net/mac80211/rc80211_minstrel_ht.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2010-2013 Felix Fietkau <nbd@openwrt.org>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   6  * published by the Free Software Foundation.
   7  */
   8 #include <linux/netdevice.h>
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/skbuff.h>
  11 #include <linux/debugfs.h>
  12 #include <linux/random.h>
  13 #include <linux/moduleparam.h>
  14 #include <linux/ieee80211.h>
  15 #include <net/mac80211.h>
  16 #include "rate.h"
  17 #include "sta_info.h"
  18 #include "rc80211_minstrel.h"
  19 #include "rc80211_minstrel_ht.h"
  20
  21 #define AVG_AMPDU_SIZE  16
  22 #define AVG_PKT_SIZE    1200
  23
  24 /* Number of bits for an average sized packet */
  25 #define MCS_NBITS ((AVG_PKT_SIZE * AVG_AMPDU_SIZE) << 3)
  26
  27 /* Number of symbols for a packet with (bps) bits per symbol */
  28 #define MCS_NSYMS(bps) DIV_ROUND_UP(MCS_NBITS, (bps))
  29
  30 /* Transmission time (nanoseconds) for a packet containing (syms) symbols */
  31 #define MCS_SYMBOL_TIME(sgi, syms)                                      \
  32         (sgi ?                                                          \
  33           ((syms) * 18000 + 4000) / 5 : /* syms * 3.6 us */             \
  34           ((syms) * 1000) << 2          /* syms * 4 us */               \
  35         )
  36
  37 /* Transmit duration for the raw data part of an average sized packet */
  38 #define MCS_DURATION(streams, sgi, bps) \
  39         (MCS_SYMBOL_TIME(sgi, MCS_NSYMS((streams) * (bps))) / AVG_AMPDU_SIZE)
  40
  41 #define BW_20                   0
  42 #define BW_40                   1
  43 #define BW_80                   2
  44
  45 /*
  46  * Define group sort order: HT40 -> SGI -> #streams
  47  */
  48 #define GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)        \
  49         MINSTREL_HT_GROUP_0 +                   \
  50         MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * _ht40 +      \
  51         MINSTREL_MAX_STREAMS * _sgi +   \
  52         _streams - 1
  53
  54 /* MCS rate information for an MCS group */
  55 #define MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40, _s)                            \
  56         [GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)] = {                          \
  57         .streams = _streams,                                            \
  58         .shift = _s,                                                    \
  59         .flags =                                                        \
  60                 IEEE80211_TX_RC_MCS |                                   \
  61                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
  62                 (_ht40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),             \
  63         .duration = {                                                   \
  64                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26) >> _s,    \
  65                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 108 : 52) >> _s,   \
  66                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 162 : 78) >> _s,   \
  67                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 216 : 104) >> _s,  \
  68                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 324 : 156) >> _s,  \
  69                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 432 : 208) >> _s,  \
  70                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 486 : 234) >> _s,  \
  71                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 540 : 260) >> _s   \
  72         }                                                               \
  73 }
  74
  75 #define VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)                              \
  76         (MINSTREL_VHT_GROUP_0 +                                         \
  77          MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * (_bw) +                             \
  78          MINSTREL_MAX_STREAMS * (_sgi) +                                \
  79          (_streams) - 1)
  80
  81 #define BW2VBPS(_bw, r3, r2, r1)                                        \
  82         (_bw == BW_80 ? r3 : _bw == BW_40 ? r2 : r1)
  83
  84 #define VHT_GROUP(_streams, _sgi, _bw, _s)                              \
  85         [VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)] = {                        \
  86         .streams = _streams,                                            \
  87         .shift = _s,                                                    \
  88         .flags =                                                        \
  89                 IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS |                               \
  90                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
  91                 (_bw == BW_80 ? IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH :          \
  92                  _bw == BW_40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),      \
  93         .duration = {                                                   \
  94                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  95                              BW2VBPS(_bw,  117,  54,  26)) >> _s,       \
  96                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  97                              BW2VBPS(_bw,  234, 108,  52)) >> _s,       \
  98                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  99                              BW2VBPS(_bw,  351, 162,  78)) >> _s,       \
 100                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 101                              BW2VBPS(_bw,  468, 216, 104)) >> _s,       \
 102                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 103                              BW2VBPS(_bw,  702, 324, 156)) >> _s,       \
 104                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 105                              BW2VBPS(_bw,  936, 432, 208)) >> _s,       \
 106                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 107                              BW2VBPS(_bw, 1053, 486, 234)) >> _s,       \
 108                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 109                              BW2VBPS(_bw, 1170, 540, 260)) >> _s,       \
 110                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 111                              BW2VBPS(_bw, 1404, 648, 312)) >> _s,       \
 112                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 113                              BW2VBPS(_bw, 1560, 720, 346)) >> _s        \
 114         }                                                               \
 115 }
 116
 117 #define CCK_DURATION(_bitrate, _short, _len)            \
 118         (1000 * (10 /* SIFS */ +                        \
 119          (_short ? 72 + 24 : 144 + 48) +                \
 120          (8 * (_len + 4) * 10) / (_bitrate)))
 121
 122 #define CCK_ACK_DURATION(_bitrate, _short)                      \
 123         (CCK_DURATION((_bitrate > 10 ? 20 : 10), false, 60) +   \
 124          CCK_DURATION(_bitrate, _short, AVG_PKT_SIZE))
 125
 126 #define CCK_DURATION_LIST(_short, _s)                   \
 127         CCK_ACK_DURATION(10, _short) >> _s,             \
 128         CCK_ACK_DURATION(20, _short) >> _s,             \
 129         CCK_ACK_DURATION(55, _short) >> _s,             \
 130         CCK_ACK_DURATION(110, _short) >> _s
 131
 132 #define CCK_GROUP(_s)                                   \
 133         [MINSTREL_CCK_GROUP] = {                        \
 134                 .streams = 1,                           \
 135                 .flags = 0,                             \
 136                 .shift = _s,                            \
 137                 .duration = {                           \
 138                         CCK_DURATION_LIST(false, _s),   \
 139                         CCK_DURATION_LIST(true, _s)     \
 140                 }                                       \
 141         }
 142
 143 static bool minstrel_vht_only = true;
 144 module_param(minstrel_vht_only, bool, 0644);
 145 MODULE_PARM_DESC(minstrel_vht_only,
 146                  "Use only VHT rates when VHT is supported by sta.");
 147
 148 /*
 149  * To enable sufficiently targeted rate sampling, MCS rates are divided into
 150  * groups, based on the number of streams and flags (HT40, SGI) that they
 151  * use.
