kernel/net/mac80211/rc80211_minstrel_ht.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2010-2013 Felix Fietkau <nbd@openwrt.org>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   6  * published by the Free Software Foundation.
   7  */
   8 #include <linux/netdevice.h>
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/skbuff.h>
  11 #include <linux/debugfs.h>
  12 #include <linux/random.h>
  13 #include <linux/moduleparam.h>
  14 #include <linux/ieee80211.h>
  15 #include <net/mac80211.h>
  16 #include "rate.h"
  17 #include "rc80211_minstrel.h"
  18 #include "rc80211_minstrel_ht.h"
  19
  20 #define AVG_AMPDU_SIZE  16
  21 #define AVG_PKT_SIZE    1200
  22
  23 /* Number of bits for an average sized packet */
  24 #define MCS_NBITS ((AVG_PKT_SIZE * AVG_AMPDU_SIZE) << 3)
  25
  26 /* Number of symbols for a packet with (bps) bits per symbol */
  27 #define MCS_NSYMS(bps) DIV_ROUND_UP(MCS_NBITS, (bps))
  28
  29 /* Transmission time (nanoseconds) for a packet containing (syms) symbols */
  30 #define MCS_SYMBOL_TIME(sgi, syms)                                      \
  31         (sgi ?                                                          \
  32           ((syms) * 18000 + 4000) / 5 : /* syms * 3.6 us */             \
  33           ((syms) * 1000) << 2          /* syms * 4 us */               \
  34         )
  35
  36 /* Transmit duration for the raw data part of an average sized packet */
  37 #define MCS_DURATION(streams, sgi, bps) \
  38         (MCS_SYMBOL_TIME(sgi, MCS_NSYMS((streams) * (bps))) / AVG_AMPDU_SIZE)
  39
  40 #define BW_20                   0
  41 #define BW_40                   1
  42 #define BW_80                   2
  43
  44 /*
  45  * Define group sort order: HT40 -> SGI -> #streams
  46  */
  47 #define GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)        \
  48         MINSTREL_HT_GROUP_0 +                   \
  49         MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * _ht40 +      \
  50         MINSTREL_MAX_STREAMS * _sgi +   \
  51         _streams - 1
  52
  53 /* MCS rate information for an MCS group */
  54 #define MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40)                                \
  55         [GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)] = {                          \
  56         .streams = _streams,                                            \
  57         .flags =                                                        \
  58                 IEEE80211_TX_RC_MCS |                                   \
  59                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
  60                 (_ht40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),             \
  61         .duration = {                                                   \
  62                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26),          \
  63                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 108 : 52),         \
  64                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 162 : 78),         \
  65                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 216 : 104),        \
  66                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 324 : 156),        \
  67                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 432 : 208),        \
  68                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 486 : 234),        \
  69                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 540 : 260)         \
  70         }                                                               \
  71 }
  72
  73 #define VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)                              \
  74         (MINSTREL_VHT_GROUP_0 +                                         \
  75          MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * (_bw) +                             \
  76          MINSTREL_MAX_STREAMS * (_sgi) +                                \
  77          (_streams) - 1)
  78
  79 #define BW2VBPS(_bw, r3, r2, r1)                                        \
  80         (_bw == BW_80 ? r3 : _bw == BW_40 ? r2 : r1)
  81
  82 #define VHT_GROUP(_streams, _sgi, _bw)                                  \
  83         [VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)] = {                        \
  84         .streams = _streams,                                            \
  85         .flags =                                                        \
  86                 IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS |                               \
  87                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
  88                 (_bw == BW_80 ? IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH :          \
  89                  _bw == BW_40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),      \
  90         .duration = {                                                   \
  91                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  92                              BW2VBPS(_bw,  117,  54,  26)),             \
  93                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  94                              BW2VBPS(_bw,  234, 108,  52)),             \
  95                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  96                              BW2VBPS(_bw,  351, 162,  78)),             \
  97                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
  98                              BW2VBPS(_bw,  468, 216, 104)),             \
  99                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 100                              BW2VBPS(_bw,  702, 324, 156)),             \
 101                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 102                              BW2VBPS(_bw,  936, 432, 208)),             \
 103                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 104                              BW2VBPS(_bw, 1053, 486, 234)),             \
 105                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 106                              BW2VBPS(_bw, 1170, 540, 260)),             \
 107                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 108                              BW2VBPS(_bw, 1404, 648, 312)),             \
 109                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
 110                              BW2VBPS(_bw, 1560, 720, 346))              \
 111         }                                                               \
 112 }
 113
 114 #define CCK_DURATION(_bitrate, _short, _len)            \
 115         (1000 * (10 /* SIFS */ +                        \
 116          (_short ? 72 + 24 : 144 + 48) +                \
 117          (8 * (_len + 4) * 10) / (_bitrate)))
 118
 119 #define CCK_ACK_DURATION(_bitrate, _short)                      \
 120         (CCK_DURATION((_bitrate > 10 ? 20 : 10), false, 60) +   \
 121          CCK_DURATION(_bitrate, _short, AVG_PKT_SIZE))
 122
 123 #define CCK_DURATION_LIST(_short)                       \
 124         CCK_ACK_DURATION(10, _short),                   \
 125         CCK_ACK_DURATION(20, _short),                   \
 126         CCK_ACK_DURATION(55, _short),                   \
 127         CCK_ACK_DURATION(110, _short)
 128
 129 #define CCK_GROUP                                       \
 130         [MINSTREL_CCK_GROUP] = {                        \
 131                 .streams = 0,                           \
 132                 .flags = 0,                             \
 133                 .duration = {                           \
 134                         CCK_DURATION_LIST(false),       \
 135                         CCK_DURATION_LIST(true)         \
 136                 }                                       \
 137         }
 138
 139 #ifdef CONFIG_MAC80211_RC_MINSTREL_VHT
 140 static bool minstrel_vht_only = true;
 141 module_param(minstrel_vht_only, bool, 0644);
 142 MODULE_PARM_DESC(minstrel_vht_only,
 143                  "Use only VHT rates when VHT is supported by sta.");
 144 #endif
 145
 146 /*
 147  * To enable sufficiently targeted rate sampling, MCS rates are divided into
 148  * groups, based on the number of streams and flags (HT40, SGI) that they
 149  * use.
