net/mac80211/rc80211_minstrel_ht.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2010 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/ieee80211.h>
  14 #include <net/mac80211.h>
  15 #include "rate.h"
  16 #include "rc80211_minstrel.h"
  17 #include "rc80211_minstrel_ht.h"
  18
  19 #define AVG_PKT_SIZE    1200
  20 #define SAMPLE_COLUMNS  10
  21 #define EWMA_LEVEL              75
  22
  23 /* Number of bits for an average sized packet */
  24 #define MCS_NBITS (AVG_PKT_SIZE << 3)
  25
  26 /* Number of symbols for a packet with (bps) bits per symbol */
  27 #define MCS_NSYMS(bps) ((MCS_NBITS + (bps) - 1) / (bps))
  28
  29 /* Transmission time for a packet containing (syms) symbols */
  30 #define MCS_SYMBOL_TIME(sgi, syms)                                      \
  31         (sgi ?                                                          \
  32           ((syms) * 18 + 4) / 5 :       /* syms * 3.6 us */             \
  33           (syms) << 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) MCS_SYMBOL_TIME(sgi, MCS_NSYMS((streams) * (bps)))
  38
  39 /* MCS rate information for an MCS group */
  40 #define MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40) {                              \
  41         .streams = _streams,                                            \
  42         .flags =                                                        \
  43                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
  44                 (_ht40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),             \
  45         .duration = {                                                   \
  46                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26),          \
  47                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 108 : 52),         \
  48                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 162 : 78),         \
  49                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 216 : 104),        \
  50                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 324 : 156),        \
  51                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 432 : 208),        \
  52                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 486 : 234),        \
  53                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 540 : 260)         \
  54         }                                                               \
  55 }
  56
  57 /*
  58  * To enable sufficiently targeted rate sampling, MCS rates are divided into
  59  * groups, based on the number of streams and flags (HT40, SGI) that they
  60  * use.
  61  */
  62 const struct mcs_group minstrel_mcs_groups[] = {
  63         MCS_GROUP(1, 0, 0),
  64         MCS_GROUP(2, 0, 0),
  65 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
  66         MCS_GROUP(3, 0, 0),
  67 #endif
  68
  69         MCS_GROUP(1, 1, 0),
  70         MCS_GROUP(2, 1, 0),
  71 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
  72         MCS_GROUP(3, 1, 0),
  73 #endif
  74
  75         MCS_GROUP(1, 0, 1),
  76         MCS_GROUP(2, 0, 1),
  77 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
  78         MCS_GROUP(3, 0, 1),
  79 #endif
  80
  81         MCS_GROUP(1, 1, 1),
  82         MCS_GROUP(2, 1, 1),
  83 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
  84         MCS_GROUP(3, 1, 1),
  85 #endif
  86 };
  87
  88 static u8 sample_table[SAMPLE_COLUMNS][MCS_GROUP_RATES];
  89
  90 /*
  91  * Perform EWMA (Exponentially Weighted Moving Average) calculation
  92  */
  93 static int
  94 minstrel_ewma(int old, int new, int weight)
  95 {
  96         return (new * (100 - weight) + old * weight) / 100;
  97 }
  98
  99 /*
 100  * Look up an MCS group index based on mac80211 rate information
 101  */
 102 static int
 103 minstrel_ht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 104 {
 105         int streams = (rate->idx / MCS_GROUP_RATES) + 1;
 106         u32 flags = IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI | IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH;
 107         int i;
 108
 109         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); i++) {
 110                 if (minstrel_mcs_groups[i].streams != streams)
 111                         continue;
 112                 if (minstrel_mcs_groups[i].flags != (rate->flags & flags))
 113                         continue;