 152  *
 153  * Sortorder has to be fixed for GROUP_IDX macro to be applicable:
 154  * BW -> SGI -> #streams
 155  */
 156 const struct mcs_group minstrel_mcs_groups[] = {
 157         MCS_GROUP(1, 0, BW_20, 5),
 158         MCS_GROUP(2, 0, BW_20, 4),
 159         MCS_GROUP(3, 0, BW_20, 4),
 160         MCS_GROUP(4, 0, BW_20, 4),
 161
 162         MCS_GROUP(1, 1, BW_20, 5),
 163         MCS_GROUP(2, 1, BW_20, 4),
 164         MCS_GROUP(3, 1, BW_20, 4),
 165         MCS_GROUP(4, 1, BW_20, 4),
 166
 167         MCS_GROUP(1, 0, BW_40, 4),
 168         MCS_GROUP(2, 0, BW_40, 4),
 169         MCS_GROUP(3, 0, BW_40, 4),
 170         MCS_GROUP(4, 0, BW_40, 4),
 171
 172         MCS_GROUP(1, 1, BW_40, 4),
 173         MCS_GROUP(2, 1, BW_40, 4),
 174         MCS_GROUP(3, 1, BW_40, 4),
 175         MCS_GROUP(4, 1, BW_40, 4),
 176
 177         CCK_GROUP(8),
 178
 179         VHT_GROUP(1, 0, BW_20, 5),
 180         VHT_GROUP(2, 0, BW_20, 4),
 181         VHT_GROUP(3, 0, BW_20, 4),
 182         VHT_GROUP(4, 0, BW_20, 4),
 183
 184         VHT_GROUP(1, 1, BW_20, 5),
 185         VHT_GROUP(2, 1, BW_20, 4),
 186         VHT_GROUP(3, 1, BW_20, 4),
 187         VHT_GROUP(4, 1, BW_20, 4),
 188
 189         VHT_GROUP(1, 0, BW_40, 4),
 190         VHT_GROUP(2, 0, BW_40, 4),
 191         VHT_GROUP(3, 0, BW_40, 4),
 192         VHT_GROUP(4, 0, BW_40, 3),
 193
 194         VHT_GROUP(1, 1, BW_40, 4),
 195         VHT_GROUP(2, 1, BW_40, 4),
 196         VHT_GROUP(3, 1, BW_40, 4),
 197         VHT_GROUP(4, 1, BW_40, 3),
 198
 199         VHT_GROUP(1, 0, BW_80, 4),
 200         VHT_GROUP(2, 0, BW_80, 4),
 201         VHT_GROUP(3, 0, BW_80, 4),
 202         VHT_GROUP(4, 0, BW_80, 2),
 203
 204         VHT_GROUP(1, 1, BW_80, 4),
 205         VHT_GROUP(2, 1, BW_80, 4),
 206         VHT_GROUP(3, 1, BW_80, 4),
 207         VHT_GROUP(4, 1, BW_80, 2),
 208 };
 209
 210 static u8 sample_table[SAMPLE_COLUMNS][MCS_GROUP_RATES] __read_mostly;
 211
 212 static void
 213 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi);
 214
 215 /*
 216  * Some VHT MCSes are invalid (when Ndbps / Nes is not an integer)
 217  * e.g for MCS9@20MHzx1Nss: Ndbps=8x52*(5/6) Nes=1
 218  *
 219  * Returns the valid mcs map for struct minstrel_mcs_group_data.supported
 220  */
 221 static u16
 222 minstrel_get_valid_vht_rates(int bw, int nss, __le16 mcs_map)
 223 {
 224         u16 mask = 0;
 225
 226         if (bw == BW_20) {
 227                 if (nss != 3 && nss != 6)
 228                         mask = BIT(9);
 229         } else if (bw == BW_80) {
 230                 if (nss == 3 || nss == 7)
 231                         mask = BIT(6);
 232                 else if (nss == 6)
 233                         mask = BIT(9);
 234         } else {
 235                 WARN_ON(bw != BW_40);
 236         }
 237
 238         switch ((le16_to_cpu(mcs_map) >> (2 * (nss - 1))) & 3) {
 239         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_7:
 240                 mask |= 0x300;
 241                 break;
 242         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_8:
 243                 mask |= 0x200;
 244                 break;
 245         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_9:
 246                 break;
 247         default:
 248                 mask = 0x3ff;
 249         }
 250
 251         return 0x3ff & ~mask;
 252 }
 253
 254 /*
 255  * Look up an MCS group index based on mac80211 rate information
 256  */
 257 static int
 258 minstrel_ht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 259 {
 260         return GROUP_IDX((rate->idx / 8) + 1,
 261                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
 262                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH));
 263 }
 264
 265 static int
 266 minstrel_vht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 267 {
 268         return VHT_GROUP_IDX(ieee80211_rate_get_vht_nss(rate),
 269                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
 270                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) +
 271                              2*!!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH));
 272 }
 273
 274 static struct minstrel_rate_stats *
 275 minstrel_ht_get_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 276                       struct ieee80211_tx_rate *rate)
 277 {
 278         int group, idx;
 279
 280         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
 281                 group = minstrel_ht_get_group_idx(rate);
 282                 idx = rate->idx % 8;
 283         } else if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
 284                 group = minstrel_vht_get_group_idx(rate);
 285                 idx = ieee80211_rate_get_vht_mcs(rate);
 286         } else {
 287                 group = MINSTREL_CCK_GROUP;
 288
 289                 for (idx = 0; idx < ARRAY_SIZE(mp->cck_rates); idx++)
 290                         if (rate->idx == mp->cck_rates[idx])
 291                                 break;
 292
 293                 /* short preamble */
 294                 if ((mi->supported[group] & BIT(idx + 4)) &&
 295                     (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_USE_SHORT_PREAMBLE))
 296                         idx += 4;
 297         }
 298         return &mi->groups[group].rates[idx];
 299 }
 300
 301 static inline struct minstrel_rate_stats *
 302 minstrel_get_ratestats(struct minstrel_ht_sta *mi, int index)
 303 {
 304         return &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES].rates[index % MCS_GROUP_RATES];
 305 }
 306
 307 static unsigned int
 308 minstrel_ht_avg_ampdu_len(struct minstrel_ht_sta *mi)
 309 {
 310         if (!mi->avg_ampdu_len)
 311                 return AVG_AMPDU_SIZE;
 312
 313         return MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 314 }
 315
 316 /*
 317  * Return current throughput based on the average A-MPDU length, taking into
 318  * account the expected number of retransmissions and their expected length
 319  */
 320 int
 321 minstrel_ht_get_tp_avg(struct minstrel_ht_sta *mi, int group, int rate,
 322                        int prob_ewma)
 323 {
 324         unsigned int nsecs = 0;
 325
 326         /* do not account throughput if sucess prob is below 10% */
 327         if (prob_ewma < MINSTREL_FRAC(10, 100))
 328                 return 0;
 329
 330         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP)
 331                 nsecs = 1000 * mi->overhead / minstrel_ht_avg_ampdu_len(mi);
 332
 333         nsecs += minstrel_mcs_groups[group].duration[rate] <<
 334                  minstrel_mcs_groups[group].shift;
 335
 336         /*
 337          * For the throughput calculation, limit the probability value to 90% to
 338          * account for collision related packet error rate fluctuation
 339          * (prob is scaled - see MINSTREL_FRAC above)
 340          */
 341         if (prob_ewma > MINSTREL_FRAC(90, 100))
 342                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((MINSTREL_FRAC(90, 100) * 1000)
 343                                                                       / nsecs));
 344         else
 345                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((prob_ewma * 1000) / nsecs));
 346 }
 347
 348 /*
 349  * Find & sort topmost throughput rates
 350  *
 351  * If multiple rates provide equal throughput the sorting is based on their
 352  * current success probability. Higher success probability is preferred among
 353  * MCS groups, CCK rates do not provide aggregation and are therefore at last.
