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)                                \
  56         [GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)] = {                          \
  57         .streams = _streams,                                            \
  58         .flags =                                                        \
  59                 IEEE80211_TX_RC_MCS |                                   \
  60                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
  61                 (_ht40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),             \
  62         .duration = {                                                   \
  63                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26),          \
  64                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 108 : 52),         \
  65                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 162 : 78),         \
  66                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 216 : 104),        \
  67                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 324 : 156),        \
  68                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 432 : 208),        \
  69                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 486 : 234),        \
  70                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 540 : 260)         \
  71         }                                                               \
  72 }
  73
  74 #define VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)                              \
  75         (MINSTREL_VHT_GROUP_0 +                                         \
  76          MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * (_bw) +                             \
  77          MINSTREL_MAX_STREAMS * (_sgi) +                                \
  78          (_streams) - 1)
  79
  80 #define BW2VBPS(_bw, r3, r2, r1)                                        \
  81         (_bw == BW_80 ? r3 : _bw == BW_40 ? r2 : r1)
  82
  83 #define VHT_GROUP(_streams, _sgi, _bw)                                  \
  84         [VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)] = {                        \
  85         .streams = _streams,                                            \
  86         .flags =                                                        \
  87                 IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS |                               \
  88                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
  89                 (_bw == BW_80 ? IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH :          \
  90                  _bw == BW_40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),      \
  91         .duration = {                                                   \
  92                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  93                              BW2VBPS(_bw,  117,  54,  26)),             \
  94                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  95                              BW2VBPS(_bw,  234, 108,  52)),             \
  96                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  97                              BW2VBPS(_bw,  351, 162,  78)),             \
  98                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  99                              BW2VBPS(_bw,  468, 216, 104)),             \
 100                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 101                              BW2VBPS(_bw,  702, 324, 156)),             \
 102                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 103                              BW2VBPS(_bw,  936, 432, 208)),             \
 104                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 105                              BW2VBPS(_bw, 1053, 486, 234)),             \
 106                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 107                              BW2VBPS(_bw, 1170, 540, 260)),             \
 108                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 109                              BW2VBPS(_bw, 1404, 648, 312)),             \
 110                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 111                              BW2VBPS(_bw, 1560, 720, 346))              \
 112         }                                                               \
 113 }
 114
 115 #define CCK_DURATION(_bitrate, _short, _len)            \
 116         (1000 * (10 /* SIFS */ +                        \
 117          (_short ? 72 + 24 : 144 + 48) +                \
 118          (8 * (_len + 4) * 10) / (_bitrate)))
 119
 120 #define CCK_ACK_DURATION(_bitrate, _short)                      \
 121         (CCK_DURATION((_bitrate > 10 ? 20 : 10), false, 60) +   \
 122          CCK_DURATION(_bitrate, _short, AVG_PKT_SIZE))
 123
 124 #define CCK_DURATION_LIST(_short)                       \
 125         CCK_ACK_DURATION(10, _short),                   \
 126         CCK_ACK_DURATION(20, _short),                   \
 127         CCK_ACK_DURATION(55, _short),                   \
 128         CCK_ACK_DURATION(110, _short)
 129
 130 #define CCK_GROUP                                       \
 131         [MINSTREL_CCK_GROUP] = {                        \
 132                 .streams = 0,                           \
 133                 .flags = 0,                             \
 134                 .duration = {                           \
 135                         CCK_DURATION_LIST(false),       \
 136                         CCK_DURATION_LIST(true)         \
 137                 }                                       \
 138         }
 139
 140 #ifdef CONFIG_MAC80211_RC_MINSTREL_VHT
 141 static bool minstrel_vht_only = true;
 142 module_param(minstrel_vht_only, bool, 0644);
 143 MODULE_PARM_DESC(minstrel_vht_only,
 144                  "Use only VHT rates when VHT is supported by sta.");
 145 #endif
 146
 147 /*
 148  * To enable sufficiently targeted rate sampling, MCS rates are divided into
 149  * groups, based on the number of streams and flags (HT40, SGI) that they
 150  * use.
 151  *
 152  * Sortorder has to be fixed for GROUP_IDX macro to be applicable:
 153  * BW -> SGI -> #streams
 154  */
 155 const struct mcs_group minstrel_mcs_groups[] = {
 156         MCS_GROUP(1, 0, BW_20),
 157         MCS_GROUP(2, 0, BW_20),
 158         MCS_GROUP(3, 0, BW_20),