 114
 115                 return i;
 116         }
 117
 118         WARN_ON(1);
 119         return 0;
 120 }
 121
 122 static inline struct minstrel_rate_stats *
 123 minstrel_get_ratestats(struct minstrel_ht_sta *mi, int index)
 124 {
 125         return &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES].rates[index % MCS_GROUP_RATES];
 126 }
 127
 128
 129 /*
 130  * Recalculate success probabilities and counters for a rate using EWMA
 131  */
 132 static void
 133 minstrel_calc_rate_ewma(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_rate_stats *mr)
 134 {
 135         if (unlikely(mr->attempts > 0)) {
 136                 mr->sample_skipped = 0;
 137                 mr->cur_prob = MINSTREL_FRAC(mr->success, mr->attempts);
 138                 if (!mr->att_hist)
 139                         mr->probability = mr->cur_prob;
 140                 else
 141                         mr->probability = minstrel_ewma(mr->probability,
 142                                 mr->cur_prob, EWMA_LEVEL);
 143                 mr->att_hist += mr->attempts;
 144                 mr->succ_hist += mr->success;
 145         } else {
 146                 mr->sample_skipped++;
 147         }
 148         mr->last_success = mr->success;
 149         mr->last_attempts = mr->attempts;
 150         mr->success = 0;
 151         mr->attempts = 0;
 152 }
 153
 154 /*
 155  * Calculate throughput based on the average A-MPDU length, taking into account
 156  * the expected number of retransmissions and their expected length
 157  */
 158 static void
 159 minstrel_ht_calc_tp(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 160                     int group, int rate)
 161 {
 162         struct minstrel_rate_stats *mr;
 163         unsigned int usecs;
 164
 165         mr = &mi->groups[group].rates[rate];
 166
 167         if (mr->probability < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
 168                 mr->cur_tp = 0;
 169                 return;
 170         }
 171
 172         usecs = mi->overhead / MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 173         usecs += minstrel_mcs_groups[group].duration[rate];
 174         mr->cur_tp = MINSTREL_TRUNC((1000000 / usecs) * mr->probability);
 175 }
 176
 177 /*
 178  * Update rate statistics and select new primary rates
 179  *
 180  * Rules for rate selection:
 181  *  - max_prob_rate must use only one stream, as a tradeoff between delivery
 182  *    probability and throughput during strong fluctuations
 183  *  - as long as the max prob rate has a probability of more than 3/4, pick
 184  *    higher throughput rates, even if the probablity is a bit lower
 185  */
 186 static void
 187 minstrel_ht_update_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 188 {
 189         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 190         struct minstrel_rate_stats *mr;
 191         int cur_prob, cur_prob_tp, cur_tp, cur_tp2;
 192         int group, i, index;
 193
 194         if (mi->ampdu_packets > 0) {
 195                 mi->avg_ampdu_len = minstrel_ewma(mi->avg_ampdu_len,
 196                         MINSTREL_FRAC(mi->ampdu_len, mi->ampdu_packets), EWMA_LEVEL);
 197                 mi->ampdu_len = 0;
 198                 mi->ampdu_packets = 0;
 199         }
 200
 201         mi->sample_slow = 0;
 202         mi->sample_count = 0;
 203         mi->max_tp_rate = 0;
 204         mi->max_tp_rate2 = 0;
 205         mi->max_prob_rate = 0;
 206
 207         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 208                 cur_prob = 0;
 209                 cur_prob_tp = 0;
 210                 cur_tp = 0;
 211                 cur_tp2 = 0;
 212
 213                 mg = &mi->groups[group];
 214                 if (!mg->supported)
 215                         continue;
 216
 217                 mg->max_tp_rate = 0;
 218                 mg->max_tp_rate2 = 0;
 219                 mg->max_prob_rate = 0;
 220                 mi->sample_count++;
 221
 222                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
 223                         if (!(mg->supported & BIT(i)))
 224                                 continue;
 225
 226                         mr = &mg->rates[i];
 227                         mr->retry_updated = false;
 228                         index = MCS_GROUP_RATES * group + i;
 229                         minstrel_calc_rate_ewma(mp, mr);
 230                         minstrel_ht_calc_tp(mp, mi, group, i);