 150  *
 151  * Sortorder has to be fixed for GROUP_IDX macro to be applicable:
 152  * BW -> SGI -> #streams
 153  */
 154 const struct mcs_group minstrel_mcs_groups[] = {
 155         MCS_GROUP(1, 0, BW_20),
 156         MCS_GROUP(2, 0, BW_20),
 157 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 158         MCS_GROUP(3, 0, BW_20),
 159 #endif
 160
 161         MCS_GROUP(1, 1, BW_20),
 162         MCS_GROUP(2, 1, BW_20),
 163 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 164         MCS_GROUP(3, 1, BW_20),
 165 #endif
 166
 167         MCS_GROUP(1, 0, BW_40),
 168         MCS_GROUP(2, 0, BW_40),
 169 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 170         MCS_GROUP(3, 0, BW_40),
 171 #endif
 172
 173         MCS_GROUP(1, 1, BW_40),
 174         MCS_GROUP(2, 1, BW_40),
 175 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 176         MCS_GROUP(3, 1, BW_40),
 177 #endif
 178
 179         CCK_GROUP,
 180
 181 #ifdef CONFIG_MAC80211_RC_MINSTREL_VHT
 182         VHT_GROUP(1, 0, BW_20),
 183         VHT_GROUP(2, 0, BW_20),
 184 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 185         VHT_GROUP(3, 0, BW_20),
 186 #endif
 187
 188         VHT_GROUP(1, 1, BW_20),
 189         VHT_GROUP(2, 1, BW_20),
 190 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 191         VHT_GROUP(3, 1, BW_20),
 192 #endif
 193
 194         VHT_GROUP(1, 0, BW_40),
 195         VHT_GROUP(2, 0, BW_40),
 196 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 197         VHT_GROUP(3, 0, BW_40),
 198 #endif
 199
 200         VHT_GROUP(1, 1, BW_40),
 201         VHT_GROUP(2, 1, BW_40),
 202 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 203         VHT_GROUP(3, 1, BW_40),
 204 #endif
 205
 206         VHT_GROUP(1, 0, BW_80),
 207         VHT_GROUP(2, 0, BW_80),
 208 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 209         VHT_GROUP(3, 0, BW_80),
 210 #endif
 211
 212         VHT_GROUP(1, 1, BW_80),
 213         VHT_GROUP(2, 1, BW_80),
 214 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
 215         VHT_GROUP(3, 1, BW_80),
 216 #endif
 217 #endif
 218 };
 219
 220 static u8 sample_table[SAMPLE_COLUMNS][MCS_GROUP_RATES] __read_mostly;
 221
 222 static void
 223 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi);
 224
 225 /*
 226  * Some VHT MCSes are invalid (when Ndbps / Nes is not an integer)
 227  * e.g for MCS9@20MHzx1Nss: Ndbps=8x52*(5/6) Nes=1
 228  *
 229  * Returns the valid mcs map for struct minstrel_mcs_group_data.supported
 230  */
 231 static u16
 232 minstrel_get_valid_vht_rates(int bw, int nss, __le16 mcs_map)
 233 {
 234         u16 mask = 0;
 235
 236         if (bw == BW_20) {
 237                 if (nss != 3 && nss != 6)
 238                         mask = BIT(9);
 239         } else if (bw == BW_80) {
 240                 if (nss == 3 || nss == 7)
 241                         mask = BIT(6);
 242                 else if (nss == 6)
 243                         mask = BIT(9);
 244         } else {
 245                 WARN_ON(bw != BW_40);
 246         }
 247
 248         switch ((le16_to_cpu(mcs_map) >> (2 * (nss - 1))) & 3) {
 249         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_7:
 250                 mask |= 0x300;
 251                 break;
 252         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_8:
 253                 mask |= 0x200;
 254                 break;
 255         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_9:
 256                 break;
 257         default:
 258                 mask = 0x3ff;
 259         }
 260
 261         return 0x3ff & ~mask;
 262 }
 263
 264 /*
 265  * Look up an MCS group index based on mac80211 rate information
 266  */
 267 static int
 268 minstrel_ht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 269 {
 270         return GROUP_IDX((rate->idx / 8) + 1,
 271                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
 272                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH));
 273 }
 274
 275 static int
 276 minstrel_vht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
 277 {
 278         return VHT_GROUP_IDX(ieee80211_rate_get_vht_nss(rate),
 279                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
 280                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) +
 281                              2*!!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH));
 282 }
 283
 284 static struct minstrel_rate_stats *
 285 minstrel_ht_get_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 286                       struct ieee80211_tx_rate *rate)
 287 {
 288         int group, idx;
 289
 290         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
 291                 group = minstrel_ht_get_group_idx(rate);
 292                 idx = rate->idx % 8;
 293         } else if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
 294                 group = minstrel_vht_get_group_idx(rate);
 295                 idx = ieee80211_rate_get_vht_mcs(rate);
 296         } else {
 297                 group = MINSTREL_CCK_GROUP;
 298
 299                 for (idx = 0; idx < ARRAY_SIZE(mp->cck_rates); idx++)
 300                         if (rate->idx == mp->cck_rates[idx])
 301                                 break;
 302
 303                 /* short preamble */
 304                 if (!(mi->groups[group].supported & BIT(idx)))
 305                         idx += 4;
 306         }
 307         return &mi->groups[group].rates[idx];
 308 }
 309
 310 static inline struct minstrel_rate_stats *
 311 minstrel_get_ratestats(struct minstrel_ht_sta *mi, int index)
 312 {
 313         return &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES].rates[index % MCS_GROUP_RATES];
 314 }
 315
 316 /*
 317  * Return current throughput based on the average A-MPDU length, taking into
 318  * account the expected number of retransmissions and their expected length
 319  */
 320 int
 321 minstrel_ht_get_tp_avg(struct minstrel_ht_sta *mi, int group, int rate,
 322                        int prob_ewma)
 323 {
 324         unsigned int nsecs = 0;
 325
 326         /* do not account throughput if sucess prob is below 10% */
 327         if (prob_ewma < MINSTREL_FRAC(10, 100))
 328                 return 0;
 329
 330         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP)
 331                 nsecs = 1000 * mi->overhead / MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 332
 333         nsecs += minstrel_mcs_groups[group].duration[rate];
 334
 335         /*
 336          * For the throughput calculation, limit the probability value to 90% to
 337          * account for collision related packet error rate fluctuation
 338          * (prob is scaled - see MINSTREL_FRAC above)
 339          */
 340         if (prob_ewma > MINSTREL_FRAC(90, 100))
 341                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((MINSTREL_FRAC(90, 100) * 1000)
 342                                                                       / nsecs));
 343         else
 344                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((prob_ewma * 1000) / nsecs));
 345 }
 346
 347 /*
 348  * Find & sort topmost throughput rates
 349  *
 350  * If multiple rates provide equal throughput the sorting is based on their
 351  * current success probability. Higher success probability is preferred among
 352  * MCS groups, CCK rates do not provide aggregation and are therefore at last.
