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 "rc80211_minstrel.h"
  18 #include "rc80211_minstrel_ht.h"
  19
  20 #define AVG_AMPDU_SIZE  16
  21 #define AVG_PKT_SIZE    1200
  22
  23 /* Number of bits for an average sized packet */
  24 #define MCS_NBITS ((AVG_PKT_SIZE * AVG_AMPDU_SIZE) << 3)
  25
  26 /* Number of symbols for a packet with (bps) bits per symbol */
  27 #define MCS_NSYMS(bps) DIV_ROUND_UP(MCS_NBITS, (bps))
  28
  29 /* Transmission time (nanoseconds) for a packet containing (syms) symbols */
  30 #define MCS_SYMBOL_TIME(sgi, syms)                                      \
  31         (sgi ?                                                          \
  32           ((syms) * 18000 + 4000) / 5 : /* syms * 3.6 us */             \
  33           ((syms) * 1000) << 2          /* syms * 4 us */               \
  34         )
  35
  36 /* Transmit duration for the raw data part of an average sized packet */
  37 #define MCS_DURATION(streams, sgi, bps) \
  38         (MCS_SYMBOL_TIME(sgi, MCS_NSYMS((streams) * (bps))) / AVG_AMPDU_SIZE)
  39
  40 #define BW_20                   0
  41 #define BW_40                   1
  42 #define BW_80                   2
  43
  44 /*
  45  * Define group sort order: HT40 -> SGI -> #streams
  46  */
  47 #define GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)        \
  48         MINSTREL_HT_GROUP_0 +                   \
  49         MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * _ht40 +      \
  50         MINSTREL_MAX_STREAMS * _sgi +   \
  51         _streams - 1
  52
  53 /* MCS rate information for an MCS group */
  54 #define MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40)                                \
  55         [GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)] = {                          \
  56         .streams = _streams,                                            \
  57         .flags =                                                        \
  58                 IEEE80211_TX_RC_MCS |                                   \
  59                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
  60                 (_ht40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),             \
  61         .duration = {                                                   \
  62                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26),          \
  63                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 108 : 52),         \
  64                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 162 : 78),         \
  65                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 216 : 104),        \
  66                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 324 : 156),        \
  67                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 432 : 208),        \
  68                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 486 : 234),        \
  69                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 540 : 260)         \
  70         }                                                               \
  71 }
  72
  73 #define VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)                              \
  74         (MINSTREL_VHT_GROUP_0 +                                         \
  75          MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * (_bw) +                             \
  76          MINSTREL_MAX_STREAMS * (_sgi) +                                \
  77          (_streams) - 1)
  78
  79 #define BW2VBPS(_bw, r3, r2, r1)                                        \
  80         (_bw == BW_80 ? r3 : _bw == BW_40 ? r2 : r1)
  81
  82 #define VHT_GROUP(_streams, _sgi, _bw)                                  \
  83         [VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)] = {                        \
  84         .streams = _streams,                                            \
  85         .flags =                                                        \
  86                 IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS |                               \
  87                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
  88                 (_bw == BW_80 ? IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH :          \
  89                  _bw == BW_40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),      \
  90         .duration = {                                                   \
  91                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  92                              BW2VBPS(_bw,  117,  54,  26)),             \
  93                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  94                              BW2VBPS(_bw,  234, 108,  52)),             \
  95                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  96                              BW2VBPS(_bw,  351, 162,  78)),             \
  97                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  98                              BW2VBPS(_bw,  468, 216, 104)),             \
  99                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 100                              BW2VBPS(_bw,  702, 324, 156)),             \
 101                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 102                              BW2VBPS(_bw,  936, 432, 208)),             \
 103                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 104                              BW2VBPS(_bw, 1053, 486, 234)),             \
 105                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 106                              BW2VBPS(_bw, 1170, 540, 260)),             \
 107                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 108                              BW2VBPS(_bw, 1404, 648, 312)),             \
 109                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 110                              BW2VBPS(_bw, 1560, 720, 346))              \
 111         }                                                               \
 112 }
 113
 114 #define CCK_DURATION(_bitrate, _short, _len)            \
 115         (1000 * (10 /* SIFS */ +                        \
 116          (_short ? 72 + 24 : 144 + 48) +                \
 117          (8 * (_len + 4) * 10) / (_bitrate)))
 118
 119 #define CCK_ACK_DURATION(_bitrate, _short)                      \
 120         (CCK_DURATION((_bitrate > 10 ? 20 : 10), false, 60) +   \
 121          CCK_DURATION(_bitrate, _short, AVG_PKT_SIZE))
 122
 123 #define CCK_DURATION_LIST(_short)                       \
 124         CCK_ACK_DURATION(10, _short),                   \
 125         CCK_ACK_DURATION(20, _short),                   \
 126         CCK_ACK_DURATION(55, _short),                   \
 127         CCK_ACK_DURATION(110, _short)
 128
 129 #define CCK_GROUP                                       \
 130         [MINSTREL_CCK_GROUP] = {                        \
 131                 .streams = 0,                           \
 132                 .flags = 0,                             \
 133                 .duration = {                           \
 134                         CCK_DURATION_LIST(false),       \
 135                         CCK_DURATION_LIST(true)         \
 136                 }                                       \
 137         }
 138
 139 #ifdef CONFIG_MAC80211_RC_MINSTREL_VHT
 140 static bool minstrel_vht_only = true;
 141 module_param(minstrel_vht_only, bool, 0644);
 142 MODULE_PARM_DESC(minstrel_vht_only,
 143                  "Use only VHT rates when VHT is supported by sta.");
 144 #endif
 145
 146 /*
 147  * To enable sufficiently targeted rate sampling, MCS rates are divided into
 148  * groups, based on the number of streams and flags (HT40, SGI) that they
 149  * use.
