喻來說，IOS可以理解為操作系 統的內核，SysMenu則是我們可以接觸到的用戶介面。


) O* e9 A) @6 {  J4 w0 \) ~" A二、IOS的種類
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　　就目前而言，IOS主要有三種:
　　1、官方的IOS，具體有哪些可以看這貼。
　　2、cIOS，即custom IOS，包括custom IOS36，Xyzzy等等。這裏有一點需要注意，所有的cIOS都是根據官方的IOS修改而來。
　　3、還有一種cIOS，與上一種有類似之處，具體是什麼就請各位看官接著往下看吧。


三、IOS的版本

; s" D3 u- I9 I6 K　　IOS是以IOSxxx-Vyyyyy存在的，前面的xxx是編號，範圍限制在4-255之間(其中100為BC，101為MIOS)， 也就是4#－255#，4#之前被系 統佔用，而後面的yyyyy才是IOS的版本，例如IOS30的版本有1042、2816等……IOS的這裏的IOS包括了官方IOS和所有cIOS。這裏有一點需要注意，以IOS36來說，12。18，v1042代表了IOS36的不同版本。


  }/ C. a' L6 C% e' d9 }四、什麼是cIOS

# v% Y) o3 d: u　　談到cIOS，相信大家都不會陌生，舉其中一例，custom IOS36是由waninkoko釋出的，根據IOS36修改而來，其與官方IOS最主要的區別就是DIP模組，即DVD Interface，用於IOS與光碟之間的資料交換。眾所周知，官方的IOS是不能讀取備份碟的，而cIOS則由自製的DIP模組代替了官方的使其能夠讀取備份碟。


五、升級
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5 e2 u. @! i2 X( t! A+ \* h- H　　遊戲運行前會首先檢查光碟中妹檔，即Title metadata中指定的IOS版本，如果一樣，則直接運行遊戲;如果不一樣，則先載入指定的IOS，然後再運行遊戲。與其類似的還有頻道，wiiware等東西。

　　這裏就牽涉到升級，如果光碟中update分區的IOS版本新於主機裏的IOS，則會開始升級（這就是為什 麼有的高版本的機器放入帶低版本升級檔的盤也會提示升級原因）；如果有主機裏沒有的IOS，也會開始升級。
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　　這裏參考第一段，當我們運行一個去升級的遊戲時，如果主機裏沒有所指定的IOS，則會導致遊戲無法運行，這時只需安裝指定的IOS。這也是為什 麼要補全ios的原因有些IOS是很相似的，例如所有的IOS都支持WiFi和USB功能，而且有些能夠被替換。而wii的每次升級則增加新的IOS，升級舊有的IOS，而並不代替舊有IOS，為什 麼這樣做？其實我們可以這樣理解，每一個遊戲光碟，wiiware都會在妹中指定其使用的IOS，如果升級覆蓋掉了原有的IOS，那麼遊戲便無法運行。
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( T" f6 N7 q; H　　再次強調一點，wii升級不是覆蓋原有的ios，而是增加新的ios，系 統中的每個ios都是有用的，隨便刪除ios非常容易導致無解的全磚！

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/ o4 V2 j+ A6 Z8 i六、深入軟解
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　　在第五點我們得知，光碟，頻道，wiiware都有其指定的IOS來運行，如BKL，SC這樣的程式可以強制使用IOS249，那SysMenu呢？

　　SysMenu同樣在特定的IOS上運行，3.4使用IOS50，3.4以前使用IOS30，4.0使用ios60同樣的，4.2用ios70。SysMenu也可以指定其使用的IOS，如果我們指定其使用IOS249，那麼我們就可以直接從光碟頻道進入遊戲了。

' @! P* S; x. \# ]* y1 k　　然而問題也隨之到來，在光碟頻道中我們無法指定其使用的IOS，這樣即使備份碟能夠正常顯示出，但是仍然無法遊戲，當然我們可以用如IOS patcher等軟體指定遊戲使用IOS249，但我想沒有多少人願意再重新刻錄一次吧。當然問題總有解決的辦法，如果我們把所有官方IOS都替換上自製DIP模組，那麼我們就可以直接從光碟頻道運行備份碟了。這就是最後一種cIOS。

