mac80211: Add HT operation modes for IBSS
[linux-2.6.git] / 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 /*
40  * Define group sort order: HT40 -> SGI -> #streams
41  */
42 #define GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)        \
43         MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * _ht40 +      \
44         MINSTREL_MAX_STREAMS * _sgi +           \
45         _streams - 1
46
47 /* MCS rate information for an MCS group */
48 #define MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40)                                \
49         [GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)] = {                          \
50         .streams = _streams,                                            \
51         .flags =                                                        \
52                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
53                 (_ht40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),             \
54         .duration = {                                                   \
55                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26),          \
56                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 108 : 52),         \
57                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 162 : 78),         \
58                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 216 : 104),        \
59                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 324 : 156),        \
60                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 432 : 208),        \
61                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 486 : 234),        \
62                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 540 : 260)         \
63         }                                                               \
64 }
65
66 /*
67  * To enable sufficiently targeted rate sampling, MCS rates are divided into
68  * groups, based on the number of streams and flags (HT40, SGI) that they
69  * use.
70  *
71  * Sortorder has to be fixed for GROUP_IDX macro to be applicable:
72  * HT40 -> SGI -> #streams
73  */
74 const struct mcs_group minstrel_mcs_groups[] = {
75         MCS_GROUP(1, 0, 0),
76         MCS_GROUP(2, 0, 0),
77 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
78         MCS_GROUP(3, 0, 0),
79 #endif
80
81         MCS_GROUP(1, 1, 0),
82         MCS_GROUP(2, 1, 0),
83 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
84         MCS_GROUP(3, 1, 0),
85 #endif
86
87         MCS_GROUP(1, 0, 1),
88         MCS_GROUP(2, 0, 1),
89 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
90         MCS_GROUP(3, 0, 1),
91 #endif
92
93         MCS_GROUP(1, 1, 1),
94         MCS_GROUP(2, 1, 1),
95 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
96         MCS_GROUP(3, 1, 1),
97 #endif
98 };
99
100 static u8 sample_table[SAMPLE_COLUMNS][MCS_GROUP_RATES];
101
102 /*
103  * Perform EWMA (Exponentially Weighted Moving Average) calculation
104  */
105 static int
106 minstrel_ewma(int old, int new, int weight)
107 {
108         return (new * (100 - weight) + old * weight) / 100;
109 }
110
111 /*
112  * Look up an MCS group index based on mac80211 rate information
113  */
114 static int
115 minstrel_ht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
116 {
117         return GROUP_IDX((rate->idx / MCS_GROUP_RATES) + 1,
118                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
119                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH));
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_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_ht_sta *mi, int group, int rate)
160 {
161         struct minstrel_rate_stats *mr;
162         unsigned int usecs;
163
164         mr = &mi->groups[group].rates[rate];
165
166         if (mr->probability < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
167                 mr->cur_tp = 0;
168                 return;
169         }
170
171         usecs = mi->overhead / MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
172         usecs += minstrel_mcs_groups[group].duration[rate];
173         mr->cur_tp = MINSTREL_TRUNC((1000000 / usecs) * mr->probability);
174 }
175
176 /*
177  * Update rate statistics and select new primary rates
178  *
179  * Rules for rate selection:
180  *  - max_prob_rate must use only one stream, as a tradeoff between delivery
181  *    probability and throughput during strong fluctuations
182  *  - as long as the max prob rate has a probability of more than 3/4, pick
183  *    higher throughput rates, even if the probablity is a bit lower
184  */
185 static void
186 minstrel_ht_update_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
187 {
188         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
189         struct minstrel_rate_stats *mr;