 150  *
 151  * Sortorder has to be fixed for GROUP_IDX macro to be applicable:
 152  * BW -> SGI -> #streams
 153  */
 154 const struct mcs_group minstrel_mcs_groups[] = {
 155         MCS_GROUP(1, 0, BW_20),
 156         MCS_GROUP(2, 0, BW_20),
 157 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 158         MCS_GROUP(3, 0, BW_20),
 159 #endif
 160
 161         MCS_GROUP(1, 1, BW_20),
 162         MCS_GROUP(2, 1, BW_20),
 163 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 164         MCS_GROUP(3, 1, BW_20),
 165 #endif
 166
 167         MCS_GROUP(1, 0, BW_40),
 168         MCS_GROUP(2, 0, BW_40),
 169 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 170         MCS_GROUP(3, 0, BW_40),
 171 #endif
 172
 173         MCS_GROUP(1, 1, BW_40),
 174         MCS_GROUP(2, 1, BW_40),
 175 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 176         MCS_GROUP(3, 1, BW_40),
 177 #endif
 178
 179         CCK_GROUP,
 180
 181 #ifdef CONFIG_MAC80211_RC_MINSTREL_VHT
 182         VHT_GROUP(1, 0, BW_20),
 183         VHT_GROUP(2, 0, BW_20),
 184 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 185         VHT_GROUP(3, 0, BW_20),
 186 #endif
 187
 188         VHT_GROUP(1, 1, BW_20),
 189         VHT_GROUP(2, 1, BW_20),
 190 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 191         VHT_GROUP(3, 1, BW_20),
 192 #endif
 193
 194         VHT_GROUP(1, 0, BW_40),
 195         VHT_GROUP(2, 0, BW_40),
 196 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 197         VHT_GROUP(3, 0, BW_40),
 198 #endif
 199
 200         VHT_GROUP(1, 1, BW_40),
 201         VHT_GROUP(2, 1, BW_40),
 202 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 203         VHT_GROUP(3, 1, BW_40),
 204 #endif
 205
 206         VHT_GROUP(1, 0, BW_80),
 207         VHT_GROUP(2, 0, BW_80),
 208 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 209         VHT_GROUP(3, 0, BW_80),
 210 #endif
 211
 212         VHT_GROUP(1, 1, BW_80),
 213         VHT_GROUP(2, 1, BW_80),
 214 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 215         VHT_GROUP(3, 1, BW_80),
 216 #endif
 217 #endif
 218 };
 219
 220 static u8 sample_table[SAMPLE_COLUMNS][MCS_GROUP_RATES] __read_mostly;
 221
 222 static void
 223 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi);
 224
 225 /*
 226  * Some VHT MCSes are invalid (when Ndbps / Nes is not an integer)
 227  * e.g for MCS9@20MHzx1Nss: Ndbps=8x52*(5/6) Nes=1
 228  *
 229  * Returns the valid mcs map for struct minstrel_mcs_group_data.supported
 230  */
 231 static u16
 232 minstrel_get_valid_vht_rates(int bw, int nss, __le16 mcs_map)
 233 {
 234         u16 mask = 0;
 235
 236         if (bw == BW_20) {
 237                 if (nss != 3 && nss != 6)
 238                         mask = BIT(9);
 239         } else if (bw == BW_80) {
 240                 if (nss == 3 || nss == 7)
 241                         mask = BIT(6);
 242                 else if (nss == 6)
 243                         mask = BIT(9);
 244         } else {
 245                 WARN_ON(bw != BW_40);
 246         }
 247
 248         switch ((le16_to_cpu(mcs_map) >> (2 * (nss - 1))) & 3) {
 249         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_7:
 250                 mask |= 0x300;
 251                 break;
 252         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_8:
 253                 mask |= 0x200;
 254                 break;
 255         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_9:
 256                 break;
 257         default:
 258                 mask = 0x3ff;
 259         }
 260
 261         return 0x3ff & ~mask;
 262 }
 263
 264 /*
 265  * Look up an MCS group index based on mac80211 rate information
 266  */
 267 static int
 268 minstrel_ht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 269 {
 270         return GROUP_IDX((rate->idx / 8) + 1,
 271                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
 272                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH));
 273 }
 274
 275 static int
 276 minstrel_vht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 277 {
 278         return VHT_GROUP_IDX(ieee80211_rate_get_vht_nss(rate),
 279                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
 280                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) +
 281                              2*!!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH));
 282 }
 283
 284 static struct minstrel_rate_stats *
 285 minstrel_ht_get_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 286                       struct ieee80211_tx_rate *rate)
 287 {
 288         int group, idx;
 289
 290         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
 291                 group = minstrel_ht_get_group_idx(rate);
 292                 idx = rate->idx % 8;
 293         } else if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
 294                 group = minstrel_vht_get_group_idx(rate);
 295                 idx = ieee80211_rate_get_vht_mcs(rate);
 296         } else {
 297                 group = MINSTREL_CCK_GROUP;
 298
 299                 for (idx = 0; idx < ARRAY_SIZE(mp->cck_rates); idx++)
 300                         if (rate->idx == mp->cck_rates[idx])
 301                                 break;
 302
 303                 /* short preamble */
 304                 if (!(mi->groups[group].supported & BIT(idx)))
 305                         idx += 4;
 306         }
 307         return &mi->groups[group].rates[idx];
 308 }
 309
 310 static inline struct minstrel_rate_stats *
 311 minstrel_get_ratestats(struct minstrel_ht_sta *mi, int index)
 312 {
 313         return &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES].rates[index % MCS_GROUP_RATES];
 314 }
 315
 316 /*
 317  * Return current throughput based on the average A-MPDU length, taking into
 318  * account the expected number of retransmissions and their expected length
 319  */
 320 int
 321 minstrel_ht_get_tp_avg(struct minstrel_ht_sta *mi, int group, int rate,
 322                        int prob_ewma)
 323 {
 324         unsigned int nsecs = 0;
 325
 326         /* do not account throughput if sucess prob is below 10% */
 327         if (prob_ewma < MINSTREL_FRAC(10, 100))
 328                 return 0;
 329
 330         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP)
 331                 nsecs = 1000 * mi->overhead / MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 332
 333         nsecs += minstrel_mcs_groups[group].duration[rate];
 334
 335         /*
 336          * For the throughput calculation, limit the probability value to 90% to
 337          * account for collision related packet error rate fluctuation
 338          * (prob is scaled - see MINSTREL_FRAC above)
 339          */
 340         if (prob_ewma > MINSTREL_FRAC(90, 100))
 341                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((MINSTREL_FRAC(90, 100) * 1000)
 342                                                                       / nsecs));
 343         else
 344                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((prob_ewma * 1000) / nsecs));
 345 }
 346
 347 /*
 348  * Find & sort topmost throughput rates
 349  *
 350  * If multiple rates provide equal throughput the sorting is based on their
 351  * current success probability. Higher success probability is preferred among
 352  * MCS groups, CCK rates do not provide aggregation and are therefore at last.
