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 #define _MAX(a, b) (((a)>(b))?(a):(b))
  55
  56 #define GROUP_SHIFT(duration)                                           \
  57         _MAX(0, 16 - __builtin_clz(duration))
  58
  59 /* MCS rate information for an MCS group */
  60 #define __MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40, _s)                          \
  61         [GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)] = {                          \
  62         .streams = _streams,                                            \
  63         .shift = _s,                                                    \
  64         .flags =                                                        \
  65                 IEEE80211_TX_RC_MCS |                                   \
  66                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
  67                 (_ht40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),             \
  68         .duration = {                                                   \
  69                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26) >> _s,    \
  70                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 108 : 52) >> _s,   \
  71                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 162 : 78) >> _s,   \
  72                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 216 : 104) >> _s,  \
  73                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 324 : 156) >> _s,  \
  74                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 432 : 208) >> _s,  \
  75                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 486 : 234) >> _s,  \
  76                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 540 : 260) >> _s   \
  77         }                                                               \
  78 }
  79
  80 #define MCS_GROUP_SHIFT(_streams, _sgi, _ht40)                          \
  81         GROUP_SHIFT(MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26))
  82
  83 #define MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40)                                \
  84         __MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40,                              \
  85                     MCS_GROUP_SHIFT(_streams, _sgi, _ht40))
  86
  87 #define VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)                              \
  88         (MINSTREL_VHT_GROUP_0 +                                         \
  89          MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * (_bw) +                             \
  90          MINSTREL_MAX_STREAMS * (_sgi) +                                \
  91          (_streams) - 1)
  92
  93 #define BW2VBPS(_bw, r3, r2, r1)                                        \
  94         (_bw == BW_80 ? r3 : _bw == BW_40 ? r2 : r1)
  95
  96 #define __VHT_GROUP(_streams, _sgi, _bw, _s)                            \
  97         [VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)] = {                        \
  98         .streams = _streams,                                            \
  99         .shift = _s,                                                    \
 100         .flags =                                                        \
 101                 IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS |                               \
 102                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
 103                 (_bw == BW_80 ? IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH :          \
 104                  _bw == BW_40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),      \
 105         .duration = {                                                   \
 106                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 107                              BW2VBPS(_bw,  117,  54,  26)) >> _s,       \
 108                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 109                              BW2VBPS(_bw,  234, 108,  52)) >> _s,       \
 110                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 111                              BW2VBPS(_bw,  351, 162,  78)) >> _s,       \
 112                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 113                              BW2VBPS(_bw,  468, 216, 104)) >> _s,       \
 114                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 115                              BW2VBPS(_bw,  702, 324, 156)) >> _s,       \
 116                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 117                              BW2VBPS(_bw,  936, 432, 208)) >> _s,       \
 118                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 119                              BW2VBPS(_bw, 1053, 486, 234)) >> _s,       \
 120                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 121                              BW2VBPS(_bw, 1170, 540, 260)) >> _s,       \
 122                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 123                              BW2VBPS(_bw, 1404, 648, 312)) >> _s,       \
 124                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 125                              BW2VBPS(_bw, 1560, 720, 346)) >> _s        \
 126         }                                                               \
 127 }
 128
 129 #define VHT_GROUP_SHIFT(_streams, _sgi, _bw)                            \
 130         GROUP_SHIFT(MCS_DURATION(_streams, _sgi,                        \
 131                                  BW2VBPS(_bw,  117,  54,  26)))
 132
 133 #define VHT_GROUP(_streams, _sgi, _bw)                                  \
 134         __VHT_GROUP(_streams, _sgi, _bw,                                \
 135                     VHT_GROUP_SHIFT(_streams, _sgi, _bw))
 136
 137 #define CCK_DURATION(_bitrate, _short, _len)            \
 138         (1000 * (10 /* SIFS */ +                        \
 139          (_short ? 72 + 24 : 144 + 48) +                \
 140          (8 * (_len + 4) * 10) / (_bitrate)))
 141
 142 #define CCK_ACK_DURATION(_bitrate, _short)                      \
 143         (CCK_DURATION((_bitrate > 10 ? 20 : 10), false, 60) +   \
 144          CCK_DURATION(_bitrate, _short, AVG_PKT_SIZE))
 145
 146 #define CCK_DURATION_LIST(_short, _s)                   \
 147         CCK_ACK_DURATION(10, _short) >> _s,             \
 148         CCK_ACK_DURATION(20, _short) >> _s,             \
 149         CCK_ACK_DURATION(55, _short) >> _s,             \
 150         CCK_ACK_DURATION(110, _short) >> _s
 151
 152 #define __CCK_GROUP(_s)                                 \
 153         [MINSTREL_CCK_GROUP] = {                        \
 154                 .streams = 1,                           \
 155                 .flags = 0,                             \
 156                 .shift = _s,                            \
 157                 .duration = {                           \
 158                         CCK_DURATION_LIST(false, _s),   \
 159                         CCK_DURATION_LIST(true, _s)     \
 160                 }                                       \
 161         }
 162
 163 #define CCK_GROUP_SHIFT                                 \
 164         GROUP_SHIFT(CCK_ACK_DURATION(10, false))
 165
 166 #define CCK_GROUP __CCK_GROUP(CCK_GROUP_SHIFT)
 167
 168
 169 static bool minstrel_vht_only = true;
 170 module_param(minstrel_vht_only, bool, 0644);
 171 MODULE_PARM_DESC(minstrel_vht_only,
 172                  "Use only VHT rates when VHT is supported by sta.");
 173
 174 /*
 175  * To enable sufficiently targeted rate sampling, MCS rates are divided into
 176  * groups, based on the number of streams and flags (HT40, SGI) that they
 177  * use.