190         int cur_prob, cur_prob_tp, cur_tp, cur_tp2;
191         int group, i, index;
192
193         if (mi->ampdu_packets > 0) {
194                 mi->avg_ampdu_len = minstrel_ewma(mi->avg_ampdu_len,
195                         MINSTREL_FRAC(mi->ampdu_len, mi->ampdu_packets), EWMA_LEVEL);
196                 mi->ampdu_len = 0;
197                 mi->ampdu_packets = 0;
198         }
199
200         mi->sample_slow = 0;
201         mi->sample_count = 0;
202         mi->max_tp_rate = 0;
203         mi->max_tp_rate2 = 0;
204         mi->max_prob_rate = 0;
205
206         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
207                 cur_prob = 0;
208                 cur_prob_tp = 0;
209                 cur_tp = 0;
210                 cur_tp2 = 0;
211
212                 mg = &mi->groups[group];
213                 if (!mg->supported)
214                         continue;
215
216                 mg->max_tp_rate = 0;
217                 mg->max_tp_rate2 = 0;
218                 mg->max_prob_rate = 0;
219                 mi->sample_count++;
220
221                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
222                         if (!(mg->supported & BIT(i)))
223                                 continue;
224
225                         mr = &mg->rates[i];
226                         mr->retry_updated = false;
227                         index = MCS_GROUP_RATES * group + i;
228                         minstrel_calc_rate_ewma(mr);
229                         minstrel_ht_calc_tp(mi, group, i);
230
231                         if (!mr->cur_tp)
232                                 continue;
233
234                         /* ignore the lowest rate of each single-stream group */
235                         if (!i && minstrel_mcs_groups[group].streams == 1)
236                                 continue;
237
238                         if ((mr->cur_tp > cur_prob_tp && mr->probability >
239                              MINSTREL_FRAC(3, 4)) || mr->probability > cur_prob) {
240                                 mg->max_prob_rate = index;
241                                 cur_prob = mr->probability;
242                                 cur_prob_tp = mr->cur_tp;
243                         }
244
245                         if (mr->cur_tp > cur_tp) {
246                                 swap(index, mg->max_tp_rate);
247                                 cur_tp = mr->cur_tp;
248                                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
249                         }
250
251                         if (index >= mg->max_tp_rate)
252                                 continue;
253
254                         if (mr->cur_tp > cur_tp2) {
255                                 mg->max_tp_rate2 = index;
256                                 cur_tp2 = mr->cur_tp;
257                         }
258                 }
259         }
260
261         /* try to sample up to half of the available rates during each interval */
262         mi->sample_count *= 4;
263
264         cur_prob = 0;
265         cur_prob_tp = 0;
266         cur_tp = 0;
267         cur_tp2 = 0;
268         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
269                 mg = &mi->groups[group];
270                 if (!mg->supported)
271                         continue;
272
273                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, mg->max_prob_rate);
274                 if (cur_prob_tp < mr->cur_tp &&
275                     minstrel_mcs_groups[group].streams == 1) {
276                         mi->max_prob_rate = mg->max_prob_rate;
277                         cur_prob = mr->cur_prob;
278                         cur_prob_tp = mr->cur_tp;
279                 }
280
281                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, mg->max_tp_rate);
282                 if (cur_tp < mr->cur_tp) {
283                         mi->max_tp_rate2 = mi->max_tp_rate;
284                         cur_tp2 = cur_tp;
285                         mi->max_tp_rate = mg->max_tp_rate;
286                         cur_tp = mr->cur_tp;
287                 }
288
289                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, mg->max_tp_rate2);
290                 if (cur_tp2 < mr->cur_tp) {
291                         mi->max_tp_rate2 = mg->max_tp_rate2;
292                         cur_tp2 = mr->cur_tp;
293                 }
294         }
295
296         mi->stats_update = jiffies;
297 }
298
299 static bool
300 minstrel_ht_txstat_valid(struct ieee80211_tx_rate *rate)
301 {
302         if (rate->idx < 0)
303                 return false;
304
305         if (!rate->count)
306                 return false;
307
308         return !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS);
309 }
310
311 static void
312 minstrel_next_sample_idx(struct minstrel_ht_sta *mi)
313 {
314         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