 353  */
 354 static void
 355 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index,
 356                                u16 *tp_list)
 357 {
 358         int cur_group, cur_idx, cur_tp_avg, cur_prob;
 359         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
 360         int j = MAX_THR_RATES;
 361
 362         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
 363         cur_idx = index  % MCS_GROUP_RATES;
 364         cur_prob = mi->groups[cur_group].rates[cur_idx].prob_ewma;
 365         cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx, cur_prob);
 366
 367         do {
 368                 tmp_group = tp_list[j - 1] / MCS_GROUP_RATES;
 369                 tmp_idx = tp_list[j - 1] % MCS_GROUP_RATES;
 370                 tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 371                 tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx,
 372                                                     tmp_prob);
 373                 if (cur_tp_avg < tmp_tp_avg ||
 374                     (cur_tp_avg == tmp_tp_avg && cur_prob <= tmp_prob))
 375                         break;
 376                 j--;
 377         } while (j > 0);
 378
 379         if (j < MAX_THR_RATES - 1) {
 380                 memmove(&tp_list[j + 1], &tp_list[j], (sizeof(*tp_list) *
 381                        (MAX_THR_RATES - (j + 1))));
 382         }
 383         if (j < MAX_THR_RATES)
 384                 tp_list[j] = index;
 385 }
 386
 387 /*
 388  * Find and set the topmost probability rate per sta and per group
 389  */
 390 static void
 391 minstrel_ht_set_best_prob_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index)
 392 {
 393         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 394         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 395         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
 396         int max_tp_group, cur_tp_avg, cur_group, cur_idx;
 397         int max_gpr_group, max_gpr_idx;
 398         int max_gpr_tp_avg, max_gpr_prob;
 399
 400         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
 401         cur_idx = index % MCS_GROUP_RATES;
 402         mg = &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 403         mrs = &mg->rates[index % MCS_GROUP_RATES];
 404
 405         tmp_group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 406         tmp_idx = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 407         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 408         tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 409
 410         /* if max_tp_rate[0] is from MCS_GROUP max_prob_rate get selected from
 411          * MCS_GROUP as well as CCK_GROUP rates do not allow aggregation */
 412         max_tp_group = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 413         if((index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP) &&
 414             (max_tp_group != MINSTREL_CCK_GROUP))
 415                 return;
 416
 417         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(75, 100)) {
 418                 cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx,
 419                                                     mrs->prob_ewma);
 420                 if (cur_tp_avg > tmp_tp_avg)
 421                         mi->max_prob_rate = index;
 422
 423                 max_gpr_group = mg->max_group_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
 424                 max_gpr_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 425                 max_gpr_prob = mi->groups[max_gpr_group].rates[max_gpr_idx].prob_ewma;
 426                 max_gpr_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, max_gpr_group,
 427                                                         max_gpr_idx,
 428                                                         max_gpr_prob);
 429                 if (cur_tp_avg > max_gpr_tp_avg)
 430                         mg->max_group_prob_rate = index;
 431         } else {
 432                 if (mrs->prob_ewma > tmp_prob)
 433                         mi->max_prob_rate = index;
 434                 if (mrs->prob_ewma > mg->rates[mg->max_group_prob_rate].prob_ewma)
 435                         mg->max_group_prob_rate = index;
 436         }
 437 }
 438
 439
 440 /*
 441  * Assign new rate set per sta and use CCK rates only if the fastest
 442  * rate (max_tp_rate[0]) is from CCK group. This prohibits such sorted
 443  * rate sets where MCS and CCK rates are mixed, because CCK rates can
 444  * not use aggregation.
 445  */
 446 static void
 447 minstrel_ht_assign_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi,
 448                                  u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES],
 449                                  u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES])
 450 {
 451         unsigned int tmp_group, tmp_idx, tmp_cck_tp, tmp_mcs_tp, tmp_prob;
 452         int i;
 453
 454         tmp_group = tmp_cck_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 455         tmp_idx = tmp_cck_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
 456         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 457         tmp_cck_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 458
 459         tmp_group = tmp_mcs_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
 460         tmp_idx = tmp_mcs_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
 461         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 462         tmp_mcs_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
 463
 464         if (tmp_cck_tp > tmp_mcs_tp) {
 465                 for(i = 0; i < MAX_THR_RATES; i++) {
 466                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, tmp_cck_tp_rate[i],
 467                                                        tmp_mcs_tp_rate);
 468                 }
 469         }
 470
 471 }
 472
 473 /*
 474  * Try to increase robustness of max_prob rate by decrease number of
 475  * streams if possible.
