net/mac80211/rc80211_minstrel_ht.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2010-2013 Felix Fietkau <nbd@openwrt.org>
   4  */
   5 #include <linux/netdevice.h>
   6 #include <linux/types.h>
   7 #include <linux/skbuff.h>
   8 #include <linux/debugfs.h>
   9 #include <linux/random.h>
  10 #include <linux/moduleparam.h>
  11 #include <linux/ieee80211.h>
  12 #include <net/mac80211.h>
  13 #include "rate.h"
  14 #include "sta_info.h"
  15 #include "rc80211_minstrel.h"
  16 #include "rc80211_minstrel_ht.h"
  17
  18 #define AVG_AMPDU_SIZE  16
  19 #define AVG_PKT_SIZE    1200
  20
  21 /* Number of bits for an average sized packet */
  22 #define MCS_NBITS ((AVG_PKT_SIZE * AVG_AMPDU_SIZE) << 3)
  23
  24 /* Number of symbols for a packet with (bps) bits per symbol */
  25 #define MCS_NSYMS(bps) DIV_ROUND_UP(MCS_NBITS, (bps))
  26
  27 /* Transmission time (nanoseconds) for a packet containing (syms) symbols */
  28 #define MCS_SYMBOL_TIME(sgi, syms)                                      \
  29         (sgi ?                                                          \
  30           ((syms) * 18000 + 4000) / 5 : /* syms * 3.6 us */             \
  31           ((syms) * 1000) << 2          /* syms * 4 us */               \
  32         )
  33
  34 /* Transmit duration for the raw data part of an average sized packet */
  35 #define MCS_DURATION(streams, sgi, bps) \
  36         (MCS_SYMBOL_TIME(sgi, MCS_NSYMS((streams) * (bps))) / AVG_AMPDU_SIZE)
  37
  38 #define BW_20                   0
  39 #define BW_40                   1
  40 #define BW_80                   2
  41
  42 /*
  43  * Define group sort order: HT40 -> SGI -> #streams
  44  */
  45 #define GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)        \
  46         MINSTREL_HT_GROUP_0 +                   \
  47         MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * _ht40 +      \
  48         MINSTREL_MAX_STREAMS * _sgi +   \
  49         _streams - 1
  50
  51 #define _MAX(a, b) (((a)>(b))?(a):(b))
  52
  53 #define GROUP_SHIFT(duration)                                           \
  54         _MAX(0, 16 - __builtin_clz(duration))
  55
  56 /* MCS rate information for an MCS group */
  57 #define __MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40, _s)                          \
  58         [GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)] = {                          \
  59         .streams = _streams,                                            \
  60         .shift = _s,                                                    \
  61         .flags =                                                        \
  62                 IEEE80211_TX_RC_MCS |                                   \
  63                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
  64                 (_ht40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),             \
  65         .duration = {                                                   \
  66                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26) >> _s,    \
  67                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 108 : 52) >> _s,   \
  68                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 162 : 78) >> _s,   \
  69                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 216 : 104) >> _s,  \
  70                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 324 : 156) >> _s,  \
  71                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 432 : 208) >> _s,  \
  72                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 486 : 234) >> _s,  \
  73                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 540 : 260) >> _s   \
  74         }                                                               \
  75 }
  76
  77 #define MCS_GROUP_SHIFT(_streams, _sgi, _ht40)                          \
  78         GROUP_SHIFT(MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26))
  79
  80 #define MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40)                                \
  81         __MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40,                              \
  82                     MCS_GROUP_SHIFT(_streams, _sgi, _ht40))
  83
  84 #define VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)                              \
  85         (MINSTREL_VHT_GROUP_0 +                                         \
  86          MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * (_bw) +                             \
  87          MINSTREL_MAX_STREAMS * (_sgi) +                                \
  88          (_streams) - 1)
  89
  90 #define BW2VBPS(_bw, r3, r2, r1)                                        \
  91         (_bw == BW_80 ? r3 : _bw == BW_40 ? r2 : r1)
  92
  93 #define __VHT_GROUP(_streams, _sgi, _bw, _s)                            \
  94         [VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)] = {                        \
  95         .streams = _streams,                                            \
  96         .shift = _s,                                                    \
  97         .flags =                                                        \
  98                 IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS |                               \
  99                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
 100                 (_bw == BW_80 ? IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH :          \
 101                  _bw == BW_40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),      \
 102         .duration = {                                                   \
 103                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 104                              BW2VBPS(_bw,  117,  54,  26)) >> _s,       \
 105                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 106                              BW2VBPS(_bw,  234, 108,  52)) >> _s,       \
 107                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 108                              BW2VBPS(_bw,  351, 162,  78)) >> _s,       \
 109                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 110                              BW2VBPS(_bw,  468, 216, 104)) >> _s,       \
 111                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 112                              BW2VBPS(_bw,  702, 324, 156)) >> _s,       \
 113                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 114                              BW2VBPS(_bw,  936, 432, 208)) >> _s,       \
 115                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 116                              BW2VBPS(_bw, 1053, 486, 234)) >> _s,       \
 117                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 118                              BW2VBPS(_bw, 1170, 540, 260)) >> _s,       \
 119                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 120                              BW2VBPS(_bw, 1404, 648, 312)) >> _s,       \
 121                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 122                              BW2VBPS(_bw, 1560, 720, 346)) >> _s        \
 123         }                                                               \
 124 }
 125
 126 #define VHT_GROUP_SHIFT(_streams, _sgi, _bw)                            \
 127         GROUP_SHIFT(MCS_DURATION(_streams, _sgi,                        \
 128                                  BW2VBPS(_bw,  117,  54,  26)))
 129
 130 #define VHT_GROUP(_streams, _sgi, _bw)                                  \
 131         __VHT_GROUP(_streams, _sgi, _bw,                                \
 132                     VHT_GROUP_SHIFT(_streams, _sgi, _bw))
 133
 134 #define CCK_DURATION(_bitrate, _short, _len)            \
 135         (1000 * (10 /* SIFS */ +                        \
 136          (_short ? 72 + 24 : 144 + 48) +                \
 137          (8 * (_len + 4) * 10) / (_bitrate)))
 138
 139 #define CCK_ACK_DURATION(_bitrate, _short)                      \
 140         (CCK_DURATION((_bitrate > 10 ? 20 : 10), false, 60) +   \
 141          CCK_DURATION(_bitrate, _short, AVG_PKT_SIZE))
 142
 143 #define CCK_DURATION_LIST(_short, _s)                   \
 144         CCK_ACK_DURATION(10, _short) >> _s,             \
 145         CCK_ACK_DURATION(20, _short) >> _s,             \
 146         CCK_ACK_DURATION(55, _short) >> _s,             \
 147         CCK_ACK_DURATION(110, _short) >> _s
 148
 149 #define __CCK_GROUP(_s)                                 \
 150         [MINSTREL_CCK_GROUP] = {                        \
 151                 .streams = 1,                           \
 152                 .flags = 0,                             \
 153                 .shift = _s,                            \
 154                 .duration = {                           \
 155                         CCK_DURATION_LIST(false, _s),   \
 156                         CCK_DURATION_LIST(true, _s)     \
 157                 }                                       \
 158         }
 159
 160 #define CCK_GROUP_SHIFT                                 \
 161         GROUP_SHIFT(CCK_ACK_DURATION(10, false))
 162
 163 #define CCK_GROUP __CCK_GROUP(CCK_GROUP_SHIFT)
 164
 165
 166 static bool minstrel_vht_only = true;
 167 module_param(minstrel_vht_only, bool, 0644);
 168 MODULE_PARM_DESC(minstrel_vht_only,
 169                  "Use only VHT rates when VHT is supported by sta.");
 170
 171 /*
 172  * To enable sufficiently targeted rate sampling, MCS rates are divided into
 173  * groups, based on the number of streams and flags (HT40, SGI) that they
 174  * use.