 231
 232                         if (!mr->cur_tp)
 233                                 continue;
 234
 235                         /* ignore the lowest rate of each single-stream group */
 236                         if (!i && minstrel_mcs_groups[group].streams == 1)
 237                                 continue;
 238
 239                         if ((mr->cur_tp > cur_prob_tp && mr->probability >
 240                              MINSTREL_FRAC(3, 4)) || mr->probability > cur_prob) {
 241                                 mg->max_prob_rate = index;
 242                                 cur_prob = mr->probability;
 243                         }
 244
 245                         if (mr->cur_tp > cur_tp) {
 246                                 swap(index, mg->max_tp_rate);
 247                                 cur_tp = mr->cur_tp;
 248                                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 249                         }
 250
 251                         if (index >= mg->max_tp_rate)
 252                                 continue;
 253
 254                         if (mr->cur_tp > cur_tp2) {
 255                                 mg->max_tp_rate2 = index;
 256                                 cur_tp2 = mr->cur_tp;
 257                         }
 258                 }
 259         }
 260
 261         /* try to sample up to half of the availble rates during each interval */
 262         mi->sample_count *= 4;
 263
 264         cur_prob = 0;
 265         cur_prob_tp = 0;
 266         cur_tp = 0;
 267         cur_tp2 = 0;
 268         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 269                 mg = &mi->groups[group];
 270                 if (!mg->supported)
 271                         continue;
 272
 273                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, mg->max_prob_rate);
 274                 if (cur_prob_tp < mr->cur_tp &&
 275                     minstrel_mcs_groups[group].streams == 1) {
 276                         mi->max_prob_rate = mg->max_prob_rate;
 277                         cur_prob = mr->cur_prob;
 278                 }
 279
 280                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, mg->max_tp_rate);
 281                 if (cur_tp < mr->cur_tp) {
 282                         mi->max_tp_rate = mg->max_tp_rate;
 283                         cur_tp = mr->cur_tp;
 284                 }
 285
 286                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, mg->max_tp_rate2);
 287                 if (cur_tp2 < mr->cur_tp) {
 288                         mi->max_tp_rate2 = mg->max_tp_rate2;
 289                         cur_tp2 = mr->cur_tp;
 290                 }
 291         }
 292
 293         mi->stats_update = jiffies;
 294 }
 295
 296 static bool
 297 minstrel_ht_txstat_valid(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 298 {
 299         if (!rate->count)
 300                 return false;
 301
 302         if (rate->idx < 0)
 303                 return false;
 304
 305         return !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS);
 306 }
 307
 308 static void
 309 minstrel_next_sample_idx(struct minstrel_ht_sta *mi)
 310 {
 311         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 312
 313         for (;;) {
 314                 mi->sample_group++;
 315                 mi->sample_group %= ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups);
 316                 mg = &mi->groups[mi->sample_group];
 317
 318                 if (!mg->supported)
 319                         continue;
 320
 321                 if (++mg->index >= MCS_GROUP_RATES) {
 322                         mg->index = 0;
 323                         if (++mg->column >= ARRAY_SIZE(sample_table))
 324                                 mg->column = 0;
 325                 }
 326                 break;
 327         }
 328 }
 329
 330 static void
 331 minstrel_downgrade_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, int *idx, bool primary)
 332 {
 333         int group, orig_group;
 334
 335         orig_group = group = *idx / MCS_GROUP_RATES;
 336         while (group > 0) {
 337                 group--;
 338
 339                 if (!mi->groups[group].supported)
 340                         continue;
 341
 342                 if (minstrel_mcs_groups[group].streams >
 343                     minstrel_mcs_groups[orig_group].streams)
 344                         continue;