 476  */
 477 static inline void
 478 minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(struct minstrel_ht_sta *mi)
 479 {
 480         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 481         int tmp_max_streams, group, tmp_idx, tmp_prob;
 482         int tmp_tp = 0;
 483
 484         tmp_max_streams = minstrel_mcs_groups[mi->max_tp_rate[0] /
 485                           MCS_GROUP_RATES].streams;
 486         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 487                 mg = &mi->groups[group];
 488                 if (!mg->supported || group == MINSTREL_CCK_GROUP)
 489                         continue;
 490
 491                 tmp_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
 492                 tmp_prob = mi->groups[group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
 493
 494                 if (tmp_tp < minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, tmp_idx, tmp_prob) &&
 495                    (minstrel_mcs_groups[group].streams < tmp_max_streams)) {
 496                                 mi->max_prob_rate = mg->max_group_prob_rate;
 497                                 tmp_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group,
 498                                                                 tmp_idx,
 499                                                                 tmp_prob);
 500                 }
 501         }
 502 }
 503
 504 /*
 505  * Update rate statistics and select new primary rates
 506  *
 507  * Rules for rate selection:
 508  *  - max_prob_rate must use only one stream, as a tradeoff between delivery
 509  *    probability and throughput during strong fluctuations
 510  *  - as long as the max prob rate has a probability of more than 75%, pick
 511  *    higher throughput rates, even if the probablity is a bit lower
 512  */
 513 static void
 514 minstrel_ht_update_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 515 {
 516         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 517         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 518         int group, i, j, cur_prob;
 519         u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES], tmp_group_tp_rate[MAX_THR_RATES];
 520         u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES], index;
 521
 522         if (mi->ampdu_packets > 0) {
 523                 mi->avg_ampdu_len = minstrel_ewma(mi->avg_ampdu_len,
 524                         MINSTREL_FRAC(mi->ampdu_len, mi->ampdu_packets), EWMA_LEVEL);
 525                 mi->ampdu_len = 0;
 526                 mi->ampdu_packets = 0;
 527         }
 528
 529         mi->sample_slow = 0;
 530         mi->sample_count = 0;
 531
 532         /* Initialize global rate indexes */
 533         for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++){
 534                 tmp_mcs_tp_rate[j] = 0;
 535                 tmp_cck_tp_rate[j] = 0;
 536         }
 537
 538         /* Find best rate sets within all MCS groups*/
 539         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
 540
 541                 mg = &mi->groups[group];
 542                 if (!mg->supported)
 543                         continue;
 544
 545                 mi->sample_count++;
 546
 547                 /* (re)Initialize group rate indexes */
 548                 for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++)
 549                         tmp_group_tp_rate[j] = group;
 550
 551                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
 552                         if (!(mg->supported & BIT(i)))
 553                                 continue;
 554
 555                         index = MCS_GROUP_RATES * group + i;
 556
 557                         mrs = &mg->rates[i];
 558                         mrs->retry_updated = false;
 559                         minstrel_calc_rate_stats(mrs);
 560                         cur_prob = mrs->prob_ewma;
 561
 562                         if (minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, i, cur_prob) == 0)
 563                                 continue;
 564
 565                         /* Find max throughput rate set */
 566                         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP) {
 567                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 568                                                                tmp_mcs_tp_rate);
 569                         } else if (group == MINSTREL_CCK_GROUP) {
 570                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 571                                                                tmp_cck_tp_rate);
 572                         }
 573
 574                         /* Find max throughput rate set within a group */
 575                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
 576                                                        tmp_group_tp_rate);
 577
 578                         /* Find max probability rate per group and global */
 579                         minstrel_ht_set_best_prob_rate(mi, index);
 580                 }
 581
 582                 memcpy(mg->max_group_tp_rate, tmp_group_tp_rate,
 583                        sizeof(mg->max_group_tp_rate));
 584         }
 585
 586         /* Assign new rate set per sta */
 587         minstrel_ht_assign_best_tp_rates(mi, tmp_mcs_tp_rate, tmp_cck_tp_rate);
 588         memcpy(mi->max_tp_rate, tmp_mcs_tp_rate, sizeof(mi->max_tp_rate));
 589
 590         /* Try to increase robustness of max_prob_rate*/
 591         minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(mi);
 592
 593         /* try to sample all available rates during each interval */
 594         mi->sample_count *= 8;
 595
 596 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 597         /* use fixed index if set */
 598         if (mp->fixed_rate_idx != -1) {
 599                 for (i = 0; i < 4; i++)
 600                         mi->max_tp_rate[i] = mp->fixed_rate_idx;
 601                 mi->max_prob_rate = mp->fixed_rate_idx;
 602         }
 603 #endif
 604
 605         /* Reset update timer */
 606         mi->last_stats_update = jiffies;
 607 }
 608
 609 static bool
 610 minstrel_ht_txstat_valid(struct minstrel_priv *mp, struct ieee80211_tx_rate *rate)
 611 {
 612         if (rate->idx < 0)
 613                 return false;
 614
 615         if (!rate->count)
 616                 return false;
 617
 618         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS ||
 619             rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
 620                 return true;
 621
 622         return rate->idx == mp->cck_rates[0] ||
 623                rate->idx == mp->cck_rates[1] ||
 624                rate->idx == mp->cck_rates[2] ||
 625                rate->idx == mp->cck_rates[3];
 626 }
 627
 628 static void
 629 minstrel_set_next_sample_idx(struct minstrel_ht_sta *mi)
 630 {
 631         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 632
 633         for (;;) {
 634                 mi->sample_group++;
 635                 mi->sample_group %= ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups);
 636                 mg = &mi->groups[mi->sample_group];
 637
 638                 if (!mg->supported)
 639                         continue;
 640
 641                 if (++mg->index >= MCS_GROUP_RATES) {
 642                         mg->index = 0;
 643                         if (++mg->column >= ARRAY_SIZE(sample_table))
 644                                 mg->column = 0;
 645                 }
 646                 break;