 159
 160         MCS_GROUP(1, 1, BW_20),
 161         MCS_GROUP(2, 1, BW_20),
 162         MCS_GROUP(3, 1, BW_20),
 163
 164         MCS_GROUP(1, 0, BW_40),
 165         MCS_GROUP(2, 0, BW_40),
 166         MCS_GROUP(3, 0, BW_40),
 167
 168         MCS_GROUP(1, 1, BW_40),
 169         MCS_GROUP(2, 1, BW_40),
 170         MCS_GROUP(3, 1, BW_40),
 171
 172         CCK_GROUP,
 173
 174 #ifdef CONFIG_MAC80211_RC_MINSTREL_VHT
 175         VHT_GROUP(1, 0, BW_20),
 176         VHT_GROUP(2, 0, BW_20),
 177         VHT_GROUP(3, 0, BW_20),
 178
 179         VHT_GROUP(1, 1, BW_20),
 180         VHT_GROUP(2, 1, BW_20),
 181         VHT_GROUP(3, 1, BW_20),
 182
 183         VHT_GROUP(1, 0, BW_40),
 184         VHT_GROUP(2, 0, BW_40),
 185         VHT_GROUP(3, 0, BW_40),
 186
 187         VHT_GROUP(1, 1, BW_40),
 188         VHT_GROUP(2, 1, BW_40),
 189         VHT_GROUP(3, 1, BW_40),
 190
 191         VHT_GROUP(1, 0, BW_80),
 192         VHT_GROUP(2, 0, BW_80),
 193         VHT_GROUP(3, 0, BW_80),
 194
 195         VHT_GROUP(1, 1, BW_80),
 196         VHT_GROUP(2, 1, BW_80),
 197         VHT_GROUP(3, 1, BW_80),
 198 #endif
 199 };
 200
 201 static u8 sample_table[SAMPLE_COLUMNS][MCS_GROUP_RATES] __read_mostly;
 202
 203 static void
 204 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi);
 205
 206 /*
 207  * Some VHT MCSes are invalid (when Ndbps / Nes is not an integer)
 208  * e.g for MCS9@20MHzx1Nss: Ndbps=8x52*(5/6) Nes=1
 209  *
 210  * Returns the valid mcs map for struct minstrel_mcs_group_data.supported
 211  */
 212 static u16
 213 minstrel_get_valid_vht_rates(int bw, int nss, __le16 mcs_map)
 214 {
 215         u16 mask = 0;
 216
 217         if (bw == BW_20) {
 218                 if (nss != 3 && nss != 6)
 219                         mask = BIT(9);
 220         } else if (bw == BW_80) {
 221                 if (nss == 3 || nss == 7)
 222                         mask = BIT(6);
 223                 else if (nss == 6)
 224                         mask = BIT(9);
 225         } else {
 226                 WARN_ON(bw != BW_40);
 227         }
 228
 229         switch ((le16_to_cpu(mcs_map) >> (2 * (nss - 1))) & 3) {
 230         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_7:
 231                 mask |= 0x300;
 232                 break;
 233         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_8:
 234                 mask |= 0x200;
 235                 break;
 236         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_9:
 237                 break;
 238         default:
 239                 mask = 0x3ff;
 240         }
 241
 242         return 0x3ff & ~mask;
 243 }
 244
 245 /*
 246  * Look up an MCS group index based on mac80211 rate information
 247  */
 248 static int
 249 minstrel_ht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 250 {
 251         return GROUP_IDX((rate->idx / 8) + 1,
 252                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
 253                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH));
 254 }
 255
 256 static int
 257 minstrel_vht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 258 {
 259         return VHT_GROUP_IDX(ieee80211_rate_get_vht_nss(rate),
 260                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
 261                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) +
 262                              2*!!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH));
 263 }
 264
 265 static struct minstrel_rate_stats *
 266 minstrel_ht_get_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 267                       struct ieee80211_tx_rate *rate)
 268 {
 269         int group, idx;
 270
 271         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
 272                 group = minstrel_ht_get_group_idx(rate);
 273                 idx = rate->idx % 8;
 274         } else if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
 275                 group = minstrel_vht_get_group_idx(rate);
 276                 idx = ieee80211_rate_get_vht_mcs(rate);
 277         } else {
 278                 group = MINSTREL_CCK_GROUP;
 279
 280                 for (idx = 0; idx < ARRAY_SIZE(mp->cck_rates); idx++)
 281                         if (rate->idx == mp->cck_rates[idx])
 282                                 break;
 283
 284                 /* short preamble */
 285                 if (!(mi->supported[group] & BIT(idx)))
 286                         idx += 4;
 287         }
 288         return &mi->groups[group].rates[idx];
 289 }
 290
 291 static inline struct minstrel_rate_stats *
 292 minstrel_get_ratestats(struct minstrel_ht_sta *mi, int index)
 293 {
 294         return &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES].rates[index % MCS_GROUP_RATES];
 295 }
 296
 297 /*
 298  * Return current throughput based on the average A-MPDU length, taking into
 299  * account the expected number of retransmissions and their expected length
 300  */
 301 int
 302 minstrel_ht_get_tp_avg(struct minstrel_ht_sta *mi, int group, int rate,
 303                        int prob_ewma)
 304 {
 305         unsigned int nsecs = 0;
 306
 307         /* do not account throughput if sucess prob is below 10% */
 308         if (prob_ewma < MINSTREL_FRAC(10, 100))
 309                 return 0;
 310
 311         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP)
 312                 nsecs = 1000 * mi->overhead / MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 313
 314         nsecs += minstrel_mcs_groups[group].duration[rate];
 315
 316         /*
 317          * For the throughput calculation, limit the probability value to 90% to
 318          * account for collision related packet error rate fluctuation
 319          * (prob is scaled - see MINSTREL_FRAC above)
 320          */
 321         if (prob_ewma > MINSTREL_FRAC(90, 100))
 322                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((MINSTREL_FRAC(90, 100) * 1000)
 323                                                                       / nsecs));
 324         else
 325                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((prob_ewma * 1000) / nsecs));
 326 }
 327
 328 /*
 329  * Find & sort topmost throughput rates
 330  *
 331  * If multiple rates provide equal throughput the sorting is based on their
 332  * current success probability. Higher success probability is preferred among
 333  * MCS groups, CCK rates do not provide aggregation and are therefore at last.