 175  *
 176  * Sortorder has to be fixed for GROUP_IDX macro to be applicable:
 177  * BW -> SGI -> #streams
 178  */
 179 const struct mcs_group minstrel_mcs_groups[] = {
 180         MCS_GROUP(1, 0, BW_20),
 181         MCS_GROUP(2, 0, BW_20),
 182         MCS_GROUP(3, 0, BW_20),
 183         MCS_GROUP(4, 0, BW_20),
 184
 185         MCS_GROUP(1, 1, BW_20),
 186         MCS_GROUP(2, 1, BW_20),
 187         MCS_GROUP(3, 1, BW_20),
 188         MCS_GROUP(4, 1, BW_20),
 189
 190         MCS_GROUP(1, 0, BW_40),
 191         MCS_GROUP(2, 0, BW_40),
 192         MCS_GROUP(3, 0, BW_40),
 193         MCS_GROUP(4, 0, BW_40),
 194
 195         MCS_GROUP(1, 1, BW_40),
 196         MCS_GROUP(2, 1, BW_40),
 197         MCS_GROUP(3, 1, BW_40),
 198         MCS_GROUP(4, 1, BW_40),
 199
 200         CCK_GROUP,
 201
 202         VHT_GROUP(1, 0, BW_20),
 203         VHT_GROUP(2, 0, BW_20),
 204         VHT_GROUP(3, 0, BW_20),
 205         VHT_GROUP(4, 0, BW_20),
 206
 207         VHT_GROUP(1, 1, BW_20),
 208         VHT_GROUP(2, 1, BW_20),
 209         VHT_GROUP(3, 1, BW_20),
 210         VHT_GROUP(4, 1, BW_20),
 211
 212         VHT_GROUP(1, 0, BW_40),
 213         VHT_GROUP(2, 0, BW_40),
 214         VHT_GROUP(3, 0, BW_40),
 215         VHT_GROUP(4, 0, BW_40),
 216
 217         VHT_GROUP(1, 1, BW_40),
 218         VHT_GROUP(2, 1, BW_40),
 219         VHT_GROUP(3, 1, BW_40),
 220         VHT_GROUP(4, 1, BW_40),
 221
 222         VHT_GROUP(1, 0, BW_80),
 223         VHT_GROUP(2, 0, BW_80),
 224         VHT_GROUP(3, 0, BW_80),
 225         VHT_GROUP(4, 0, BW_80),
 226
 227         VHT_GROUP(1, 1, BW_80),
 228         VHT_GROUP(2, 1, BW_80),
 229         VHT_GROUP(3, 1, BW_80),
 230         VHT_GROUP(4, 1, BW_80),
 231 };
 232
 233 static u8 sample_table[SAMPLE_COLUMNS][MCS_GROUP_RATES] __read_mostly;
 234
 235 static void
 236 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi);
 237
 238 /*
 239  * Some VHT MCSes are invalid (when Ndbps / Nes is not an integer)
 240  * e.g for MCS9@20MHzx1Nss: Ndbps=8x52*(5/6) Nes=1
 241  *
 242  * Returns the valid mcs map for struct minstrel_mcs_group_data.supported
 243  */
 244 static u16
 245 minstrel_get_valid_vht_rates(int bw, int nss, __le16 mcs_map)
 246 {
 247         u16 mask = 0;
 248
 249         if (bw == BW_20) {
 250                 if (nss != 3 && nss != 6)
 251                         mask = BIT(9);
 252         } else if (bw == BW_80) {
 253                 if (nss == 3 || nss == 7)
 254                         mask = BIT(6);
 255                 else if (nss == 6)
 256                         mask = BIT(9);
 257         } else {
 258                 WARN_ON(bw != BW_40);
 259         }
 260
 261         switch ((le16_to_cpu(mcs_map) >> (2 * (nss - 1))) & 3) {
 262         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_7:
 263                 mask |= 0x300;
 264                 break;
 265         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_8:
 266                 mask |= 0x200;
 267                 break;
 268         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_9:
 269                 break;
 270         default:
 271                 mask = 0x3ff;
 272         }
 273
 274         return 0x3ff & ~mask;
 275 }
 276
 277 /*
 278  * Look up an MCS group index based on mac80211 rate information
 279  */
 280 static int
 281 minstrel_ht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 282 {
 283         return GROUP_IDX((rate->idx / 8) + 1,
 284                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
 285                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH));
 286 }
 287
 288 static int
 289 minstrel_vht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 290 {
 291         return VHT_GROUP_IDX(ieee80211_rate_get_vht_nss(rate),
 292                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
 293                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) +
 294                              2*!!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH));
 295 }
 296
 297 static struct minstrel_rate_stats *
 298 minstrel_ht_get_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 299                       struct ieee80211_tx_rate *rate)
 300 {
 301         int group, idx;
 302
 303         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
 304                 group = minstrel_ht_get_group_idx(rate);
 305                 idx = rate->idx % 8;
 306         } else if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
 307                 group = minstrel_vht_get_group_idx(rate);
 308                 idx = ieee80211_rate_get_vht_mcs(rate);
 309         } else {
 310                 group = MINSTREL_CCK_GROUP;
 311
 312                 for (idx = 0; idx < ARRAY_SIZE(mp->cck_rates); idx++)
 313                         if (rate->idx == mp->cck_rates[idx])
 314                                 break;
 315
 316                 /* short preamble */
 317                 if ((mi->supported[group] & BIT(idx + 4)) &&
 318                     (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_USE_SHORT_PREAMBLE))
 319                         idx += 4;
 320         }
 321         return &mi->groups[group].rates[idx];
 322 }
 323
 324 static inline struct minstrel_rate_stats *
 325 minstrel_get_ratestats(struct minstrel_ht_sta *mi, int index)
 326 {
 327         return &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES].rates[index % MCS_GROUP_RATES];
 328 }
 329
 330 static unsigned int
 331 minstrel_ht_avg_ampdu_len(struct minstrel_ht_sta *mi)
 332 {
 333         if (!mi->avg_ampdu_len)
 334                 return AVG_AMPDU_SIZE;
 335
 336         return MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 337 }
 338
 339 /*
 340  * Return current throughput based on the average A-MPDU length, taking into
 341  * account the expected number of retransmissions and their expected length
 342  */
 343 int
 344 minstrel_ht_get_tp_avg(struct minstrel_ht_sta *mi, int group, int rate,
 345                        int prob_ewma)
 346 {
 347         unsigned int nsecs = 0;
 348
 349         /* do not account throughput if sucess prob is below 10% */
 350         if (prob_ewma < MINSTREL_FRAC(10, 100))
 351                 return 0;
 352
 353         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP)
 354                 nsecs = 1000 * mi->overhead / minstrel_ht_avg_ampdu_len(mi);
 355
 356         nsecs += minstrel_mcs_groups[group].duration[rate] <<
 357                  minstrel_mcs_groups[group].shift;
 358
 359         /*
 360          * For the throughput calculation, limit the probability value to 90% to
 361          * account for collision related packet error rate fluctuation
 362          * (prob is scaled - see MINSTREL_FRAC above)
 363          */
 364         if (prob_ewma > MINSTREL_FRAC(90, 100))
 365                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((MINSTREL_FRAC(90, 100) * 1000)
 366                                                                       / nsecs));
 367         else
 368                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((prob_ewma * 1000) / nsecs));
 369 }
 370
 371 /*
 372  * Find & sort topmost throughput rates
 373  *
 374  * If multiple rates provide equal throughput the sorting is based on their
 375  * current success probability. Higher success probability is preferred among
 376  * MCS groups, CCK rates do not provide aggregation and are therefore at last.