 178  *
 179  * Sortorder has to be fixed for GROUP_IDX macro to be applicable:
 180  * BW -> SGI -> #streams
 181  */
 182 const struct mcs_group minstrel_mcs_groups[] = {
 183         MCS_GROUP(1, 0, BW_20),
 184         MCS_GROUP(2, 0, BW_20),
 185         MCS_GROUP(3, 0, BW_20),
 186         MCS_GROUP(4, 0, BW_20),
 187
 188         MCS_GROUP(1, 1, BW_20),
 189         MCS_GROUP(2, 1, BW_20),
 190         MCS_GROUP(3, 1, BW_20),
 191         MCS_GROUP(4, 1, BW_20),
 192
 193         MCS_GROUP(1, 0, BW_40),
 194         MCS_GROUP(2, 0, BW_40),
 195         MCS_GROUP(3, 0, BW_40),
 196         MCS_GROUP(4, 0, BW_40),
 197
 198         MCS_GROUP(1, 1, BW_40),
 199         MCS_GROUP(2, 1, BW_40),
 200         MCS_GROUP(3, 1, BW_40),
 201         MCS_GROUP(4, 1, BW_40),
 202
 203         CCK_GROUP,
 204
 205         VHT_GROUP(1, 0, BW_20),
 206         VHT_GROUP(2, 0, BW_20),
 207         VHT_GROUP(3, 0, BW_20),
 208         VHT_GROUP(4, 0, BW_20),
 209
 210         VHT_GROUP(1, 1, BW_20),
 211         VHT_GROUP(2, 1, BW_20),
 212         VHT_GROUP(3, 1, BW_20),
 213         VHT_GROUP(4, 1, BW_20),
 214
 215         VHT_GROUP(1, 0, BW_40),
 216         VHT_GROUP(2, 0, BW_40),
 217         VHT_GROUP(3, 0, BW_40),
 218         VHT_GROUP(4, 0, BW_40),
 219
 220         VHT_GROUP(1, 1, BW_40),
 221         VHT_GROUP(2, 1, BW_40),
 222         VHT_GROUP(3, 1, BW_40),
 223         VHT_GROUP(4, 1, BW_40),
 224
 225         VHT_GROUP(1, 0, BW_80),
 226         VHT_GROUP(2, 0, BW_80),
 227         VHT_GROUP(3, 0, BW_80),
 228         VHT_GROUP(4, 0, BW_80),
 229
 230         VHT_GROUP(1, 1, BW_80),
 231         VHT_GROUP(2, 1, BW_80),
 232         VHT_GROUP(3, 1, BW_80),
 233         VHT_GROUP(4, 1, BW_80),
 234 };
 235
 236 static u8 sample_table[SAMPLE_COLUMNS][MCS_GROUP_RATES] __read_mostly;
 237
 238 static void
 239 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi);
 240
 241 /*
 242  * Some VHT MCSes are invalid (when Ndbps / Nes is not an integer)
 243  * e.g for MCS9@20MHzx1Nss: Ndbps=8x52*(5/6) Nes=1
 244  *
 245  * Returns the valid mcs map for struct minstrel_mcs_group_data.supported
 246  */
 247 static u16
 248 minstrel_get_valid_vht_rates(int bw, int nss, __le16 mcs_map)
 249 {
 250         u16 mask = 0;
 251
 252         if (bw == BW_20) {
 253                 if (nss != 3 && nss != 6)
 254                         mask = BIT(9);
 255         } else if (bw == BW_80) {
 256                 if (nss == 3 || nss == 7)
 257                         mask = BIT(6);
 258                 else if (nss == 6)
 259                         mask = BIT(9);
 260         } else {
 261                 WARN_ON(bw != BW_40);
 262         }
 263
 264         switch ((le16_to_cpu(mcs_map) >> (2 * (nss - 1))) & 3) {
 265         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_7:
 266                 mask |= 0x300;
 267                 break;
 268         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_8:
 269                 mask |= 0x200;
 270                 break;
 271         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_9:
 272                 break;
 273         default:
 274                 mask = 0x3ff;
 275         }
 276
 277         return 0x3ff & ~mask;
 278 }
 279
 280 /*
 281  * Look up an MCS group index based on mac80211 rate information
 282  */
 283 static int
 284 minstrel_ht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 285 {
 286         return GROUP_IDX((rate->idx / 8) + 1,
 287                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
 288                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH));
 289 }
 290
 291 static int
 292 minstrel_vht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 293 {
 294         return VHT_GROUP_IDX(ieee80211_rate_get_vht_nss(rate),
 295                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
 296                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) +
 297                              2*!!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH));
 298 }
 299
 300 static struct minstrel_rate_stats *
 301 minstrel_ht_get_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 302                       struct ieee80211_tx_rate *rate)
 303 {
 304         int group, idx;
 305
 306         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
 307                 group = minstrel_ht_get_group_idx(rate);
 308                 idx = rate->idx % 8;
 309         } else if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
 310                 group = minstrel_vht_get_group_idx(rate);
 311                 idx = ieee80211_rate_get_vht_mcs(rate);
 312         } else {
 313                 group = MINSTREL_CCK_GROUP;
 314
 315                 for (idx = 0; idx < ARRAY_SIZE(mp->cck_rates); idx++)
 316                         if (rate->idx == mp->cck_rates[idx])
 317                                 break;
 318
 319                 /* short preamble */
 320                 if ((mi->supported[group] & BIT(idx + 4)) &&
 321                     (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_USE_SHORT_PREAMBLE))
 322                         idx += 4;
 323         }
 324         return &mi->groups[group].rates[idx];
 325 }
 326
 327 static inline struct minstrel_rate_stats *
 328 minstrel_get_ratestats(struct minstrel_ht_sta *mi, int index)
 329 {
 330         return &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES].rates[index % MCS_GROUP_RATES];
 331 }
 332
 333 static unsigned int
 334 minstrel_ht_avg_ampdu_len(struct minstrel_ht_sta *mi)
 335 {
 336         if (!mi->avg_ampdu_len)
 337                 return AVG_AMPDU_SIZE;
 338
 339         return MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 340 }
 341
 342 /*
 343  * Return current throughput based on the average A-MPDU length, taking into
 344  * account the expected number of retransmissions and their expected length
 345  */
 346 int
 347 minstrel_ht_get_tp_avg(struct minstrel_ht_sta *mi, int group, int rate,
 348                        int prob_ewma)
 349 {
 350         unsigned int nsecs = 0;
 351
 352         /* do not account throughput if sucess prob is below 10% */
 353         if (prob_ewma < MINSTREL_FRAC(10, 100))
 354                 return 0;
 355
 356         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP)
 357                 nsecs = 1000 * mi->overhead / minstrel_ht_avg_ampdu_len(mi);
 358
 359         nsecs += minstrel_mcs_groups[group].duration[rate] <<
 360                  minstrel_mcs_groups[group].shift;
 361
 362         /*
 363          * For the throughput calculation, limit the probability value to 90% to
 364          * account for collision related packet error rate fluctuation
 365          * (prob is scaled - see MINSTREL_FRAC above)
 366          */
 367         if (prob_ewma > MINSTREL_FRAC(90, 100))
 368                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((MINSTREL_FRAC(90, 100) * 1000)
 369                                                                       / nsecs));
 370         else
 371                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((prob_ewma * 1000) / nsecs));
 372 }
 373
 374 /*
 375  * Find & sort topmost throughput rates
 376  *
 377  * If multiple rates provide equal throughput the sorting is based on their
 378  * current success probability. Higher success probability is preferred among
 379  * MCS groups, CCK rates do not provide aggregation and are therefore at last.