 334  */
 335 static void
 336 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index,
 337                                u16 *tp_list)
 338 {
 339         int cur_group, cur_idx, cur_tp_avg, cur_prob;
 340         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
 341         int j = MAX_THR_RATES;
 342
 343         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
 344         cur_idx = index  % MCS_GROUP_RATES;
 345         cur_prob = mi->groups[cur_group].rates[cur_idx].prob_ewma;
 346         cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx, cur_prob);
 347
 348         do {
 349                 tmp_group = tp_list[j - 1] / MCS_GROUP_RATES;
 350                 tmp_idx = tp_list[j - 1] % MCS_GROUP_RATES;
 351                 tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 352                 tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx,
 353                                                     tmp_prob);
 354                 if (cur_tp_avg < tmp_tp_avg ||
 355                     (cur_tp_avg == tmp_tp_avg && cur_prob <= tmp_prob))
 356                         break;
 357                 j--;
 358         } while (j > 0);
 359
 360         if (j < MAX_THR_RATES - 1) {
 361                 memmove(&tp_list[j + 1], &tp_list[j], (sizeof(*tp_list) *
 362                        (MAX_THR_RATES - (j + 1))));
 363         }
 364         if (j < MAX_THR_RATES)
 365                 tp_list[j] = index;
 366 }
 367
 368 /*
 369  * Find and set the topmost probability rate per sta and per group
 370  */
 371 static void
 372 minstrel_ht_set_best_prob_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index)
 373 {
 374         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 375         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 376         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
 377         int max_tp_group, cur_tp_avg, cur_group, cur_idx;
 378         int max_gpr_group, max_gpr_idx;
 379         int max_gpr_tp_avg, max_gpr_prob;
 380
 381         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
 382         cur_idx = index % MCS_GROUP_RATES;
 383         mg = &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 384         mrs = &mg->rates[index % MCS_GROUP_RATES];
 385
 386         tmp_group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 387         tmp_idx = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 388         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 389         tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 390
 391         /* if max_tp_rate[0] is from MCS_GROUP max_prob_rate get selected from
 392          * MCS_GROUP as well as CCK_GROUP rates do not allow aggregation */
 393         max_tp_group = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 394         if((index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP) &&
 395             (max_tp_group != MINSTREL_CCK_GROUP))
 396                 return;
 397
 398         max_gpr_group = mg->max_group_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 399         max_gpr_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 400         max_gpr_prob = mi->groups[max_gpr_group].rates[max_gpr_idx].prob_ewma;
 401
 402         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(75, 100)) {
 403                 cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx,
 404                                                     mrs->prob_ewma);
 405                 if (cur_tp_avg > tmp_tp_avg)
 406                         mi->max_prob_rate = index;
 407
 408                 max_gpr_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, max_gpr_group,
 409                                                         max_gpr_idx,
 410                                                         max_gpr_prob);
 411                 if (cur_tp_avg > max_gpr_tp_avg)
 412                         mg->max_group_prob_rate = index;
 413         } else {
 414                 if (mrs->prob_ewma > tmp_prob)
 415                         mi->max_prob_rate = index;
 416                 if (mrs->prob_ewma > max_gpr_prob)
 417                         mg->max_group_prob_rate = index;
 418         }
 419 }
 420
 421
 422 /*
 423  * Assign new rate set per sta and use CCK rates only if the fastest
 424  * rate (max_tp_rate[0]) is from CCK group. This prohibits such sorted
 425  * rate sets where MCS and CCK rates are mixed, because CCK rates can
 426  * not use aggregation.
 427  */
 428 static void
 429 minstrel_ht_assign_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi,
 430                                  u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES],
 431                                  u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES])
 432 {
 433         unsigned int tmp_group, tmp_idx, tmp_cck_tp, tmp_mcs_tp, tmp_prob;
 434         int i;
 435
 436         tmp_group = tmp_cck_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 437         tmp_idx = tmp_cck_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
 438         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 439         tmp_cck_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 440
 441         tmp_group = tmp_mcs_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 442         tmp_idx = tmp_mcs_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
 443         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 444         tmp_mcs_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 445
 446         if (tmp_cck_tp > tmp_mcs_tp) {
 447                 for(i = 0; i < MAX_THR_RATES; i++) {
 448                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, tmp_cck_tp_rate[i],
 449                                                        tmp_mcs_tp_rate);
 450                 }
 451         }
 452
 453 }
 454
 455 /*
 456  * Try to increase robustness of max_prob rate by decrease number of
 457  * streams if possible.
 458  */
 459 static inline void
 460 minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(struct minstrel_ht_sta *mi)
 461 {
 462         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 463         int tmp_max_streams, group, tmp_idx, tmp_prob;
 464         int tmp_tp = 0;
 465
 466         tmp_max_streams = minstrel_mcs_groups[mi->max_tp_rate[0] /
 467                           MCS_GROUP_RATES].streams;
 468         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 469                 mg = &mi->groups[group];
 470                 if (!mi->supported[group] || group == MINSTREL_CCK_GROUP)
 471                         continue;
 472
 473                 tmp_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 474                 tmp_prob = mi->groups[group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 475
 476                 if (tmp_tp < minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, tmp_idx, tmp_prob) &&
 477                    (minstrel_mcs_groups[group].streams < tmp_max_streams)) {
 478                                 mi->max_prob_rate = mg->max_group_prob_rate;
 479                                 tmp_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group,
 480                                                                 tmp_idx,
 481                                                                 tmp_prob);
 482                 }
 483         }
 484 }
 485
 486 /*
 487  * Update rate statistics and select new primary rates
 488  *
 489  * Rules for rate selection:
 490  *  - max_prob_rate must use only one stream, as a tradeoff between delivery
 491  *    probability and throughput during strong fluctuations
 492  *  - as long as the max prob rate has a probability of more than 75%, pick
 493  *    higher throughput rates, even if the probablity is a bit lower
 494  */
 495 static void
 496 minstrel_ht_update_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 497 {
 498         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 499         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 500         int group, i, j, cur_prob;
 501         u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES], tmp_group_tp_rate[MAX_THR_RATES];
 502         u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES], index;
 503
 504         if (mi->ampdu_packets > 0) {
 505                 mi->avg_ampdu_len = minstrel_ewma(mi->avg_ampdu_len,
 506                         MINSTREL_FRAC(mi->ampdu_len, mi->ampdu_packets), EWMA_LEVEL);
 507                 mi->ampdu_len = 0;
 508                 mi->ampdu_packets = 0;
 509         }
 510
 511         mi->sample_slow = 0;
 512         mi->sample_count = 0;
 513
 514         /* Initialize global rate indexes */
 515         for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++){
 516                 tmp_mcs_tp_rate[j] = 0;
 517                 tmp_cck_tp_rate[j] = 0;
 518         }
 519
