Xbox 360 - Controller Identification and Capabilities

Controller Identification

Xbox 360 controllers use a concept called WCID to identify to Windows that they are 360 controllers.

Wired controllers use a Compatible ID of XUSB10, and Wireless controllers use a Compatible ID of XUSB20.

The link above gives a lot of information about how to implement this, so I won't go into detail here.

Capabilities

Multi-byte fields below are little-endian unless otherwise specified.

Descriptor

Xbox 360 controllers have two steps for supporting custom capabilities. The first step is to have capability data in a USB descriptor of type 0x21. This descriptor is laid out like the following:

 0                   1                   2                   3  
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|      0x10     |  Type (0x01)  |    Subtype    |      0x25     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Input Endpoint| Length (0x14) |      0x03     |      0x03     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|      0x03     |      0x04     |      0x13     |Output Endpoint|
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Length (0x08) |      0x03     |      0x03     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Control Requests

Step two is to reply with capabilities packets when specific control requests are sent. These are laid out below:

Capabilities 1 (Vibration)

If a request with the following values is received:

  • bmRequest: 0xc1
    • Recipient: 0b_xxxx_xx01 (Interface)
    • Type: 0b_x10x_xxxx (Vendor-defined)
    • Direction: 0b_1xxx_xxxx (Device to host)
  • bRequest: 0x01 (HID Get Report)
  • wValue: 0x0000
  • wIndex: 0x0000

Then a response detailing vibration capabilities is required:

 0                   1                   2                   3  
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|   RID (0x00)  | Length (0x08) |      0x00     |   Left Motor  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|  Right Motor  |      0x00     |      0x00     |      0x00     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Serial Number

The console uses this serial number as a way to differenciate controllers so it needs to be different for the console to see two controllers as different controllers. If a request with the following values is received:

  • bmRequest: 0xc0
    • Recipient: 0b_xxxx_xx00 (Device)
    • Type: 0b_x10x_xxxx (Vendor-defined)
    • Direction: 0b_1xxx_xxxx (Device to host)
  • bRequest: 0x01 (HID Get Report)
  • wValue: 0x0000
  • wIndex: 0x0000

Then a response with the device's serial number is required:

 0                   1                   2                   3  
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                   Serial number (big-endian)                  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Examples:

 0                   1                   2                   3  
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|      0x00     |      0x12     |      0x28     |      0x61     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

 0                   1                   2                   3  
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|      0x00     |      0x82     |      0xf8     |      0x23     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Capabilities 2 (Inputs)

If a request with the following values is received:

  • bmRequest: 0xc1
    • Recipient: 0b_xxxx_xx01 (Interface)
    • Type: 0b_x10x_xxxx (Vendor-defined)
    • Direction: 0b_1xxx_xxxx (Device to host)
  • bRequest: 0x01 (HID Get Report)
  • wValue: 0x0100
  • wIndex: 0x0000

Then a response describing what inputs the device is capable of is required:

 0                   1                   2                   3  
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|   RID (0x00)  | Length (0x14) |            Buttons            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Left Trigger  | Right Trigger |         Left Thumb X          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|         Left Thumb Y          |         Right Thumb X         |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|         Right Thumb Y         |            Reserved           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                               |             Flags             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Available flags:

  • 0x0001: Force feedback supported
  • 0x0010: No navigation buttons

Example:

 0                   1                   2                   3  
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|      0x00     |      0x14     |      0x3f     |      0xf7     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|      0xff     |      0xff     |      0x00     |      0x00     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|      0x00     |      0x00     |      0xc0     |      0xff     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|      0xc0     |      0xff     |      0x00     |      0x00     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|      0x00     |      0x00     |      0x00     |      0x00     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Some of these control requests were taken from the following site: https://forums.vigem.org/topic/45/rogue-xinput-capabilities-bug-part-2.

Interesting Findings

If you don't send capabilities 1, then it is possible for a controller to crash DWM on windows. Some Windows Store games come with Windows Gaming Services on Windows 10. It seems that Windows Gaming Services is loaded into DWM by windows, and it has a bug where if capabilites 1 is missing, then it crashes, and it takes DWM with it. This will cause the Windows desktop to crash and restart.