 647         }
 648 }
 649
 650 static void
 651 minstrel_downgrade_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 *idx, bool primary)
 652 {
 653         int group, orig_group;
 654
 655         orig_group = group = *idx / MCS_GROUP_RATES;
 656         while (group > 0) {
 657                 group--;
 658
 659                 if (!mi->groups[group].supported)
 660                         continue;
 661
 662                 if (minstrel_mcs_groups[group].streams >
 663                     minstrel_mcs_groups[orig_group].streams)
 664                         continue;
 665
 666                 if (primary)
 667                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[0];
 668                 else
 669                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[1];
 670                 break;
 671         }
 672 }
 673
 674 static void
 675 minstrel_aggr_check(struct ieee80211_sta *pubsta, struct sk_buff *skb)
 676 {
 677         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
 678         struct sta_info *sta = container_of(pubsta, struct sta_info, sta);
 679         u16 tid;
 680
 681         if (skb_get_queue_mapping(skb) == IEEE80211_AC_VO)
 682                 return;
 683
 684         if (unlikely(!ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control)))
 685                 return;
 686
 687         if (unlikely(skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE)))
 688                 return;
 689
 690         tid = *ieee80211_get_qos_ctl(hdr) & IEEE80211_QOS_CTL_TID_MASK;
 691         if (likely(sta->ampdu_mlme.tid_tx[tid]))
 692                 return;
 693
 694         ieee80211_start_tx_ba_session(pubsta, tid, 0);
 695 }
 696
 697 static void
 698 minstrel_ht_tx_status(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 699                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
 700                       struct ieee80211_tx_info *info)
 701 {
 702         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
 703         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
 704         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
 705         struct minstrel_rate_stats *rate, *rate2;
 706         struct minstrel_priv *mp = priv;
 707         bool last, update = false;
 708         int i;
 709
 710         if (!msp->is_ht)
 711                 return mac80211_minstrel.tx_status_noskb(priv, sband, sta,
 712                                                          &msp->legacy, info);
 713
 714         /* This packet was aggregated but doesn't carry status info */
 715         if ((info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
 716             !(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU))
 717                 return;
 718
 719         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU)) {
 720                 info->status.ampdu_ack_len =
 721                         (info->flags & IEEE80211_TX_STAT_ACK ? 1 : 0);
 722                 info->status.ampdu_len = 1;
 723         }
 724
 725         mi->ampdu_packets++;
 726         mi->ampdu_len += info->status.ampdu_len;
 727
 728         if (!mi->sample_wait && !mi->sample_tries && mi->sample_count > 0) {
 729                 mi->sample_wait = 16 + 2 * MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 730                 mi->sample_tries = 1;
 731                 mi->sample_count--;
 732         }
 733
 734         if (info->flags & IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE)
 735                 mi->sample_packets += info->status.ampdu_len;
 736
 737         last = !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[0]);
 738         for (i = 0; !last; i++) {
 739                 last = (i == IEEE80211_TX_MAX_RATES - 1) ||
 740                        !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[i + 1]);
 741
 742                 rate = minstrel_ht_get_stats(mp, mi, &ar[i]);
 743
 744                 if (last)
 745                         rate->success += info->status.ampdu_ack_len;
 746
 747                 rate->attempts += ar[i].count * info->status.ampdu_len;
 748         }
 749
 750         /*
 751          * check for sudden death of spatial multiplexing,
 752          * downgrade to a lower number of streams if necessary.
 753          */
 754         rate = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[0]);
 755         if (rate->attempts > 30 &&
 756             MINSTREL_FRAC(rate->success, rate->attempts) <
 757             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
 758                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[0], true);
 759                 update = true;
 760         }
 761
 762         rate2 = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[1]);
 763         if (rate2->attempts > 30 &&
 764             MINSTREL_FRAC(rate2->success, rate2->attempts) <
 765             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
 766                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[1], false);
 767                 update = true;
 768         }
 769
 770         if (time_after(jiffies, mi->last_stats_update +
 771                                 (mp->update_interval / 2 * HZ) / 1000)) {
 772                 update = true;
 773                 minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
 774         }
 775
 776         if (update)
 777                 minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
 778 }
 779
 780 static void
 781 minstrel_calc_retransmit(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 782                          int index)
 783 {
 784         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 785         const struct mcs_group *group;
 786         unsigned int tx_time, tx_time_rtscts, tx_time_data;
 787         unsigned int cw = mp->cw_min;
 788         unsigned int ctime = 0;
 789         unsigned int t_slot = 9; /* FIXME */
 790         unsigned int ampdu_len = MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
 791         unsigned int overhead = 0, overhead_rtscts = 0;
 792
 793         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 794         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
 795                 mrs->retry_count = 1;
 796                 mrs->retry_count_rtscts = 1;
 797                 return;
 798         }
 799
 800         mrs->retry_count = 2;
 801         mrs->retry_count_rtscts = 2;
 802         mrs->retry_updated = true;
 803
 804         group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 805         tx_time_data = group->duration[index % MCS_GROUP_RATES] * ampdu_len / 1000;
 806
 807         /* Contention time for first 2 tries */
 808         ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 809         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 810         ctime += (t_slot * cw) >> 1;
 811         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 812
 813         if (index / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP) {
 814                 overhead = mi->overhead;
 815                 overhead_rtscts = mi->overhead_rtscts;
 816         }
 817
 818         /* Total TX time for data and Contention after first 2 tries */
 819         tx_time = ctime + 2 * (overhead + tx_time_data);
 820         tx_time_rtscts = ctime + 2 * (overhead_rtscts + tx_time_data);
 821
 822         /* See how many more tries we can fit inside segment size */
 823         do {
 824                 /* Contention time for this try */
 825                 ctime = (t_slot * cw) >> 1;
