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                                 cur_prob_tp = mr->cur_tp;
 244                         }
 245
 246                         if (mr->cur_tp > cur_tp) {
 247                                 swap(index, mg->max_tp_rate);
 248                                 cur_tp = mr->cur_tp;
 249                                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 250                         }
 251
 252                         if (index >= mg->max_tp_rate)
 253                                 continue;
 254
 255                         if (mr->cur_tp > cur_tp2) {
 256                                 mg->max_tp_rate2 = index;
 257                                 cur_tp2 = mr->cur_tp;
 258                         }
 259                 }
 260         }
 261
 262         /* try to sample up to half of the available rates during each interval */
 263         mi->sample_count *= 4;
 264
 265         cur_prob = 0;
 266         cur_prob_tp = 0;
 267         cur_tp = 0;
 268         cur_tp2 = 0;
 269         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 270                 mg = &mi->groups[group];
 271                 if (!mg->supported)
 272                         continue;
 273
 274                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, mg->max_prob_rate);
 275                 if (cur_prob_tp < mr->cur_tp &&
 276                     minstrel_mcs_groups[group].streams == 1) {
 277                         mi->max_prob_rate = mg->max_prob_rate;
 278                         cur_prob = mr->cur_prob;
 279                         cur_prob_tp = mr->cur_tp;
 280                 }
 281
 282                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, mg->max_tp_rate);
 283                 if (cur_tp < mr->cur_tp) {
 284                         mi->max_tp_rate2 = mi->max_tp_rate;
 285                         cur_tp2 = cur_tp;
 286                         mi->max_tp_rate = mg->max_tp_rate;
 287                         cur_tp = mr->cur_tp;
 288                 }
 289
 290                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, mg->max_tp_rate2);
 291                 if (cur_tp2 < mr->cur_tp) {
 292                         mi->max_tp_rate2 = mg->max_tp_rate2;
 293                         cur_tp2 = mr->cur_tp;
 294                 }
 295         }
 296
 297         mi->stats_update = jiffies;
 298 }
 299
 300 static bool
 301 minstrel_ht_txstat_valid(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 302 {
 303         if (rate->idx < 0)
 304                 return false;
 305
 306         if (!rate->count)
 307                 return false;
 308
 309         return !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS);
 310 }
 311
 312 static void
 313 minstrel_next_sample_idx(struct minstrel_ht_sta *mi)
 314 {
 315         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 316
 317         for (;;) {
 318                 mi->sample_group++;
 319                 mi->sample_group %= ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups);
 320                 mg = &mi->groups[mi->sample_group];
 321
 322                 if (!mg->supported)
 323                         continue;
 324
 325                 if (++mg->index >= MCS_GROUP_RATES) {
 326                         mg->index = 0;
 327                         if (++mg->column >= ARRAY_SIZE(sample_table))
 328                                 mg->column = 0;
 329                 }
 330                 break;
 331         }
 332 }
 333
 334 static void
 335 minstrel_downgrade_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, unsigned int *idx,
 336                         bool primary)
 337 {
 338         int group, orig_group;
 339
 340         orig_group = group = *idx / MCS_GROUP_RATES;
 341         while (group > 0) {
 342                 group--;
 343
 344                 if (!mi->groups[group].supported)
 345                         continue;
 346
 347                 if (minstrel_mcs_groups[group].streams >
 348                     minstrel_mcs_groups[orig_group].streams)
 349                         continue;
 350
 351                 if (primary)
 352                         *idx = mi->groups[group].max_tp_rate;
 353                 else
 354                         *idx = mi->groups[group].max_tp_rate2;
 355                 break;
 356         }
 357 }
 358
 359 static void
 360 minstrel_aggr_check(struct minstrel_priv *mp, struct ieee80211_sta *pubsta, struct sk_buff *skb)
 361 {
 362         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
 363         struct sta_info *sta = container_of(pubsta, struct sta_info, sta);
 364         u16 tid;
 365
 366         if (unlikely(!ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control)))
 367                 return;
 368
 369         if (unlikely(skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE)))
 370                 return;
 371
 372         tid = *ieee80211_get_qos_ctl(hdr) & IEEE80211_QOS_CTL_TID_MASK;
 373         if (likely(sta->ampdu_mlme.tid_tx[tid]))
 374                 return;
 375
 376         if (skb_get_queue_mapping(skb) == IEEE80211_AC_VO)
 377                 return;
 378
 379         ieee80211_start_tx_ba_session(pubsta, tid, 5000);
 380 }
 381
 382 static void
 383 minstrel_ht_tx_status(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 384                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
 385                       struct sk_buff *skb)