 380  */
 381 static void
 382 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index,
 383                                u16 *tp_list)
 384 {
 385         int cur_group, cur_idx, cur_tp_avg, cur_prob;
 386         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
 387         int j = MAX_THR_RATES;
 388
 389         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
 390         cur_idx = index  % MCS_GROUP_RATES;
 391         cur_prob = mi->groups[cur_group].rates[cur_idx].prob_ewma;
 392         cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx, cur_prob);
 393
 394         do {
 395                 tmp_group = tp_list[j - 1] / MCS_GROUP_RATES;
 396                 tmp_idx = tp_list[j - 1] % MCS_GROUP_RATES;
 397                 tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 398                 tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx,
 399                                                     tmp_prob);
 400                 if (cur_tp_avg < tmp_tp_avg ||
 401                     (cur_tp_avg == tmp_tp_avg && cur_prob <= tmp_prob))
 402                         break;
 403                 j--;
 404         } while (j > 0);
 405
 406         if (j < MAX_THR_RATES - 1) {
 407                 memmove(&tp_list[j + 1], &tp_list[j], (sizeof(*tp_list) *
 408                        (MAX_THR_RATES - (j + 1))));
 409         }
 410         if (j < MAX_THR_RATES)
 411                 tp_list[j] = index;
 412 }
 413
 414 /*
 415  * Find and set the topmost probability rate per sta and per group
 416  */
 417 static void
 418 minstrel_ht_set_best_prob_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index)
 419 {
 420         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 421         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 422         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
 423         int max_tp_group, cur_tp_avg, cur_group, cur_idx;
 424         int max_gpr_group, max_gpr_idx;
 425         int max_gpr_tp_avg, max_gpr_prob;
 426
 427         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
 428         cur_idx = index % MCS_GROUP_RATES;
 429         mg = &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 430         mrs = &mg->rates[index % MCS_GROUP_RATES];
 431
 432         tmp_group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 433         tmp_idx = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 434         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 435         tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 436
 437         /* if max_tp_rate[0] is from MCS_GROUP max_prob_rate get selected from
 438          * MCS_GROUP as well as CCK_GROUP rates do not allow aggregation */
 439         max_tp_group = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 440         if((index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP) &&
 441             (max_tp_group != MINSTREL_CCK_GROUP))
 442                 return;
 443
 444         max_gpr_group = mg->max_group_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 445         max_gpr_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 446         max_gpr_prob = mi->groups[max_gpr_group].rates[max_gpr_idx].prob_ewma;
 447
 448         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(75, 100)) {
 449                 cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx,
 450                                                     mrs->prob_ewma);
 451                 if (cur_tp_avg > tmp_tp_avg)
 452                         mi->max_prob_rate = index;
 453
 454                 max_gpr_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, max_gpr_group,
 455                                                         max_gpr_idx,
 456                                                         max_gpr_prob);
 457                 if (cur_tp_avg > max_gpr_tp_avg)
 458                         mg->max_group_prob_rate = index;
 459         } else {
 460                 if (mrs->prob_ewma > tmp_prob)
 461                         mi->max_prob_rate = index;
 462                 if (mrs->prob_ewma > max_gpr_prob)
 463                         mg->max_group_prob_rate = index;
 464         }
 465 }
 466
 467
 468 /*
 469  * Assign new rate set per sta and use CCK rates only if the fastest
 470  * rate (max_tp_rate[0]) is from CCK group. This prohibits such sorted
 471  * rate sets where MCS and CCK rates are mixed, because CCK rates can
 472  * not use aggregation.
 473  */
 474 static void
 475 minstrel_ht_assign_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi,
 476                                  u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES],
 477                                  u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES])
 478 {
 479         unsigned int tmp_group, tmp_idx, tmp_cck_tp, tmp_mcs_tp, tmp_prob;
 480         int i;
 481
 482         tmp_group = tmp_cck_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 483         tmp_idx = tmp_cck_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
 484         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 485         tmp_cck_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 486
 487         tmp_group = tmp_mcs_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 488         tmp_idx = tmp_mcs_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
 489         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 490         tmp_mcs_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 491
 492         if (tmp_cck_tp > tmp_mcs_tp) {
 493                 for(i = 0; i < MAX_THR_RATES; i++) {
 494                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, tmp_cck_tp_rate[i],
 495                                                        tmp_mcs_tp_rate);
 496                 }
 497         }
 498
 499 }
 500
 501 /*
 502  * Try to increase robustness of max_prob rate by decrease number of
 503  * streams if possible.
 504  */
 505 static inline void
 506 minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(struct minstrel_ht_sta *mi)
 507 {
 508         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 509         int tmp_max_streams, group, tmp_idx, tmp_prob;
 510         int tmp_tp = 0;
 511
 512         tmp_max_streams = minstrel_mcs_groups[mi->max_tp_rate[0] /
 513                           MCS_GROUP_RATES].streams;
 514         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 515                 mg = &mi->groups[group];
 516                 if (!mi->supported[group] || group == MINSTREL_CCK_GROUP)
 517                         continue;
 518
 519                 tmp_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 520                 tmp_prob = mi->groups[group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 521
 522                 if (tmp_tp < minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, tmp_idx, tmp_prob) &&
 523                    (minstrel_mcs_groups[group].streams < tmp_max_streams)) {
 524                                 mi->max_prob_rate = mg->max_group_prob_rate;
 525                                 tmp_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group,
 526                                                                 tmp_idx,
 527                                                                 tmp_prob);
 528                 }
 529         }
 530 }
 531
 532 /*
 533  * Update rate statistics and select new primary rates
 534  *
 535  * Rules for rate selection:
 536  *  - max_prob_rate must use only one stream, as a tradeoff between delivery
 537  *    probability and throughput during strong fluctuations
 538  *  - as long as the max prob rate has a probability of more than 75%, pick
 539  *    higher throughput rates, even if the probablity is a bit lower
 540  */
 541 static void
 542 minstrel_ht_update_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 543 {
 544         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 545         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 546         int group, i, j, cur_prob;
 547         u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES], tmp_group_tp_rate[MAX_THR_RATES];
 548         u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES], index;
 549
 550         if (mi->ampdu_packets > 0) {
 551                 if (!ieee80211_hw_check(mp->hw, TX_STATUS_NO_AMPDU_LEN))
 552                         mi->avg_ampdu_len = minstrel_ewma(mi->avg_ampdu_len,
 553                                 MINSTREL_FRAC(mi->ampdu_len, mi->ampdu_packets),
 554                                               EWMA_LEVEL);
 555                 else
 556                         mi->avg_ampdu_len = 0;
 557                 mi->ampdu_len = 0;
 558                 mi->ampdu_packets = 0;
 559         }
 560
 561         mi->sample_slow = 0;
 562         mi->sample_count = 0;
 563
 564         /* Initialize global rate indexes */
 565         for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++){