315
316         for (;;) {
317                 mi->sample_group++;
318                 mi->sample_group %= ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups);
319                 mg = &mi->groups[mi->sample_group];
320
321                 if (!mg->supported)
322                         continue;
323
324                 if (++mg->index >= MCS_GROUP_RATES) {
325                         mg->index = 0;
326                         if (++mg->column >= ARRAY_SIZE(sample_table))
327                                 mg->column = 0;
328                 }
329                 break;
330         }
331 }
332
333 static void
334 minstrel_downgrade_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, unsigned int *idx,
335                         bool primary)
336 {
337         int group, orig_group;
338
339         orig_group = group = *idx / MCS_GROUP_RATES;
340         while (group > 0) {
341                 group--;
342
343                 if (!mi->groups[group].supported)
344                         continue;
345
346                 if (minstrel_mcs_groups[group].streams >
347                     minstrel_mcs_groups[orig_group].streams)
348                         continue;
349
350                 if (primary)
351                         *idx = mi->groups[group].max_tp_rate;
352                 else
353                         *idx = mi->groups[group].max_tp_rate2;
354                 break;
355         }
356 }
357
358 static void
359 minstrel_aggr_check(struct ieee80211_sta *pubsta, struct sk_buff *skb)
360 {
361         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
362         struct sta_info *sta = container_of(pubsta, struct sta_info, sta);
363         u16 tid;
364
365         if (unlikely(!ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control)))
366                 return;
367
368         if (unlikely(skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE)))
369                 return;
370
371         tid = *ieee80211_get_qos_ctl(hdr) & IEEE80211_QOS_CTL_TID_MASK;
372         if (likely(sta->ampdu_mlme.tid_tx[tid]))
373                 return;
374
375         if (skb_get_queue_mapping(skb) == IEEE80211_AC_VO)
376                 return;
377
378         ieee80211_start_tx_ba_session(pubsta, tid, 5000);
379 }
380
381 static void
382 minstrel_ht_tx_status(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
383                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
384                       struct sk_buff *skb)
385 {
386         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
387         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
388         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
389         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
390         struct minstrel_rate_stats *rate, *rate2;
391         struct minstrel_priv *mp = priv;
392         bool last = false;
393         int group;
394         int i = 0;
395
396         if (!msp->is_ht)
397                 return mac80211_minstrel.tx_status(priv, sband, sta, &msp->legacy, skb);
398
399         /* This packet was aggregated but doesn't carry status info */
400         if ((info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
401             !(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU))
402                 return;
403
404         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU)) {
405                 info->status.ampdu_ack_len =
406                         (info->flags & IEEE80211_TX_STAT_ACK ? 1 : 0);
407                 info->status.ampdu_len = 1;
408         }
409
410         mi->ampdu_packets++;
411         mi->ampdu_len += info->status.ampdu_len;
412
413         if (!mi->sample_wait && !mi->sample_tries && mi->sample_count > 0) {
414                 mi->sample_wait = 16 + 2 * MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
415                 mi->sample_tries = 2;
416                 mi->sample_count--;
417         }
418
419         if (info->flags & IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE)
420                 mi->sample_packets += info->status.ampdu_len;
421
422         for (i = 0; !last; i++) {
423                 last = (i == IEEE80211_TX_MAX_RATES - 1) ||
424                        !minstrel_ht_txstat_valid(&ar[i + 1]);
425
426                 if (!minstrel_ht_txstat_valid(&ar[i]))
427                         break;
428
429                 group = minstrel_ht_get_group_idx(&ar[i]);
430                 rate = &mi->groups[group].rates[ar[i].idx % 8];
431
432                 if (last)
433                         rate->success += info->status.ampdu_ack_len;
434
435                 rate->attempts += ar[i].count * info->status.ampdu_len;
436         }
437
438         /*
439          * check for sudden death of spatial multiplexing,
440          * downgrade to a lower number of streams if necessary.