 386 {
 387         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 388         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
 389         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
 390         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
 391         struct minstrel_rate_stats *rate, *rate2;
 392         struct minstrel_priv *mp = priv;
 393         bool last = false;
 394         int group;
 395         int i = 0;
 396
 397         if (!msp->is_ht)
 398                 return mac80211_minstrel.tx_status(priv, sband, sta, &msp->legacy, skb);
 399
 400         /* This packet was aggregated but doesn't carry status info */
 401         if ((info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
 402             !(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU))
 403                 return;
 404
 405         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU)) {
 406                 info->status.ampdu_ack_len =
 407                         (info->flags & IEEE80211_TX_STAT_ACK ? 1 : 0);
 408                 info->status.ampdu_len = 1;
 409         }
 410
 411         mi->ampdu_packets++;
 412         mi->ampdu_len += info->status.ampdu_len;
 413
 414         if (!mi->sample_wait && !mi->sample_tries && mi->sample_count > 0) {
 415                 mi->sample_wait = 16 + 2 * MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 416                 mi->sample_tries = 2;
 417                 mi->sample_count--;
 418         }
 419
 420         if (info->flags & IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE)
 421                 mi->sample_packets += info->status.ampdu_len;
 422
 423         for (i = 0; !last; i++) {
 424                 last = (i == IEEE80211_TX_MAX_RATES - 1) ||
 425                        !minstrel_ht_txstat_valid(&ar[i + 1]);
 426
 427                 if (!minstrel_ht_txstat_valid(&ar[i]))
 428                         break;
 429
 430                 group = minstrel_ht_get_group_idx(&ar[i]);
 431                 rate = &mi->groups[group].rates[ar[i].idx % 8];
 432
 433                 if (last)
 434                         rate->success += info->status.ampdu_ack_len;
 435
 436                 rate->attempts += ar[i].count * info->status.ampdu_len;
 437         }
 438
 439         /*
 440          * check for sudden death of spatial multiplexing,
 441          * downgrade to a lower number of streams if necessary.
 442          */
 443         rate = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate);
 444         if (rate->attempts > 30 &&
 445             MINSTREL_FRAC(rate->success, rate->attempts) <
 446             MINSTREL_FRAC(20, 100))
 447                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate, true);
 448
 449         rate2 = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate2);
 450         if (rate2->attempts > 30 &&
 451             MINSTREL_FRAC(rate2->success, rate2->attempts) <
 452             MINSTREL_FRAC(20, 100))
 453                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate2, false);
 454
 455         if (time_after(jiffies, mi->stats_update + (mp->update_interval / 2 * HZ) / 1000)) {
 456                 minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
 457                 if (!(info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU))
 458                         minstrel_aggr_check(mp, sta, skb);
 459         }
 460 }
 461
 462 static void
 463 minstrel_calc_retransmit(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 464                          int index)
 465 {
 466         struct minstrel_rate_stats *mr;
 467         const struct mcs_group *group;
 468         unsigned int tx_time, tx_time_rtscts, tx_time_data;
 469         unsigned int cw = mp->cw_min;
 470         unsigned int ctime = 0;
 471         unsigned int t_slot = 9; /* FIXME */
 472         unsigned int ampdu_len = MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 473
 474         mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 475         if (mr->probability < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
 476                 mr->retry_count = 1;
 477                 mr->retry_count_rtscts = 1;
 478                 return;
 479         }
 480
 481         mr->retry_count = 2;
 482         mr->retry_count_rtscts = 2;
 483         mr->retry_updated = true;
 484
 485         group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 486         tx_time_data = group->duration[index % MCS_GROUP_RATES] * ampdu_len;
 487
 488         /* Contention time for first 2 tries */
 489         ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 490         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 491         ctime += (t_slot * cw) >> 1;
 492         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 493
 494         /* Total TX time for data and Contention after first 2 tries */
 495         tx_time = ctime + 2 * (mi->overhead + tx_time_data);
 496         tx_time_rtscts = ctime + 2 * (mi->overhead_rtscts + tx_time_data);
 497
 498         /* See how many more tries we can fit inside segment size */
 499         do {
 500                 /* Contention time for this try */
 501                 ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 502                 cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 503
 504                 /* Total TX time after this try */
 505                 tx_time += ctime + mi->overhead + tx_time_data;