 566                 tmp_mcs_tp_rate[j] = 0;
 567                 tmp_cck_tp_rate[j] = 0;
 568         }
 569
 570         /* Find best rate sets within all MCS groups*/
 571         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 572
 573                 mg = &mi->groups[group];
 574                 if (!mi->supported[group])
 575                         continue;
 576
 577                 mi->sample_count++;
 578
 579                 /* (re)Initialize group rate indexes */
 580                 for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++)
 581                         tmp_group_tp_rate[j] = group;
 582
 583                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
 584                         if (!(mi->supported[group] & BIT(i)))
 585                                 continue;
 586
 587                         index = MCS_GROUP_RATES * group + i;
 588
 589                         mrs = &mg->rates[i];
 590                         mrs->retry_updated = false;
 591                         minstrel_calc_rate_stats(mrs);
 592                         cur_prob = mrs->prob_ewma;
 593
 594                         if (minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, i, cur_prob) == 0)
 595                                 continue;
 596
 597                         /* Find max throughput rate set */
 598                         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP) {
 599                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 600                                                                tmp_mcs_tp_rate);
 601                         } else if (group == MINSTREL_CCK_GROUP) {
 602                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 603                                                                tmp_cck_tp_rate);
 604                         }
 605
 606                         /* Find max throughput rate set within a group */
 607                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 608                                                        tmp_group_tp_rate);
 609
 610                         /* Find max probability rate per group and global */
 611                         minstrel_ht_set_best_prob_rate(mi, index);
 612                 }
 613
 614                 memcpy(mg->max_group_tp_rate, tmp_group_tp_rate,
 615                        sizeof(mg->max_group_tp_rate));
 616         }
 617
 618         /* Assign new rate set per sta */
 619         minstrel_ht_assign_best_tp_rates(mi, tmp_mcs_tp_rate, tmp_cck_tp_rate);
 620         memcpy(mi->max_tp_rate, tmp_mcs_tp_rate, sizeof(mi->max_tp_rate));
 621
 622         /* Try to increase robustness of max_prob_rate*/
 623         minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(mi);
 624
 625         /* try to sample all available rates during each interval */
 626         mi->sample_count *= 8;
 627
 628 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 629         /* use fixed index if set */
 630         if (mp->fixed_rate_idx != -1) {
 631                 for (i = 0; i < 4; i++)
 632                         mi->max_tp_rate[i] = mp->fixed_rate_idx;
 633                 mi->max_prob_rate = mp->fixed_rate_idx;
 634         }
 635 #endif
 636
 637         /* Reset update timer */
 638         mi->last_stats_update = jiffies;
 639 }
 640
 641 static bool
 642 minstrel_ht_txstat_valid(struct minstrel_priv *mp, struct ieee80211_tx_rate *rate)
 643 {
 644         if (rate->idx < 0)
 645                 return false;
 646
 647         if (!rate->count)
 648                 return false;
 649
 650         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS ||
 651             rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
 652                 return true;
 653
 654         return rate->idx == mp->cck_rates[0] ||
 655                rate->idx == mp->cck_rates[1] ||
 656                rate->idx == mp->cck_rates[2] ||
 657                rate->idx == mp->cck_rates[3];
 658 }
 659
 660 static void
 661 minstrel_set_next_sample_idx(struct minstrel_ht_sta *mi)
 662 {
 663         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 664
 665         for (;;) {
 666                 mi->sample_group++;
 667                 mi->sample_group %= ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups);
 668                 mg = &mi->groups[mi->sample_group];
 669
 670                 if (!mi->supported[mi->sample_group])
 671                         continue;
 672
 673                 if (++mg->index >= MCS_GROUP_RATES) {
 674                         mg->index = 0;
 675                         if (++mg->column >= ARRAY_SIZE(sample_table))
 676                                 mg->column = 0;
 677                 }
 678                 break;
 679         }
 680 }
 681
 682 static void
 683 minstrel_downgrade_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 *idx, bool primary)
 684 {
 685         int group, orig_group;
 686
 687         orig_group = group = *idx / MCS_GROUP_RATES;
 688         while (group > 0) {
 689                 group--;
 690
 691                 if (!mi->supported[group])
 692                         continue;
 693
 694                 if (minstrel_mcs_groups[group].streams >
 695                     minstrel_mcs_groups[orig_group].streams)
 696                         continue;
 697
 698                 if (primary)
 699                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[0];
 700                 else
 701                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[1];
 702                 break;
 703         }
 704 }
 705
 706 static void
 707 minstrel_aggr_check(struct ieee80211_sta *pubsta, struct sk_buff *skb)
 708 {
 709         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
 710         struct sta_info *sta = container_of(pubsta, struct sta_info, sta);
 711         u16 tid;
 712
 713         if (skb_get_queue_mapping(skb) == IEEE80211_AC_VO)
 714                 return;
 715
 716         if (unlikely(!ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control)))
 717                 return;
 718
 719         if (unlikely(skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE)))
 720                 return;
 721
 722         tid = ieee80211_get_tid(hdr);
 723         if (likely(sta->ampdu_mlme.tid_tx[tid]))
 724                 return;
 725
 726         ieee80211_start_tx_ba_session(pubsta, tid, 0);
 727 }
 728
 729 static void
 730 minstrel_ht_tx_status(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 731                       void *priv_sta, struct ieee80211_tx_status *st)
 732 {
 733         struct ieee80211_tx_info *info = st->info;
 734         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 735         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
 736         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
 737         struct minstrel_rate_stats *rate, *rate2;
 738         struct minstrel_priv *mp = priv;
 739         bool last, update = false;
 740         int i;
 741
 742         if (!msp->is_ht)
 743                 return mac80211_minstrel.tx_status_ext(priv, sband,
 744                                                        &msp->legacy, st);
 745
 746         /* This packet was aggregated but doesn't carry status info */
 747         if ((info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
 748             !(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU))
 749                 return;
 750
 751         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU)) {
 752                 info->status.ampdu_ack_len =
 753                         (info->flags & IEEE80211_TX_STAT_ACK ? 1 : 0);
 754                 info->status.ampdu_len = 1;
 755         }
 756
 757         mi->ampdu_packets++;
 758         mi->ampdu_len += info->status.ampdu_len;
 759
 760         if (!mi->sample_wait && !mi->sample_tries && mi->sample_count > 0) {
 761                 int avg_ampdu_len = minstrel_ht_avg_ampdu_len(mi);
 762
 763                 mi->sample_wait = 16 + 2 * avg_ampdu_len;
 764                 mi->sample_tries = 1;
 765                 mi->sample_count--;
 766         }
 767
 768         if (info->flags & IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE)
 769                 mi->sample_packets += info->status.ampdu_len;
 770
 771         last = !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[0]);
 772         for (i = 0; !last; i++) {
 773                 last = (i == IEEE80211_TX_MAX_RATES - 1) ||
 774                        !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[i + 1]);
 775
 776                 rate = minstrel_ht_get_stats(mp, mi, &ar[i]);
 777
 778                 if (last)
 779                         rate->success += info->status.ampdu_ack_len;
 780
 781                 rate->attempts += ar[i].count * info->status.ampdu_len;
 782         }
 783
 784         /*
 785          * check for sudden death of spatial multiplexing,
 786          * downgrade to a lower number of streams if necessary.