 353  */
 354 static void
 355 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index,
 356                                u16 *tp_list)
 357 {
 358         int cur_group, cur_idx, cur_tp_avg, cur_prob;
 359         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
 360         int j = MAX_THR_RATES;
 361
 362         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
 363         cur_idx = index  % MCS_GROUP_RATES;
 364         cur_prob = mi->groups[cur_group].rates[cur_idx].prob_ewma;
 365         cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx, cur_prob);
 366
 367         do {
 368                 tmp_group = tp_list[j - 1] / MCS_GROUP_RATES;
 369                 tmp_idx = tp_list[j - 1] % MCS_GROUP_RATES;
 370                 tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 371                 tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx,
 372                                                     tmp_prob);
 373                 if (cur_tp_avg < tmp_tp_avg ||
 374                     (cur_tp_avg == tmp_tp_avg && cur_prob <= tmp_prob))
 375                         break;
 376                 j--;
 377         } while (j > 0);
 378
 379         if (j < MAX_THR_RATES - 1) {
 380                 memmove(&tp_list[j + 1], &tp_list[j], (sizeof(*tp_list) *
 381                        (MAX_THR_RATES - (j + 1))));
 382         }
 383         if (j < MAX_THR_RATES)
 384                 tp_list[j] = index;
 385 }
 386
 387 /*
 388  * Find and set the topmost probability rate per sta and per group
 389  */
 390 static void
 391 minstrel_ht_set_best_prob_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index)
 392 {
 393         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 394         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 395         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
 396         int max_tp_group, cur_tp_avg, cur_group, cur_idx;
 397         int max_gpr_group, max_gpr_idx;
 398         int max_gpr_tp_avg, max_gpr_prob;
 399
 400         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
 401         cur_idx = index % MCS_GROUP_RATES;
 402         mg = &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 403         mrs = &mg->rates[index % MCS_GROUP_RATES];
 404
 405         tmp_group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 406         tmp_idx = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 407         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 408         tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 409
 410         /* if max_tp_rate[0] is from MCS_GROUP max_prob_rate get selected from
 411          * MCS_GROUP as well as CCK_GROUP rates do not allow aggregation */
 412         max_tp_group = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 413         if((index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP) &&
 414             (max_tp_group != MINSTREL_CCK_GROUP))
 415                 return;
 416
 417         max_gpr_group = mg->max_group_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 418         max_gpr_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 419         max_gpr_prob = mi->groups[max_gpr_group].rates[max_gpr_idx].prob_ewma;
 420
 421         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(75, 100)) {
 422                 cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx,
 423                                                     mrs->prob_ewma);
 424                 if (cur_tp_avg > tmp_tp_avg)
 425                         mi->max_prob_rate = index;
 426
 427                 max_gpr_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, max_gpr_group,
 428                                                         max_gpr_idx,
 429                                                         max_gpr_prob);
 430                 if (cur_tp_avg > max_gpr_tp_avg)
 431                         mg->max_group_prob_rate = index;
 432         } else {
 433                 if (mrs->prob_ewma > tmp_prob)
 434                         mi->max_prob_rate = index;
 435                 if (mrs->prob_ewma > max_gpr_prob)
 436                         mg->max_group_prob_rate = index;
 437         }
 438 }
 439
 440
 441 /*
 442  * Assign new rate set per sta and use CCK rates only if the fastest
 443  * rate (max_tp_rate[0]) is from CCK group. This prohibits such sorted
 444  * rate sets where MCS and CCK rates are mixed, because CCK rates can
 445  * not use aggregation.
 446  */
 447 static void
 448 minstrel_ht_assign_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi,
 449                                  u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES],
 450                                  u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES])
 451 {
 452         unsigned int tmp_group, tmp_idx, tmp_cck_tp, tmp_mcs_tp, tmp_prob;
 453         int i;
 454
 455         tmp_group = tmp_cck_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 456         tmp_idx = tmp_cck_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
 457         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 458         tmp_cck_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 459
 460         tmp_group = tmp_mcs_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 461         tmp_idx = tmp_mcs_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
 462         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 463         tmp_mcs_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 464
 465         if (tmp_cck_tp > tmp_mcs_tp) {
 466                 for(i = 0; i < MAX_THR_RATES; i++) {
 467                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, tmp_cck_tp_rate[i],
 468                                                        tmp_mcs_tp_rate);
 469                 }
 470         }
 471
 472 }
 473
 474 /*
 475  * Try to increase robustness of max_prob rate by decrease number of
 476  * streams if possible.
 477  */
 478 static inline void
 479 minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(struct minstrel_ht_sta *mi)
 480 {
 481         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 482         int tmp_max_streams, group, tmp_idx, tmp_prob;
 483         int tmp_tp = 0;
 484
 485         tmp_max_streams = minstrel_mcs_groups[mi->max_tp_rate[0] /
 486                           MCS_GROUP_RATES].streams;
 487         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 488                 mg = &mi->groups[group];
 489                 if (!mg->supported || group == MINSTREL_CCK_GROUP)
 490                         continue;
 491
 492                 tmp_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 493                 tmp_prob = mi->groups[group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 494
 495                 if (tmp_tp < minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, tmp_idx, tmp_prob) &&
 496                    (minstrel_mcs_groups[group].streams < tmp_max_streams)) {
 497                                 mi->max_prob_rate = mg->max_group_prob_rate;
 498                                 tmp_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group,
 499                                                                 tmp_idx,
 500                                                                 tmp_prob);
 501                 }
 502         }
 503 }
 504
 505 /*
 506  * Update rate statistics and select new primary rates
 507  *
 508  * Rules for rate selection:
 509  *  - max_prob_rate must use only one stream, as a tradeoff between delivery
 510  *    probability and throughput during strong fluctuations
 511  *  - as long as the max prob rate has a probability of more than 75%, pick
 512  *    higher throughput rates, even if the probablity is a bit lower
 513  */
 514 static void
 515 minstrel_ht_update_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 516 {
 517         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 518         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 519         int group, i, j, cur_prob;
 520         u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES], tmp_group_tp_rate[MAX_THR_RATES];
 521         u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES], index;
 522
 523         if (mi->ampdu_packets > 0) {
 524                 mi->avg_ampdu_len = minstrel_ewma(mi->avg_ampdu_len,
 525                         MINSTREL_FRAC(mi->ampdu_len, mi->ampdu_packets), EWMA_LEVEL);
 526                 mi->ampdu_len = 0;
 527                 mi->ampdu_packets = 0;
 528         }
 529
 530         mi->sample_slow = 0;
 531         mi->sample_count = 0;
 532
 533         /* Initialize global rate indexes */
 534         for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++){
 535                 tmp_mcs_tp_rate[j] = 0;
 536                 tmp_cck_tp_rate[j] = 0;
 537         }
 538