 520         /* Find best rate sets within all MCS groups*/
 521         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 522
 523                 mg = &mi->groups[group];
 524                 if (!mi->supported[group])
 525                         continue;
 526
 527                 mi->sample_count++;
 528
 529                 /* (re)Initialize group rate indexes */
 530                 for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++)
 531                         tmp_group_tp_rate[j] = group;
 532
 533                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
 534                         if (!(mi->supported[group] & BIT(i)))
 535                                 continue;
 536
 537                         index = MCS_GROUP_RATES * group + i;
 538
 539                         mrs = &mg->rates[i];
 540                         mrs->retry_updated = false;
 541                         minstrel_calc_rate_stats(mrs);
 542                         cur_prob = mrs->prob_ewma;
 543
 544                         if (minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, i, cur_prob) == 0)
 545                                 continue;
 546
 547                         /* Find max throughput rate set */
 548                         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP) {
 549                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 550                                                                tmp_mcs_tp_rate);
 551                         } else if (group == MINSTREL_CCK_GROUP) {
 552                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 553                                                                tmp_cck_tp_rate);
 554                         }
 555
 556                         /* Find max throughput rate set within a group */
 557                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 558                                                        tmp_group_tp_rate);
 559
 560                         /* Find max probability rate per group and global */
 561                         minstrel_ht_set_best_prob_rate(mi, index);
 562                 }
 563
 564                 memcpy(mg->max_group_tp_rate, tmp_group_tp_rate,
 565                        sizeof(mg->max_group_tp_rate));
 566         }
 567
 568         /* Assign new rate set per sta */
 569         minstrel_ht_assign_best_tp_rates(mi, tmp_mcs_tp_rate, tmp_cck_tp_rate);
 570         memcpy(mi->max_tp_rate, tmp_mcs_tp_rate, sizeof(mi->max_tp_rate));
 571
 572         /* Try to increase robustness of max_prob_rate*/
 573         minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(mi);
 574
 575         /* try to sample all available rates during each interval */
 576         mi->sample_count *= 8;
 577
 578 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 579         /* use fixed index if set */
 580         if (mp->fixed_rate_idx != -1) {
 581                 for (i = 0; i < 4; i++)
 582                         mi->max_tp_rate[i] = mp->fixed_rate_idx;
 583                 mi->max_prob_rate = mp->fixed_rate_idx;
 584         }
 585 #endif
 586
 587         /* Reset update timer */
 588         mi->last_stats_update = jiffies;
 589 }
 590
 591 static bool
 592 minstrel_ht_txstat_valid(struct minstrel_priv *mp, struct ieee80211_tx_rate *rate)
 593 {
 594         if (rate->idx < 0)
 595                 return false;
 596
 597         if (!rate->count)
 598                 return false;
 599
 600         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS ||
 601             rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
 602                 return true;
 603
 604         return rate->idx == mp->cck_rates[0] ||
 605                rate->idx == mp->cck_rates[1] ||
 606                rate->idx == mp->cck_rates[2] ||
 607                rate->idx == mp->cck_rates[3];
 608 }
 609
 610 static void
 611 minstrel_set_next_sample_idx(struct minstrel_ht_sta *mi)
 612 {
 613         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 614
 615         for (;;) {
 616                 mi->sample_group++;
 617                 mi->sample_group %= ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups);
 618                 mg = &mi->groups[mi->sample_group];
 619
 620                 if (!mi->supported[mi->sample_group])
 621                         continue;
 622
 623                 if (++mg->index >= MCS_GROUP_RATES) {
 624                         mg->index = 0;
 625                         if (++mg->column >= ARRAY_SIZE(sample_table))
 626                                 mg->column = 0;
 627                 }
 628                 break;
 629         }
 630 }
 631
 632 static void
 633 minstrel_downgrade_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 *idx, bool primary)
 634 {
 635         int group, orig_group;
 636
 637         orig_group = group = *idx / MCS_GROUP_RATES;
 638         while (group > 0) {
 639                 group--;
 640
 641                 if (!mi->supported[group])
 642                         continue;
 643
 644                 if (minstrel_mcs_groups[group].streams >
 645                     minstrel_mcs_groups[orig_group].streams)
 646                         continue;
 647
 648                 if (primary)
 649                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[0];
 650                 else
 651                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[1];
 652                 break;
 653         }
 654 }
 655
 656 static void
 657 minstrel_aggr_check(struct ieee80211_sta *pubsta, struct sk_buff *skb)
 658 {
 659         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
 660         struct sta_info *sta = container_of(pubsta, struct sta_info, sta);
 661         u16 tid;
 662
 663         if (skb_get_queue_mapping(skb) == IEEE80211_AC_VO)
 664                 return;
 665
 666         if (unlikely(!ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control)))
 667                 return;
 668
 669         if (unlikely(skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE)))
 670                 return;
 671
 672         tid = *ieee80211_get_qos_ctl(hdr) & IEEE80211_QOS_CTL_TID_MASK;
 673         if (likely(sta->ampdu_mlme.tid_tx[tid]))
 674                 return;
 675
 676         ieee80211_start_tx_ba_session(pubsta, tid, 0);
 677 }
 678
 679 static void
 680 minstrel_ht_tx_status(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 681                       void *priv_sta, struct ieee80211_tx_status *st)
 682 {
 683         struct ieee80211_tx_info *info = st->info;
 684         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 685         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
 686         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
 687         struct minstrel_rate_stats *rate, *rate2;
 688         struct minstrel_priv *mp = priv;
 689         bool last, update = false;
 690         int i;
 691
 692         if (!msp->is_ht)
 693                 return mac80211_minstrel.tx_status_ext(priv, sband,
 694                                                        &msp->legacy, st);
 695
 696         /* This packet was aggregated but doesn't carry status info */
 697         if ((info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
 698             !(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU))
 699                 return;
 700
 701         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU)) {
 702                 info->status.ampdu_ack_len =
 703                         (info->flags & IEEE80211_TX_STAT_ACK ? 1 : 0);
 704                 info->status.ampdu_len = 1;
 705         }
 706
 707         mi->ampdu_packets++;
 708         mi->ampdu_len += info->status.ampdu_len;
 709
 710         if (!mi->sample_wait && !mi->sample_tries && mi->sample_count > 0) {
 711                 mi->sample_wait = 16 + 2 * MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 712                 mi->sample_tries = 1;
 713                 mi->sample_count--;
 714         }
 715
 716         if (info->flags & IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE)
 717                 mi->sample_packets += info->status.ampdu_len;
 718
 719         last = !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[0]);
 720         for (i = 0; !last; i++) {
 721                 last = (i == IEEE80211_TX_MAX_RATES - 1) ||
 722                        !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[i + 1]);
 723
 724                 rate = minstrel_ht_get_stats(mp, mi, &ar[i]);
 725
 726                 if (last)
 727                         rate->success += info->status.ampdu_ack_len;
 728
 729                 rate->attempts += ar[i].count * info->status.ampdu_len;
 730         }
 731
 732         /*
 733          * check for sudden death of spatial multiplexing,
 734          * downgrade to a lower number of streams if necessary.