 354  */
 355 static void
 356 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index,
 357                                u16 *tp_list)
 358 {
 359         int cur_group, cur_idx, cur_tp_avg, cur_prob;
 360         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
 361         int j = MAX_THR_RATES;
 362
 363         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
 364         cur_idx = index  % MCS_GROUP_RATES;
 365         cur_prob = mi->groups[cur_group].rates[cur_idx].prob_ewma;
 366         cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx, cur_prob);
 367
 368         do {
 369                 tmp_group = tp_list[j - 1] / MCS_GROUP_RATES;
 370                 tmp_idx = tp_list[j - 1] % MCS_GROUP_RATES;
 371                 tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 372                 tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx,
 373                                                     tmp_prob);
 374                 if (cur_tp_avg < tmp_tp_avg ||
 375                     (cur_tp_avg == tmp_tp_avg && cur_prob <= tmp_prob))
 376                         break;
 377                 j--;
 378         } while (j > 0);
 379
 380         if (j < MAX_THR_RATES - 1) {
 381                 memmove(&tp_list[j + 1], &tp_list[j], (sizeof(*tp_list) *
 382                        (MAX_THR_RATES - (j + 1))));
 383         }
 384         if (j < MAX_THR_RATES)
 385                 tp_list[j] = index;
 386 }
 387
 388 /*
 389  * Find and set the topmost probability rate per sta and per group
 390  */
 391 static void
 392 minstrel_ht_set_best_prob_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index)
 393 {
 394         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 395         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 396         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
 397         int max_tp_group, cur_tp_avg, cur_group, cur_idx;
 398         int max_gpr_group, max_gpr_idx;
 399         int max_gpr_tp_avg, max_gpr_prob;
 400
 401         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
 402         cur_idx = index % MCS_GROUP_RATES;
 403         mg = &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 404         mrs = &mg->rates[index % MCS_GROUP_RATES];
 405
 406         tmp_group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 407         tmp_idx = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 408         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 409         tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 410
 411         /* if max_tp_rate[0] is from MCS_GROUP max_prob_rate get selected from
 412          * MCS_GROUP as well as CCK_GROUP rates do not allow aggregation */
 413         max_tp_group = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 414         if((index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP) &&
 415             (max_tp_group != MINSTREL_CCK_GROUP))
 416                 return;
 417
 418         max_gpr_group = mg->max_group_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 419         max_gpr_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 420         max_gpr_prob = mi->groups[max_gpr_group].rates[max_gpr_idx].prob_ewma;
 421
 422         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(75, 100)) {
 423                 cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx,
 424                                                     mrs->prob_ewma);
 425                 if (cur_tp_avg > tmp_tp_avg)
 426                         mi->max_prob_rate = index;
 427
 428                 max_gpr_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, max_gpr_group,
 429                                                         max_gpr_idx,
 430                                                         max_gpr_prob);
 431                 if (cur_tp_avg > max_gpr_tp_avg)
 432                         mg->max_group_prob_rate = index;
 433         } else {
 434                 if (mrs->prob_ewma > tmp_prob)
 435                         mi->max_prob_rate = index;
 436                 if (mrs->prob_ewma > max_gpr_prob)
 437                         mg->max_group_prob_rate = index;
 438         }
 439 }
 440
 441
 442 /*
 443  * Assign new rate set per sta and use CCK rates only if the fastest
 444  * rate (max_tp_rate[0]) is from CCK group. This prohibits such sorted
 445  * rate sets where MCS and CCK rates are mixed, because CCK rates can
 446  * not use aggregation.
 447  */
 448 static void
 449 minstrel_ht_assign_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi,
 450                                  u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES],
 451                                  u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES])
 452 {
 453         unsigned int tmp_group, tmp_idx, tmp_cck_tp, tmp_mcs_tp, tmp_prob;
 454         int i;
 455
 456         tmp_group = tmp_cck_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 457         tmp_idx = tmp_cck_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
 458         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 459         tmp_cck_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 460
 461         tmp_group = tmp_mcs_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 462         tmp_idx = tmp_mcs_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
 463         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 464         tmp_mcs_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 465
 466         if (tmp_cck_tp > tmp_mcs_tp) {
 467                 for(i = 0; i < MAX_THR_RATES; i++) {
 468                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, tmp_cck_tp_rate[i],
 469                                                        tmp_mcs_tp_rate);
 470                 }
 471         }
 472
 473 }
 474
 475 /*
 476  * Try to increase robustness of max_prob rate by decrease number of
 477  * streams if possible.