 826                 cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 827
 828                 /* Total TX time after this try */
 829                 tx_time += ctime + overhead + tx_time_data;
 830                 tx_time_rtscts += ctime + overhead_rtscts + tx_time_data;
 831
 832                 if (tx_time_rtscts < mp->segment_size)
 833                         mrs->retry_count_rtscts++;
 834         } while ((tx_time < mp->segment_size) &&
 835                  (++mrs->retry_count < mp->max_retry));
 836 }
 837
 838
 839 static void
 840 minstrel_ht_set_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
 841                      struct ieee80211_sta_rates *ratetbl, int offset, int index)
 842 {
 843         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 844         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 845         u8 idx;
 846         u16 flags = group->flags;
 847
 848         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
 849         if (!mrs->retry_updated)
 850                 minstrel_calc_retransmit(mp, mi, index);
 851
 852         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(20, 100) || !mrs->retry_count) {
 853                 ratetbl->rate[offset].count = 2;
 854                 ratetbl->rate[offset].count_rts = 2;
 855                 ratetbl->rate[offset].count_cts = 2;
 856         } else {
 857                 ratetbl->rate[offset].count = mrs->retry_count;
 858                 ratetbl->rate[offset].count_cts = mrs->retry_count;
 859                 ratetbl->rate[offset].count_rts = mrs->retry_count_rtscts;
 860         }
 861
 862         if (index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP)
 863                 idx = mp->cck_rates[index % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates)];
 864         else if (flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
 865                 idx = ((group->streams - 1) << 4) |
 866                       ((index % MCS_GROUP_RATES) & 0xF);
 867         else
 868                 idx = index % MCS_GROUP_RATES + (group->streams - 1) * 8;
 869
 870         /* enable RTS/CTS if needed:
 871          *  - if station is in dynamic SMPS (and streams > 1)
 872          *  - for fallback rates, to increase chances of getting through
 873          */
 874         if (offset > 0 ||
 875             (mi->sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_DYNAMIC &&
 876              group->streams > 1)) {
 877                 ratetbl->rate[offset].count = ratetbl->rate[offset].count_rts;
 878                 flags |= IEEE80211_TX_RC_USE_RTS_CTS;
 879         }
 880
 881         ratetbl->rate[offset].idx = idx;
 882         ratetbl->rate[offset].flags = flags;
 883 }
 884
 885 static void
 886 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 887 {
 888         struct ieee80211_sta_rates *rates;
 889         int i = 0;
 890
 891         rates = kzalloc(sizeof(*rates), GFP_ATOMIC);
 892         if (!rates)
 893                 return;
 894
 895         /* Start with max_tp_rate[0] */
 896         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[0]);
 897
 898         if (mp->hw->max_rates >= 3) {
 899                 /* At least 3 tx rates supported, use max_tp_rate[1] next */
 900                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[1]);
 901         }
 902
 903         if (mp->hw->max_rates >= 2) {
 904                 /*
 905                  * At least 2 tx rates supported, use max_prob_rate next */
 906                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_prob_rate);
 907         }
 908
 909         rates->rate[i].idx = -1;
 910         rate_control_set_rates(mp->hw, mi->sta, rates);
 911 }
 912
 913 static inline int
 914 minstrel_get_duration(int index)
 915 {
 916         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
 917         return group->duration[index % MCS_GROUP_RATES];
 918 }
 919
 920 static int
 921 minstrel_get_sample_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
 922 {
 923         struct minstrel_rate_stats *mrs;
 924         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
 925         unsigned int sample_dur, sample_group, cur_max_tp_streams;
 926         int sample_idx = 0;
 927
 928         if (mi->sample_wait > 0) {
 929                 mi->sample_wait--;
 930                 return -1;
 931         }
 932
 933         if (!mi->sample_tries)
 934                 return -1;
 935
 936         sample_group = mi->sample_group;
 937         mg = &mi->groups[sample_group];
 938         sample_idx = sample_table[mg->column][mg->index];
 939         minstrel_set_next_sample_idx(mi);
 940
 941         if (!(mg->supported & BIT(sample_idx)))
 942                 return -1;
 943
 944         mrs = &mg->rates[sample_idx];
 945         sample_idx += sample_group * MCS_GROUP_RATES;
 946
 947         /*
 948          * Sampling might add some overhead (RTS, no aggregation)
 949          * to the frame. Hence, don't use sampling for the currently
 950          * used rates.
 951          */
 952         if (sample_idx == mi->max_tp_rate[0] ||
 953             sample_idx == mi->max_tp_rate[1] ||
 954             sample_idx == mi->max_prob_rate)
 955                 return -1;
 956
 957         /*
 958          * Do not sample if the probability is already higher than 95%
 959          * to avoid wasting airtime.
 960          */
 961         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(95, 100))
 962                 return -1;
 963
 964         /*
 965          * Make sure that lower rates get sampled only occasionally,
 966          * if the link is working perfectly.
 967          */
 968
 969         cur_max_tp_streams = minstrel_mcs_groups[mi->max_tp_rate[0] /
 970                 MCS_GROUP_RATES].streams;
 971         sample_dur = minstrel_get_duration(sample_idx);
 972         if (sample_dur >= minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[1]) &&
 973             (cur_max_tp_streams - 1 <
 974              minstrel_mcs_groups[sample_group].streams ||
 975              sample_dur >= minstrel_get_duration(mi->max_prob_rate))) {
 976                 if (mrs->sample_skipped < 20)
 977                         return -1;
 978
 979                 if (mi->sample_slow++ > 2)
 980                         return -1;
 981         }
 982         mi->sample_tries--;
 983
 984         return sample_idx;
 985 }
 986
 987 static void
 988 minstrel_ht_check_cck_shortpreamble(struct minstrel_priv *mp,
 989                                     struct minstrel_ht_sta *mi, bool val)
 990 {
 991         u8 supported = mi->groups[MINSTREL_CCK_GROUP].supported;
 992
 993         if (!supported || !mi->cck_supported_short)
 994                 return;
 995
 996         if (supported & (mi->cck_supported_short << (val * 4)))
 997                 return;
 998
 999         supported ^= mi->cck_supported_short | (mi->cck_supported_short << 4);
1000         mi->groups[MINSTREL_CCK_GROUP].supported = supported;
1001 }
1002
1003 static void
1004 minstrel_ht_get_rate(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1005                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc)
1006 {
1007         const struct mcs_group *sample_group;
1008         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(txrc->skb);
1009         struct ieee80211_tx_rate *rate = &info->status.rates[0];
1010         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1011         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1012         struct minstrel_priv *mp = priv;