 539         /* Find best rate sets within all MCS groups*/
 540         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 541
 542                 mg = &mi->groups[group];
 543                 if (!mg->supported)
 544                         continue;
 545
 546                 mi->sample_count++;
 547
 548                 /* (re)Initialize group rate indexes */
 549                 for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++)
 550                         tmp_group_tp_rate[j] = group;
 551
 552                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
 553                         if (!(mg->supported & BIT(i)))
 554                                 continue;
 555
 556                         index = MCS_GROUP_RATES * group + i;
 557
 558                         mrs = &mg->rates[i];
 559                         mrs->retry_updated = false;
 560                         minstrel_calc_rate_stats(mrs);
 561                         cur_prob = mrs->prob_ewma;
 562
 563                         if (minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, i, cur_prob) == 0)
 564                                 continue;
 565
 566                         /* Find max throughput rate set */
 567                         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP) {
 568                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 569                                                                tmp_mcs_tp_rate);
 570                         } else if (group == MINSTREL_CCK_GROUP) {
 571                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 572                                                                tmp_cck_tp_rate);
 573                         }
 574
 575                         /* Find max throughput rate set within a group */
 576                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 577                                                        tmp_group_tp_rate);
 578
 579                         /* Find max probability rate per group and global */
 580                         minstrel_ht_set_best_prob_rate(mi, index);
 581                 }
 582
 583                 memcpy(mg->max_group_tp_rate, tmp_group_tp_rate,
 584                        sizeof(mg->max_group_tp_rate));
 585         }
 586
 587         /* Assign new rate set per sta */
 588         minstrel_ht_assign_best_tp_rates(mi, tmp_mcs_tp_rate, tmp_cck_tp_rate);
 589         memcpy(mi->max_tp_rate, tmp_mcs_tp_rate, sizeof(mi->max_tp_rate));
 590
 591         /* Try to increase robustness of max_prob_rate*/
 592         minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(mi);
 593
 594         /* try to sample all available rates during each interval */
 595         mi->sample_count *= 8;
 596
 597 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 598         /* use fixed index if set */
 599         if (mp->fixed_rate_idx != -1) {
 600                 for (i = 0; i < 4; i++)
 601                         mi->max_tp_rate[i] = mp->fixed_rate_idx;
 602                 mi->max_prob_rate = mp->fixed_rate_idx;
 603         }
 604 #endif
 605
 606         /* Reset update timer */
 607         mi->last_stats_update = jiffies;
 608 }
 609
 610 static bool
 611 minstrel_ht_txstat_valid(struct minstrel_priv *mp, struct ieee80211_tx_rate *rate)
 612 {
 613         if (rate->idx < 0)
 614                 return false;
 615
 616         if (!rate->count)
 617                 return false;
 618
 619         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS ||
 620             rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
 621                 return true;
 622
 623         return rate->idx == mp->cck_rates[0] ||
 624                rate->idx == mp->cck_rates[1] ||
 625                rate->idx == mp->cck_rates[2] ||
 626                rate->idx == mp->cck_rates[3];
 627 }
 628
 629 static void
 630 minstrel_set_next_sample_idx(struct minstrel_ht_sta *mi)
 631 {
 632         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 633
 634         for (;;) {
 635                 mi->sample_group++;
 636                 mi->sample_group %= ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups);
 637                 mg = &mi->groups[mi->sample_group];
 638
 639                 if (!mg->supported)
 640                         continue;
 641
 642                 if (++mg->index >= MCS_GROUP_RATES) {
 643                         mg->index = 0;
 644                         if (++mg->column >= ARRAY_SIZE(sample_table))
 645                                 mg->column = 0;
 646                 }
 647                 break;
 648         }
 649 }
 650
 651 static void
 652 minstrel_downgrade_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 *idx, bool primary)
 653 {
 654         int group, orig_group;
 655
 656         orig_group = group = *idx / MCS_GROUP_RATES;
 657         while (group > 0) {
 658                 group--;
 659
 660                 if (!mi->groups[group].supported)
 661                         continue;
 662
 663                 if (minstrel_mcs_groups[group].streams >
 664                     minstrel_mcs_groups[orig_group].streams)
 665                         continue;
 666
 667                 if (primary)
 668                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[0];
 669                 else
 670                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[1];
 671                 break;
 672         }
 673 }
 674
 675 static void
 676 minstrel_aggr_check(struct ieee80211_sta *pubsta, struct sk_buff *skb)
 677 {
 678         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
 679         struct sta_info *sta = container_of(pubsta, struct sta_info, sta);
 680         u16 tid;
 681
 682         if (skb_get_queue_mapping(skb) == IEEE80211_AC_VO)
 683                 return;
 684
 685         if (unlikely(!ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control)))
 686                 return;
 687
 688         if (unlikely(skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE)))
 689                 return;
 690
 691         tid = *ieee80211_get_qos_ctl(hdr) & IEEE80211_QOS_CTL_TID_MASK;
 692         if (likely(sta->ampdu_mlme.tid_tx[tid]))
 693                 return;
 694
 695         ieee80211_start_tx_ba_session(pubsta, tid, 0);
 696 }
 697
 698 static void
 699 minstrel_ht_tx_status(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 700                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
 701                       struct ieee80211_tx_info *info)
 702 {
 703         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 704         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
 705         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
 706         struct minstrel_rate_stats *rate, *rate2;
 707         struct minstrel_priv *mp = priv;
 708         bool last, update = false;
 709         int i;
 710
 711         if (!msp->is_ht)
 712                 return mac80211_minstrel.tx_status_noskb(priv, sband, sta,
 713                                                          &msp->legacy, info);
 714
 715         /* This packet was aggregated but doesn't carry status info */
 716         if ((info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
 717             !(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU))
 718                 return;
 719
 720         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU)) {
 721                 info->status.ampdu_ack_len =
 722                         (info->flags & IEEE80211_TX_STAT_ACK ? 1 : 0);
 723                 info->status.ampdu_len = 1;
 724         }
 725
 726         mi->ampdu_packets++;
 727         mi->ampdu_len += info->status.ampdu_len;
 728
 729         if (!mi->sample_wait && !mi->sample_tries && mi->sample_count > 0) {
 730                 mi->sample_wait = 16 + 2 * MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 731                 mi->sample_tries = 1;
 732                 mi->sample_count--;
 733         }
 734
 735         if (info->flags & IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE)
 736                 mi->sample_packets += info->status.ampdu_len;
 737
 738         last = !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[0]);
 739         for (i = 0; !last; i++) {
 740                 last = (i == IEEE80211_TX_MAX_RATES - 1) ||
 741                        !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[i + 1]);
 742
 743                 rate = minstrel_ht_get_stats(mp, mi, &ar[i]);
 744
 745                 if (last)
 746                         rate->success += info->status.ampdu_ack_len;
 747
 748                 rate->attempts += ar[i].count * info->status.ampdu_len;
 749         }
 750
 751         /*
 752          * check for sudden death of spatial multiplexing,
 753          * downgrade to a lower number of streams if necessary.