 478  */
 479 static inline void
 480 minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(struct minstrel_ht_sta *mi)
 481 {
 482         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 483         int tmp_max_streams, group, tmp_idx, tmp_prob;
 484         int tmp_tp = 0;
 485
 486         tmp_max_streams = minstrel_mcs_groups[mi->max_tp_rate[0] /
 487                           MCS_GROUP_RATES].streams;
 488         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 489                 mg = &mi->groups[group];
 490                 if (!mi->supported[group] || group == MINSTREL_CCK_GROUP)
 491                         continue;
 492
 493                 tmp_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 494                 tmp_prob = mi->groups[group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 495
 496                 if (tmp_tp < minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, tmp_idx, tmp_prob) &&
 497                    (minstrel_mcs_groups[group].streams < tmp_max_streams)) {
 498                                 mi->max_prob_rate = mg->max_group_prob_rate;
 499                                 tmp_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group,
 500                                                                 tmp_idx,
 501                                                                 tmp_prob);
 502                 }
 503         }
 504 }
 505
 506 /*
 507  * Update rate statistics and select new primary rates
 508  *
 509  * Rules for rate selection:
 510  *  - max_prob_rate must use only one stream, as a tradeoff between delivery
 511  *    probability and throughput during strong fluctuations
 512  *  - as long as the max prob rate has a probability of more than 75%, pick
 513  *    higher throughput rates, even if the probablity is a bit lower
 514  */
 515 static void
 516 minstrel_ht_update_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 517 {
 518         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 519         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 520         int group, i, j, cur_prob;
 521         u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES], tmp_group_tp_rate[MAX_THR_RATES];
 522         u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES], index;
 523
 524         if (mi->ampdu_packets > 0) {
 525                 if (!ieee80211_hw_check(mp->hw, TX_STATUS_NO_AMPDU_LEN))
 526                         mi->avg_ampdu_len = minstrel_ewma(mi->avg_ampdu_len,
 527                                 MINSTREL_FRAC(mi->ampdu_len, mi->ampdu_packets),
 528                                               EWMA_LEVEL);
 529                 else
 530                         mi->avg_ampdu_len = 0;
 531                 mi->ampdu_len = 0;
 532                 mi->ampdu_packets = 0;
 533         }
 534
 535         mi->sample_slow = 0;
 536         mi->sample_count = 0;
 537
 538         /* Initialize global rate indexes */
 539         for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++){
 540                 tmp_mcs_tp_rate[j] = 0;
 541                 tmp_cck_tp_rate[j] = 0;
 542         }
 543
 544         /* Find best rate sets within all MCS groups*/
 545         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 546
 547                 mg = &mi->groups[group];
 548                 if (!mi->supported[group])
 549                         continue;
 550
 551                 mi->sample_count++;
 552
 553                 /* (re)Initialize group rate indexes */
 554                 for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++)
 555                         tmp_group_tp_rate[j] = group;
 556
 557                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
 558                         if (!(mi->supported[group] & BIT(i)))
 559                                 continue;
 560
 561                         index = MCS_GROUP_RATES * group + i;
 562
 563                         mrs = &mg->rates[i];
 564                         mrs->retry_updated = false;
 565                         minstrel_calc_rate_stats(mrs);
 566                         cur_prob = mrs->prob_ewma;
 567
 568                         if (minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, i, cur_prob) == 0)
 569                                 continue;
 570
 571                         /* Find max throughput rate set */
 572                         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP) {
 573                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 574                                                                tmp_mcs_tp_rate);
 575                         } else if (group == MINSTREL_CCK_GROUP) {
 576                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 577                                                                tmp_cck_tp_rate);
 578                         }
 579
 580                         /* Find max throughput rate set within a group */
 581                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 582                                                        tmp_group_tp_rate);
 583
 584                         /* Find max probability rate per group and global */
 585                         minstrel_ht_set_best_prob_rate(mi, index);
 586                 }
 587
 588                 memcpy(mg->max_group_tp_rate, tmp_group_tp_rate,
 589                        sizeof(mg->max_group_tp_rate));
 590         }
 591
 592         /* Assign new rate set per sta */
 593         minstrel_ht_assign_best_tp_rates(mi, tmp_mcs_tp_rate, tmp_cck_tp_rate);
 594         memcpy(mi->max_tp_rate, tmp_mcs_tp_rate, sizeof(mi->max_tp_rate));
 595
 596         /* Try to increase robustness of max_prob_rate*/
 597         minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(mi);
 598
 599         /* try to sample all available rates during each interval */
 600         mi->sample_count *= 8;
 601
 602 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 603         /* use fixed index if set */
 604         if (mp->fixed_rate_idx != -1) {
 605                 for (i = 0; i < 4; i++)
 606                         mi->max_tp_rate[i] = mp->fixed_rate_idx;
 607                 mi->max_prob_rate = mp->fixed_rate_idx;
 608         }
 609 #endif
 610
 611         /* Reset update timer */
 612         mi->last_stats_update = jiffies;
 613 }
 614
 615 static bool
 616 minstrel_ht_txstat_valid(struct minstrel_priv *mp, struct ieee80211_tx_rate *rate)
 617 {
 618         if (rate->idx < 0)
 619                 return false;
 620
 621         if (!rate->count)
 622                 return false;
 623
 624         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS ||
 625             rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
 626                 return true;
 627
 628         return rate->idx == mp->cck_rates[0] ||
 629                rate->idx == mp->cck_rates[1] ||
 630                rate->idx == mp->cck_rates[2] ||
 631                rate->idx == mp->cck_rates[3];
 632 }
 633
 634 static void
 635 minstrel_set_next_sample_idx(struct minstrel_ht_sta *mi)
 636 {
 637         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 638
 639         for (;;) {
 640                 mi->sample_group++;
 641                 mi->sample_group %= ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups);
 642                 mg = &mi->groups[mi->sample_group];
 643
 644                 if (!mi->supported[mi->sample_group])
 645                         continue;
 646
 647                 if (++mg->index >= MCS_GROUP_RATES) {
 648                         mg->index = 0;
 649                         if (++mg->column >= ARRAY_SIZE(sample_table))
 650                                 mg->column = 0;
 651                 }
 652                 break;
 653         }
 654 }
 655
 656 static void
 657 minstrel_downgrade_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 *idx, bool primary)
 658 {
 659         int group, orig_group;
 660
 661         orig_group = group = *idx / MCS_GROUP_RATES;
 662         while (group > 0) {
 663                 group--;
 664
 665                 if (!mi->supported[group])
 666                         continue;
 667
 668                 if (minstrel_mcs_groups[group].streams >
 669                     minstrel_mcs_groups[orig_group].streams)
 670                         continue;
 671
 672                 if (primary)
 673                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[0];
 674                 else
 675                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[1];
 676                 break;
 677         }
 678 }
 679
 680 static void
 681 minstrel_aggr_check(struct ieee80211_sta *pubsta, struct sk_buff *skb)
 682 {
 683         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
 684         struct sta_info *sta = container_of(pubsta, struct sta_info, sta);
 685         u16 tid;
 686
 687         if (skb_get_queue_mapping(skb) == IEEE80211_AC_VO)
 688                 return;
 689
 690         if (unlikely(!ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control)))
 691                 return;
 692
 693         if (unlikely(skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE)))
 694                 return;
 695
 696         tid = ieee80211_get_tid(hdr);
 697         if (likely(sta->ampdu_mlme.tid_tx[tid]))
 698                 return;
 699
 700         ieee80211_start_tx_ba_session(pubsta, tid, 0);
 701 }
 702
 703 static void
 704 minstrel_ht_tx_status(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 705                       void *priv_sta, struct ieee80211_tx_status *st)
 706 {
 707         struct ieee80211_tx_info *info = st->info;
 708         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 709         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
 710         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
 711         struct minstrel_rate_stats *rate, *rate2;
 712         struct minstrel_priv *mp = priv;
 713         bool last, update = false;
 714         int i;
 715
 716         if (!msp->is_ht)
 717                 return mac80211_minstrel.tx_status_ext(priv, sband,
 718                                                        &msp->legacy, st);
 719
 720         /* This packet was aggregated but doesn't carry status info */
 721         if ((info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
 722             !(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU))
 723                 return;
 724
 725         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU)) {
 726                 info->status.ampdu_ack_len =
 727                         (info->flags & IEEE80211_TX_STAT_ACK ? 1 : 0);
 728                 info->status.ampdu_len = 1;
 729         }
 730
 731         mi->ampdu_packets++;
 732         mi->ampdu_len += info->status.ampdu_len;
 733
 734         if (!mi->sample_wait && !mi->sample_tries && mi->sample_count > 0) {
 735                 int avg_ampdu_len = minstrel_ht_avg_ampdu_len(mi);
 736
 737                 mi->sample_wait = 16 + 2 * avg_ampdu_len;
 738                 mi->sample_tries = 1;
 739                 mi->sample_count--;
 740         }
 741
 742         if (info->flags & IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE)
 743                 mi->sample_packets += info->status.ampdu_len;
 744
 745         last = !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[0]);
 746         for (i = 0; !last; i++) {
 747                 last = (i == IEEE80211_TX_MAX_RATES - 1) ||
 748                        !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[i + 1]);
 749
 750                 rate = minstrel_ht_get_stats(mp, mi, &ar[i]);
 751
 752                 if (last)
 753                         rate->success += info->status.ampdu_ack_len;
 754
 755                 rate->attempts += ar[i].count * info->status.ampdu_len;
 756         }
 757
 758         /*
 759          * check for sudden death of spatial multiplexing,
 760          * downgrade to a lower number of streams if necessary.