 735          */
 736         rate = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[0]);
 737         if (rate->attempts > 30 &&
 738             MINSTREL_FRAC(rate->success, rate->attempts) <
 739             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
 740                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[0], true);
 741                 update = true;
 742         }
 743
 744         rate2 = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[1]);
 745         if (rate2->attempts > 30 &&
 746             MINSTREL_FRAC(rate2->success, rate2->attempts) <
 747             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
 748                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[1], false);
 749                 update = true;
 750         }
 751
 752         if (time_after(jiffies, mi->last_stats_update +
 753                                 (mp->update_interval / 2 * HZ) / 1000)) {
 754                 update = true;
 755                 minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
 756         }
 757
 758         if (update)
 759                 minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
 760 }
 761
 762 static void
 763 minstrel_calc_retransmit(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 764                          int index)
 765 {
 766         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 767         const struct mcs_group *group;
 768         unsigned int tx_time, tx_time_rtscts, tx_time_data;
 769         unsigned int cw = mp->cw_min;
 770         unsigned int ctime = 0;
 771         unsigned int t_slot = 9; /* FIXME */
 772         unsigned int ampdu_len = MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 773         unsigned int overhead = 0, overhead_rtscts = 0;
 774
 775         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 776         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
 777                 mrs->retry_count = 1;
 778                 mrs->retry_count_rtscts = 1;
 779                 return;
 780         }
 781
 782         mrs->retry_count = 2;
 783         mrs->retry_count_rtscts = 2;
 784         mrs->retry_updated = true;
 785
 786         group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 787         tx_time_data = group->duration[index % MCS_GROUP_RATES] * ampdu_len / 1000;
 788
 789         /* Contention time for first 2 tries */
 790         ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 791         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 792         ctime += (t_slot * cw) >> 1;
 793         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 794
 795         if (index / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP) {
 796                 overhead = mi->overhead;
 797                 overhead_rtscts = mi->overhead_rtscts;
 798         }
 799
 800         /* Total TX time for data and Contention after first 2 tries */
 801         tx_time = ctime + 2 * (overhead + tx_time_data);
 802         tx_time_rtscts = ctime + 2 * (overhead_rtscts + tx_time_data);
 803
 804         /* See how many more tries we can fit inside segment size */
 805         do {
 806                 /* Contention time for this try */
 807                 ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 808                 cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 809
 810                 /* Total TX time after this try */
 811                 tx_time += ctime + overhead + tx_time_data;
 812                 tx_time_rtscts += ctime + overhead_rtscts + tx_time_data;
 813
 814                 if (tx_time_rtscts < mp->segment_size)
 815                         mrs->retry_count_rtscts++;
 816         } while ((tx_time < mp->segment_size) &&
 817                  (++mrs->retry_count < mp->max_retry));
 818 }
 819
 820
 821 static void
 822 minstrel_ht_set_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 823                      struct ieee80211_sta_rates *ratetbl, int offset, int index)
 824 {
 825         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 826         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 827         u8 idx;
 828         u16 flags = group->flags;
 829
 830         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 831         if (!mrs->retry_updated)
 832                 minstrel_calc_retransmit(mp, mi, index);
 833
 834         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(20, 100) || !mrs->retry_count) {
 835                 ratetbl->rate[offset].count = 2;
 836                 ratetbl->rate[offset].count_rts = 2;
 837                 ratetbl->rate[offset].count_cts = 2;
 838         } else {
 839                 ratetbl->rate[offset].count = mrs->retry_count;
 840                 ratetbl->rate[offset].count_cts = mrs->retry_count;
 841                 ratetbl->rate[offset].count_rts = mrs->retry_count_rtscts;
 842         }
 843
 844         if (index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP)
 845                 idx = mp->cck_rates[index % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates)];
 846         else if (flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
 847                 idx = ((group->streams - 1) << 4) |
 848                       ((index % MCS_GROUP_RATES) & 0xF);
 849         else
 850                 idx = index % MCS_GROUP_RATES + (group->streams - 1) * 8;
 851
 852         /* enable RTS/CTS if needed:
 853          *  - if station is in dynamic SMPS (and streams > 1)
 854          *  - for fallback rates, to increase chances of getting through
 855          */
 856         if (offset > 0 ||
 857             (mi->sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_DYNAMIC &&
 858              group->streams > 1)) {
 859                 ratetbl->rate[offset].count = ratetbl->rate[offset].count_rts;
 860                 flags |= IEEE80211_TX_RC_USE_RTS_CTS;
 861         }
 862
 863         ratetbl->rate[offset].idx = idx;
 864         ratetbl->rate[offset].flags = flags;
 865 }
 866
 867 static inline int
 868 minstrel_ht_get_prob_ewma(struct minstrel_ht_sta *mi, int rate)
 869 {
 870         int group = rate / MCS_GROUP_RATES;
 871         rate %= MCS_GROUP_RATES;
 872         return mi->groups[group].rates[rate].prob_ewma;
 873 }
 874
 875 static int
 876 minstrel_ht_get_max_amsdu_len(struct minstrel_ht_sta *mi)
 877 {
 878         int group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 879         const struct mcs_group *g = &minstrel_mcs_groups[group];
 880         int rate = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 881
 882         /* Disable A-MSDU if max_prob_rate is bad */
 883         if (mi->groups[group].rates[rate].prob_ewma < MINSTREL_FRAC(50, 100))
 884                 return 1;
 885
 886         /* If the rate is slower than single-stream MCS1, make A-MSDU limit small */
 887         if (g->duration[rate] > MCS_DURATION(1, 0, 52))
 888                 return 500;
 889
 890         /*
 891          * If the rate is slower than single-stream MCS4, limit A-MSDU to usual
 892          * data packet size
 893          */
 894         if (g->duration[rate] > MCS_DURATION(1, 0, 104))
 895                 return 1600;
 896
 897         /*
 898          * If the rate is slower than single-stream MCS7, or if the max throughput
 899          * rate success probability is less than 75%, limit A-MSDU to twice the usual
 900          * data packet size
 901          */
 902         if (g->duration[rate] > MCS_DURATION(1, 0, 260) ||
 903             (minstrel_ht_get_prob_ewma(mi, mi->max_tp_rate[0]) <
 904              MINSTREL_FRAC(75, 100)))
 905                 return 3200;
 906
 907         /*
 908          * HT A-MPDU limits maximum MPDU size under BA agreement to 4095 bytes.