 754          */
 755         rate = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[0]);
 756         if (rate->attempts > 30 &&
 757             MINSTREL_FRAC(rate->success, rate->attempts) <
 758             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
 759                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[0], true);
 760                 update = true;
 761         }
 762
 763         rate2 = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[1]);
 764         if (rate2->attempts > 30 &&
 765             MINSTREL_FRAC(rate2->success, rate2->attempts) <
 766             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
 767                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[1], false);
 768                 update = true;
 769         }
 770
 771         if (time_after(jiffies, mi->last_stats_update +
 772                                 (mp->update_interval / 2 * HZ) / 1000)) {
 773                 update = true;
 774                 minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
 775         }
 776
 777         if (update)
 778                 minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
 779 }
 780
 781 static void
 782 minstrel_calc_retransmit(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 783                          int index)
 784 {
 785         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 786         const struct mcs_group *group;
 787         unsigned int tx_time, tx_time_rtscts, tx_time_data;
 788         unsigned int cw = mp->cw_min;
 789         unsigned int ctime = 0;
 790         unsigned int t_slot = 9; /* FIXME */
 791         unsigned int ampdu_len = MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 792         unsigned int overhead = 0, overhead_rtscts = 0;
 793
 794         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 795         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
 796                 mrs->retry_count = 1;
 797                 mrs->retry_count_rtscts = 1;
 798                 return;
 799         }
 800
 801         mrs->retry_count = 2;
 802         mrs->retry_count_rtscts = 2;
 803         mrs->retry_updated = true;
 804
 805         group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 806         tx_time_data = group->duration[index % MCS_GROUP_RATES] * ampdu_len / 1000;
 807
 808         /* Contention time for first 2 tries */
 809         ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 810         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 811         ctime += (t_slot * cw) >> 1;
 812         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 813
 814         if (index / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP) {
 815                 overhead = mi->overhead;
 816                 overhead_rtscts = mi->overhead_rtscts;
 817         }
 818
 819         /* Total TX time for data and Contention after first 2 tries */
 820         tx_time = ctime + 2 * (overhead + tx_time_data);
 821         tx_time_rtscts = ctime + 2 * (overhead_rtscts + tx_time_data);
 822
 823         /* See how many more tries we can fit inside segment size */
 824         do {
 825                 /* Contention time for this try */
 826                 ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 827                 cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 828
 829                 /* Total TX time after this try */
 830                 tx_time += ctime + overhead + tx_time_data;
 831                 tx_time_rtscts += ctime + overhead_rtscts + tx_time_data;
 832
 833                 if (tx_time_rtscts < mp->segment_size)
 834                         mrs->retry_count_rtscts++;
 835         } while ((tx_time < mp->segment_size) &&
 836                  (++mrs->retry_count < mp->max_retry));
 837 }
 838
 839
 840 static void
 841 minstrel_ht_set_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 842                      struct ieee80211_sta_rates *ratetbl, int offset, int index)
 843 {
 844         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 845         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 846         u8 idx;
 847         u16 flags = group->flags;
 848
 849         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 850         if (!mrs->retry_updated)
 851                 minstrel_calc_retransmit(mp, mi, index);
 852
 853         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(20, 100) || !mrs->retry_count) {
 854                 ratetbl->rate[offset].count = 2;
 855                 ratetbl->rate[offset].count_rts = 2;
 856                 ratetbl->rate[offset].count_cts = 2;
 857         } else {
 858                 ratetbl->rate[offset].count = mrs->retry_count;
 859                 ratetbl->rate[offset].count_cts = mrs->retry_count;
 860                 ratetbl->rate[offset].count_rts = mrs->retry_count_rtscts;
 861         }
 862
 863         if (index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP)
 864                 idx = mp->cck_rates[index % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates)];
 865         else if (flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
 866                 idx = ((group->streams - 1) << 4) |
 867                       ((index % MCS_GROUP_RATES) & 0xF);
 868         else
 869                 idx = index % MCS_GROUP_RATES + (group->streams - 1) * 8;
 870
 871         /* enable RTS/CTS if needed:
 872          *  - if station is in dynamic SMPS (and streams > 1)
 873          *  - for fallback rates, to increase chances of getting through
 874          */
 875         if (offset > 0 ||
 876             (mi->sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_DYNAMIC &&
 877              group->streams > 1)) {
 878                 ratetbl->rate[offset].count = ratetbl->rate[offset].count_rts;
 879                 flags |= IEEE80211_TX_RC_USE_RTS_CTS;
 880         }
 881
 882         ratetbl->rate[offset].idx = idx;
 883         ratetbl->rate[offset].flags = flags;
 884 }
 885
 886 static inline int
 887 minstrel_ht_get_prob_ewma(struct minstrel_ht_sta *mi, int rate)
 888 {
 889         int group = rate / MCS_GROUP_RATES;
 890         rate %= MCS_GROUP_RATES;
 891         return mi->groups[group].rates[rate].prob_ewma;
 892 }
 893
 894 static int
 895 minstrel_ht_get_max_amsdu_len(struct minstrel_ht_sta *mi)
 896 {
 897         int group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 898         const struct mcs_group *g = &minstrel_mcs_groups[group];
 899         int rate = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 900
 901         /* Disable A-MSDU if max_prob_rate is bad */
 902         if (mi->groups[group].rates[rate].prob_ewma < MINSTREL_FRAC(50, 100))
 903                 return 1;
 904
 905         /* If the rate is slower than single-stream MCS1, make A-MSDU limit small */
 906         if (g->duration[rate] > MCS_DURATION(1, 0, 52))
 907                 return 500;
 908
 909         /*
 910          * If the rate is slower than single-stream MCS4, limit A-MSDU to usual
 911          * data packet size
 912          */
 913         if (g->duration[rate] > MCS_DURATION(1, 0, 104))
 914                 return 1600;
 915
 916         /*
 917          * If the rate is slower than single-stream MCS7, or if the max throughput
 918          * rate success probability is less than 75%, limit A-MSDU to twice the usual
 919          * data packet size
 920          */
 921         if (g->duration[rate] > MCS_DURATION(1, 0, 260) ||
 922             (minstrel_ht_get_prob_ewma(mi, mi->max_tp_rate[0]) <
 923              MINSTREL_FRAC(75, 100)))
 924                 return 3200;
 925
 926         /*
 927          * HT A-MPDU limits maximum MPDU size under BA agreement to 4095 bytes.