 345
 346                 if (primary)
 347                         *idx = mi->groups[group].max_tp_rate;
 348                 else
 349                         *idx = mi->groups[group].max_tp_rate2;
 350                 break;
 351         }
 352 }
 353
 354 static void
 355 minstrel_aggr_check(struct minstrel_priv *mp, struct ieee80211_sta *pubsta, struct sk_buff *skb)
 356 {
 357         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
 358         struct sta_info *sta = container_of(pubsta, struct sta_info, sta);
 359         u16 tid;
 360
 361         if (unlikely(!ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control)))
 362                 return;
 363
 364         if (unlikely(skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE)))
 365                 return;
 366
 367         tid = *ieee80211_get_qos_ctl(hdr) & IEEE80211_QOS_CTL_TID_MASK;
 368         if (likely(sta->ampdu_mlme.tid_state_tx[tid] != HT_AGG_STATE_IDLE))
 369                 return;
 370
 371         ieee80211_start_tx_ba_session(pubsta, tid);
 372 }
 373
 374 static void
 375 minstrel_ht_tx_status(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 376                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
 377                       struct sk_buff *skb)
 378 {
 379         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 380         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
 381         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
 382         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
 383         struct minstrel_rate_stats *rate, *rate2;
 384         struct minstrel_priv *mp = priv;
 385         bool last = false;
 386         int group;
 387         int i = 0;
 388
 389         if (!msp->is_ht)
 390                 return mac80211_minstrel.tx_status(priv, sband, sta, &msp->legacy, skb);
 391
 392         /* This packet was aggregated but doesn't carry status info */
 393         if ((info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
 394             !(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU))
 395                 return;
 396
 397         if (!info->status.ampdu_len) {
 398                 info->status.ampdu_ack_len = 1;
 399                 info->status.ampdu_len = 1;
 400         }
 401
 402         mi->ampdu_packets++;
 403         mi->ampdu_len += info->status.ampdu_len;
 404
 405         if (!mi->sample_wait && !mi->sample_tries && mi->sample_count > 0) {
 406                 mi->sample_wait = 4 + 2 * MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 407                 mi->sample_tries = 3;
 408                 mi->sample_count--;
 409         }
 410
 411         if (info->flags & IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE) {
 412                 mi->sample_packets += info->status.ampdu_len;
 413                 minstrel_next_sample_idx(mi);
 414         }
 415
 416         for (i = 0; !last; i++) {
 417                 last = (i == IEEE80211_TX_MAX_RATES - 1) ||
 418                        !minstrel_ht_txstat_valid(&ar[i + 1]);
 419
 420                 if (!minstrel_ht_txstat_valid(&ar[i]))
 421                         break;
 422
 423                 group = minstrel_ht_get_group_idx(&ar[i]);
 424                 rate = &mi->groups[group].rates[ar[i].idx % 8];
 425
 426                 if (last && (info->flags & IEEE80211_TX_STAT_ACK))
 427                         rate->success += info->status.ampdu_ack_len;
 428
 429                 rate->attempts += ar[i].count * info->status.ampdu_len;
 430         }
 431
 432         /*
 433          * check for sudden death of spatial multiplexing,
 434          * downgrade to a lower number of streams if necessary.
 435          */
 436         rate = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate);
 437         if (rate->attempts > 30 &&
 438             MINSTREL_FRAC(rate->success, rate->attempts) <
 439             MINSTREL_FRAC(20, 100))
 440                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate, true);
 441
 442         rate2 = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate2);
 443         if (rate->attempts > 30 &&
 444             MINSTREL_FRAC(rate->success, rate->attempts) <
 445             MINSTREL_FRAC(20, 100))
 446                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate2, false);
 447
 448         if (time_after(jiffies, mi->stats_update + (mp->update_interval / 2 * HZ) / 1000)) {