1013         int sample_idx;
1014
1015         if (rate_control_send_low(sta, priv_sta, txrc))
1016                 return;
1017
1018         if (!msp->is_ht)
1019                 return mac80211_minstrel.get_rate(priv, sta, &msp->legacy, txrc);
1020
1021         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
1022             mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP)
1023                 minstrel_aggr_check(sta, txrc->skb);
1024
1025         info->flags |= mi->tx_flags;
1026         minstrel_ht_check_cck_shortpreamble(mp, mi, txrc->short_preamble);
1027
1028 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1029         if (mp->fixed_rate_idx != -1)
1030                 return;
1031 #endif
1032
1033         /* Don't use EAPOL frames for sampling on non-mrr hw */
1034         if (mp->hw->max_rates == 1 &&
1035             (info->control.flags & IEEE80211_TX_CTRL_PORT_CTRL_PROTO))
1036                 sample_idx = -1;
1037         else
1038                 sample_idx = minstrel_get_sample_rate(mp, mi);
1039
1040         mi->total_packets++;
1041
1042         /* wraparound */
1043         if (mi->total_packets == ~0) {
1044                 mi->total_packets = 0;
1045                 mi->sample_packets = 0;
1046         }
1047
1048         if (sample_idx < 0)
1049                 return;
1050
1051         sample_group = &minstrel_mcs_groups[sample_idx / MCS_GROUP_RATES];
1052         info->flags |= IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE;
1053         rate->count = 1;
1054
1055         if (sample_idx / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP) {
1056                 int idx = sample_idx % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates);
1057                 rate->idx = mp->cck_rates[idx];
1058         } else if (sample_group->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
1059                 ieee80211_rate_set_vht(rate, sample_idx % MCS_GROUP_RATES,
1060                                        sample_group->streams);
1061         } else {
1062                 rate->idx = sample_idx % MCS_GROUP_RATES +
1063                             (sample_group->streams - 1) * 8;
1064         }
1065
1066         rate->flags = sample_group->flags;
1067 }
1068
1069 static void
1070 minstrel_ht_update_cck(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
1071                        struct ieee80211_supported_band *sband,
1072                        struct ieee80211_sta *sta)
1073 {
1074         int i;
1075
1076         if (sband->band != IEEE80211_BAND_2GHZ)
1077                 return;
1078
1079         if (!ieee80211_hw_check(mp->hw, SUPPORTS_HT_CCK_RATES))
1080                 return;
1081
1082         mi->cck_supported = 0;
1083         mi->cck_supported_short = 0;
1084         for (i = 0; i < 4; i++) {
1085                 if (!rate_supported(sta, sband->band, mp->cck_rates[i]))
1086                         continue;
1087
1088                 mi->cck_supported |= BIT(i);
1089                 if (sband->bitrates[i].flags & IEEE80211_RATE_SHORT_PREAMBLE)
1090                         mi->cck_supported_short |= BIT(i);
1091         }
1092
1093         mi->groups[MINSTREL_CCK_GROUP].supported = mi->cck_supported;
1094 }
1095
1096 static void
1097 minstrel_ht_update_caps(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1098                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1099                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1100 {
1101         struct minstrel_priv *mp = priv;
1102         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1103         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1104         struct ieee80211_mcs_info *mcs = &sta->ht_cap.mcs;
1105         u16 sta_cap = sta->ht_cap.cap;
1106         struct ieee80211_sta_vht_cap *vht_cap = &sta->vht_cap;
1107         int use_vht;
1108         int n_supported = 0;
1109         int ack_dur;
1110         int stbc;
1111         int i;
1112
1113         /* fall back to the old minstrel for legacy stations */
1114         if (!sta->ht_cap.ht_supported)
1115                 goto use_legacy;
1116
1117         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups) != MINSTREL_GROUPS_NB);
1118
1119 #ifdef CONFIG_MAC80211_RC_MINSTREL_VHT
1120         if (vht_cap->vht_supported)
1121                 use_vht = vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map != cpu_to_le16(~0);
1122         else
1123 #endif
1124         use_vht = 0;
1125
1126         msp->is_ht = true;
1127         memset(mi, 0, sizeof(*mi));
1128
1129         mi->sta = sta;
1130         mi->last_stats_update = jiffies;
1131
1132         ack_dur = ieee80211_frame_duration(sband->band, 10, 60, 1, 1, 0);
1133         mi->overhead = ieee80211_frame_duration(sband->band, 0, 60, 1, 1, 0);
1134         mi->overhead += ack_dur;
1135         mi->overhead_rtscts = mi->overhead + 2 * ack_dur;
1136
1137         mi->avg_ampdu_len = MINSTREL_FRAC(1, 1);
1138
1139         /* When using MRR, sample more on the first attempt, without delay */
1140         if (mp->has_mrr) {
1141                 mi->sample_count = 16;
1142                 mi->sample_wait = 0;
1143         } else {
1144                 mi->sample_count = 8;
1145                 mi->sample_wait = 8;
1146         }
1147         mi->sample_tries = 4;
1148
1149         /* TODO tx_flags for vht - ATM the RC API is not fine-grained enough */
1150         if (!use_vht) {
1151                 stbc = (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC) >>
1152                         IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC_SHIFT;
1153                 mi->tx_flags |= stbc << IEEE80211_TX_CTL_STBC_SHIFT;
1154
1155                 if (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_LDPC_CODING)
1156                         mi->tx_flags |= IEEE80211_TX_CTL_LDPC;
1157         }
1158
1159         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->groups); i++) {
1160                 u32 gflags = minstrel_mcs_groups[i].flags;
1161                 int bw, nss;
1162
1163                 mi->groups[i].supported = 0;
1164                 if (i == MINSTREL_CCK_GROUP) {
1165                         minstrel_ht_update_cck(mp, mi, sband, sta);
1166                         continue;
1167                 }
1168
1169                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) {
1170                         if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) {
1171                                 if (!(sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_40))
1172                                         continue;
1173                         } else {
1174                                 if (!(sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_20))
1175                                         continue;
1176                         }
1177                 }
1178
1179                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH &&
1180                     sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_40)
1181                         continue;
1182
1183                 nss = minstrel_mcs_groups[i].streams;
1184
1185                 /* Mark MCS > 7 as unsupported if STA is in static SMPS mode */
1186                 if (sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_STATIC && nss > 1)
1187                         continue;
1188
1189                 /* HT rate */
1190                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