 761          */
 762         rate = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[0]);
 763         if (rate->attempts > 30 &&
 764             MINSTREL_FRAC(rate->success, rate->attempts) <
 765             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
 766                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[0], true);
 767                 update = true;
 768         }
 769
 770         rate2 = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[1]);
 771         if (rate2->attempts > 30 &&
 772             MINSTREL_FRAC(rate2->success, rate2->attempts) <
 773             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
 774                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[1], false);
 775                 update = true;
 776         }
 777
 778         if (time_after(jiffies, mi->last_stats_update +
 779                                 (mp->update_interval / 2 * HZ) / 1000)) {
 780                 update = true;
 781                 minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
 782         }
 783
 784         if (update)
 785                 minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
 786 }
 787
 788 static inline int
 789 minstrel_get_duration(int index)
 790 {
 791         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 792         unsigned int duration = group->duration[index % MCS_GROUP_RATES];
 793         return duration << group->shift;
 794 }
 795
 796 static void
 797 minstrel_calc_retransmit(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 798                          int index)
 799 {
 800         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 801         unsigned int tx_time, tx_time_rtscts, tx_time_data;
 802         unsigned int cw = mp->cw_min;
 803         unsigned int ctime = 0;
 804         unsigned int t_slot = 9; /* FIXME */
 805         unsigned int ampdu_len = minstrel_ht_avg_ampdu_len(mi);
 806         unsigned int overhead = 0, overhead_rtscts = 0;
 807
 808         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 809         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
 810                 mrs->retry_count = 1;
 811                 mrs->retry_count_rtscts = 1;
 812                 return;
 813         }
 814
 815         mrs->retry_count = 2;
 816         mrs->retry_count_rtscts = 2;
 817         mrs->retry_updated = true;
 818
 819         tx_time_data = minstrel_get_duration(index) * ampdu_len / 1000;
 820
 821         /* Contention time for first 2 tries */
 822         ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 823         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 824         ctime += (t_slot * cw) >> 1;
 825         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 826
 827         if (index / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP) {
 828                 overhead = mi->overhead;
 829                 overhead_rtscts = mi->overhead_rtscts;
 830         }
 831
 832         /* Total TX time for data and Contention after first 2 tries */
 833         tx_time = ctime + 2 * (overhead + tx_time_data);
 834         tx_time_rtscts = ctime + 2 * (overhead_rtscts + tx_time_data);
 835
 836         /* See how many more tries we can fit inside segment size */
 837         do {
 838                 /* Contention time for this try */
 839                 ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 840                 cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 841
 842                 /* Total TX time after this try */
 843                 tx_time += ctime + overhead + tx_time_data;
 844                 tx_time_rtscts += ctime + overhead_rtscts + tx_time_data;
 845
 846                 if (tx_time_rtscts < mp->segment_size)
 847                         mrs->retry_count_rtscts++;
 848         } while ((tx_time < mp->segment_size) &&
 849                  (++mrs->retry_count < mp->max_retry));
 850 }
 851
 852
 853 static void
 854 minstrel_ht_set_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 855                      struct ieee80211_sta_rates *ratetbl, int offset, int index)
 856 {
 857         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 858         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 859         u8 idx;
 860         u16 flags = group->flags;
 861
 862         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 863         if (!mrs->retry_updated)
 864                 minstrel_calc_retransmit(mp, mi, index);
 865
 866         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(20, 100) || !mrs->retry_count) {
 867                 ratetbl->rate[offset].count = 2;
 868                 ratetbl->rate[offset].count_rts = 2;
 869                 ratetbl->rate[offset].count_cts = 2;
 870         } else {
 871                 ratetbl->rate[offset].count = mrs->retry_count;
 872                 ratetbl->rate[offset].count_cts = mrs->retry_count;
 873                 ratetbl->rate[offset].count_rts = mrs->retry_count_rtscts;
 874         }
 875
 876         if (index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP)
 877                 idx = mp->cck_rates[index % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates)];
 878         else if (flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
 879                 idx = ((group->streams - 1) << 4) |
 880                       ((index % MCS_GROUP_RATES) & 0xF);
 881         else
 882                 idx = index % MCS_GROUP_RATES + (group->streams - 1) * 8;
 883
 884         /* enable RTS/CTS if needed:
 885          *  - if station is in dynamic SMPS (and streams > 1)
 886          *  - for fallback rates, to increase chances of getting through
 887          */
 888         if (offset > 0 ||
 889             (mi->sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_DYNAMIC &&
 890              group->streams > 1)) {
 891                 ratetbl->rate[offset].count = ratetbl->rate[offset].count_rts;
 892                 flags |= IEEE80211_TX_RC_USE_RTS_CTS;
 893         }
 894
 895         ratetbl->rate[offset].idx = idx;
 896         ratetbl->rate[offset].flags = flags;
 897 }
 898
 899 static inline int
 900 minstrel_ht_get_prob_ewma(struct minstrel_ht_sta *mi, int rate)
 901 {
 902         int group = rate / MCS_GROUP_RATES;
 903         rate %= MCS_GROUP_RATES;
 904         return mi->groups[group].rates[rate].prob_ewma;
 905 }
 906
 907 static int
 908 minstrel_ht_get_max_amsdu_len(struct minstrel_ht_sta *mi)
 909 {
 910         int group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 911         const struct mcs_group *g = &minstrel_mcs_groups[group];
 912         int rate = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 913         unsigned int duration;
 914
 915         /* Disable A-MSDU if max_prob_rate is bad */
 916         if (mi->groups[group].rates[rate].prob_ewma < MINSTREL_FRAC(50, 100))
 917                 return 1;
 918
 919         duration = g->duration[rate];
 920         duration <<= g->shift;
 921
 922         /* If the rate is slower than single-stream MCS1, make A-MSDU limit small */
 923         if (duration > MCS_DURATION(1, 0, 52))
 924                 return 500;
 925
 926         /*
 927          * If the rate is slower than single-stream MCS4, limit A-MSDU to usual
 928          * data packet size
 929          */
 930         if (duration > MCS_DURATION(1, 0, 104))
 931                 return 1600;
 932
 933         /*
 934          * If the rate is slower than single-stream MCS7, or if the max throughput
 935          * rate success probability is less than 75%, limit A-MSDU to twice the usual
 936          * data packet size
 937          */
 938         if (duration > MCS_DURATION(1, 0, 260) ||
 939             (minstrel_ht_get_prob_ewma(mi, mi->max_tp_rate[0]) <
 940              MINSTREL_FRAC(75, 100)))
 941                 return 3200;
 942
 943         /*
 944          * HT A-MPDU limits maximum MPDU size under BA agreement to 4095 bytes.