 909          * Since aggregation sessions are started/stopped without txq flush, use
 910          * the limit here to avoid the complexity of having to de-aggregate
 911          * packets in the queue.
 912          */
 913         if (!mi->sta->vht_cap.vht_supported)
 914                 return IEEE80211_MAX_MPDU_LEN_HT_BA;
 915
 916         /* unlimited */
 917         return 0;
 918 }
 919
 920 static void
 921 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 922 {
 923         struct ieee80211_sta_rates *rates;
 924         int i = 0;
 925
 926         rates = kzalloc(sizeof(*rates), GFP_ATOMIC);
 927         if (!rates)
 928                 return;
 929
 930         /* Start with max_tp_rate[0] */
 931         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[0]);
 932
 933         if (mp->hw->max_rates >= 3) {
 934                 /* At least 3 tx rates supported, use max_tp_rate[1] next */
 935                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[1]);
 936         }
 937
 938         if (mp->hw->max_rates >= 2) {
 939                 /*
 940                  * At least 2 tx rates supported, use max_prob_rate next */
 941                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_prob_rate);
 942         }
 943
 944         mi->sta->max_rc_amsdu_len = minstrel_ht_get_max_amsdu_len(mi);
 945         rates->rate[i].idx = -1;
 946         rate_control_set_rates(mp->hw, mi->sta, rates);
 947 }
 948
 949 static inline int
 950 minstrel_get_duration(int index)
 951 {
 952         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 953         return group->duration[index % MCS_GROUP_RATES];
 954 }
 955
 956 static int
 957 minstrel_get_sample_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 958 {
 959         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 960         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 961         unsigned int sample_dur, sample_group, cur_max_tp_streams;
 962         int tp_rate1, tp_rate2;
 963         int sample_idx = 0;
 964
 965         if (mi->sample_wait > 0) {
 966                 mi->sample_wait--;
 967                 return -1;
 968         }
 969
 970         if (!mi->sample_tries)
 971                 return -1;
 972
 973         sample_group = mi->sample_group;
 974         mg = &mi->groups[sample_group];
 975         sample_idx = sample_table[mg->column][mg->index];
 976         minstrel_set_next_sample_idx(mi);
 977
 978         if (!(mi->supported[sample_group] & BIT(sample_idx)))
 979                 return -1;
 980
 981         mrs = &mg->rates[sample_idx];
 982         sample_idx += sample_group * MCS_GROUP_RATES;
 983
 984         /* Set tp_rate1, tp_rate2 to the highest / second highest max_tp_rate */
 985         if (minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[0]) >
 986             minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[1])) {
 987                 tp_rate1 = mi->max_tp_rate[1];
 988                 tp_rate2 = mi->max_tp_rate[0];
 989         } else {
 990                 tp_rate1 = mi->max_tp_rate[0];
 991                 tp_rate2 = mi->max_tp_rate[1];
 992         }
 993
 994         /*
 995          * Sampling might add some overhead (RTS, no aggregation)
 996          * to the frame. Hence, don't use sampling for the highest currently
 997          * used highest throughput or probability rate.
 998          */
 999         if (sample_idx == mi->max_tp_rate[0] || sample_idx == mi->max_prob_rate)
1000                 return -1;
1001
1002         /*
1003          * Do not sample if the probability is already higher than 95%
1004          * to avoid wasting airtime.
1005          */
1006         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(95, 100))
1007                 return -1;
1008
1009         /*
1010          * Make sure that lower rates get sampled only occasionally,
1011          * if the link is working perfectly.
1012          */
1013
1014         cur_max_tp_streams = minstrel_mcs_groups[tp_rate1 /
1015                 MCS_GROUP_RATES].streams;
1016         sample_dur = minstrel_get_duration(sample_idx);
1017         if (sample_dur >= minstrel_get_duration(tp_rate2) &&
1018             (cur_max_tp_streams - 1 <
1019              minstrel_mcs_groups[sample_group].streams ||
1020              sample_dur >= minstrel_get_duration(mi->max_prob_rate))) {
1021                 if (mrs->sample_skipped < 20)
1022                         return -1;
1023
1024                 if (mi->sample_slow++ > 2)
1025                         return -1;
1026         }
1027         mi->sample_tries--;
1028
1029         return sample_idx;
1030 }
1031
1032 static void
1033 minstrel_ht_get_rate(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1034                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc)
1035 {
1036         const struct mcs_group *sample_group;
1037         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(txrc->skb);
1038         struct ieee80211_tx_rate *rate = &info->status.rates[0];
1039         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1040         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1041         struct minstrel_priv *mp = priv;
1042         int sample_idx;
1043
1044         if (rate_control_send_low(sta, priv_sta, txrc))
1045                 return;
1046
1047         if (!msp->is_ht)
1048                 return mac80211_minstrel.get_rate(priv, sta, &msp->legacy, txrc);
1049
1050         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
1051             mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP)
1052                 minstrel_aggr_check(sta, txrc->skb);
1053
1054         info->flags |= mi->tx_flags;
1055
1056 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1057         if (mp->fixed_rate_idx != -1)
1058                 return;
1059 #endif
1060
1061         /* Don't use EAPOL frames for sampling on non-mrr hw */
1062         if (mp->hw->max_rates == 1 &&
1063             (info->control.flags & IEEE80211_TX_CTRL_PORT_CTRL_PROTO))
1064                 sample_idx = -1;
1065         else
1066                 sample_idx = minstrel_get_sample_rate(mp, mi);
1067
1068         mi->total_packets++;
1069
1070         /* wraparound */
1071         if (mi->total_packets == ~0) {
1072                 mi->total_packets = 0;
1073                 mi->sample_packets = 0;
1074         }
1075
1076         if (sample_idx < 0)
1077                 return;
1078
1079         sample_group = &minstrel_mcs_groups[sample_idx / MCS_GROUP_RATES];
1080         info->flags |= IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE;
1081         rate->count = 1;
1082
1083         if (sample_idx / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP) {