 787          */
 788         rate = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[0]);
 789         if (rate->attempts > 30 &&
 790             MINSTREL_FRAC(rate->success, rate->attempts) <
 791             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
 792                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[0], true);
 793                 update = true;
 794         }
 795
 796         rate2 = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[1]);
 797         if (rate2->attempts > 30 &&
 798             MINSTREL_FRAC(rate2->success, rate2->attempts) <
 799             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
 800                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[1], false);
 801                 update = true;
 802         }
 803
 804         if (time_after(jiffies, mi->last_stats_update +
 805                                 (mp->update_interval / 2 * HZ) / 1000)) {
 806                 update = true;
 807                 minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
 808         }
 809
 810         if (update)
 811                 minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
 812 }
 813
 814 static inline int
 815 minstrel_get_duration(int index)
 816 {
 817         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 818         unsigned int duration = group->duration[index % MCS_GROUP_RATES];
 819         return duration << group->shift;
 820 }
 821
 822 static void
 823 minstrel_calc_retransmit(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 824                          int index)
 825 {
 826         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 827         unsigned int tx_time, tx_time_rtscts, tx_time_data;
 828         unsigned int cw = mp->cw_min;
 829         unsigned int ctime = 0;
 830         unsigned int t_slot = 9; /* FIXME */
 831         unsigned int ampdu_len = minstrel_ht_avg_ampdu_len(mi);
 832         unsigned int overhead = 0, overhead_rtscts = 0;
 833
 834         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 835         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
 836                 mrs->retry_count = 1;
 837                 mrs->retry_count_rtscts = 1;
 838                 return;
 839         }
 840
 841         mrs->retry_count = 2;
 842         mrs->retry_count_rtscts = 2;
 843         mrs->retry_updated = true;
 844
 845         tx_time_data = minstrel_get_duration(index) * ampdu_len / 1000;
 846
 847         /* Contention time for first 2 tries */
 848         ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 849         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 850         ctime += (t_slot * cw) >> 1;
 851         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 852
 853         if (index / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP) {
 854                 overhead = mi->overhead;
 855                 overhead_rtscts = mi->overhead_rtscts;
 856         }
 857
 858         /* Total TX time for data and Contention after first 2 tries */
 859         tx_time = ctime + 2 * (overhead + tx_time_data);
 860         tx_time_rtscts = ctime + 2 * (overhead_rtscts + tx_time_data);
 861
 862         /* See how many more tries we can fit inside segment size */
 863         do {
 864                 /* Contention time for this try */
 865                 ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 866                 cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 867
 868                 /* Total TX time after this try */
 869                 tx_time += ctime + overhead + tx_time_data;
 870                 tx_time_rtscts += ctime + overhead_rtscts + tx_time_data;
 871
 872                 if (tx_time_rtscts < mp->segment_size)
 873                         mrs->retry_count_rtscts++;
 874         } while ((tx_time < mp->segment_size) &&
 875                  (++mrs->retry_count < mp->max_retry));
 876 }
 877
 878
 879 static void
 880 minstrel_ht_set_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 881                      struct ieee80211_sta_rates *ratetbl, int offset, int index)
 882 {
 883         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 884         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 885         u8 idx;
 886         u16 flags = group->flags;
 887
 888         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 889         if (!mrs->retry_updated)
 890                 minstrel_calc_retransmit(mp, mi, index);
 891
 892         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(20, 100) || !mrs->retry_count) {
 893                 ratetbl->rate[offset].count = 2;
 894                 ratetbl->rate[offset].count_rts = 2;
 895                 ratetbl->rate[offset].count_cts = 2;
 896         } else {
 897                 ratetbl->rate[offset].count = mrs->retry_count;
 898                 ratetbl->rate[offset].count_cts = mrs->retry_count;
 899                 ratetbl->rate[offset].count_rts = mrs->retry_count_rtscts;
 900         }
 901
 902         if (index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP)
 903                 idx = mp->cck_rates[index % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates)];
 904         else if (flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
 905                 idx = ((group->streams - 1) << 4) |
 906                       ((index % MCS_GROUP_RATES) & 0xF);
 907         else
 908                 idx = index % MCS_GROUP_RATES + (group->streams - 1) * 8;
 909
 910         /* enable RTS/CTS if needed:
 911          *  - if station is in dynamic SMPS (and streams > 1)
 912          *  - for fallback rates, to increase chances of getting through
 913          */
 914         if (offset > 0 ||
 915             (mi->sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_DYNAMIC &&
 916              group->streams > 1)) {
 917                 ratetbl->rate[offset].count = ratetbl->rate[offset].count_rts;
 918                 flags |= IEEE80211_TX_RC_USE_RTS_CTS;
 919         }
 920
 921         ratetbl->rate[offset].idx = idx;
 922         ratetbl->rate[offset].flags = flags;
 923 }
 924
 925 static inline int
 926 minstrel_ht_get_prob_ewma(struct minstrel_ht_sta *mi, int rate)
 927 {
 928         int group = rate / MCS_GROUP_RATES;
 929         rate %= MCS_GROUP_RATES;
 930         return mi->groups[group].rates[rate].prob_ewma;
 931 }
 932
 933 static int
 934 minstrel_ht_get_max_amsdu_len(struct minstrel_ht_sta *mi)
 935 {
 936         int group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 937         const struct mcs_group *g = &minstrel_mcs_groups[group];
 938         int rate = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 939         unsigned int duration;
 940
 941         /* Disable A-MSDU if max_prob_rate is bad */
 942         if (mi->groups[group].rates[rate].prob_ewma < MINSTREL_FRAC(50, 100))
 943                 return 1;
 944
 945         duration = g->duration[rate];
 946         duration <<= g->shift;
 947
 948         /* If the rate is slower than single-stream MCS1, make A-MSDU limit small */
 949         if (duration > MCS_DURATION(1, 0, 52))
 950                 return 500;
 951
 952         /*
 953          * If the rate is slower than single-stream MCS4, limit A-MSDU to usual
 954          * data packet size
 955          */
 956         if (duration > MCS_DURATION(1, 0, 104))
 957                 return 1600;
 958
 959         /*
 960          * If the rate is slower than single-stream MCS7, or if the max throughput
 961          * rate success probability is less than 75%, limit A-MSDU to twice the usual
 962          * data packet size
 963          */
 964         if (duration > MCS_DURATION(1, 0, 260) ||
 965             (minstrel_ht_get_prob_ewma(mi, mi->max_tp_rate[0]) <
 966              MINSTREL_FRAC(75, 100)))
 967                 return 3200;
 968
 969         /*
 970          * HT A-MPDU limits maximum MPDU size under BA agreement to 4095 bytes.