 377  */
 378 static void
 379 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index,
 380                                u16 *tp_list)
 381 {
 382         int cur_group, cur_idx, cur_tp_avg, cur_prob;
 383         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
 384         int j = MAX_THR_RATES;
 385
 386         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
 387         cur_idx = index  % MCS_GROUP_RATES;
 388         cur_prob = mi->groups[cur_group].rates[cur_idx].prob_ewma;
 389         cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx, cur_prob);
 390
 391         do {
 392                 tmp_group = tp_list[j - 1] / MCS_GROUP_RATES;
 393                 tmp_idx = tp_list[j - 1] % MCS_GROUP_RATES;
 394                 tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 395                 tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx,
 396                                                     tmp_prob);
 397                 if (cur_tp_avg < tmp_tp_avg ||
 398                     (cur_tp_avg == tmp_tp_avg && cur_prob <= tmp_prob))
 399                         break;
 400                 j--;
 401         } while (j > 0);
 402
 403         if (j < MAX_THR_RATES - 1) {
 404                 memmove(&tp_list[j + 1], &tp_list[j], (sizeof(*tp_list) *
 405                        (MAX_THR_RATES - (j + 1))));
 406         }
 407         if (j < MAX_THR_RATES)
 408                 tp_list[j] = index;
 409 }
 410
 411 /*
 412  * Find and set the topmost probability rate per sta and per group
 413  */
 414 static void
 415 minstrel_ht_set_best_prob_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index)
 416 {
 417         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 418         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 419         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
 420         int max_tp_group, cur_tp_avg, cur_group, cur_idx;
 421         int max_gpr_group, max_gpr_idx;
 422         int max_gpr_tp_avg, max_gpr_prob;
 423
 424         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
 425         cur_idx = index % MCS_GROUP_RATES;
 426         mg = &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 427         mrs = &mg->rates[index % MCS_GROUP_RATES];
 428
 429         tmp_group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 430         tmp_idx = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 431         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 432         tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 433
 434         /* if max_tp_rate[0] is from MCS_GROUP max_prob_rate get selected from
 435          * MCS_GROUP as well as CCK_GROUP rates do not allow aggregation */
 436         max_tp_group = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 437         if((index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP) &&
 438             (max_tp_group != MINSTREL_CCK_GROUP))
 439                 return;
 440
 441         max_gpr_group = mg->max_group_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 442         max_gpr_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 443         max_gpr_prob = mi->groups[max_gpr_group].rates[max_gpr_idx].prob_ewma;
 444
 445         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(75, 100)) {
 446                 cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx,
 447                                                     mrs->prob_ewma);
 448                 if (cur_tp_avg > tmp_tp_avg)
 449                         mi->max_prob_rate = index;
 450
 451                 max_gpr_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, max_gpr_group,
 452                                                         max_gpr_idx,
 453                                                         max_gpr_prob);
 454                 if (cur_tp_avg > max_gpr_tp_avg)
 455                         mg->max_group_prob_rate = index;
 456         } else {
 457                 if (mrs->prob_ewma > tmp_prob)
 458                         mi->max_prob_rate = index;
 459                 if (mrs->prob_ewma > max_gpr_prob)
 460                         mg->max_group_prob_rate = index;
 461         }
 462 }
 463
 464
 465 /*
 466  * Assign new rate set per sta and use CCK rates only if the fastest
 467  * rate (max_tp_rate[0]) is from CCK group. This prohibits such sorted
 468  * rate sets where MCS and CCK rates are mixed, because CCK rates can
 469  * not use aggregation.
 470  */
 471 static void
 472 minstrel_ht_assign_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi,
 473                                  u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES],
 474                                  u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES])
 475 {
 476         unsigned int tmp_group, tmp_idx, tmp_cck_tp, tmp_mcs_tp, tmp_prob;
 477         int i;
 478
 479         tmp_group = tmp_cck_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 480         tmp_idx = tmp_cck_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
 481         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 482         tmp_cck_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 483
 484         tmp_group = tmp_mcs_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 485         tmp_idx = tmp_mcs_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
 486         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 487         tmp_mcs_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 488
 489         if (tmp_cck_tp > tmp_mcs_tp) {
 490                 for(i = 0; i < MAX_THR_RATES; i++) {
 491                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, tmp_cck_tp_rate[i],
 492                                                        tmp_mcs_tp_rate);
 493                 }
 494         }
 495
 496 }
 497
 498 /*
 499  * Try to increase robustness of max_prob rate by decrease number of
 500  * streams if possible.