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$ ]) H: ~6 n7 P. O: ?( l七、關於IOS和SysMenu的關係
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6 Y. q3 I. D6 o- B2 K　　上面談到，IOS是wii系 統的內核，而SysMenu是相應的用戶介面。系 統內核是必須存在的，但是用戶介面則並不強制要求，在主機記憶體在高系 統版本的IOS時，低版本的SysMenu也同樣允許使用，這也是系 統功能表可以降級的基礎，同樣也是IOS補全而不用升級系 統版本原理。但是，當系 統中不存在SysMenu所需要的IOS時，系 統就會出現各種問題（半磚）甚至無法運行（全磚），這也就是為什 麼IOS不能隨便刪除的原因。
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　　某些頻道也是需要系 統IOS支援的（4.0下購物頻道需要IOS61），所以當相應IOS不存在時，該頻道也無法運行。

, |; n9 Q8 F& H4 i% o9 v, d. D在通常情況下，我們是無法對IOS進行操作的，因為用戶介面（SysMenu）沒有賦予我們這個許可權，正是由於高手們對SysMenu的研究，發現了各種漏洞，使我們破解了wii的系 統，獲得了對IOS進行操作的能力，才讓我們對wii的應用得到了極大地擴展。但是魔高一尺道高一丈，任天堂也在盡力的封堵這些漏洞，所以系 統才出現了官方版和破解版，IOS也出現了有漏洞（+trucha、freethebug）和無漏洞（-trucha）。
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2 R5 n* P) T' P6 ]$ n0 K) |) B) l　　官方的升級（主機功能表“本體更新”，聯網、進頻道、玩遊戲）時，是將IOS和SysMenu同時更新的，而官方所更新的全都是無漏洞的版本，缺少漏洞會導致自製程式無法安裝無法運行，所以建議不要通過官方更新， 為了玩遊戲（遊戲不要求SysMenu版本）用頻道可以補全IOS，為了獲得新的系 統特性可以安裝破解版。
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7 n2 h1 X( i9 KNintendo IOS(Input Output System)其實就是系 統內核和一系列的驅動程式集，作用是操縱Wii的硬體，比如手柄，平衡板等等。隨著系 統的硬體升級和新遊戲的推出，Nintendo需要安裝新的IOS來支援新遊戲和新硬體。但是舊的IOS還是繼續存在系 統中，而不是被新IOS覆蓋，因為舊的遊戲還需要他們。
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這樣的軟體架構所造成的問題就是，隨著系 統的不斷升級，最終Flash資源會被用盡。目前Flash容量大約在512MB左右，用了大約100多MB,所以剩餘空間還是很大。Wii大約有20個左右不同的IOS。每個遊戲都需要使用其中的一個IOS。比如Rock Band出來的時候，光碟上就有IOS37來支援USB的樂器外設。所有的IOS裏面還有DVD的驅動，原本是用來播放DVD用的，但是Nintendo並沒有使用他們，卻被hacker用來運行備份光碟了。IOS30,50,60是被系 統功能表使用的，如果對他操作不當的話，就全磚了，所以很危險，輕易不要動他。

CIOS(Custom input output system)是打在原有的IOS上的補丁，用來運行備份光碟. Wii上所有的title都必須signed才能安裝運行，但是這裏面有一個著名的bug, 它用了strcmp()來compare signature, 但是strcmp遇到0x00就退出了，駭客就利用這個bug來修改資料，使得signature的第一位為0x00。 有一些駭客如WiiGater，Waninkoko等利用reverse engineering，反彙編IOS，寫了這些補丁程式，這樣backup launcher 這樣的loader就強制光碟遊戲用IOS249＋補丁程式Rev10來運行。但是這個漏洞卻在3.3版的升級中被nintendo補上了，但是有一個IOS卻漏掉了，那就是IOS16, 它出自於nintendo service CD)，他還有strcmp bug, 所以可以利用IOS16來安裝其他的patch過的IOS. 所以3.3版以上都要安裝這個IOS16先才能裝CIOS249Rev10等其他CIOS

( Z5 X% v+ A" Y7 w) Z  o在最近的系 統功能表4.0升級中，Nintendo安裝了一個高版本IOS16 stub. 這樣低版本的IOS16就無法安裝了。所以hacker又想了個辦法，就是把IOS35降級，還原trucha bug. 這樣又可以通過IOS35安裝其他CIOS 了。
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hellomeme

好文章，獲益良多!! Thanks Soho!!