 945          * Since aggregation sessions are started/stopped without txq flush, use
 946          * the limit here to avoid the complexity of having to de-aggregate
 947          * packets in the queue.
 948          */
 949         if (!mi->sta->vht_cap.vht_supported)
 950                 return IEEE80211_MAX_MPDU_LEN_HT_BA;
 951
 952         /* unlimited */
 953         return 0;
 954 }
 955
 956 static void
 957 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 958 {
 959         struct ieee80211_sta_rates *rates;
 960         int i = 0;
 961
 962         rates = kzalloc(sizeof(*rates), GFP_ATOMIC);
 963         if (!rates)
 964                 return;
 965
 966         /* Start with max_tp_rate[0] */
 967         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[0]);
 968
 969         if (mp->hw->max_rates >= 3) {
 970                 /* At least 3 tx rates supported, use max_tp_rate[1] next */
 971                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[1]);
 972         }
 973
 974         if (mp->hw->max_rates >= 2) {
 975                 /*
 976                  * At least 2 tx rates supported, use max_prob_rate next */
 977                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_prob_rate);
 978         }
 979
 980         mi->sta->max_rc_amsdu_len = minstrel_ht_get_max_amsdu_len(mi);
 981         rates->rate[i].idx = -1;
 982         rate_control_set_rates(mp->hw, mi->sta, rates);
 983 }
 984
 985 static int
 986 minstrel_get_sample_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 987 {
 988         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 989         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 990         unsigned int sample_dur, sample_group, cur_max_tp_streams;
 991         int tp_rate1, tp_rate2;
 992         int sample_idx = 0;
 993
 994         if (mi->sample_wait > 0) {
 995                 mi->sample_wait--;
 996                 return -1;
 997         }
 998
 999         if (!mi->sample_tries)
1000                 return -1;
1001
1002         sample_group = mi->sample_group;
1003         mg = &mi->groups[sample_group];
1004         sample_idx = sample_table[mg->column][mg->index];
1005         minstrel_set_next_sample_idx(mi);
1006
1007         if (!(mi->supported[sample_group] & BIT(sample_idx)))
1008                 return -1;
1009
1010         mrs = &mg->rates[sample_idx];
1011         sample_idx += sample_group * MCS_GROUP_RATES;
1012
1013         /* Set tp_rate1, tp_rate2 to the highest / second highest max_tp_rate */
1014         if (minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[0]) >
1015             minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[1])) {
1016                 tp_rate1 = mi->max_tp_rate[1];
1017                 tp_rate2 = mi->max_tp_rate[0];
1018         } else {
1019                 tp_rate1 = mi->max_tp_rate[0];
1020                 tp_rate2 = mi->max_tp_rate[1];
1021         }
1022
1023         /*
1024          * Sampling might add some overhead (RTS, no aggregation)
1025          * to the frame. Hence, don't use sampling for the highest currently
1026          * used highest throughput or probability rate.
1027          */
1028         if (sample_idx == mi->max_tp_rate[0] || sample_idx == mi->max_prob_rate)
1029                 return -1;
1030
1031         /*
1032          * Do not sample if the probability is already higher than 95%,
1033          * or if the rate is 3 times slower than the current max probability
1034          * rate, to avoid wasting airtime.
1035          */
1036         sample_dur = minstrel_get_duration(sample_idx);
1037         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(95, 100) ||
1038             minstrel_get_duration(mi->max_prob_rate) * 3 < sample_dur)
1039                 return -1;
1040
1041         /*
1042          * Make sure that lower rates get sampled only occasionally,
1043          * if the link is working perfectly.
1044          */
1045
1046         cur_max_tp_streams = minstrel_mcs_groups[tp_rate1 /
1047                 MCS_GROUP_RATES].streams;
1048         if (sample_dur >= minstrel_get_duration(tp_rate2) &&
1049             (cur_max_tp_streams - 1 <
1050              minstrel_mcs_groups[sample_group].streams ||
1051              sample_dur >= minstrel_get_duration(mi->max_prob_rate))) {
1052                 if (mrs->sample_skipped < 20)
1053                         return -1;
1054
1055                 if (mi->sample_slow++ > 2)
1056                         return -1;
1057         }
1058         mi->sample_tries--;
1059
1060         return sample_idx;
1061 }
1062
1063 static void
1064 minstrel_ht_get_rate(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1065                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc)
1066 {
1067         const struct mcs_group *sample_group;
1068         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(txrc->skb);
1069         struct ieee80211_tx_rate *rate = &info->status.rates[0];
1070         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1071         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1072         struct minstrel_priv *mp = priv;
1073         int sample_idx;
1074
1075         if (rate_control_send_low(sta, priv_sta, txrc))
1076                 return;
1077
1078         if (!msp->is_ht)
1079                 return mac80211_minstrel.get_rate(priv, sta, &msp->legacy, txrc);
1080
1081         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
1082             mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP)
1083                 minstrel_aggr_check(sta, txrc->skb);
1084
1085         info->flags |= mi->tx_flags;
1086
1087 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1088         if (mp->fixed_rate_idx != -1)
1089                 return;
1090 #endif
1091
1092         /* Don't use EAPOL frames for sampling on non-mrr hw */
1093         if (mp->hw->max_rates == 1 &&
1094             (info->control.flags & IEEE80211_TX_CTRL_PORT_CTRL_PROTO))
1095                 sample_idx = -1;
1096         else
1097                 sample_idx = minstrel_get_sample_rate(mp, mi);
1098
1099         mi->total_packets++;
1100
1101         /* wraparound */
1102         if (mi->total_packets == ~0) {
1103                 mi->total_packets = 0;
1104                 mi->sample_packets = 0;
1105         }
1106
1107         if (sample_idx < 0)
1108                 return;
1109
1110         sample_group = &minstrel_mcs_groups[sample_idx / MCS_GROUP_RATES];
1111         sample_idx %= MCS_GROUP_RATES;
1112
1113         if (sample_group == &minstrel_mcs_groups[MINSTREL_CCK_GROUP] &&
1114             (sample_idx >= 4) != txrc->short_preamble)
1115                 return;
1116
1117         info->flags |= IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE;
1118         rate->count = 1;
1119
1120         if (sample_group == &minstrel_mcs_groups[MINSTREL_CCK_GROUP]) {
1121                 int idx = sample_idx % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates);
1122                 rate->idx = mp->cck_rates[idx];
1123         } else if (sample_group->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
1124                 ieee80211_rate_set_vht(rate, sample_idx % MCS_GROUP_RATES,
1125                                        sample_group->streams);
1126         } else {
1127                 rate->idx = sample_idx + (sample_group->streams - 1) * 8;
1128         }
1129
1130         rate->flags = sample_group->flags;
1131 }
1132
1133 static void
1134 minstrel_ht_update_cck(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
1135                        struct ieee80211_supported_band *sband,