 501  */
 502 static inline void
 503 minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(struct minstrel_ht_sta *mi)
 504 {
 505         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 506         int tmp_max_streams, group, tmp_idx, tmp_prob;
 507         int tmp_tp = 0;
 508
 509         tmp_max_streams = minstrel_mcs_groups[mi->max_tp_rate[0] /
 510                           MCS_GROUP_RATES].streams;
 511         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 512                 mg = &mi->groups[group];
 513                 if (!mi->supported[group] || group == MINSTREL_CCK_GROUP)
 514                         continue;
 515
 516                 tmp_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 517                 tmp_prob = mi->groups[group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 518
 519                 if (tmp_tp < minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, tmp_idx, tmp_prob) &&
 520                    (minstrel_mcs_groups[group].streams < tmp_max_streams)) {
 521                                 mi->max_prob_rate = mg->max_group_prob_rate;
 522                                 tmp_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group,
 523                                                                 tmp_idx,
 524                                                                 tmp_prob);
 525                 }
 526         }
 527 }
 528
 529 /*
 530  * Update rate statistics and select new primary rates
 531  *
 532  * Rules for rate selection:
 533  *  - max_prob_rate must use only one stream, as a tradeoff between delivery
 534  *    probability and throughput during strong fluctuations
 535  *  - as long as the max prob rate has a probability of more than 75%, pick
 536  *    higher throughput rates, even if the probablity is a bit lower
 537  */
 538 static void
 539 minstrel_ht_update_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 540 {
 541         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 542         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 543         int group, i, j, cur_prob;
 544         u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES], tmp_group_tp_rate[MAX_THR_RATES];
 545         u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES], index;
 546
 547         if (mi->ampdu_packets > 0) {
 548                 if (!ieee80211_hw_check(mp->hw, TX_STATUS_NO_AMPDU_LEN))
 549                         mi->avg_ampdu_len = minstrel_ewma(mi->avg_ampdu_len,
 550                                 MINSTREL_FRAC(mi->ampdu_len, mi->ampdu_packets),
 551                                               EWMA_LEVEL);
 552                 else
 553                         mi->avg_ampdu_len = 0;
 554                 mi->ampdu_len = 0;
 555                 mi->ampdu_packets = 0;
 556         }
 557
 558         mi->sample_slow = 0;
 559         mi->sample_count = 0;
 560
 561         /* Initialize global rate indexes */
 562         for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++){
 563                 tmp_mcs_tp_rate[j] = 0;
 564                 tmp_cck_tp_rate[j] = 0;
 565         }
 566
 567         /* Find best rate sets within all MCS groups*/
 568         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 569
 570                 mg = &mi->groups[group];
 571                 if (!mi->supported[group])
 572                         continue;
 573
 574                 mi->sample_count++;
 575
 576                 /* (re)Initialize group rate indexes */
 577                 for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++)
 578                         tmp_group_tp_rate[j] = group;
 579
 580                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
 581                         if (!(mi->supported[group] & BIT(i)))
 582                                 continue;
 583
 584                         index = MCS_GROUP_RATES * group + i;
 585
 586                         mrs = &mg->rates[i];
 587                         mrs->retry_updated = false;
 588                         minstrel_calc_rate_stats(mrs);
 589                         cur_prob = mrs->prob_ewma;
 590
 591                         if (minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, i, cur_prob) == 0)
 592                                 continue;
 593
 594                         /* Find max throughput rate set */
 595                         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP) {
 596                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 597                                                                tmp_mcs_tp_rate);
 598                         } else if (group == MINSTREL_CCK_GROUP) {
 599                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 600                                                                tmp_cck_tp_rate);
 601                         }
 602
 603                         /* Find max throughput rate set within a group */
 604                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 605                                                        tmp_group_tp_rate);
 606
 607                         /* Find max probability rate per group and global */
 608                         minstrel_ht_set_best_prob_rate(mi, index);
 609                 }
 610
 611                 memcpy(mg->max_group_tp_rate, tmp_group_tp_rate,
 612                        sizeof(mg->max_group_tp_rate));
 613         }
 614
 615         /* Assign new rate set per sta */
 616         minstrel_ht_assign_best_tp_rates(mi, tmp_mcs_tp_rate, tmp_cck_tp_rate);
 617         memcpy(mi->max_tp_rate, tmp_mcs_tp_rate, sizeof(mi->max_tp_rate));
 618
 619         /* Try to increase robustness of max_prob_rate*/
 620         minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(mi);
 621
 622         /* try to sample all available rates during each interval */
 623         mi->sample_count *= 8;
 624
 625 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 626         /* use fixed index if set */
 627         if (mp->fixed_rate_idx != -1) {
 628                 for (i = 0; i < 4; i++)
 629                         mi->max_tp_rate[i] = mp->fixed_rate_idx;
 630                 mi->max_prob_rate = mp->fixed_rate_idx;
 631         }
 632 #endif
 633
 634         /* Reset update timer */
 635         mi->last_stats_update = jiffies;
 636 }
 637
 638 static bool
 639 minstrel_ht_txstat_valid(struct minstrel_priv *mp, struct ieee80211_tx_rate *rate)
 640 {
 641         if (rate->idx < 0)
 642                 return false;
 643
 644         if (!rate->count)
 645                 return false;
 646
 647         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS ||
 648             rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
 649                 return true;
 650
 651         return rate->idx == mp->cck_rates[0] ||
 652                rate->idx == mp->cck_rates[1] ||
 653                rate->idx == mp->cck_rates[2] ||
 654                rate->idx == mp->cck_rates[3];
 655 }
 656
 657 static void
 658 minstrel_set_next_sample_idx(struct minstrel_ht_sta *mi)
 659 {
 660         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 661
 662         for (;;) {
 663                 mi->sample_group++;
 664                 mi->sample_group %= ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups);
 665                 mg = &mi->groups[mi->sample_group];
 666
 667                 if (!mi->supported[mi->sample_group])
 668                         continue;
 669
 670                 if (++mg->index >= MCS_GROUP_RATES) {
 671                         mg->index = 0;
 672                         if (++mg->column >= ARRAY_SIZE(sample_table))
 673                                 mg->column = 0;
 674                 }
 675                 break;
 676         }
 677 }
 678
 679 static void
 680 minstrel_downgrade_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 *idx, bool primary)
 681 {
 682         int group, orig_group;
 683
 684         orig_group = group = *idx / MCS_GROUP_RATES;
 685         while (group > 0) {
 686                 group--;
 687
 688                 if (!mi->supported[group])
 689                         continue;
 690
 691                 if (minstrel_mcs_groups[group].streams >
 692                     minstrel_mcs_groups[orig_group].streams)
 693                         continue;
 694
 695                 if (primary)
 696                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[0];
 697                 else
 698                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[1];
 699                 break;
 700         }
 701 }
 702
 703 static void
 704 minstrel_aggr_check(struct ieee80211_sta *pubsta, struct sk_buff *skb)
 705 {
 706         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
 707         struct sta_info *sta = container_of(pubsta, struct sta_info, sta);
 708         u16 tid;
 709
 710         if (skb_get_queue_mapping(skb) == IEEE80211_AC_VO)
 711                 return;
 712
 713         if (unlikely(!ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control)))
 714                 return;
 715
 716         if (unlikely(skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE)))
 717                 return;
 718
 719         tid = ieee80211_get_tid(hdr);
 720         if (likely(sta->ampdu_mlme.tid_tx[tid]))
 721                 return;
 722
 723         ieee80211_start_tx_ba_session(pubsta, tid, 0);
 724 }
 725
 726 static void
 727 minstrel_ht_tx_status(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 728                       void *priv_sta, struct ieee80211_tx_status *st)
 729 {
 730         struct ieee80211_tx_info *info = st->info;
 731         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 732         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
 733         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
 734         struct minstrel_rate_stats *rate, *rate2;
 735         struct minstrel_priv *mp = priv;
 736         bool last, update = false;
 737         int i;
 738
 739         if (!msp->is_ht)
 740                 return mac80211_minstrel.tx_status_ext(priv, sband,
 741                                                        &msp->legacy, st);
 742
 743         /* This packet was aggregated but doesn't carry status info */
 744         if ((info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
 745             !(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU))
 746                 return;
 747
 748         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU)) {
 749                 info->status.ampdu_ack_len =
 750                         (info->flags & IEEE80211_TX_STAT_ACK ? 1 : 0);
 751                 info->status.ampdu_len = 1;
 752         }
 753
 754         mi->ampdu_packets++;
 755         mi->ampdu_len += info->status.ampdu_len;
 756
 757         if (!mi->sample_wait && !mi->sample_tries && mi->sample_count > 0) {
 758                 int avg_ampdu_len = minstrel_ht_avg_ampdu_len(mi);
 759
 760                 mi->sample_wait = 16 + 2 * avg_ampdu_len;
 761                 mi->sample_tries = 1;
 762                 mi->sample_count--;
 763         }
 764
 765         if (info->flags & IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE)
 766                 mi->sample_packets += info->status.ampdu_len;
 767
 768         last = !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[0]);
 769         for (i = 0; !last; i++) {
 770                 last = (i == IEEE80211_TX_MAX_RATES - 1) ||
 771                        !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[i + 1]);
 772
 773                 rate = minstrel_ht_get_stats(mp, mi, &ar[i]);
 774
 775                 if (last)
 776                         rate->success += info->status.ampdu_ack_len;
 777
 778                 rate->attempts += ar[i].count * info->status.ampdu_len;
 779         }
 780
 781         /*
 782          * check for sudden death of spatial multiplexing,
 783          * downgrade to a lower number of streams if necessary.