1191 #ifdef CONFIG_MAC80211_RC_MINSTREL_VHT
1192                         if (use_vht && minstrel_vht_only)
1193                                 continue;
1194 #endif
1195                         mi->groups[i].supported = mcs->rx_mask[nss - 1];
1196                         if (mi->groups[i].supported)
1197                                 n_supported++;
1198                         continue;
1199                 }
1200
1201                 /* VHT rate */
1202                 if (!vht_cap->vht_supported ||
1203                     WARN_ON(!(gflags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)) ||
1204                     WARN_ON(gflags & IEEE80211_TX_RC_160_MHZ_WIDTH))
1205                         continue;
1206
1207                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH) {
1208                         if (sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_80 ||
1209                             ((gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) &&
1210                              !(vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_SHORT_GI_80))) {
1211                                 continue;
1212                         }
1213                 }
1214
1215                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
1216                         bw = BW_40;
1217                 else if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH)
1218                         bw = BW_80;
1219                 else
1220                         bw = BW_20;
1221
1222                 mi->groups[i].supported = minstrel_get_valid_vht_rates(bw, nss,
1223                                 vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map);
1224
1225                 if (mi->groups[i].supported)
1226                         n_supported++;
1227         }
1228
1229         if (!n_supported)
1230                 goto use_legacy;
1231
1232         /* create an initial rate table with the lowest supported rates */
1233         minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
1234         minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
1235
1236         return;
1237
1238 use_legacy:
1239         msp->is_ht = false;
1240         memset(&msp->legacy, 0, sizeof(msp->legacy));
1241         msp->legacy.r = msp->ratelist;
1242         msp->legacy.sample_table = msp->sample_table;
1243         return mac80211_minstrel.rate_init(priv, sband, chandef, sta,
1244                                            &msp->legacy);
1245 }
1246
1247 static void
1248 minstrel_ht_rate_init(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1249                       struct cfg80211_chan_def *chandef,
1250                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1251 {
1252         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1253 }
1254
1255 static void
1256 minstrel_ht_rate_update(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1257                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1258                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1259                         u32 changed)
1260 {
1261         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1262 }
1263
1264 static void *
1265 minstrel_ht_alloc_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, gfp_t gfp)
1266 {
1267         struct ieee80211_supported_band *sband;
1268         struct minstrel_ht_sta_priv *msp;
1269         struct minstrel_priv *mp = priv;
1270         struct ieee80211_hw *hw = mp->hw;
1271         int max_rates = 0;
1272         int i;
1273
1274         for (i = 0; i < IEEE80211_NUM_BANDS; i++) {
1275                 sband = hw->wiphy->bands[i];
1276                 if (sband && sband->n_bitrates > max_rates)
1277                         max_rates = sband->n_bitrates;
1278         }
1279
1280         msp = kzalloc(sizeof(*msp), gfp);
1281         if (!msp)
1282                 return NULL;
1283
1284         msp->ratelist = kzalloc(sizeof(struct minstrel_rate) * max_rates, gfp);
1285         if (!msp->ratelist)
1286                 goto error;
1287
1288         msp->sample_table = kmalloc(SAMPLE_COLUMNS * max_rates, gfp);
1289         if (!msp->sample_table)
1290                 goto error1;
1291
1292         return msp;
1293
1294 error1:
1295         kfree(msp->ratelist);
1296 error:
1297         kfree(msp);
1298         return NULL;
1299 }
1300
1301 static void
1302 minstrel_ht_free_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1303 {
1304         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1305
1306         kfree(msp->sample_table);
1307         kfree(msp->ratelist);
1308         kfree(msp);
1309 }
1310
1311 static void *
1312 minstrel_ht_alloc(struct ieee80211_hw *hw, struct dentry *debugfsdir)
1313 {
1314         return mac80211_minstrel.alloc(hw, debugfsdir);
1315 }
1316
1317 static void
1318 minstrel_ht_free(void *priv)
1319 {
1320         mac80211_minstrel.free(priv);
1321 }
1322
1323 static u32 minstrel_ht_get_expected_throughput(void *priv_sta)
1324 {
1325         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1326         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1327         int i, j, prob, tp_avg;
1328
1329         if (!msp->is_ht)
1330                 return mac80211_minstrel.get_expected_throughput(priv_sta);
1331
1332         i = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
1333         j = mi->max_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
1334         prob = mi->groups[i].rates[j].prob_ewma;
1335
1336         /* convert tp_avg from pkt per second in kbps */
1337         tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, i, j, prob) * 10;
1338         tp_avg = tp_avg * AVG_PKT_SIZE * 8 / 1024;
1339
1340         return tp_avg;
1341 }
1342
1343 static const struct rate_control_ops mac80211_minstrel_ht = {
1344         .name = "minstrel_ht",
1345         .tx_status_noskb = minstrel_ht_tx_status,
1346         .get_rate = minstrel_ht_get_rate,
1347         .rate_init = minstrel_ht_rate_init,
1348         .rate_update = minstrel_ht_rate_update,
1349         .alloc_sta = minstrel_ht_alloc_sta,
1350         .free_sta = minstrel_ht_free_sta,
1351         .alloc = minstrel_ht_alloc,
1352         .free = minstrel_ht_free,
1353 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1354         .add_sta_debugfs = minstrel_ht_add_sta_debugfs,
1355         .remove_sta_debugfs = minstrel_ht_remove_sta_debugfs,
1356 #endif
1357         .get_expected_throughput = minstrel_ht_get_expected_throughput,
1358 };
1359
1360
1361 static void __init init_sample_table(void)
1362 {
1363         int col, i, new_idx;
1364         u8 rnd[MCS_GROUP_RATES];
1365
1366         memset(sample_table, 0xff, sizeof(sample_table));
1367         for (col = 0; col < SAMPLE_COLUMNS; col++) {
1368                 prandom_bytes(rnd, sizeof(rnd));
1369                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
1370                         new_idx = (i + rnd[i]) % MCS_GROUP_RATES;
1371                         while (sample_table[col][new_idx] != 0xff)
1372                                 new_idx = (new_idx + 1) % MCS_GROUP_RATES;
1373
1374                         sample_table[col][new_idx] = i;
1375                 }
1376         }
1377 }
1378
1379 int __init
1380 rc80211_minstrel_ht_init(void)
1381 {
1382         init_sample_table();
1383         return ieee80211_rate_control_register(&mac80211_minstrel_ht);
1384 }
1385
1386 void
1387 rc80211_minstrel_ht_exit(void)
1388 {
1389         ieee80211_rate_control_unregister(&mac80211_minstrel_ht);
1390 }