1084                 int idx = sample_idx % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates);
1085                 rate->idx = mp->cck_rates[idx];
1086         } else if (sample_group->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
1087                 ieee80211_rate_set_vht(rate, sample_idx % MCS_GROUP_RATES,
1088                                        sample_group->streams);
1089         } else {
1090                 rate->idx = sample_idx % MCS_GROUP_RATES +
1091                             (sample_group->streams - 1) * 8;
1092         }
1093
1094         rate->flags = sample_group->flags;
1095 }
1096
1097 static void
1098 minstrel_ht_update_cck(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
1099                        struct ieee80211_supported_band *sband,
1100                        struct ieee80211_sta *sta)
1101 {
1102         int i;
1103
1104         if (sband->band != NL80211_BAND_2GHZ)
1105                 return;
1106
1107         if (!ieee80211_hw_check(mp->hw, SUPPORTS_HT_CCK_RATES))
1108                 return;
1109
1110         mi->cck_supported = 0;
1111         mi->cck_supported_short = 0;
1112         for (i = 0; i < 4; i++) {
1113                 if (!rate_supported(sta, sband->band, mp->cck_rates[i]))
1114                         continue;
1115
1116                 mi->cck_supported |= BIT(i);
1117                 if (sband->bitrates[i].flags & IEEE80211_RATE_SHORT_PREAMBLE)
1118                         mi->cck_supported_short |= BIT(i);
1119         }
1120
1121         mi->supported[MINSTREL_CCK_GROUP] = mi->cck_supported;
1122 }
1123
1124 static void
1125 minstrel_ht_update_caps(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1126                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1127                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1128 {
1129         struct minstrel_priv *mp = priv;
1130         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1131         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1132         struct ieee80211_mcs_info *mcs = &sta->ht_cap.mcs;
1133         u16 sta_cap = sta->ht_cap.cap;
1134         struct ieee80211_sta_vht_cap *vht_cap = &sta->vht_cap;
1135         struct sta_info *sinfo = container_of(sta, struct sta_info, sta);
1136         int use_vht;
1137         int n_supported = 0;
1138         int ack_dur;
1139         int stbc;
1140         int i;
1141
1142         /* fall back to the old minstrel for legacy stations */
1143         if (!sta->ht_cap.ht_supported)
1144                 goto use_legacy;
1145
1146         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups) != MINSTREL_GROUPS_NB);
1147
1148 #ifdef CONFIG_MAC80211_RC_MINSTREL_VHT
1149         if (vht_cap->vht_supported)
1150                 use_vht = vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map != cpu_to_le16(~0);
1151         else
1152 #endif
1153         use_vht = 0;
1154
1155         msp->is_ht = true;
1156         memset(mi, 0, sizeof(*mi));
1157
1158         mi->sta = sta;
1159         mi->last_stats_update = jiffies;
1160
1161         ack_dur = ieee80211_frame_duration(sband->band, 10, 60, 1, 1, 0);
1162         mi->overhead = ieee80211_frame_duration(sband->band, 0, 60, 1, 1, 0);
1163         mi->overhead += ack_dur;
1164         mi->overhead_rtscts = mi->overhead + 2 * ack_dur;
1165
1166         mi->avg_ampdu_len = MINSTREL_FRAC(1, 1);
1167
1168         /* When using MRR, sample more on the first attempt, without delay */
1169         if (mp->has_mrr) {
1170                 mi->sample_count = 16;
1171                 mi->sample_wait = 0;
1172         } else {
1173                 mi->sample_count = 8;
1174                 mi->sample_wait = 8;
1175         }
1176         mi->sample_tries = 4;
1177
1178         /* TODO tx_flags for vht - ATM the RC API is not fine-grained enough */
1179         if (!use_vht) {
1180                 stbc = (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC) >>
1181                         IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC_SHIFT;
1182                 mi->tx_flags |= stbc << IEEE80211_TX_CTL_STBC_SHIFT;
1183
1184                 if (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_LDPC_CODING)
1185                         mi->tx_flags |= IEEE80211_TX_CTL_LDPC;
1186         }
1187
1188         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->groups); i++) {
1189                 u32 gflags = minstrel_mcs_groups[i].flags;
1190                 int bw, nss;
1191
1192                 mi->supported[i] = 0;
1193                 if (i == MINSTREL_CCK_GROUP) {
1194                         minstrel_ht_update_cck(mp, mi, sband, sta);
1195                         continue;
1196                 }
1197
1198                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) {
1199                         if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) {
1200                                 if (!(sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_40))
1201                                         continue;
1202                         } else {
1203                                 if (!(sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_20))
1204                                         continue;
1205                         }
1206                 }
1207
1208                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH &&
1209                     sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_40)
1210                         continue;
1211
1212                 nss = minstrel_mcs_groups[i].streams;
1213
1214                 /* Mark MCS > 7 as unsupported if STA is in static SMPS mode */
1215                 if (sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_STATIC && nss > 1)
1216                         continue;
1217
1218                 /* HT rate */
1219                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
1220 #ifdef CONFIG_MAC80211_RC_MINSTREL_VHT
1221                         if (use_vht && minstrel_vht_only)
1222                                 continue;
1223 #endif
1224                         mi->supported[i] = mcs->rx_mask[nss - 1];
1225                         if (mi->supported[i])
1226                                 n_supported++;
1227                         continue;
1228                 }
1229
1230                 /* VHT rate */
1231                 if (!vht_cap->vht_supported ||
1232                     WARN_ON(!(gflags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)) ||
1233                     WARN_ON(gflags & IEEE80211_TX_RC_160_MHZ_WIDTH))
1234                         continue;
1235
1236                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH) {
1237                         if (sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_80 ||