 928          * Since aggregation sessions are started/stopped without txq flush, use
 929          * the limit here to avoid the complexity of having to de-aggregate
 930          * packets in the queue.
 931          */
 932         if (!mi->sta->vht_cap.vht_supported)
 933                 return IEEE80211_MAX_MPDU_LEN_HT_BA;
 934
 935         /* unlimited */
 936         return 0;
 937 }
 938
 939 static void
 940 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 941 {
 942         struct ieee80211_sta_rates *rates;
 943         int i = 0;
 944
 945         rates = kzalloc(sizeof(*rates), GFP_ATOMIC);
 946         if (!rates)
 947                 return;
 948
 949         /* Start with max_tp_rate[0] */
 950         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[0]);
 951
 952         if (mp->hw->max_rates >= 3) {
 953                 /* At least 3 tx rates supported, use max_tp_rate[1] next */
 954                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[1]);
 955         }
 956
 957         if (mp->hw->max_rates >= 2) {
 958                 /*
 959                  * At least 2 tx rates supported, use max_prob_rate next */
 960                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_prob_rate);
 961         }
 962
 963         mi->sta->max_rc_amsdu_len = minstrel_ht_get_max_amsdu_len(mi);
 964         rates->rate[i].idx = -1;
 965         rate_control_set_rates(mp->hw, mi->sta, rates);
 966 }
 967
 968 static inline int
 969 minstrel_get_duration(int index)
 970 {
 971         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 972         return group->duration[index % MCS_GROUP_RATES];
 973 }
 974
 975 static int
 976 minstrel_get_sample_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 977 {
 978         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 979         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 980         unsigned int sample_dur, sample_group, cur_max_tp_streams;
 981         int tp_rate1, tp_rate2;
 982         int sample_idx = 0;
 983
 984         if (mi->sample_wait > 0) {
 985                 mi->sample_wait--;
 986                 return -1;
 987         }
 988
 989         if (!mi->sample_tries)
 990                 return -1;
 991
 992         sample_group = mi->sample_group;
 993         mg = &mi->groups[sample_group];
 994         sample_idx = sample_table[mg->column][mg->index];
 995         minstrel_set_next_sample_idx(mi);
 996
 997         if (!(mg->supported & BIT(sample_idx)))
 998                 return -1;
 999
1000         mrs = &mg->rates[sample_idx];
1001         sample_idx += sample_group * MCS_GROUP_RATES;
1002
1003         /* Set tp_rate1, tp_rate2 to the highest / second highest max_tp_rate */
1004         if (minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[0]) >
1005             minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[1])) {
1006                 tp_rate1 = mi->max_tp_rate[1];
1007                 tp_rate2 = mi->max_tp_rate[0];
1008         } else {
1009                 tp_rate1 = mi->max_tp_rate[0];
1010                 tp_rate2 = mi->max_tp_rate[1];
1011         }
1012
1013         /*
1014          * Sampling might add some overhead (RTS, no aggregation)
1015          * to the frame. Hence, don't use sampling for the highest currently
1016          * used highest throughput or probability rate.
1017          */
1018         if (sample_idx == mi->max_tp_rate[0] || sample_idx == mi->max_prob_rate)
1019                 return -1;
1020
1021         /*
1022          * Do not sample if the probability is already higher than 95%
1023          * to avoid wasting airtime.
1024          */
1025         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(95, 100))
1026                 return -1;
1027
1028         /*
1029          * Make sure that lower rates get sampled only occasionally,
1030          * if the link is working perfectly.