 506                 tx_time_rtscts += ctime + mi->overhead_rtscts + tx_time_data;
 507
 508                 if (tx_time_rtscts < mp->segment_size)
 509                         mr->retry_count_rtscts++;
 510         } while ((tx_time < mp->segment_size) &&
 511                  (++mr->retry_count < mp->max_retry));
 512 }
 513
 514
 515 static void
 516 minstrel_ht_set_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 517                      struct ieee80211_tx_rate *rate, int index,
 518                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc,
 519                      bool sample, bool rtscts)
 520 {
 521         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 522         struct minstrel_rate_stats *mr;
 523
 524         mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 525         if (!mr->retry_updated)
 526                 minstrel_calc_retransmit(mp, mi, index);
 527
 528         if (sample)
 529                 rate->count = 1;
 530         else if (mr->probability < MINSTREL_FRAC(20, 100))
 531                 rate->count = 2;
 532         else if (rtscts)
 533                 rate->count = mr->retry_count_rtscts;
 534         else
 535                 rate->count = mr->retry_count;
 536
 537         rate->flags = IEEE80211_TX_RC_MCS | group->flags;
 538         if (rtscts)
 539                 rate->flags |= IEEE80211_TX_RC_USE_RTS_CTS;
 540         rate->idx = index % MCS_GROUP_RATES + (group->streams - 1) * MCS_GROUP_RATES;
 541 }
 542
 543 static inline int
 544 minstrel_get_duration(int index)
 545 {
 546         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 547         return group->duration[index % MCS_GROUP_RATES];
 548 }
 549
 550 static int
 551 minstrel_get_sample_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 552 {
 553         struct minstrel_rate_stats *mr;
 554         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 555         int sample_idx = 0;
 556
 557         if (mi->sample_wait > 0) {
 558                 mi->sample_wait--;
 559                 return -1;
 560         }
 561
 562         if (!mi->sample_tries)
 563                 return -1;
 564
 565         mi->sample_tries--;
 566         mg = &mi->groups[mi->sample_group];
 567         sample_idx = sample_table[mg->column][mg->index];
 568         mr = &mg->rates[sample_idx];
 569         sample_idx += mi->sample_group * MCS_GROUP_RATES;
 570         minstrel_next_sample_idx(mi);
 571
 572         /*
 573          * When not using MRR, do not sample if the probability is already
 574          * higher than 95% to avoid wasting airtime
 575          */
 576         if (!mp->has_mrr && (mr->probability > MINSTREL_FRAC(95, 100)))
 577                 return -1;
 578
 579         /*
 580          * Make sure that lower rates get sampled only occasionally,
 581          * if the link is working perfectly.
 582          */
 583         if (minstrel_get_duration(sample_idx) >
 584             minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate)) {
 585                 if (mr->sample_skipped < 20)
 586                         return -1;
 587
 588                 if (mi->sample_slow++ > 2)
 589                         return -1;
 590         }
 591
 592         return sample_idx;
 593 }
 594
 595 static void
 596 minstrel_ht_get_rate(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
 597                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc)
 598 {
 599         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(txrc->skb);
 600         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
 601         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 602         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
 603         struct minstrel_priv *mp = priv;
 604         int sample_idx;
 605         bool sample = false;
 606
 607         if (rate_control_send_low(sta, priv_sta, txrc))
 608                 return;
 609
 610         if (!msp->is_ht)
 611                 return mac80211_minstrel.get_rate(priv, sta, &msp->legacy, txrc);
 612
 613         info->flags |= mi->tx_flags;
 614
 615         /* Don't use EAPOL frames for sampling on non-mrr hw */
 616         if (mp->hw->max_rates == 1 &&
 617             txrc->skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE))
 618                 sample_idx = -1;
 619         else
 620                 sample_idx = minstrel_get_sample_rate(mp, mi);
 621
 622 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 623         /* use fixed index if set */
 624         if (mp->fixed_rate_idx != -1)
 625                 sample_idx = mp->fixed_rate_idx;
 626 #endif
 627
 628         if (sample_idx >= 0) {
 629                 sample = true;
 630                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[0], sample_idx,
 631                         txrc, true, false);
 632                 info->flags |= IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE;
 633         } else {
 634                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[0], mi->max_tp_rate,
 635                         txrc, false, false);
 636         }
 637
 638         if (mp->hw->max_rates >= 3) {
 639                 /*
 640                  * At least 3 tx rates supported, use
 641                  * sample_rate -> max_tp_rate -> max_prob_rate for sampling and
 642                  * max_tp_rate -> max_tp_rate2 -> max_prob_rate by default.