 449                 minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
 450                 minstrel_aggr_check(mp, sta, skb);
 451         }
 452 }
 453
 454 static void
 455 minstrel_calc_retransmit(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 456                          int index)
 457 {
 458         struct minstrel_rate_stats *mr;
 459         const struct mcs_group *group;
 460         unsigned int tx_time, tx_time_rtscts, tx_time_data;
 461         unsigned int cw = mp->cw_min;
 462         unsigned int t_slot = 9; /* FIXME */
 463         unsigned int ampdu_len = MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 464
 465         mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 466         if (mr->probability < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
 467                 mr->retry_count = 1;
 468                 mr->retry_count_rtscts = 1;
 469                 return;
 470         }
 471
 472         mr->retry_count = 2;
 473         mr->retry_count_rtscts = 2;
 474         mr->retry_updated = true;
 475
 476         group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 477         tx_time_data = group->duration[index % MCS_GROUP_RATES] * ampdu_len;
 478         tx_time = 2 * (t_slot + mi->overhead + tx_time_data);
 479         tx_time_rtscts = 2 * (t_slot + mi->overhead_rtscts + tx_time_data);
 480         do {
 481                 cw = (cw << 1) | 1;
 482                 cw = min(cw, mp->cw_max);
 483                 tx_time += cw + t_slot + mi->overhead;
 484                 tx_time_rtscts += cw + t_slot + mi->overhead_rtscts;
 485                 if (tx_time_rtscts < mp->segment_size)
 486                         mr->retry_count_rtscts++;
 487         } while ((tx_time < mp->segment_size) &&
 488                  (++mr->retry_count < mp->max_retry));
 489 }
 490
 491
 492 static void
 493 minstrel_ht_set_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 494                      struct ieee80211_tx_rate *rate, int index,
 495                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc,
 496                      bool sample, bool rtscts)
 497 {
 498         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 499         struct minstrel_rate_stats *mr;
 500
 501         mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 502         if (!mr->retry_updated)
 503                 minstrel_calc_retransmit(mp, mi, index);
 504
 505         if (mr->probability < MINSTREL_FRAC(20, 100))
 506                 rate->count = 2;
 507         else if (rtscts)
 508                 rate->count = mr->retry_count_rtscts;
 509         else
 510                 rate->count = mr->retry_count;
 511
 512         rate->flags = IEEE80211_TX_RC_MCS | group->flags;
 513         if (txrc->short_preamble)
 514                 rate->flags |= IEEE80211_TX_RC_USE_SHORT_PREAMBLE;
 515         if (txrc->rts || rtscts)
 516                 rate->flags |= IEEE80211_TX_RC_USE_RTS_CTS;
 517         rate->idx = index % MCS_GROUP_RATES + (group->streams - 1) * MCS_GROUP_RATES;
 518 }
 519
 520 static inline int
 521 minstrel_get_duration(int index)
 522 {
 523         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 524         return group->duration[index % MCS_GROUP_RATES];
 525 }
 526
 527 static int
 528 minstrel_get_sample_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 529 {
 530         struct minstrel_rate_stats *mr;
 531         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 532         int sample_idx = 0;
 533
 534         if (mi->sample_wait > 0) {
 535                 mi->sample_wait--;
 536                 return -1;
 537         }
 538
 539         if (!mi->sample_tries)
 540                 return -1;
 541
 542         mi->sample_tries--;
 543         mg = &mi->groups[mi->sample_group];
 544         sample_idx = sample_table[mg->column][mg->index];
 545         mr = &mg->rates[sample_idx];
 546         sample_idx += mi->sample_group * MCS_GROUP_RATES;
 547
 548         /*
 549          * When not using MRR, do not sample if the probability is already
 550          * higher than 95% to avoid wasting airtime
 551          */
 552         if (!mp->has_mrr && (mr->probability > MINSTREL_FRAC(95, 100)))
 553                 goto next;
 554
 555         /*
 556          * Make sure that lower rates get sampled only occasionally,
 557          * if the link is working perfectly.