 971          * Since aggregation sessions are started/stopped without txq flush, use
 972          * the limit here to avoid the complexity of having to de-aggregate
 973          * packets in the queue.
 974          */
 975         if (!mi->sta->vht_cap.vht_supported)
 976                 return IEEE80211_MAX_MPDU_LEN_HT_BA;
 977
 978         /* unlimited */
 979         return 0;
 980 }
 981
 982 static void
 983 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 984 {
 985         struct ieee80211_sta_rates *rates;
 986         int i = 0;
 987
 988         rates = kzalloc(sizeof(*rates), GFP_ATOMIC);
 989         if (!rates)
 990                 return;
 991
 992         /* Start with max_tp_rate[0] */
 993         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[0]);
 994
 995         if (mp->hw->max_rates >= 3) {
 996                 /* At least 3 tx rates supported, use max_tp_rate[1] next */
 997                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[1]);
 998         }
 999
1000         if (mp->hw->max_rates >= 2) {
1001                 /*
1002                  * At least 2 tx rates supported, use max_prob_rate next */
1003                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_prob_rate);
1004         }
1005
1006         mi->sta->max_rc_amsdu_len = minstrel_ht_get_max_amsdu_len(mi);
1007         rates->rate[i].idx = -1;
1008         rate_control_set_rates(mp->hw, mi->sta, rates);
1009 }
1010
1011 static int
1012 minstrel_get_sample_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
1013 {
1014         struct minstrel_rate_stats *mrs;
1015         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
1016         unsigned int sample_dur, sample_group, cur_max_tp_streams;
1017         int tp_rate1, tp_rate2;
1018         int sample_idx = 0;
1019
1020         if (mi->sample_wait > 0) {
1021                 mi->sample_wait--;
1022                 return -1;
1023         }
1024
1025         if (!mi->sample_tries)
1026                 return -1;
1027
1028         sample_group = mi->sample_group;
1029         mg = &mi->groups[sample_group];
1030         sample_idx = sample_table[mg->column][mg->index];
1031         minstrel_set_next_sample_idx(mi);
1032
1033         if (!(mi->supported[sample_group] & BIT(sample_idx)))
1034                 return -1;
1035
1036         mrs = &mg->rates[sample_idx];
1037         sample_idx += sample_group * MCS_GROUP_RATES;
1038
1039         /* Set tp_rate1, tp_rate2 to the highest / second highest max_tp_rate */
1040         if (minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[0]) >
1041             minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[1])) {
1042                 tp_rate1 = mi->max_tp_rate[1];
1043                 tp_rate2 = mi->max_tp_rate[0];
1044         } else {
1045                 tp_rate1 = mi->max_tp_rate[0];
1046                 tp_rate2 = mi->max_tp_rate[1];
1047         }
1048
1049         /*
1050          * Sampling might add some overhead (RTS, no aggregation)
1051          * to the frame. Hence, don't use sampling for the highest currently
1052          * used highest throughput or probability rate.
1053          */
1054         if (sample_idx == mi->max_tp_rate[0] || sample_idx == mi->max_prob_rate)
1055                 return -1;
1056
1057         /*
1058          * Do not sample if the probability is already higher than 95%,
1059          * or if the rate is 3 times slower than the current max probability
1060          * rate, to avoid wasting airtime.
1061          */
1062         sample_dur = minstrel_get_duration(sample_idx);
1063         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(95, 100) ||
1064             minstrel_get_duration(mi->max_prob_rate) * 3 < sample_dur)
1065                 return -1;
1066
1067         /*
1068          * Make sure that lower rates get sampled only occasionally,
1069          * if the link is working perfectly.
1070          */
1071
1072         cur_max_tp_streams = minstrel_mcs_groups[tp_rate1 /
1073                 MCS_GROUP_RATES].streams;
1074         if (sample_dur >= minstrel_get_duration(tp_rate2) &&
1075             (cur_max_tp_streams - 1 <
1076              minstrel_mcs_groups[sample_group].streams ||
1077              sample_dur >= minstrel_get_duration(mi->max_prob_rate))) {
1078                 if (mrs->sample_skipped < 20)
1079                         return -1;
1080
1081                 if (mi->sample_slow++ > 2)
1082                         return -1;
1083         }
1084         mi->sample_tries--;
1085
1086         return sample_idx;
1087 }
1088
1089 static void
1090 minstrel_ht_get_rate(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1091                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc)
1092 {
1093         const struct mcs_group *sample_group;
1094         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(txrc->skb);
1095         struct ieee80211_tx_rate *rate = &info->status.rates[0];
1096         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1097         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1098         struct minstrel_priv *mp = priv;
1099         int sample_idx;
1100
1101         if (rate_control_send_low(sta, priv_sta, txrc))
1102                 return;
1103
1104         if (!msp->is_ht)
1105                 return mac80211_minstrel.get_rate(priv, sta, &msp->legacy, txrc);
1106
1107         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
1108             mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP)
1109                 minstrel_aggr_check(sta, txrc->skb);
1110
1111         info->flags |= mi->tx_flags;
1112
1113 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1114         if (mp->fixed_rate_idx != -1)
1115                 return;
1116 #endif
1117
1118         /* Don't use EAPOL frames for sampling on non-mrr hw */
1119         if (mp->hw->max_rates == 1 &&
1120             (info->control.flags & IEEE80211_TX_CTRL_PORT_CTRL_PROTO))
1121                 sample_idx = -1;
1122         else
1123                 sample_idx = minstrel_get_sample_rate(mp, mi);
1124
1125         mi->total_packets++;
1126
1127         /* wraparound */
1128         if (mi->total_packets == ~0) {
1129                 mi->total_packets = 0;
1130                 mi->sample_packets = 0;
1131         }
1132
1133         if (sample_idx < 0)
1134                 return;
1135
1136         sample_group = &minstrel_mcs_groups[sample_idx / MCS_GROUP_RATES];
1137         sample_idx %= MCS_GROUP_RATES;
1138
1139         if (sample_group == &minstrel_mcs_groups[MINSTREL_CCK_GROUP] &&
1140             (sample_idx >= 4) != txrc->short_preamble)
1141                 return;
1142
1143         info->flags |= IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE;
1144         rate->count = 1;
1145
1146         if (sample_group == &minstrel_mcs_groups[MINSTREL_CCK_GROUP]) {
1147                 int idx = sample_idx % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates);
1148                 rate->idx = mp->cck_rates[idx];
1149         } else if (sample_group->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
1150                 ieee80211_rate_set_vht(rate, sample_idx % MCS_GROUP_RATES,
1151                                        sample_group->streams);
1152         } else {
1153                 rate->idx = sample_idx + (sample_group->streams - 1) * 8;
1154         }
1155
1156         rate->flags = sample_group->flags;
1157 }
1158
1159 static void
1160 minstrel_ht_update_cck(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
1161                        struct ieee80211_supported_band *sband,