 784          */
 785         rate = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[0]);
 786         if (rate->attempts > 30 &&
 787             MINSTREL_FRAC(rate->success, rate->attempts) <
 788             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
 789                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[0], true);
 790                 update = true;
 791         }
 792
 793         rate2 = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[1]);
 794         if (rate2->attempts > 30 &&
 795             MINSTREL_FRAC(rate2->success, rate2->attempts) <
 796             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
 797                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[1], false);
 798                 update = true;
 799         }
 800
 801         if (time_after(jiffies, mi->last_stats_update +
 802                                 (mp->update_interval / 2 * HZ) / 1000)) {
 803                 update = true;
 804                 minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
 805         }
 806
 807         if (update)
 808                 minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
 809 }
 810
 811 static inline int
 812 minstrel_get_duration(int index)
 813 {
 814         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 815         unsigned int duration = group->duration[index % MCS_GROUP_RATES];
 816         return duration << group->shift;
 817 }
 818
 819 static void
 820 minstrel_calc_retransmit(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 821                          int index)
 822 {
 823         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 824         unsigned int tx_time, tx_time_rtscts, tx_time_data;
 825         unsigned int cw = mp->cw_min;
 826         unsigned int ctime = 0;
 827         unsigned int t_slot = 9; /* FIXME */
 828         unsigned int ampdu_len = minstrel_ht_avg_ampdu_len(mi);
 829         unsigned int overhead = 0, overhead_rtscts = 0;
 830
 831         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 832         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
 833                 mrs->retry_count = 1;
 834                 mrs->retry_count_rtscts = 1;
 835                 return;
 836         }
 837
 838         mrs->retry_count = 2;
 839         mrs->retry_count_rtscts = 2;
 840         mrs->retry_updated = true;
 841
 842         tx_time_data = minstrel_get_duration(index) * ampdu_len / 1000;
 843
 844         /* Contention time for first 2 tries */
 845         ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 846         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 847         ctime += (t_slot * cw) >> 1;
 848         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 849
 850         if (index / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP) {
 851                 overhead = mi->overhead;
 852                 overhead_rtscts = mi->overhead_rtscts;
 853         }
 854
 855         /* Total TX time for data and Contention after first 2 tries */
 856         tx_time = ctime + 2 * (overhead + tx_time_data);
 857         tx_time_rtscts = ctime + 2 * (overhead_rtscts + tx_time_data);
 858
 859         /* See how many more tries we can fit inside segment size */
 860         do {
 861                 /* Contention time for this try */
 862                 ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 863                 cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 864
 865                 /* Total TX time after this try */
 866                 tx_time += ctime + overhead + tx_time_data;
 867                 tx_time_rtscts += ctime + overhead_rtscts + tx_time_data;
 868
 869                 if (tx_time_rtscts < mp->segment_size)
 870                         mrs->retry_count_rtscts++;
 871         } while ((tx_time < mp->segment_size) &&
 872                  (++mrs->retry_count < mp->max_retry));
 873 }
 874
 875
 876 static void
 877 minstrel_ht_set_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 878                      struct ieee80211_sta_rates *ratetbl, int offset, int index)
 879 {
 880         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 881         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 882         u8 idx;
 883         u16 flags = group->flags;
 884
 885         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 886         if (!mrs->retry_updated)
 887                 minstrel_calc_retransmit(mp, mi, index);
 888
 889         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(20, 100) || !mrs->retry_count) {
 890                 ratetbl->rate[offset].count = 2;
 891                 ratetbl->rate[offset].count_rts = 2;
 892                 ratetbl->rate[offset].count_cts = 2;
 893         } else {
 894                 ratetbl->rate[offset].count = mrs->retry_count;
 895                 ratetbl->rate[offset].count_cts = mrs->retry_count;
 896                 ratetbl->rate[offset].count_rts = mrs->retry_count_rtscts;
 897         }
 898
 899         if (index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP)
 900                 idx = mp->cck_rates[index % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates)];
 901         else if (flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
 902                 idx = ((group->streams - 1) << 4) |
 903                       ((index % MCS_GROUP_RATES) & 0xF);
 904         else
 905                 idx = index % MCS_GROUP_RATES + (group->streams - 1) * 8;
 906
 907         /* enable RTS/CTS if needed:
 908          *  - if station is in dynamic SMPS (and streams > 1)
 909          *  - for fallback rates, to increase chances of getting through
 910          */
 911         if (offset > 0 ||
 912             (mi->sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_DYNAMIC &&
 913              group->streams > 1)) {
 914                 ratetbl->rate[offset].count = ratetbl->rate[offset].count_rts;
 915                 flags |= IEEE80211_TX_RC_USE_RTS_CTS;
 916         }
 917
 918         ratetbl->rate[offset].idx = idx;
 919         ratetbl->rate[offset].flags = flags;
 920 }
 921
 922 static inline int
 923 minstrel_ht_get_prob_ewma(struct minstrel_ht_sta *mi, int rate)
 924 {
 925         int group = rate / MCS_GROUP_RATES;
 926         rate %= MCS_GROUP_RATES;
 927         return mi->groups[group].rates[rate].prob_ewma;
 928 }
 929
 930 static int
 931 minstrel_ht_get_max_amsdu_len(struct minstrel_ht_sta *mi)
 932 {
 933         int group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 934         const struct mcs_group *g = &minstrel_mcs_groups[group];
 935         int rate = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 936         unsigned int duration;
 937
 938         /* Disable A-MSDU if max_prob_rate is bad */
 939         if (mi->groups[group].rates[rate].prob_ewma < MINSTREL_FRAC(50, 100))
 940                 return 1;
 941
 942         duration = g->duration[rate];
 943         duration <<= g->shift;
 944
 945         /* If the rate is slower than single-stream MCS1, make A-MSDU limit small */
 946         if (duration > MCS_DURATION(1, 0, 52))
 947                 return 500;
 948
 949         /*
 950          * If the rate is slower than single-stream MCS4, limit A-MSDU to usual
 951          * data packet size
 952          */
 953         if (duration > MCS_DURATION(1, 0, 104))
 954                 return 1600;
 955
 956         /*
 957          * If the rate is slower than single-stream MCS7, or if the max throughput
 958          * rate success probability is less than 75%, limit A-MSDU to twice the usual
 959          * data packet size
 960          */
 961         if (duration > MCS_DURATION(1, 0, 260) ||
 962             (minstrel_ht_get_prob_ewma(mi, mi->max_tp_rate[0]) <
 963              MINSTREL_FRAC(75, 100)))
 964                 return 3200;
 965
 966         /*
 967          * HT A-MPDU limits maximum MPDU size under BA agreement to 4095 bytes.