1031          */
1032
1033         cur_max_tp_streams = minstrel_mcs_groups[tp_rate1 /
1034                 MCS_GROUP_RATES].streams;
1035         sample_dur = minstrel_get_duration(sample_idx);
1036         if (sample_dur >= minstrel_get_duration(tp_rate2) &&
1037             (cur_max_tp_streams - 1 <
1038              minstrel_mcs_groups[sample_group].streams ||
1039              sample_dur >= minstrel_get_duration(mi->max_prob_rate))) {
1040                 if (mrs->sample_skipped < 20)
1041                         return -1;
1042
1043                 if (mi->sample_slow++ > 2)
1044                         return -1;
1045         }
1046         mi->sample_tries--;
1047
1048         return sample_idx;
1049 }
1050
1051 static void
1052 minstrel_ht_check_cck_shortpreamble(struct minstrel_priv *mp,
1053                                     struct minstrel_ht_sta *mi, bool val)
1054 {
1055         u8 supported = mi->groups[MINSTREL_CCK_GROUP].supported;
1056
1057         if (!supported || !mi->cck_supported_short)
1058                 return;
1059
1060         if (supported & (mi->cck_supported_short << (val * 4)))
1061                 return;
1062
1063         supported ^= mi->cck_supported_short | (mi->cck_supported_short << 4);
1064         mi->groups[MINSTREL_CCK_GROUP].supported = supported;
1065 }
1066
1067 static void
1068 minstrel_ht_get_rate(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1069                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc)
1070 {
1071         const struct mcs_group *sample_group;
1072         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(txrc->skb);
1073         struct ieee80211_tx_rate *rate = &info->status.rates[0];
1074         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1075         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1076         struct minstrel_priv *mp = priv;
1077         int sample_idx;
1078
1079         if (rate_control_send_low(sta, priv_sta, txrc))
1080                 return;
1081
1082         if (!msp->is_ht)
1083                 return mac80211_minstrel.get_rate(priv, sta, &msp->legacy, txrc);
1084
1085         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
1086             mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP)
1087                 minstrel_aggr_check(sta, txrc->skb);
1088
1089         info->flags |= mi->tx_flags;
1090         minstrel_ht_check_cck_shortpreamble(mp, mi, txrc->short_preamble);
1091
1092 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1093         if (mp->fixed_rate_idx != -1)
1094                 return;
1095 #endif
1096
1097         /* Don't use EAPOL frames for sampling on non-mrr hw */
1098         if (mp->hw->max_rates == 1 &&
1099             (info->control.flags & IEEE80211_TX_CTRL_PORT_CTRL_PROTO))
1100                 sample_idx = -1;
1101         else
1102                 sample_idx = minstrel_get_sample_rate(mp, mi);
1103
1104         mi->total_packets++;
1105
1106         /* wraparound */
1107         if (mi->total_packets == ~0) {
1108                 mi->total_packets = 0;
1109                 mi->sample_packets = 0;
1110         }
1111
1112         if (sample_idx < 0)
1113                 return;
1114
1115         sample_group = &minstrel_mcs_groups[sample_idx / MCS_GROUP_RATES];
1116         info->flags |= IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE;
1117         rate->count = 1;
1118
1119         if (sample_idx / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP) {
1120                 int idx = sample_idx % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates);
1121                 rate->idx = mp->cck_rates[idx];
1122         } else if (sample_group->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
1123                 ieee80211_rate_set_vht(rate, sample_idx % MCS_GROUP_RATES,
1124                                        sample_group->streams);
1125         } else {
1126                 rate->idx = sample_idx % MCS_GROUP_RATES +
1127                             (sample_group->streams - 1) * 8;
1128         }
1129
1130         rate->flags = sample_group->flags;
1131 }
1132
1133 static void
1134 minstrel_ht_update_cck(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
1135                        struct ieee80211_supported_band *sband,
1136                        struct ieee80211_sta *sta)
1137 {
1138         int i;
1139
1140         if (sband->band != NL80211_BAND_2GHZ)
1141                 return;
1142
1143         if (!ieee80211_hw_check(mp->hw, SUPPORTS_HT_CCK_RATES))
1144                 return;
1145
1146         mi->cck_supported = 0;
1147         mi->cck_supported_short = 0;
1148         for (i = 0; i < 4; i++) {
1149                 if (!rate_supported(sta, sband->band, mp->cck_rates[i]))
1150                         continue;
1151
1152                 mi->cck_supported |= BIT(i);
1153                 if (sband->bitrates[i].flags & IEEE80211_RATE_SHORT_PREAMBLE)
1154                         mi->cck_supported_short |= BIT(i);
1155         }
1156
1157         mi->groups[MINSTREL_CCK_GROUP].supported = mi->cck_supported;
1158 }
1159
1160 static void
1161 minstrel_ht_update_caps(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1162                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1163                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1164 {
1165         struct minstrel_priv *mp = priv;
1166         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1167         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1168         struct ieee80211_mcs_info *mcs = &sta->ht_cap.mcs;
1169         u16 sta_cap = sta->ht_cap.cap;
1170         struct ieee80211_sta_vht_cap *vht_cap = &sta->vht_cap;
1171         int use_vht;
1172         int n_supported = 0;
1173         int ack_dur;
1174         int stbc;
1175         int i;
1176
1177         /* fall back to the old minstrel for legacy stations */
1178         if (!sta->ht_cap.ht_supported)
1179                 goto use_legacy;
1180
1181         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups) != MINSTREL_GROUPS_NB);
1182
1183 #ifdef CONFIG_MAC80211_RC_MINSTREL_VHT
1184         if (vht_cap->vht_supported)
1185                 use_vht = vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map != cpu_to_le16(~0);
1186         else
1187 #endif
1188         use_vht = 0;
1189
1190         msp->is_ht = true;
1191         memset(mi, 0, sizeof(*mi));
1192
1193         mi->sta = sta;
1194         mi->last_stats_update = jiffies;
1195
1196         ack_dur = ieee80211_frame_duration(sband->band, 10, 60, 1, 1, 0);
1197         mi->overhead = ieee80211_frame_duration(sband->band, 0, 60, 1, 1, 0);
1198         mi->overhead += ack_dur;
1199         mi->overhead_rtscts = mi->overhead + 2 * ack_dur;
1200
1201         mi->avg_ampdu_len = MINSTREL_FRAC(1, 1);
1202
1203         /* When using MRR, sample more on the first attempt, without delay */
1204         if (mp->has_mrr) {
1205                 mi->sample_count = 16;
1206                 mi->sample_wait = 0;
1207         } else {
1208                 mi->sample_count = 8;
1209                 mi->sample_wait = 8;
1210         }
1211         mi->sample_tries = 4;
1212
1213         /* TODO tx_flags for vht - ATM the RC API is not fine-grained enough */
1214         if (!use_vht) {
1215                 stbc = (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC) >>
1216                         IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC_SHIFT;
1217                 mi->tx_flags |= stbc << IEEE80211_TX_CTL_STBC_SHIFT;
1218
1219                 if (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_LDPC_CODING)
1220                         mi->tx_flags |= IEEE80211_TX_CTL_LDPC;
1221         }
1222
1223         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->groups); i++) {
1224                 u32 gflags = minstrel_mcs_groups[i].flags;
1225                 int bw, nss;
1226
1227                 mi->groups[i].supported = 0;
1228                 if (i == MINSTREL_CCK_GROUP) {
1229                         minstrel_ht_update_cck(mp, mi, sband, sta);
1230                         continue;
1231                 }
1232
1233                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) {
1234                         if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) {
1235                                 if (!(sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_40))