 558          */
 559         if (minstrel_get_duration(sample_idx) >
 560             minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate)) {
 561                 if (mr->sample_skipped < 10)
 562                         goto next;
 563
 564                 if (mi->sample_slow++ > 2)
 565                         goto next;
 566         }
 567
 568         return sample_idx;
 569
 570 next:
 571         minstrel_next_sample_idx(mi);
 572         return -1;
 573 }
 574
 575 static void
 576 minstrel_ht_get_rate(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
 577                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc)
 578 {
 579         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(txrc->skb);
 580         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
 581         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 582         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
 583         struct minstrel_priv *mp = priv;
 584         int sample_idx;
 585
 586         if (rate_control_send_low(sta, priv_sta, txrc))
 587                 return;
 588
 589         if (!msp->is_ht)
 590                 return mac80211_minstrel.get_rate(priv, sta, &msp->legacy, txrc);
 591
 592         info->flags |= mi->tx_flags;
 593         sample_idx = minstrel_get_sample_rate(mp, mi);
 594         if (sample_idx >= 0) {
 595                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[0], sample_idx,
 596                         txrc, true, false);
 597                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[1], mi->max_tp_rate,
 598                         txrc, false, true);
 599                 info->flags |= IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE;
 600         } else {
 601                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[0], mi->max_tp_rate,
 602                         txrc, false, false);
 603                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[1], mi->max_tp_rate2,
 604                         txrc, false, true);
 605         }
 606         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[2], mi->max_prob_rate, txrc, false, true);
 607
 608         ar[3].count = 0;
 609         ar[3].idx = -1;
 610
 611         mi->total_packets++;
 612
 613         /* wraparound */
 614         if (mi->total_packets == ~0) {
 615                 mi->total_packets = 0;
 616                 mi->sample_packets = 0;
 617         }
 618 }
 619
 620 static void
 621 minstrel_ht_update_caps(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 622                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
 623                         enum nl80211_channel_type oper_chan_type)
 624 {
 625         struct minstrel_priv *mp = priv;
 626         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 627         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
 628         struct ieee80211_mcs_info *mcs = &sta->ht_cap.mcs;
 629         struct ieee80211_local *local = hw_to_local(mp->hw);
 630         u16 sta_cap = sta->ht_cap.cap;
 631         int ack_dur;
 632         int stbc;
 633         int i;
 634
 635         /* fall back to the old minstrel for legacy stations */
 636         if (sta && !sta->ht_cap.ht_supported) {
 637                 msp->is_ht = false;
 638                 memset(&msp->legacy, 0, sizeof(msp->legacy));
 639                 msp->legacy.r = msp->ratelist;
 640                 msp->legacy.sample_table = msp->sample_table;
 641                 return mac80211_minstrel.rate_init(priv, sband, sta, &msp->legacy);
 642         }
 643
 644         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups) !=
 645                 MINSTREL_MAX_STREAMS * MINSTREL_STREAM_GROUPS);
 646
 647         msp->is_ht = true;
 648         memset(mi, 0, sizeof(*mi));
 649         mi->stats_update = jiffies;
 650
 651         ack_dur = ieee80211_frame_duration(local, 10, 60, 1, 1);
 652         mi->overhead = ieee80211_frame_duration(local, 0, 60, 1, 1) + ack_dur;
 653         mi->overhead_rtscts = mi->overhead + 2 * ack_dur;
 654
 655         mi->avg_ampdu_len = MINSTREL_FRAC(1, 1);
 656
 657         /* When using MRR, sample more on the first attempt, without delay */
 658         if (mp->has_mrr) {
 659                 mi->sample_count = 16;
 660                 mi->sample_wait = 0;
 661         } else {
 662                 mi->sample_count = 8;
 663                 mi->sample_wait = 8;
 664         }
 665         mi->sample_tries = 4;
 666
 667         stbc = (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC) >>
 668                 IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC_SHIFT;
 669         mi->tx_flags |= stbc << IEEE80211_TX_CTL_STBC_SHIFT;
 670
 671         if (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_LDPC_CODING)
 672                 mi->tx_flags |= IEEE80211_TX_CTL_LDPC;
 673
 674         if (oper_chan_type != NL80211_CHAN_HT40MINUS &&
 675             oper_chan_type != NL80211_CHAN_HT40PLUS)
 676                 sta_cap &= ~IEEE80211_HT_CAP_SUP_WIDTH_20_40;
 677