1238                             ((gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) &&
1239                              !(vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_SHORT_GI_80))) {
1240                                 continue;
1241                         }
1242                 }
1243
1244                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
1245                         bw = BW_40;
1246                 else if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH)
1247                         bw = BW_80;
1248                 else
1249                         bw = BW_20;
1250
1251                 mi->supported[i] = minstrel_get_valid_vht_rates(bw, nss,
1252                                 vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map);
1253
1254                 if (mi->supported[i])
1255                         n_supported++;
1256         }
1257
1258         if (!n_supported)
1259                 goto use_legacy;
1260
1261         if (test_sta_flag(sinfo, WLAN_STA_SHORT_PREAMBLE))
1262                 mi->cck_supported_short |= mi->cck_supported_short << 4;
1263
1264         /* create an initial rate table with the lowest supported rates */
1265         minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
1266         minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
1267
1268         return;
1269
1270 use_legacy:
1271         msp->is_ht = false;
1272         memset(&msp->legacy, 0, sizeof(msp->legacy));
1273         msp->legacy.r = msp->ratelist;
1274         msp->legacy.sample_table = msp->sample_table;
1275         return mac80211_minstrel.rate_init(priv, sband, chandef, sta,
1276                                            &msp->legacy);
1277 }
1278
1279 static void
1280 minstrel_ht_rate_init(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1281                       struct cfg80211_chan_def *chandef,
1282                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1283 {
1284         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1285 }
1286
1287 static void
1288 minstrel_ht_rate_update(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1289                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1290                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1291                         u32 changed)
1292 {
1293         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1294 }
1295
1296 static void *
1297 minstrel_ht_alloc_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, gfp_t gfp)
1298 {
1299         struct ieee80211_supported_band *sband;
1300         struct minstrel_ht_sta_priv *msp;
1301         struct minstrel_priv *mp = priv;
1302         struct ieee80211_hw *hw = mp->hw;
1303         int max_rates = 0;
1304         int i;
1305
1306         for (i = 0; i < NUM_NL80211_BANDS; i++) {
1307                 sband = hw->wiphy->bands[i];
1308                 if (sband && sband->n_bitrates > max_rates)
1309                         max_rates = sband->n_bitrates;
1310         }
1311
1312         msp = kzalloc(sizeof(*msp), gfp);
1313         if (!msp)
1314                 return NULL;
1315
1316         msp->ratelist = kzalloc(sizeof(struct minstrel_rate) * max_rates, gfp);
1317         if (!msp->ratelist)
1318                 goto error;
1319
1320         msp->sample_table = kmalloc(SAMPLE_COLUMNS * max_rates, gfp);
1321         if (!msp->sample_table)
1322                 goto error1;
1323
1324         return msp;
1325
1326 error1:
1327         kfree(msp->ratelist);
1328 error:
1329         kfree(msp);
1330         return NULL;
1331 }
1332
1333 static void
1334 minstrel_ht_free_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1335 {
1336         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1337
1338         kfree(msp->sample_table);
1339         kfree(msp->ratelist);
1340         kfree(msp);
1341 }
1342
1343 static void *
1344 minstrel_ht_alloc(struct ieee80211_hw *hw, struct dentry *debugfsdir)
1345 {
1346         return mac80211_minstrel.alloc(hw, debugfsdir);
1347 }
1348
1349 static void
1350 minstrel_ht_free(void *priv)
1351 {
1352         mac80211_minstrel.free(priv);
1353 }
1354
1355 static u32 minstrel_ht_get_expected_throughput(void *priv_sta)
1356 {
1357         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1358         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1359         int i, j, prob, tp_avg;
1360
1361         if (!msp->is_ht)
1362                 return mac80211_minstrel.get_expected_throughput(priv_sta);
1363
1364         i = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
1365         j = mi->max_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
1366         prob = mi->groups[i].rates[j].prob_ewma;
1367
1368         /* convert tp_avg from pkt per second in kbps */
1369         tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, i, j, prob) * 10;
1370         tp_avg = tp_avg * AVG_PKT_SIZE * 8 / 1024;
1371
1372         return tp_avg;
1373 }
1374
1375 static const struct rate_control_ops mac80211_minstrel_ht = {
1376         .name = "minstrel_ht",
1377         .tx_status_ext = minstrel_ht_tx_status,
1378         .get_rate = minstrel_ht_get_rate,
1379         .rate_init = minstrel_ht_rate_init,
1380         .rate_update = minstrel_ht_rate_update,
1381         .alloc_sta = minstrel_ht_alloc_sta,
1382         .free_sta = minstrel_ht_free_sta,
1383         .alloc = minstrel_ht_alloc,
1384         .free = minstrel_ht_free,
1385 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1386         .add_sta_debugfs = minstrel_ht_add_sta_debugfs,
1387         .remove_sta_debugfs = minstrel_ht_remove_sta_debugfs,
1388 #endif
1389         .get_expected_throughput = minstrel_ht_get_expected_throughput,
1390 };
1391
1392
1393 static void __init init_sample_table(void)
1394 {
1395         int col, i, new_idx;
1396         u8 rnd[MCS_GROUP_RATES];
1397
1398         memset(sample_table, 0xff, sizeof(sample_table));
1399         for (col = 0; col < SAMPLE_COLUMNS; col++) {
1400                 prandom_bytes(rnd, sizeof(rnd));
1401                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
1402                         new_idx = (i + rnd[i]) % MCS_GROUP_RATES;
1403                         while (sample_table[col][new_idx] != 0xff)
1404                                 new_idx = (new_idx + 1) % MCS_GROUP_RATES;
1405
1406                         sample_table[col][new_idx] = i;
1407                 }
1408         }
1409 }
1410
1411 int __init
1412 rc80211_minstrel_ht_init(void)
1413 {
1414         init_sample_table();
1415         return ieee80211_rate_control_register(&mac80211_minstrel_ht);
1416 }
1417
1418 void
1419 rc80211_minstrel_ht_exit(void)
1420 {
1421         ieee80211_rate_control_unregister(&mac80211_minstrel_ht);
1422 }