1162                        struct ieee80211_sta *sta)
1163 {
1164         int i;
1165
1166         if (sband->band != NL80211_BAND_2GHZ)
1167                 return;
1168
1169         if (!ieee80211_hw_check(mp->hw, SUPPORTS_HT_CCK_RATES))
1170                 return;
1171
1172         mi->cck_supported = 0;
1173         mi->cck_supported_short = 0;
1174         for (i = 0; i < 4; i++) {
1175                 if (!rate_supported(sta, sband->band, mp->cck_rates[i]))
1176                         continue;
1177
1178                 mi->cck_supported |= BIT(i);
1179                 if (sband->bitrates[i].flags & IEEE80211_RATE_SHORT_PREAMBLE)
1180                         mi->cck_supported_short |= BIT(i);
1181         }
1182
1183         mi->supported[MINSTREL_CCK_GROUP] = mi->cck_supported;
1184 }
1185
1186 static void
1187 minstrel_ht_update_caps(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1188                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1189                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1190 {
1191         struct minstrel_priv *mp = priv;
1192         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1193         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1194         struct ieee80211_mcs_info *mcs = &sta->ht_cap.mcs;
1195         u16 ht_cap = sta->ht_cap.cap;
1196         struct ieee80211_sta_vht_cap *vht_cap = &sta->vht_cap;
1197         int use_vht;
1198         int n_supported = 0;
1199         int ack_dur;
1200         int stbc;
1201         int i;
1202         bool ldpc;
1203
1204         /* fall back to the old minstrel for legacy stations */
1205         if (!sta->ht_cap.ht_supported)
1206                 goto use_legacy;
1207
1208         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups) != MINSTREL_GROUPS_NB);
1209
1210         if (vht_cap->vht_supported)
1211                 use_vht = vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map != cpu_to_le16(~0);
1212         else
1213                 use_vht = 0;
1214
1215         msp->is_ht = true;
1216         memset(mi, 0, sizeof(*mi));
1217
1218         mi->sta = sta;
1219         mi->last_stats_update = jiffies;
1220
1221         ack_dur = ieee80211_frame_duration(sband->band, 10, 60, 1, 1, 0);
1222         mi->overhead = ieee80211_frame_duration(sband->band, 0, 60, 1, 1, 0);
1223         mi->overhead += ack_dur;
1224         mi->overhead_rtscts = mi->overhead + 2 * ack_dur;
1225
1226         mi->avg_ampdu_len = MINSTREL_FRAC(1, 1);
1227
1228         /* When using MRR, sample more on the first attempt, without delay */
1229         if (mp->has_mrr) {
1230                 mi->sample_count = 16;
1231                 mi->sample_wait = 0;
1232         } else {
1233                 mi->sample_count = 8;
1234                 mi->sample_wait = 8;
1235         }
1236         mi->sample_tries = 4;
1237
1238         if (!use_vht) {
1239                 stbc = (ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC) >>
1240                         IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC_SHIFT;
1241
1242                 ldpc = ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_LDPC_CODING;
1243         } else {
1244                 stbc = (vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_RXSTBC_MASK) >>
1245                         IEEE80211_VHT_CAP_RXSTBC_SHIFT;
1246
1247                 ldpc = vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_RXLDPC;
1248         }
1249
1250         mi->tx_flags |= stbc << IEEE80211_TX_CTL_STBC_SHIFT;
1251         if (ldpc)
1252                 mi->tx_flags |= IEEE80211_TX_CTL_LDPC;
1253
1254         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->groups); i++) {
1255                 u32 gflags = minstrel_mcs_groups[i].flags;
1256                 int bw, nss;
1257
1258                 mi->supported[i] = 0;
1259                 if (i == MINSTREL_CCK_GROUP) {
1260                         minstrel_ht_update_cck(mp, mi, sband, sta);
1261                         continue;
1262                 }
1263
1264                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) {
1265                         if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) {
1266                                 if (!(ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_40))
1267                                         continue;
1268                         } else {
1269                                 if (!(ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_20))
1270                                         continue;
1271                         }
1272                 }
1273
1274                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH &&
1275                     sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_40)
1276                         continue;
1277
1278                 nss = minstrel_mcs_groups[i].streams;
1279
1280                 /* Mark MCS > 7 as unsupported if STA is in static SMPS mode */
1281                 if (sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_STATIC && nss > 1)
1282                         continue;
1283
1284                 /* HT rate */
1285                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
1286                         if (use_vht && minstrel_vht_only)
1287                                 continue;
1288
1289                         mi->supported[i] = mcs->rx_mask[nss - 1];
1290                         if (mi->supported[i])
1291                                 n_supported++;
1292                         continue;
1293                 }
1294
1295                 /* VHT rate */
1296                 if (!vht_cap->vht_supported ||
1297                     WARN_ON(!(gflags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)) ||
1298                     WARN_ON(gflags & IEEE80211_TX_RC_160_MHZ_WIDTH))
1299                         continue;
1300
1301                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH) {
1302                         if (sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_80 ||
1303                             ((gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) &&
1304                              !(vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_SHORT_GI_80))) {
1305                                 continue;
1306                         }
1307                 }
1308
1309                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
1310                         bw = BW_40;
1311                 else if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH)
1312                         bw = BW_80;
1313                 else
1314                         bw = BW_20;
1315
1316                 mi->supported[i] = minstrel_get_valid_vht_rates(bw, nss,
1317                                 vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map);
1318
1319                 if (mi->supported[i])
1320                         n_supported++;
1321         }
1322
1323         if (!n_supported)
1324                 goto use_legacy;
1325
1326         mi->supported[MINSTREL_CCK_GROUP] |= mi->cck_supported_short << 4;
1327
1328         /* create an initial rate table with the lowest supported rates */
1329         minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
1330         minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
1331
1332         return;
1333
1334 use_legacy:
1335         msp->is_ht = false;
1336         memset(&msp->legacy, 0, sizeof(msp->legacy));
1337         msp->legacy.r = msp->ratelist;
1338         msp->legacy.sample_table = msp->sample_table;
1339         return mac80211_minstrel.rate_init(priv, sband, chandef, sta,