 643                  */
 644                 if (sample_idx >= 0)
 645                         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[1], mi->max_tp_rate,
 646                                 txrc, false, false);
 647                 else
 648                         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[1], mi->max_tp_rate2,
 649                                 txrc, false, true);
 650
 651                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[2], mi->max_prob_rate,
 652                                      txrc, false, !sample);
 653
 654                 ar[3].count = 0;
 655                 ar[3].idx = -1;
 656         } else if (mp->hw->max_rates == 2) {
 657                 /*
 658                  * Only 2 tx rates supported, use
 659                  * sample_rate -> max_prob_rate for sampling and
 660                  * max_tp_rate -> max_prob_rate by default.
 661                  */
 662                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[1], mi->max_prob_rate,
 663                                      txrc, false, !sample);
 664
 665                 ar[2].count = 0;
 666                 ar[2].idx = -1;
 667         } else {
 668                 /* Not using MRR, only use the first rate */
 669                 ar[1].count = 0;
 670                 ar[1].idx = -1;
 671         }
 672
 673         mi->total_packets++;
 674
 675         /* wraparound */
 676         if (mi->total_packets == ~0) {
 677                 mi->total_packets = 0;
 678                 mi->sample_packets = 0;
 679         }
 680 }
 681
 682 static void
 683 minstrel_ht_update_caps(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 684                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
 685                         enum nl80211_channel_type oper_chan_type)
 686 {
 687         struct minstrel_priv *mp = priv;
 688         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 689         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
 690         struct ieee80211_mcs_info *mcs = &sta->ht_cap.mcs;
 691         struct ieee80211_local *local = hw_to_local(mp->hw);
 692         u16 sta_cap = sta->ht_cap.cap;
 693         int n_supported = 0;
 694         int ack_dur;
 695         int stbc;
 696         int i;
 697
 698         /* fall back to the old minstrel for legacy stations */
 699         if (!sta->ht_cap.ht_supported)
 700                 goto use_legacy;
 701
 702         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups) !=
 703                 MINSTREL_MAX_STREAMS * MINSTREL_STREAM_GROUPS);
 704
 705         msp->is_ht = true;
 706         memset(mi, 0, sizeof(*mi));
 707         mi->stats_update = jiffies;
 708
 709         ack_dur = ieee80211_frame_duration(local, 10, 60, 1, 1);
 710         mi->overhead = ieee80211_frame_duration(local, 0, 60, 1, 1) + ack_dur;
 711         mi->overhead_rtscts = mi->overhead + 2 * ack_dur;
 712
 713         mi->avg_ampdu_len = MINSTREL_FRAC(1, 1);
 714
 715         /* When using MRR, sample more on the first attempt, without delay */
 716         if (mp->has_mrr) {
 717                 mi->sample_count = 16;
 718                 mi->sample_wait = 0;
 719         } else {
 720                 mi->sample_count = 8;
 721                 mi->sample_wait = 8;
 722         }
 723         mi->sample_tries = 4;
 724
 725         stbc = (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC) >>
 726                 IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC_SHIFT;
 727         mi->tx_flags |= stbc << IEEE80211_TX_CTL_STBC_SHIFT;
 728
 729         if (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_LDPC_CODING)
 730                 mi->tx_flags |= IEEE80211_TX_CTL_LDPC;
 731
 732         if (oper_chan_type != NL80211_CHAN_HT40MINUS &&
 733             oper_chan_type != NL80211_CHAN_HT40PLUS)
 734                 sta_cap &= ~IEEE80211_HT_CAP_SUP_WIDTH_20_40;
 735
 736         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->groups); i++) {
 737                 u16 req = 0;
 738
 739                 mi->groups[i].supported = 0;
 740                 if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) {
 741                         if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
 742                                 req |= IEEE80211_HT_CAP_SGI_40;
 743                         else
 744                                 req |= IEEE80211_HT_CAP_SGI_20;
 745                 }
 746
 747                 if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
 748                         req |= IEEE80211_HT_CAP_SUP_WIDTH_20_40;
 749
 750                 if ((sta_cap & req) != req)
 751                         continue;
 752
 753                 mi->groups[i].supported =