 968          * Since aggregation sessions are started/stopped without txq flush, use
 969          * the limit here to avoid the complexity of having to de-aggregate
 970          * packets in the queue.
 971          */
 972         if (!mi->sta->vht_cap.vht_supported)
 973                 return IEEE80211_MAX_MPDU_LEN_HT_BA;
 974
 975         /* unlimited */
 976         return 0;
 977 }
 978
 979 static void
 980 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 981 {
 982         struct ieee80211_sta_rates *rates;
 983         int i = 0;
 984
 985         rates = kzalloc(sizeof(*rates), GFP_ATOMIC);
 986         if (!rates)
 987                 return;
 988
 989         /* Start with max_tp_rate[0] */
 990         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[0]);
 991
 992         if (mp->hw->max_rates >= 3) {
 993                 /* At least 3 tx rates supported, use max_tp_rate[1] next */
 994                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[1]);
 995         }
 996
 997         if (mp->hw->max_rates >= 2) {
 998                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_prob_rate);
 999         }
1000
1001         mi->sta->max_rc_amsdu_len = minstrel_ht_get_max_amsdu_len(mi);
1002         rates->rate[i].idx = -1;
1003         rate_control_set_rates(mp->hw, mi->sta, rates);
1004 }
1005
1006 static int
1007 minstrel_get_sample_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
1008 {
1009         struct minstrel_rate_stats *mrs;
1010         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
1011         unsigned int sample_dur, sample_group, cur_max_tp_streams;
1012         int tp_rate1, tp_rate2;
1013         int sample_idx = 0;
1014
1015         if (mi->sample_wait > 0) {
1016                 mi->sample_wait--;
1017                 return -1;
1018         }
1019
1020         if (!mi->sample_tries)
1021                 return -1;
1022
1023         sample_group = mi->sample_group;
1024         mg = &mi->groups[sample_group];
1025         sample_idx = sample_table[mg->column][mg->index];
1026         minstrel_set_next_sample_idx(mi);
1027
1028         if (!(mi->supported[sample_group] & BIT(sample_idx)))
1029                 return -1;
1030
1031         mrs = &mg->rates[sample_idx];
1032         sample_idx += sample_group * MCS_GROUP_RATES;
1033
1034         /* Set tp_rate1, tp_rate2 to the highest / second highest max_tp_rate */
1035         if (minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[0]) >
1036             minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[1])) {
1037                 tp_rate1 = mi->max_tp_rate[1];
1038                 tp_rate2 = mi->max_tp_rate[0];
1039         } else {
1040                 tp_rate1 = mi->max_tp_rate[0];
1041                 tp_rate2 = mi->max_tp_rate[1];
1042         }
1043
1044         /*
1045          * Sampling might add some overhead (RTS, no aggregation)
1046          * to the frame. Hence, don't use sampling for the highest currently
1047          * used highest throughput or probability rate.
1048          */
1049         if (sample_idx == mi->max_tp_rate[0] || sample_idx == mi->max_prob_rate)
1050                 return -1;
1051
1052         /*
1053          * Do not sample if the probability is already higher than 95%,
1054          * or if the rate is 3 times slower than the current max probability
1055          * rate, to avoid wasting airtime.
1056          */
1057         sample_dur = minstrel_get_duration(sample_idx);
1058         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(95, 100) ||
1059             minstrel_get_duration(mi->max_prob_rate) * 3 < sample_dur)
1060                 return -1;
1061
1062         /*
1063          * Make sure that lower rates get sampled only occasionally,
1064          * if the link is working perfectly.
1065          */
1066
1067         cur_max_tp_streams = minstrel_mcs_groups[tp_rate1 /
1068                 MCS_GROUP_RATES].streams;
1069         if (sample_dur >= minstrel_get_duration(tp_rate2) &&
1070             (cur_max_tp_streams - 1 <
1071              minstrel_mcs_groups[sample_group].streams ||
1072              sample_dur >= minstrel_get_duration(mi->max_prob_rate))) {
1073                 if (mrs->sample_skipped < 20)
1074                         return -1;
1075
1076                 if (mi->sample_slow++ > 2)
1077                         return -1;
1078         }
1079         mi->sample_tries--;
1080
1081         return sample_idx;
1082 }
1083
1084 static void
1085 minstrel_ht_get_rate(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1086                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc)
1087 {
1088         const struct mcs_group *sample_group;
1089         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(txrc->skb);
1090         struct ieee80211_tx_rate *rate = &info->status.rates[0];
1091         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1092         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1093         struct minstrel_priv *mp = priv;
1094         int sample_idx;
1095
1096         if (rate_control_send_low(sta, priv_sta, txrc))
1097                 return;
1098
1099         if (!msp->is_ht)
1100                 return mac80211_minstrel.get_rate(priv, sta, &msp->legacy, txrc);
1101
1102         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
1103             mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP)
1104                 minstrel_aggr_check(sta, txrc->skb);
1105
1106         info->flags |= mi->tx_flags;
1107
1108 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1109         if (mp->fixed_rate_idx != -1)
1110                 return;
1111 #endif
1112
1113         /* Don't use EAPOL frames for sampling on non-mrr hw */
1114         if (mp->hw->max_rates == 1 &&
1115             (info->control.flags & IEEE80211_TX_CTRL_PORT_CTRL_PROTO))
1116                 sample_idx = -1;
1117         else
1118                 sample_idx = minstrel_get_sample_rate(mp, mi);
1119
1120         mi->total_packets++;
1121
1122         /* wraparound */
1123         if (mi->total_packets == ~0) {
1124                 mi->total_packets = 0;
1125                 mi->sample_packets = 0;
1126         }
1127
1128         if (sample_idx < 0)
1129                 return;
1130
1131         sample_group = &minstrel_mcs_groups[sample_idx / MCS_GROUP_RATES];
1132         sample_idx %= MCS_GROUP_RATES;
1133
1134         if (sample_group == &minstrel_mcs_groups[MINSTREL_CCK_GROUP] &&
1135             (sample_idx >= 4) != txrc->short_preamble)
1136                 return;
1137
1138         info->flags |= IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE;
1139         rate->count = 1;
1140
1141         if (sample_group == &minstrel_mcs_groups[MINSTREL_CCK_GROUP]) {
1142                 int idx = sample_idx % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates);
1143                 rate->idx = mp->cck_rates[idx];
1144         } else if (sample_group->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
1145                 ieee80211_rate_set_vht(rate, sample_idx % MCS_GROUP_RATES,
1146                                        sample_group->streams);
1147         } else {
1148                 rate->idx = sample_idx + (sample_group->streams - 1) * 8;
1149         }
1150
1151         rate->flags = sample_group->flags;
1152 }
1153
1154 static void
1155 minstrel_ht_update_cck(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
1156                        struct ieee80211_supported_band *sband,
1157                        struct ieee80211_sta *sta)
1158 {
1159         int i;
1160