1136                        struct ieee80211_sta *sta)
1137 {
1138         int i;
1139
1140         if (sband->band != NL80211_BAND_2GHZ)
1141                 return;
1142
1143         if (!ieee80211_hw_check(mp->hw, SUPPORTS_HT_CCK_RATES))
1144                 return;
1145
1146         mi->cck_supported = 0;
1147         mi->cck_supported_short = 0;
1148         for (i = 0; i < 4; i++) {
1149                 if (!rate_supported(sta, sband->band, mp->cck_rates[i]))
1150                         continue;
1151
1152                 mi->cck_supported |= BIT(i);
1153                 if (sband->bitrates[i].flags & IEEE80211_RATE_SHORT_PREAMBLE)
1154                         mi->cck_supported_short |= BIT(i);
1155         }
1156
1157         mi->supported[MINSTREL_CCK_GROUP] = mi->cck_supported;
1158 }
1159
1160 static void
1161 minstrel_ht_update_caps(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1162                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1163                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1164 {
1165         struct minstrel_priv *mp = priv;
1166         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1167         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1168         struct ieee80211_mcs_info *mcs = &sta->ht_cap.mcs;
1169         u16 ht_cap = sta->ht_cap.cap;
1170         struct ieee80211_sta_vht_cap *vht_cap = &sta->vht_cap;
1171         int use_vht;
1172         int n_supported = 0;
1173         int ack_dur;
1174         int stbc;
1175         int i;
1176         bool ldpc;
1177
1178         /* fall back to the old minstrel for legacy stations */
1179         if (!sta->ht_cap.ht_supported)
1180                 goto use_legacy;
1181
1182         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups) != MINSTREL_GROUPS_NB);
1183
1184         if (vht_cap->vht_supported)
1185                 use_vht = vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map != cpu_to_le16(~0);
1186         else
1187                 use_vht = 0;
1188
1189         msp->is_ht = true;
1190         memset(mi, 0, sizeof(*mi));
1191
1192         mi->sta = sta;
1193         mi->last_stats_update = jiffies;
1194
1195         ack_dur = ieee80211_frame_duration(sband->band, 10, 60, 1, 1, 0);
1196         mi->overhead = ieee80211_frame_duration(sband->band, 0, 60, 1, 1, 0);
1197         mi->overhead += ack_dur;
1198         mi->overhead_rtscts = mi->overhead + 2 * ack_dur;
1199
1200         mi->avg_ampdu_len = MINSTREL_FRAC(1, 1);
1201
1202         /* When using MRR, sample more on the first attempt, without delay */
1203         if (mp->has_mrr) {
1204                 mi->sample_count = 16;
1205                 mi->sample_wait = 0;
1206         } else {
1207                 mi->sample_count = 8;
1208                 mi->sample_wait = 8;
1209         }
1210         mi->sample_tries = 4;
1211
1212         if (!use_vht) {
1213                 stbc = (ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC) >>
1214                         IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC_SHIFT;
1215
1216                 ldpc = ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_LDPC_CODING;
1217         } else {
1218                 stbc = (vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_RXSTBC_MASK) >>
1219                         IEEE80211_VHT_CAP_RXSTBC_SHIFT;
1220
1221                 ldpc = vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_RXLDPC;
1222         }
1223
1224         mi->tx_flags |= stbc << IEEE80211_TX_CTL_STBC_SHIFT;
1225         if (ldpc)
1226                 mi->tx_flags |= IEEE80211_TX_CTL_LDPC;
1227
1228         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->groups); i++) {
1229                 u32 gflags = minstrel_mcs_groups[i].flags;
1230                 int bw, nss;
1231
1232                 mi->supported[i] = 0;
1233                 if (i == MINSTREL_CCK_GROUP) {
1234                         minstrel_ht_update_cck(mp, mi, sband, sta);
1235                         continue;
1236                 }
1237
1238                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) {
1239                         if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) {
1240                                 if (!(ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_40))
1241                                         continue;
1242                         } else {
1243                                 if (!(ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_20))
1244                                         continue;
1245                         }
1246                 }
1247
1248                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH &&
1249                     sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_40)
1250                         continue;
1251
1252                 nss = minstrel_mcs_groups[i].streams;
1253
1254                 /* Mark MCS > 7 as unsupported if STA is in static SMPS mode */
1255                 if (sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_STATIC && nss > 1)
1256                         continue;
1257
1258                 /* HT rate */
1259                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
1260                         if (use_vht && minstrel_vht_only)
1261                                 continue;
1262
1263                         mi->supported[i] = mcs->rx_mask[nss - 1];
1264                         if (mi->supported[i])
1265                                 n_supported++;
1266                         continue;
1267                 }
1268
1269                 /* VHT rate */
1270                 if (!vht_cap->vht_supported ||
1271                     WARN_ON(!(gflags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)) ||
1272                     WARN_ON(gflags & IEEE80211_TX_RC_160_MHZ_WIDTH))
1273                         continue;
1274
1275                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH) {
1276                         if (sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_80 ||
1277                             ((gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) &&
1278                              !(vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_SHORT_GI_80))) {
1279                                 continue;
1280                         }
1281                 }
1282
1283                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
1284                         bw = BW_40;
1285                 else if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH)
1286                         bw = BW_80;
1287                 else
1288                         bw = BW_20;
1289
1290                 mi->supported[i] = minstrel_get_valid_vht_rates(bw, nss,
1291                                 vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map);
1292
1293                 if (mi->supported[i])
1294                         n_supported++;
1295         }
1296
1297         if (!n_supported)
1298                 goto use_legacy;
1299
1300         mi->supported[MINSTREL_CCK_GROUP] |= mi->cck_supported_short << 4;
1301
1302         /* create an initial rate table with the lowest supported rates */
1303         minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
1304         minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
1305
1306         return;
1307
1308 use_legacy:
1309         msp->is_ht = false;
1310         memset(&msp->legacy, 0, sizeof(msp->legacy));
1311         msp->legacy.r = msp->ratelist;
1312         msp->legacy.sample_table = msp->sample_table;
1313         return mac80211_minstrel.rate_init(priv, sband, chandef, sta,