 754                         mcs->rx_mask[minstrel_mcs_groups[i].streams - 1];
 755
 756                 if (mi->groups[i].supported)
 757                         n_supported++;
 758         }
 759
 760         if (!n_supported)
 761                 goto use_legacy;
 762
 763         return;
 764
 765 use_legacy:
 766         msp->is_ht = false;
 767         memset(&msp->legacy, 0, sizeof(msp->legacy));
 768         msp->legacy.r = msp->ratelist;
 769         msp->legacy.sample_table = msp->sample_table;
 770         return mac80211_minstrel.rate_init(priv, sband, sta, &msp->legacy);
 771 }
 772
 773 static void
 774 minstrel_ht_rate_init(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 775                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
 776 {
 777         struct minstrel_priv *mp = priv;
 778
 779         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, sta, priv_sta, mp->hw->conf.channel_type);
 780 }
 781
 782 static void
 783 minstrel_ht_rate_update(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 784                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
 785                         u32 changed, enum nl80211_channel_type oper_chan_type)
 786 {
 787         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, sta, priv_sta, oper_chan_type);
 788 }
 789
 790 static void *
 791 minstrel_ht_alloc_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, gfp_t gfp)
 792 {
 793         struct ieee80211_supported_band *sband;
 794         struct minstrel_ht_sta_priv *msp;
 795         struct minstrel_priv *mp = priv;
 796         struct ieee80211_hw *hw = mp->hw;
 797         int max_rates = 0;
 798         int i;
 799
 800         for (i = 0; i < IEEE80211_NUM_BANDS; i++) {
 801                 sband = hw->wiphy->bands[i];
 802                 if (sband && sband->n_bitrates > max_rates)
 803                         max_rates = sband->n_bitrates;
 804         }
 805
 806         msp = kzalloc(sizeof(struct minstrel_ht_sta), gfp);
 807         if (!msp)
 808                 return NULL;
 809
 810         msp->ratelist = kzalloc(sizeof(struct minstrel_rate) * max_rates, gfp);
 811         if (!msp->ratelist)
 812                 goto error;
 813
 814         msp->sample_table = kmalloc(SAMPLE_COLUMNS * max_rates, gfp);
 815         if (!msp->sample_table)
 816                 goto error1;
 817
 818         return msp;
 819
 820 error1:
 821         kfree(msp->ratelist);
 822 error:
 823         kfree(msp);
 824         return NULL;
 825 }
 826
 827 static void
 828 minstrel_ht_free_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
 829 {
 830         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 831
 832         kfree(msp->sample_table);
 833         kfree(msp->ratelist);
 834         kfree(msp);
 835 }
 836
 837 static void *
 838 minstrel_ht_alloc(struct ieee80211_hw *hw, struct dentry *debugfsdir)
 839 {
 840         return mac80211_minstrel.alloc(hw, debugfsdir);
 841 }
 842
 843 static void
 844 minstrel_ht_free(void *priv)
 845 {
 846         mac80211_minstrel.free(priv);
 847 }
 848
 849 static struct rate_control_ops mac80211_minstrel_ht = {
 850         .name = "minstrel_ht",
 851         .tx_status = minstrel_ht_tx_status,
 852         .get_rate = minstrel_ht_get_rate,
 853         .rate_init = minstrel_ht_rate_init,
 854         .rate_update = minstrel_ht_rate_update,
 855         .alloc_sta = minstrel_ht_alloc_sta,
 856         .free_sta = minstrel_ht_free_sta,
 857         .alloc = minstrel_ht_alloc,
 858         .free = minstrel_ht_free,
 859 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 860         .add_sta_debugfs = minstrel_ht_add_sta_debugfs,
 861         .remove_sta_debugfs = minstrel_ht_remove_sta_debugfs,
 862 #endif
 863 };
 864
 865
 866 static void
 867 init_sample_table(void)
 868 {
 869         int col, i, new_idx;
 870         u8 rnd[MCS_GROUP_RATES];
 871
 872         memset(sample_table, 0xff, sizeof(sample_table));
 873         for (col = 0; col < SAMPLE_COLUMNS; col++) {
 874                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
 875                         get_random_bytes(rnd, sizeof(rnd));
 876                         new_idx = (i + rnd[i]) % MCS_GROUP_RATES;
 877
 878                         while (sample_table[col][new_idx] != 0xff)
 879                                 new_idx = (new_idx + 1) % MCS_GROUP_RATES;
 880
 881                         sample_table[col][new_idx] = i;
 882                 }
 883         }
 884 }
 885
 886 int __init
 887 rc80211_minstrel_ht_init(void)
 888 {
 889         init_sample_table();
 890         return ieee80211_rate_control_register(&mac80211_minstrel_ht);
 891 }
 892
 893 void
 894 rc80211_minstrel_ht_exit(void)
 895 {
 896         ieee80211_rate_control_unregister(&mac80211_minstrel_ht);
 897 }