1236                                         continue;
1237                         } else {
1238                                 if (!(sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_20))
1239                                         continue;
1240                         }
1241                 }
1242
1243                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH &&
1244                     sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_40)
1245                         continue;
1246
1247                 nss = minstrel_mcs_groups[i].streams;
1248
1249                 /* Mark MCS > 7 as unsupported if STA is in static SMPS mode */
1250                 if (sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_STATIC && nss > 1)
1251                         continue;
1252
1253                 /* HT rate */
1254                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
1255 #ifdef CONFIG_MAC80211_RC_MINSTREL_VHT
1256                         if (use_vht && minstrel_vht_only)
1257                                 continue;
1258 #endif
1259                         mi->groups[i].supported = mcs->rx_mask[nss - 1];
1260                         if (mi->groups[i].supported)
1261                                 n_supported++;
1262                         continue;
1263                 }
1264
1265                 /* VHT rate */
1266                 if (!vht_cap->vht_supported ||
1267                     WARN_ON(!(gflags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)) ||
1268                     WARN_ON(gflags & IEEE80211_TX_RC_160_MHZ_WIDTH))
1269                         continue;
1270
1271                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH) {
1272                         if (sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_80 ||
1273                             ((gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) &&
1274                              !(vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_SHORT_GI_80))) {
1275                                 continue;
1276                         }
1277                 }
1278
1279                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
1280                         bw = BW_40;
1281                 else if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH)
1282                         bw = BW_80;
1283                 else
1284                         bw = BW_20;
1285
1286                 mi->groups[i].supported = minstrel_get_valid_vht_rates(bw, nss,
1287                                 vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map);
1288
1289                 if (mi->groups[i].supported)
1290                         n_supported++;
1291         }
1292
1293         if (!n_supported)
1294                 goto use_legacy;
1295
1296         /* create an initial rate table with the lowest supported rates */
1297         minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
1298         minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
1299
1300         return;
1301
1302 use_legacy:
1303         msp->is_ht = false;
1304         memset(&msp->legacy, 0, sizeof(msp->legacy));
1305         msp->legacy.r = msp->ratelist;
1306         msp->legacy.sample_table = msp->sample_table;
1307         return mac80211_minstrel.rate_init(priv, sband, chandef, sta,
1308                                            &msp->legacy);
1309 }
1310
1311 static void
1312 minstrel_ht_rate_init(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1313                       struct cfg80211_chan_def *chandef,
1314                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1315 {
1316         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1317 }
1318
1319 static void
1320 minstrel_ht_rate_update(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1321                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1322                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1323                         u32 changed)
1324 {
1325         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1326 }
1327
1328 static void *
1329 minstrel_ht_alloc_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, gfp_t gfp)
1330 {
1331         struct ieee80211_supported_band *sband;
1332         struct minstrel_ht_sta_priv *msp;
1333         struct minstrel_priv *mp = priv;
1334         struct ieee80211_hw *hw = mp->hw;
1335         int max_rates = 0;
1336         int i;
1337
1338         for (i = 0; i < NUM_NL80211_BANDS; i++) {
1339                 sband = hw->wiphy->bands[i];
1340                 if (sband && sband->n_bitrates > max_rates)
1341                         max_rates = sband->n_bitrates;
1342         }
1343
1344         msp = kzalloc(sizeof(*msp), gfp);
1345         if (!msp)
1346                 return NULL;
1347
1348         msp->ratelist = kzalloc(sizeof(struct minstrel_rate) * max_rates, gfp);
1349         if (!msp->ratelist)
1350                 goto error;
1351
1352         msp->sample_table = kmalloc(SAMPLE_COLUMNS * max_rates, gfp);
1353         if (!msp->sample_table)
1354                 goto error1;
1355
1356         return msp;
1357
1358 error1:
1359         kfree(msp->ratelist);
1360 error:
1361         kfree(msp);
1362         return NULL;
1363 }
1364
1365 static void
1366 minstrel_ht_free_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1367 {
1368         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1369
1370         kfree(msp->sample_table);
1371         kfree(msp->ratelist);
1372         kfree(msp);
1373 }
1374
1375 static void *
1376 minstrel_ht_alloc(struct ieee80211_hw *hw, struct dentry *debugfsdir)
1377 {
1378         return mac80211_minstrel.alloc(hw, debugfsdir);
1379 }
1380
1381 static void
1382 minstrel_ht_free(void *priv)
1383 {
1384         mac80211_minstrel.free(priv);
1385 }
1386
1387 static u32 minstrel_ht_get_expected_throughput(void *priv_sta)
1388 {
1389         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1390         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1391         int i, j, prob, tp_avg;
1392
1393         if (!msp->is_ht)
1394                 return mac80211_minstrel.get_expected_throughput(priv_sta);
1395
1396         i = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
1397         j = mi->max_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
1398         prob = mi->groups[i].rates[j].prob_ewma;
1399
1400         /* convert tp_avg from pkt per second in kbps */
1401         tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, i, j, prob) * 10;
1402         tp_avg = tp_avg * AVG_PKT_SIZE * 8 / 1024;
1403
1404         return tp_avg;
1405 }
1406
1407 static const struct rate_control_ops mac80211_minstrel_ht = {
1408         .name = "minstrel_ht",
1409         .tx_status_noskb = minstrel_ht_tx_status,
1410         .get_rate = minstrel_ht_get_rate,
1411         .rate_init = minstrel_ht_rate_init,
1412         .rate_update = minstrel_ht_rate_update,
1413         .alloc_sta = minstrel_ht_alloc_sta,
1414         .free_sta = minstrel_ht_free_sta,
1415         .alloc = minstrel_ht_alloc,
1416         .free = minstrel_ht_free,
1417 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1418         .add_sta_debugfs = minstrel_ht_add_sta_debugfs,
1419         .remove_sta_debugfs = minstrel_ht_remove_sta_debugfs,
1420 #endif
1421         .get_expected_throughput = minstrel_ht_get_expected_throughput,
1422 };
1423
1424
1425 static void __init init_sample_table(void)
1426 {
1427         int col, i, new_idx;
1428         u8 rnd[MCS_GROUP_RATES];
1429
1430         memset(sample_table, 0xff, sizeof(sample_table));
1431         for (col = 0; col < SAMPLE_COLUMNS; col++) {
1432                 prandom_bytes(rnd, sizeof(rnd));
1433                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
1434                         new_idx = (i + rnd[i]) % MCS_GROUP_RATES;
1435                         while (sample_table[col][new_idx] != 0xff)
1436                                 new_idx = (new_idx + 1) % MCS_GROUP_RATES;
1437
1438                         sample_table[col][new_idx] = i;
1439                 }
1440         }
1441 }
1442
1443 int __init
1444 rc80211_minstrel_ht_init(void)
1445 {
1446         init_sample_table();
1447         return ieee80211_rate_control_register(&mac80211_minstrel_ht);
1448 }
1449
1450 void
1451 rc80211_minstrel_ht_exit(void)
1452 {
1453         ieee80211_rate_control_unregister(&mac80211_minstrel_ht);
1454 }