1161         if (sband->band != NL80211_BAND_2GHZ)
1162                 return;
1163
1164         if (!ieee80211_hw_check(mp->hw, SUPPORTS_HT_CCK_RATES))
1165                 return;
1166
1167         mi->cck_supported = 0;
1168         mi->cck_supported_short = 0;
1169         for (i = 0; i < 4; i++) {
1170                 if (!rate_supported(sta, sband->band, mp->cck_rates[i]))
1171                         continue;
1172
1173                 mi->cck_supported |= BIT(i);
1174                 if (sband->bitrates[i].flags & IEEE80211_RATE_SHORT_PREAMBLE)
1175                         mi->cck_supported_short |= BIT(i);
1176         }
1177
1178         mi->supported[MINSTREL_CCK_GROUP] = mi->cck_supported;
1179 }
1180
1181 static void
1182 minstrel_ht_update_caps(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1183                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1184                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1185 {
1186         struct minstrel_priv *mp = priv;
1187         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1188         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1189         struct ieee80211_mcs_info *mcs = &sta->ht_cap.mcs;
1190         u16 ht_cap = sta->ht_cap.cap;
1191         struct ieee80211_sta_vht_cap *vht_cap = &sta->vht_cap;
1192         int use_vht;
1193         int n_supported = 0;
1194         int ack_dur;
1195         int stbc;
1196         int i;
1197         bool ldpc;
1198
1199         /* fall back to the old minstrel for legacy stations */
1200         if (!sta->ht_cap.ht_supported)
1201                 goto use_legacy;
1202
1203         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups) != MINSTREL_GROUPS_NB);
1204
1205         if (vht_cap->vht_supported)
1206                 use_vht = vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map != cpu_to_le16(~0);
1207         else
1208                 use_vht = 0;
1209
1210         msp->is_ht = true;
1211         memset(mi, 0, sizeof(*mi));
1212
1213         mi->sta = sta;
1214         mi->last_stats_update = jiffies;
1215
1216         ack_dur = ieee80211_frame_duration(sband->band, 10, 60, 1, 1, 0);
1217         mi->overhead = ieee80211_frame_duration(sband->band, 0, 60, 1, 1, 0);
1218         mi->overhead += ack_dur;
1219         mi->overhead_rtscts = mi->overhead + 2 * ack_dur;
1220
1221         mi->avg_ampdu_len = MINSTREL_FRAC(1, 1);
1222
1223         /* When using MRR, sample more on the first attempt, without delay */
1224         if (mp->has_mrr) {
1225                 mi->sample_count = 16;
1226                 mi->sample_wait = 0;
1227         } else {
1228                 mi->sample_count = 8;
1229                 mi->sample_wait = 8;
1230         }
1231         mi->sample_tries = 4;
1232
1233         if (!use_vht) {
1234                 stbc = (ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC) >>
1235                         IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC_SHIFT;
1236
1237                 ldpc = ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_LDPC_CODING;
1238         } else {
1239                 stbc = (vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_RXSTBC_MASK) >>
1240                         IEEE80211_VHT_CAP_RXSTBC_SHIFT;
1241
1242                 ldpc = vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_RXLDPC;
1243         }
1244
1245         mi->tx_flags |= stbc << IEEE80211_TX_CTL_STBC_SHIFT;
1246         if (ldpc)
1247                 mi->tx_flags |= IEEE80211_TX_CTL_LDPC;
1248
1249         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->groups); i++) {
1250                 u32 gflags = minstrel_mcs_groups[i].flags;
1251                 int bw, nss;
1252
1253                 mi->supported[i] = 0;
1254                 if (i == MINSTREL_CCK_GROUP) {
1255                         minstrel_ht_update_cck(mp, mi, sband, sta);
1256                         continue;
1257                 }
1258
1259                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) {
1260                         if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) {
1261                                 if (!(ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_40))
1262                                         continue;
1263                         } else {
1264                                 if (!(ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_20))
1265                                         continue;
1266                         }
1267                 }
1268
1269                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH &&
1270                     sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_40)
1271                         continue;
1272
1273                 nss = minstrel_mcs_groups[i].streams;
1274
1275                 /* Mark MCS > 7 as unsupported if STA is in static SMPS mode */
1276                 if (sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_STATIC && nss > 1)
1277                         continue;
1278
1279                 /* HT rate */
1280                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
1281                         if (use_vht && minstrel_vht_only)
1282                                 continue;
1283
1284                         mi->supported[i] = mcs->rx_mask[nss - 1];
1285                         if (mi->supported[i])
1286                                 n_supported++;
1287                         continue;
1288                 }
1289
1290                 /* VHT rate */
1291                 if (!vht_cap->vht_supported ||
1292                     WARN_ON(!(gflags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)) ||
1293                     WARN_ON(gflags & IEEE80211_TX_RC_160_MHZ_WIDTH))
1294                         continue;
1295
1296                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH) {
1297                         if (sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_80 ||
1298                             ((gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) &&
1299                              !(vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_SHORT_GI_80))) {
1300                                 continue;
1301                         }
1302                 }
1303
1304                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
1305                         bw = BW_40;
1306                 else if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH)
1307                         bw = BW_80;
1308                 else
1309                         bw = BW_20;
1310
1311                 mi->supported[i] = minstrel_get_valid_vht_rates(bw, nss,
1312                                 vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map);
1313
1314                 if (mi->supported[i])
1315                         n_supported++;
1316         }
1317
1318         if (!n_supported)
1319                 goto use_legacy;
1320
1321         mi->supported[MINSTREL_CCK_GROUP] |= mi->cck_supported_short << 4;
1322
1323         /* create an initial rate table with the lowest supported rates */
1324         minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
1325         minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
1326
1327         return;
1328
1329 use_legacy:
1330         msp->is_ht = false;
1331         memset(&msp->legacy, 0, sizeof(msp->legacy));
1332         msp->legacy.r = msp->ratelist;
1333         msp->legacy.sample_table = msp->sample_table;
1334         return mac80211_minstrel.rate_init(priv, sband, chandef, sta,
1335                                            &msp->legacy);