 678         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->groups); i++) {
 679                 u16 req = 0;
 680
 681                 mi->groups[i].supported = 0;
 682                 if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) {
 683                         if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
 684                                 req |= IEEE80211_HT_CAP_SGI_40;
 685                         else
 686                                 req |= IEEE80211_HT_CAP_SGI_20;
 687                 }
 688
 689                 if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
 690                         req |= IEEE80211_HT_CAP_SUP_WIDTH_20_40;
 691
 692                 if ((sta_cap & req) != req)
 693                         continue;
 694
 695                 mi->groups[i].supported =
 696                         mcs->rx_mask[minstrel_mcs_groups[i].streams - 1];
 697         }
 698 }
 699
 700 static void
 701 minstrel_ht_rate_init(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 702                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
 703 {
 704         struct minstrel_priv *mp = priv;
 705
 706         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, sta, priv_sta, mp->hw->conf.channel_type);
 707 }
 708
 709 static void
 710 minstrel_ht_rate_update(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 711                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
 712                         u32 changed, enum nl80211_channel_type oper_chan_type)
 713 {
 714         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, sta, priv_sta, oper_chan_type);
 715 }
 716
 717 static void *
 718 minstrel_ht_alloc_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, gfp_t gfp)
 719 {
 720         struct ieee80211_supported_band *sband;
 721         struct minstrel_ht_sta_priv *msp;
 722         struct minstrel_priv *mp = priv;
 723         struct ieee80211_hw *hw = mp->hw;
 724         int max_rates = 0;
 725         int i;
 726
 727         for (i = 0; i < IEEE80211_NUM_BANDS; i++) {
 728                 sband = hw->wiphy->bands[i];
 729                 if (sband && sband->n_bitrates > max_rates)
 730                         max_rates = sband->n_bitrates;
 731         }
 732
 733         msp = kzalloc(sizeof(struct minstrel_ht_sta), gfp);
 734         if (!msp)
 735                 return NULL;
 736
 737         msp->ratelist = kzalloc(sizeof(struct minstrel_rate) * max_rates, gfp);
 738         if (!msp->ratelist)
 739                 goto error;
 740
 741         msp->sample_table = kmalloc(SAMPLE_COLUMNS * max_rates, gfp);
 742         if (!msp->sample_table)
 743                 goto error1;
 744
 745         return msp;
 746
 747 error1:
 748         kfree(msp->sample_table);
 749 error:
 750         kfree(msp);
 751         return NULL;
 752 }
 753
 754 static void
 755 minstrel_ht_free_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
 756 {
 757         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 758
 759         kfree(msp->sample_table);
 760         kfree(msp->ratelist);
 761         kfree(msp);
 762 }
 763
 764 static void *
 765 minstrel_ht_alloc(struct ieee80211_hw *hw, struct dentry *debugfsdir)
 766 {
 767         return mac80211_minstrel.alloc(hw, debugfsdir);
 768 }
 769
 770 static void
 771 minstrel_ht_free(void *priv)
 772 {
 773         mac80211_minstrel.free(priv);
 774 }
 775
 776 static struct rate_control_ops mac80211_minstrel_ht = {
 777         .name = "minstrel_ht",
 778         .tx_status = minstrel_ht_tx_status,
 779         .get_rate = minstrel_ht_get_rate,
 780         .rate_init = minstrel_ht_rate_init,
 781         .rate_update = minstrel_ht_rate_update,
 782         .alloc_sta = minstrel_ht_alloc_sta,
 783         .free_sta = minstrel_ht_free_sta,
 784         .alloc = minstrel_ht_alloc,
 785         .free = minstrel_ht_free,
 786 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 787         .add_sta_debugfs = minstrel_ht_add_sta_debugfs,
 788         .remove_sta_debugfs = minstrel_ht_remove_sta_debugfs,
 789 #endif
 790 };
 791
 792
 793 static void
 794 init_sample_table(void)
 795 {
 796         int col, i, new_idx;
 797         u8 rnd[MCS_GROUP_RATES];
 798
 799         memset(sample_table, 0xff, sizeof(sample_table));
 800         for (col = 0; col < SAMPLE_COLUMNS; col++) {
 801                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
 802                         get_random_bytes(rnd, sizeof(rnd));
 803                         new_idx = (i + rnd[i]) % MCS_GROUP_RATES;
 804
 805                         while (sample_table[col][new_idx] != 0xff)
 806                                 new_idx = (new_idx + 1) % MCS_GROUP_RATES;
 807
 808                         sample_table[col][new_idx] = i;
 809                 }
 810         }
 811 }
 812
 813 int __init
 814 rc80211_minstrel_ht_init(void)
 815 {
 816         init_sample_table();
 817         return ieee80211_rate_control_register(&mac80211_minstrel_ht);
 818 }
 819
 820 void
 821 rc80211_minstrel_ht_exit(void)
 822 {
 823         ieee80211_rate_control_unregister(&mac80211_minstrel_ht);
 824 }