Les secrets du Wii U GamePad
Le Wii U GamePad a été rétro-conçu par les développeurs de l’émulateur Dolphin GameCube/Wii, avec les fonctions de la manette entièrement simulées sur PC. quand nous entendu la nouvelle sur Twitter, nous avons contacté le développeur Pierre Bourdon pour en savoir plus. En piratant le GamePad, nous avons estimé que les développeurs disposeraient d’informations détaillées sur le fonctionnement réel de la manette innovante de Nintendo.
“Nous avons commencé à travailler sur le Wii U GamePad dès que nous (moi et deux autres hackers) avons mis la main dessus”, nous dit Bourdon. “Le GamePad n’est en fait pas un appareil très sécurisé (par rapport à la Wii U). Le micrologiciel de l’appareil est stocké dans un Flash non crypté, ce qui nous a permis de désosser assez facilement le code binaire. Il utilise également presque la norme 802.11n, qui rendu les choses faciles à expérimenter sur un PC.”
Le GamePad lui-même n’est pas aussi complexe que la tablette Android la plus basique – il s’agit essentiellement d’un contrôleur de jeu standard, avec un écran tactile et une carte WiFi, couplé à une puce décodeur pour le flux vidéo entrant. Les entrées du contrôleur elles-mêmes sont transmises à la Wii U via le même canal WiFi (180 fois par seconde pas moins), contrairement au Bluetooth utilisé par la Wiimote.
“Nous avons commencé notre travail en reniflant un appairage Wii U/GamePad, en supposant que les clés de cryptage WiFi seraient transférées pendant l’appairage. Il s’avère que l’appairage est (presque) standard WPS [a standard WiFi encryption protocol], avec juste un peu d’obscurcissement ajouté à la crypto”, poursuit Bourdon. “Nous avons modifié wpa_supplicant/hostapd pour qu’il fonctionne avec les éléments non standard, et avons pu coupler un PC avec une Wii U de cette façon. Cela nous a pris moins d’une semaine – notre temps depuis lors a été consacré à l’ingénierie inverse du protocole de communication personnalisé utilisé entre la Wii U et le GamePad.”
“Le GamePad n’est en fait pas un appareil très sécurisé (par rapport à la Wii U). Le firmware de l’appareil est stocké dans un Flash non crypté, ce qui nous a permis de désosser assez facilement le code binaire.”
Vidéo YouTube montrant le GamePad simulé sur PC – l’aboutissement d’une semaine de hacking et de mois de rétro-ingénierie par Pierre Bourdon et ses deux collègues.
Les protocoles de communication personnalisés signifient que nous pouvons écarter les théories précédentes selon lesquelles Nintendo utilisait la technologie Miracast de streaming vidéo de Broadcom pour faire fonctionner le Wii U GamePad, bien qu’il existe des similitudes.
“La vidéo est compressée à l’aide de h.264 (profil de base, donc pas d’images B)”, partage Bourdon. “L’audio est généralement non compressé, mais nous avons trouvé des mentions de formats audio compressés dans le micrologiciel… Nous avons trouvé des mentions de [Miracast] quand nous avons commencé à travailler sur le GamePad, mais cela s’est avéré faux. Il n’y a aucun Miracast n’importe où dans ce GamePad. Le streaming audio, vidéo et d’entrée se fait via des protocoles personnalisés.”
Le profil de base h.264 exclut bon nombre des techniques de compression les plus avancées utilisées par le codec, mais Nintendo compense cela via une bande passante pure et brute. Un exemple de capture du flux WiFi Wii U offre jusqu’à 33 Mo de données capturées en 87 secondes – cela nous donne une moyenne d’environ 3 Mbps. C’est assez somptueux pour un flux 858×480 à 60 images par seconde, mais la vidéo capturée ici n’affiche que les menus frontaux de la Wii U. Pierre Bourdon nous dit que la Wii U utilise un bitrate variable, c’est-à-dire que la bande passante augmente en fonction de la complexité de l’image qu’elle doit encoder.
“Cette mesure n’inclut pas l’audio. Voici un graphique de la taille d’image au fil du temps dans ces 33 Mo”, dit-il.
“Malgré la moyenne de 3 Mbps, nous constatons des pics entre 25 et 40 Mbps, et une variation massive de la bande passante qui ne peut être due qu’à un encodage à débit binaire variable.”
Comment 33 Mo de données sont répartis sur 87 secondes de vidéo. Comme vous pouvez le voir, un débit binaire variable est utilisé, mettant à l’échelle le débit de données pour maintenir la qualité de l’image sur le GamePad.
Malgré la moyenne de 3 Mbps, nous constatons des pics entre 25 et 40 Mbps et une variation massive de la bande passante qui ne peut être due qu’à l’encodage vidéo h.264 à débit binaire variable. Plus l’image est complexe, plus il faut d’informations pour maintenir la qualité de l’image – quelque chose que la Wii U semble plus que capable de transmettre avec succès sur sa liaison sans fil 802.11n.
“Je n’ai pas vérifié, mais je pense que les pics ne sont que la Wii U qui envoie une grande image I (image complète/image clé)”, explique Bourdon. “Si vous faites la moyenne de la bande passante sur quelque chose comme 10 images, ces pics disparaissent pour la plupart. En mode de fonctionnement normal, la Wii U envoie une image I, puis uniquement des images P, à moins que l’application ne demande d’envoyer une image I ou qu’une image n’ait pas été reçue. correctement par le GamePad (à cause de la perte de paquets).”
La confirmation d’un encodeur h.264 intégré à la Wii U (on pense qu’il fait partie de la puce graphique) est similaire aux éléments du matériel trouvés à la fois dans la Xbox de nouvelle génération et la PlayStation 4, il y a donc la léger possibilité que des fonctions cloud puissent être greffées sur la Wii U, d’autant plus que Bourdon a confirmé que la fonctionnalité permettant de prendre en charge deux Wii U GamePads simultanément est intégrée au firmware.
“Le flash du GamePad est évolutif, ce qui signifie que Nintendo peut ajouter des fonctionnalités à la manette au fil du temps.”
“Je ne vois aucune raison pour laquelle il ne pourrait pas envoyer de vidéo/audio GamePad sur Internet (Internet et GamePad pourraient être difficiles/impossibles)”, propose Bourdon. “Le micrologiciel de la puce gérant la communication avec le GamePad (appelé DRH) peut être mis à niveau, donc cela pourrait être dans les plans futurs de Nintendo. Seule spéculation cependant, nous n’avons rien vu dans le micrologiciel qui indiquerait qu’ils envisagent de le faire .”
Mais qu’en est-il des chances d’émulation complète de la Wii U, compte tenu du pedigree de l’équipe de piratage ? Le travail réalisé par Pierre Bourdon et ses collègues sur l’émulateur Dolphin est remarquable [Update: a quick clarification – Bourdon’s team-mates on the GamePad project are not involved with Dolphin but Pierre is] et nous étions curieux de savoir si l’héritage CPU partagé entre la Wii et la Wii U pouvait offrir une quelconque avancée dans l’exécution du logiciel « nouvelle génération » de Nintendo sur PC.
“PowerPC est” meh “pour l’émulation – pas difficile, pas facile. Avoir plus de cœurs à émuler pourrait en fait faciliter les choses pour l’émulation à mon avis : cela signifie que les jeux s’appuieront généralement moins sur un timing précis”, dit-il. “Le plus gros problème sera le GPU : émuler un GPU programmable compliqué est quelque chose qui, je pense, n’a pas encore été fait, et cela pourrait être très difficile avec des API comme DX et GL cachant tant de détails aux développeurs.”
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