1336 }
1337
1338 static void
1339 minstrel_ht_rate_init(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1340                       struct cfg80211_chan_def *chandef,
1341                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1342 {
1343         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1344 }
1345
1346 static void
1347 minstrel_ht_rate_update(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1348                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1349                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1350                         u32 changed)
1351 {
1352         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1353 }
1354
1355 static void *
1356 minstrel_ht_alloc_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, gfp_t gfp)
1357 {
1358         struct ieee80211_supported_band *sband;
1359         struct minstrel_ht_sta_priv *msp;
1360         struct minstrel_priv *mp = priv;
1361         struct ieee80211_hw *hw = mp->hw;
1362         int max_rates = 0;
1363         int i;
1364
1365         for (i = 0; i < NUM_NL80211_BANDS; i++) {
1366                 sband = hw->wiphy->bands[i];
1367                 if (sband && sband->n_bitrates > max_rates)
1368                         max_rates = sband->n_bitrates;
1369         }
1370
1371         msp = kzalloc(sizeof(*msp), gfp);
1372         if (!msp)
1373                 return NULL;
1374
1375         msp->ratelist = kcalloc(max_rates, sizeof(struct minstrel_rate), gfp);
1376         if (!msp->ratelist)
1377                 goto error;
1378
1379         msp->sample_table = kmalloc_array(max_rates, SAMPLE_COLUMNS, gfp);
1380         if (!msp->sample_table)
1381                 goto error1;
1382
1383         return msp;
1384
1385 error1:
1386         kfree(msp->ratelist);
1387 error:
1388         kfree(msp);
1389         return NULL;
1390 }
1391
1392 static void
1393 minstrel_ht_free_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1394 {
1395         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1396
1397         kfree(msp->sample_table);
1398         kfree(msp->ratelist);
1399         kfree(msp);
1400 }
1401
1402 static void
1403 minstrel_ht_init_cck_rates(struct minstrel_priv *mp)
1404 {
1405         static const int bitrates[4] = { 10, 20, 55, 110 };
1406         struct ieee80211_supported_band *sband;
1407         u32 rate_flags = ieee80211_chandef_rate_flags(&mp->hw->conf.chandef);
1408         int i, j;
1409
1410         sband = mp->hw->wiphy->bands[NL80211_BAND_2GHZ];
1411         if (!sband)
1412                 return;
1413
1414         for (i = 0; i < sband->n_bitrates; i++) {
1415                 struct ieee80211_rate *rate = &sband->bitrates[i];
1416
1417                 if (rate->flags & IEEE80211_RATE_ERP_G)
1418                         continue;
1419
1420                 if ((rate_flags & sband->bitrates[i].flags) != rate_flags)
1421                         continue;
1422
1423                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(bitrates); j++) {
1424                         if (rate->bitrate != bitrates[j])
1425                                 continue;
1426
1427                         mp->cck_rates[j] = i;
1428                         break;
1429                 }
1430         }
1431 }
1432
1433 static void *
1434 minstrel_ht_alloc(struct ieee80211_hw *hw, struct dentry *debugfsdir)
1435 {
1436         struct minstrel_priv *mp;
1437
1438         mp = kzalloc(sizeof(struct minstrel_priv), GFP_ATOMIC);
1439         if (!mp)
1440                 return NULL;
1441
1442         /* contention window settings
1443          * Just an approximation. Using the per-queue values would complicate
1444          * the calculations and is probably unnecessary */
1445         mp->cw_min = 15;
1446         mp->cw_max = 1023;
1447
1448         /* number of packets (in %) to use for sampling other rates
1449          * sample less often for non-mrr packets, because the overhead
1450          * is much higher than with mrr */
1451         mp->lookaround_rate = 5;
1452         mp->lookaround_rate_mrr = 10;
1453
1454         /* maximum time that the hw is allowed to stay in one MRR segment */
1455         mp->segment_size = 6000;
1456
1457         if (hw->max_rate_tries > 0)
1458                 mp->max_retry = hw->max_rate_tries;
1459         else
1460                 /* safe default, does not necessarily have to match hw properties */
1461                 mp->max_retry = 7;
1462
1463         if (hw->max_rates >= 4)
1464                 mp->has_mrr = true;
1465
1466         mp->hw = hw;
1467         mp->update_interval = 100;
1468
1469 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1470         mp->fixed_rate_idx = (u32) -1;
1471         debugfs_create_u32("fixed_rate_idx", S_IRUGO | S_IWUGO, debugfsdir,
1472                            &mp->fixed_rate_idx);
1473 #endif
1474
1475         minstrel_ht_init_cck_rates(mp);
1476
1477         return mp;
1478 }
1479
1480 static void
1481 minstrel_ht_free(void *priv)
1482 {
1483         kfree(priv);
1484 }
1485
1486 static u32 minstrel_ht_get_expected_throughput(void *priv_sta)
1487 {
1488         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1489         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1490         int i, j, prob, tp_avg;
1491
1492         if (!msp->is_ht)
1493                 return mac80211_minstrel.get_expected_throughput(priv_sta);
1494
1495         i = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
1496         j = mi->max_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
1497         prob = mi->groups[i].rates[j].prob_ewma;
1498
1499         /* convert tp_avg from pkt per second in kbps */
1500         tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, i, j, prob) * 10;
1501         tp_avg = tp_avg * AVG_PKT_SIZE * 8 / 1024;
1502
1503         return tp_avg;
1504 }
1505
1506 static const struct rate_control_ops mac80211_minstrel_ht = {
1507         .name = "minstrel_ht",
1508         .tx_status_ext = minstrel_ht_tx_status,
1509         .get_rate = minstrel_ht_get_rate,
1510         .rate_init = minstrel_ht_rate_init,
1511         .rate_update = minstrel_ht_rate_update,
1512         .alloc_sta = minstrel_ht_alloc_sta,
1513         .free_sta = minstrel_ht_free_sta,
1514         .alloc = minstrel_ht_alloc,
1515         .free = minstrel_ht_free,
1516 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1517         .add_sta_debugfs = minstrel_ht_add_sta_debugfs,
1518 #endif
1519         .get_expected_throughput = minstrel_ht_get_expected_throughput,
1520 };
1521
1522
1523 static void __init init_sample_table(void)
1524 {
1525         int col, i, new_idx;
1526         u8 rnd[MCS_GROUP_RATES];
1527
1528         memset(sample_table, 0xff, sizeof(sample_table));
1529         for (col = 0; col < SAMPLE_COLUMNS; col++) {
1530                 prandom_bytes(rnd, sizeof(rnd));
1531                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
1532                         new_idx = (i + rnd[i]) % MCS_GROUP_RATES;
1533                         while (sample_table[col][new_idx] != 0xff)
1534                                 new_idx = (new_idx + 1) % MCS_GROUP_RATES;
1535
1536                         sample_table[col][new_idx] = i;
1537                 }
1538         }
1539 }
1540
1541 int __init
1542 rc80211_minstrel_init(void)
1543 {
1544         init_sample_table();
1545         return ieee80211_rate_control_register(&mac80211_minstrel_ht);
1546 }
1547
1548 void
1549 rc80211_minstrel_exit(void)
1550 {
1551         ieee80211_rate_control_unregister(&mac80211_minstrel_ht);
1552 }