1314                                            &msp->legacy);
1315 }
1316
1317 static void
1318 minstrel_ht_rate_init(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1319                       struct cfg80211_chan_def *chandef,
1320                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1321 {
1322         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1323 }
1324
1325 static void
1326 minstrel_ht_rate_update(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1327                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1328                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1329                         u32 changed)
1330 {
1331         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1332 }
1333
1334 static void *
1335 minstrel_ht_alloc_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, gfp_t gfp)
1336 {
1337         struct ieee80211_supported_band *sband;
1338         struct minstrel_ht_sta_priv *msp;
1339         struct minstrel_priv *mp = priv;
1340         struct ieee80211_hw *hw = mp->hw;
1341         int max_rates = 0;
1342         int i;
1343
1344         for (i = 0; i < NUM_NL80211_BANDS; i++) {
1345                 sband = hw->wiphy->bands[i];
1346                 if (sband && sband->n_bitrates > max_rates)
1347                         max_rates = sband->n_bitrates;
1348         }
1349
1350         msp = kzalloc(sizeof(*msp), gfp);
1351         if (!msp)
1352                 return NULL;
1353
1354         msp->ratelist = kcalloc(max_rates, sizeof(struct minstrel_rate), gfp);
1355         if (!msp->ratelist)
1356                 goto error;
1357
1358         msp->sample_table = kmalloc_array(max_rates, SAMPLE_COLUMNS, gfp);
1359         if (!msp->sample_table)
1360                 goto error1;
1361
1362         return msp;
1363
1364 error1:
1365         kfree(msp->ratelist);
1366 error:
1367         kfree(msp);
1368         return NULL;
1369 }
1370
1371 static void
1372 minstrel_ht_free_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1373 {
1374         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1375
1376         kfree(msp->sample_table);
1377         kfree(msp->ratelist);
1378         kfree(msp);
1379 }
1380
1381 static void
1382 minstrel_ht_init_cck_rates(struct minstrel_priv *mp)
1383 {
1384         static const int bitrates[4] = { 10, 20, 55, 110 };
1385         struct ieee80211_supported_band *sband;
1386         u32 rate_flags = ieee80211_chandef_rate_flags(&mp->hw->conf.chandef);
1387         int i, j;
1388
1389         sband = mp->hw->wiphy->bands[NL80211_BAND_2GHZ];
1390         if (!sband)
1391                 return;
1392
1393         for (i = 0; i < sband->n_bitrates; i++) {
1394                 struct ieee80211_rate *rate = &sband->bitrates[i];
1395
1396                 if (rate->flags & IEEE80211_RATE_ERP_G)
1397                         continue;
1398
1399                 if ((rate_flags & sband->bitrates[i].flags) != rate_flags)
1400                         continue;
1401
1402                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(bitrates); j++) {
1403                         if (rate->bitrate != bitrates[j])
1404                                 continue;
1405
1406                         mp->cck_rates[j] = i;
1407                         break;
1408                 }
1409         }
1410 }
1411
1412 static void *
1413 minstrel_ht_alloc(struct ieee80211_hw *hw, struct dentry *debugfsdir)
1414 {
1415         struct minstrel_priv *mp;
1416
1417         mp = kzalloc(sizeof(struct minstrel_priv), GFP_ATOMIC);
1418         if (!mp)
1419                 return NULL;
1420
1421         /* contention window settings
1422          * Just an approximation. Using the per-queue values would complicate
1423          * the calculations and is probably unnecessary */
1424         mp->cw_min = 15;
1425         mp->cw_max = 1023;
1426
1427         /* number of packets (in %) to use for sampling other rates
1428          * sample less often for non-mrr packets, because the overhead
1429          * is much higher than with mrr */
1430         mp->lookaround_rate = 5;
1431         mp->lookaround_rate_mrr = 10;
1432
1433         /* maximum time that the hw is allowed to stay in one MRR segment */
1434         mp->segment_size = 6000;
1435
1436         if (hw->max_rate_tries > 0)
1437                 mp->max_retry = hw->max_rate_tries;
1438         else
1439                 /* safe default, does not necessarily have to match hw properties */
1440                 mp->max_retry = 7;
1441
1442         if (hw->max_rates >= 4)
1443                 mp->has_mrr = true;
1444
1445         mp->hw = hw;
1446         mp->update_interval = 100;
1447
1448 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1449         mp->fixed_rate_idx = (u32) -1;
1450         debugfs_create_u32("fixed_rate_idx", S_IRUGO | S_IWUGO, debugfsdir,
1451                            &mp->fixed_rate_idx);
1452 #endif
1453
1454         minstrel_ht_init_cck_rates(mp);
1455
1456         return mp;
1457 }
1458
1459 static void
1460 minstrel_ht_free(void *priv)
1461 {
1462         kfree(priv);
1463 }
1464
1465 static u32 minstrel_ht_get_expected_throughput(void *priv_sta)
1466 {
1467         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1468         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1469         int i, j, prob, tp_avg;
1470
1471         if (!msp->is_ht)
1472                 return mac80211_minstrel.get_expected_throughput(priv_sta);
1473
1474         i = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
1475         j = mi->max_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
1476         prob = mi->groups[i].rates[j].prob_ewma;
1477
1478         /* convert tp_avg from pkt per second in kbps */
1479         tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, i, j, prob) * 10;
1480         tp_avg = tp_avg * AVG_PKT_SIZE * 8 / 1024;
1481
1482         return tp_avg;
1483 }
1484
1485 static const struct rate_control_ops mac80211_minstrel_ht = {
1486         .name = "minstrel_ht",
1487         .tx_status_ext = minstrel_ht_tx_status,
1488         .get_rate = minstrel_ht_get_rate,
1489         .rate_init = minstrel_ht_rate_init,
1490         .rate_update = minstrel_ht_rate_update,
1491         .alloc_sta = minstrel_ht_alloc_sta,
1492         .free_sta = minstrel_ht_free_sta,
1493         .alloc = minstrel_ht_alloc,
1494         .free = minstrel_ht_free,
1495 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1496         .add_sta_debugfs = minstrel_ht_add_sta_debugfs,
1497 #endif
1498         .get_expected_throughput = minstrel_ht_get_expected_throughput,
1499 };
1500
1501
1502 static void __init init_sample_table(void)
1503 {
1504         int col, i, new_idx;
1505         u8 rnd[MCS_GROUP_RATES];
1506
1507         memset(sample_table, 0xff, sizeof(sample_table));
1508         for (col = 0; col < SAMPLE_COLUMNS; col++) {
1509                 prandom_bytes(rnd, sizeof(rnd));
1510                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
1511                         new_idx = (i + rnd[i]) % MCS_GROUP_RATES;
1512                         while (sample_table[col][new_idx] != 0xff)
1513                                 new_idx = (new_idx + 1) % MCS_GROUP_RATES;
1514
1515                         sample_table[col][new_idx] = i;
1516                 }
1517         }
1518 }
1519
1520 int __init
1521 rc80211_minstrel_init(void)
1522 {
1523         init_sample_table();
1524         return ieee80211_rate_control_register(&mac80211_minstrel_ht);
1525 }
1526
1527 void
1528 rc80211_minstrel_exit(void)
1529 {
1530         ieee80211_rate_control_unregister(&mac80211_minstrel_ht);
1531 }