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