1340                                            &msp->legacy);
1341 }
1342
1343 static void
1344 minstrel_ht_rate_init(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1345                       struct cfg80211_chan_def *chandef,
1346                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1347 {
1348         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1349 }
1350
1351 static void
1352 minstrel_ht_rate_update(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1353                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1354                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1355                         u32 changed)
1356 {
1357         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1358 }
1359
1360 static void *
1361 minstrel_ht_alloc_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, gfp_t gfp)
1362 {
1363         struct ieee80211_supported_band *sband;
1364         struct minstrel_ht_sta_priv *msp;
1365         struct minstrel_priv *mp = priv;
1366         struct ieee80211_hw *hw = mp->hw;
1367         int max_rates = 0;
1368         int i;
1369
1370         for (i = 0; i < NUM_NL80211_BANDS; i++) {
1371                 sband = hw->wiphy->bands[i];
1372                 if (sband && sband->n_bitrates > max_rates)
1373                         max_rates = sband->n_bitrates;
1374         }
1375
1376         msp = kzalloc(sizeof(*msp), gfp);
1377         if (!msp)
1378                 return NULL;
1379
1380         msp->ratelist = kcalloc(max_rates, sizeof(struct minstrel_rate), gfp);
1381         if (!msp->ratelist)
1382                 goto error;
1383
1384         msp->sample_table = kmalloc_array(max_rates, SAMPLE_COLUMNS, gfp);
1385         if (!msp->sample_table)
1386                 goto error1;
1387
1388         return msp;
1389
1390 error1:
1391         kfree(msp->ratelist);
1392 error:
1393         kfree(msp);
1394         return NULL;
1395 }
1396
1397 static void
1398 minstrel_ht_free_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1399 {
1400         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1401
1402         kfree(msp->sample_table);
1403         kfree(msp->ratelist);
1404         kfree(msp);
1405 }
1406
1407 static void
1408 minstrel_ht_init_cck_rates(struct minstrel_priv *mp)
1409 {
1410         static const int bitrates[4] = { 10, 20, 55, 110 };
1411         struct ieee80211_supported_band *sband;
1412         u32 rate_flags = ieee80211_chandef_rate_flags(&mp->hw->conf.chandef);
1413         int i, j;
1414
1415         sband = mp->hw->wiphy->bands[NL80211_BAND_2GHZ];
1416         if (!sband)
1417                 return;
1418
1419         for (i = 0; i < sband->n_bitrates; i++) {
1420                 struct ieee80211_rate *rate = &sband->bitrates[i];
1421
1422                 if (rate->flags & IEEE80211_RATE_ERP_G)
1423                         continue;
1424
1425                 if ((rate_flags & sband->bitrates[i].flags) != rate_flags)
1426                         continue;
1427
1428                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(bitrates); j++) {
1429                         if (rate->bitrate != bitrates[j])
1430                                 continue;
1431
1432                         mp->cck_rates[j] = i;
1433                         break;
1434                 }
1435         }
1436 }
1437
1438 static void *
1439 minstrel_ht_alloc(struct ieee80211_hw *hw, struct dentry *debugfsdir)
1440 {
1441         struct minstrel_priv *mp;
1442
1443         mp = kzalloc(sizeof(struct minstrel_priv), GFP_ATOMIC);
1444         if (!mp)
1445                 return NULL;
1446
1447         /* contention window settings
1448          * Just an approximation. Using the per-queue values would complicate
1449          * the calculations and is probably unnecessary */
1450         mp->cw_min = 15;
1451         mp->cw_max = 1023;
1452
1453         /* number of packets (in %) to use for sampling other rates
1454          * sample less often for non-mrr packets, because the overhead
1455          * is much higher than with mrr */
1456         mp->lookaround_rate = 5;
1457         mp->lookaround_rate_mrr = 10;
1458
1459         /* maximum time that the hw is allowed to stay in one MRR segment */
1460         mp->segment_size = 6000;
1461
1462         if (hw->max_rate_tries > 0)
1463                 mp->max_retry = hw->max_rate_tries;
1464         else
1465                 /* safe default, does not necessarily have to match hw properties */
1466                 mp->max_retry = 7;
1467
1468         if (hw->max_rates >= 4)
1469                 mp->has_mrr = true;
1470
1471         mp->hw = hw;
1472         mp->update_interval = 100;
1473
1474 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1475         mp->fixed_rate_idx = (u32) -1;
1476         debugfs_create_u32("fixed_rate_idx", S_IRUGO | S_IWUGO, debugfsdir,
1477                            &mp->fixed_rate_idx);
1478 #endif
1479
1480         minstrel_ht_init_cck_rates(mp);
1481
1482         return mp;
1483 }
1484
1485 static void
1486 minstrel_ht_free(void *priv)
1487 {
1488         kfree(priv);
1489 }
1490
1491 static u32 minstrel_ht_get_expected_throughput(void *priv_sta)
1492 {
1493         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1494         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1495         int i, j, prob, tp_avg;
1496
1497         if (!msp->is_ht)
1498                 return mac80211_minstrel.get_expected_throughput(priv_sta);
1499
1500         i = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
1501         j = mi->max_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
1502         prob = mi->groups[i].rates[j].prob_ewma;
1503
1504         /* convert tp_avg from pkt per second in kbps */
1505         tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, i, j, prob) * 10;
1506         tp_avg = tp_avg * AVG_PKT_SIZE * 8 / 1024;
1507
1508         return tp_avg;
1509 }
1510
1511 static const struct rate_control_ops mac80211_minstrel_ht = {
1512         .name = "minstrel_ht",
1513         .tx_status_ext = minstrel_ht_tx_status,
1514         .get_rate = minstrel_ht_get_rate,
1515         .rate_init = minstrel_ht_rate_init,
1516         .rate_update = minstrel_ht_rate_update,
1517         .alloc_sta = minstrel_ht_alloc_sta,
1518         .free_sta = minstrel_ht_free_sta,
1519         .alloc = minstrel_ht_alloc,
1520         .free = minstrel_ht_free,
1521 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1522         .add_sta_debugfs = minstrel_ht_add_sta_debugfs,
1523 #endif
1524         .get_expected_throughput = minstrel_ht_get_expected_throughput,
1525 };
1526
1527
1528 static void __init init_sample_table(void)
1529 {
1530         int col, i, new_idx;
1531         u8 rnd[MCS_GROUP_RATES];
1532
1533         memset(sample_table, 0xff, sizeof(sample_table));
1534         for (col = 0; col < SAMPLE_COLUMNS; col++) {
1535                 prandom_bytes(rnd, sizeof(rnd));
1536                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
1537                         new_idx = (i + rnd[i]) % MCS_GROUP_RATES;
1538                         while (sample_table[col][new_idx] != 0xff)
1539                                 new_idx = (new_idx + 1) % MCS_GROUP_RATES;
1540
1541                         sample_table[col][new_idx] = i;
1542                 }
1543         }
1544 }
1545
1546 int __init
1547 rc80211_minstrel_init(void)
1548 {
1549         init_sample_table();
1550         return ieee80211_rate_control_register(&mac80211_minstrel_ht);
1551 }
1552
1553 void
1554 rc80211_minstrel_exit(void)
1555 {
1556         ieee80211_rate_control_unregister(&mac80211_minstrel_ht);
1557 }