441          */
442         rate = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate);
443         if (rate->attempts > 30 &&
444             MINSTREL_FRAC(rate->success, rate->attempts) <
445             MINSTREL_FRAC(20, 100))
446                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate, true);
447
448         rate2 = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate2);
449         if (rate2->attempts > 30 &&
450             MINSTREL_FRAC(rate2->success, rate2->attempts) <
451             MINSTREL_FRAC(20, 100))
452                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate2, false);
453
454         if (time_after(jiffies, mi->stats_update + (mp->update_interval / 2 * HZ) / 1000)) {
455                 minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
456                 if (!(info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU))
457                         minstrel_aggr_check(sta, skb);
458         }
459 }
460
461 static void
462 minstrel_calc_retransmit(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
463                          int index)
464 {
465         struct minstrel_rate_stats *mr;
466         const struct mcs_group *group;
467         unsigned int tx_time, tx_time_rtscts, tx_time_data;
468         unsigned int cw = mp->cw_min;
469         unsigned int ctime = 0;
470         unsigned int t_slot = 9; /* FIXME */
471         unsigned int ampdu_len = MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
472
473         mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
474         if (mr->probability < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
475                 mr->retry_count = 1;
476                 mr->retry_count_rtscts = 1;
477                 return;
478         }
479
480         mr->retry_count = 2;
481         mr->retry_count_rtscts = 2;
482         mr->retry_updated = true;
483
484         group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
485         tx_time_data = group->duration[index % MCS_GROUP_RATES] * ampdu_len;
486
487         /* Contention time for first 2 tries */
488         ctime = (t_slot * cw) >> 1;
489         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
490         ctime += (t_slot * cw) >> 1;
491         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
492
493         /* Total TX time for data and Contention after first 2 tries */
494         tx_time = ctime + 2 * (mi->overhead + tx_time_data);
495         tx_time_rtscts = ctime + 2 * (mi->overhead_rtscts + tx_time_data);
496
497         /* See how many more tries we can fit inside segment size */
498         do {
499                 /* Contention time for this try */
500                 ctime = (t_slot * cw) >> 1;
501                 cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
502
503                 /* Total TX time after this try */
504                 tx_time += ctime + mi->overhead + tx_time_data;
505                 tx_time_rtscts += ctime + mi->overhead_rtscts + tx_time_data;
506
507                 if (tx_time_rtscts < mp->segment_size)
508                         mr->retry_count_rtscts++;
509         } while ((tx_time < mp->segment_size) &&
510                  (++mr->retry_count < mp->max_retry));
511 }
512
513
514 static void
515 minstrel_ht_set_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
516                      struct ieee80211_tx_rate *rate, int index,
517                      bool sample, bool rtscts)
518 {
519         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
520         struct minstrel_rate_stats *mr;
521
522         mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
523         if (!mr->retry_updated)
524                 minstrel_calc_retransmit(mp, mi, index);
525
526         if (sample)
527                 rate->count = 1;
528         else if (mr->probability < MINSTREL_FRAC(20, 100))
529                 rate->count = 2;
530         else if (rtscts)
531                 rate->count = mr->retry_count_rtscts;
532         else
533                 rate->count = mr->retry_count;
534
535         rate->flags = IEEE80211_TX_RC_MCS | group->flags;
536         if (rtscts)
537                 rate->flags |= IEEE80211_TX_RC_USE_RTS_CTS;
538         rate->idx = index % MCS_GROUP_RATES + (group->streams - 1) * MCS_GROUP_RATES;
539 }
540
541 static inline int
542 minstrel_get_duration(int index)
543 {
544         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
545         return group->duration[index % MCS_GROUP_RATES];
546 }
547
548 static int
549 minstrel_get_sample_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
550 {
551         struct minstrel_rate_stats *mr;
552         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
553         int sample_idx = 0;
554
555         if (mi->sample_wait > 0) {
556                 mi->sample_wait--;
557                 return -1;
558         }
559
560         if (!mi->sample_tries)
561                 return -1;
562
563         mi->sample_tries--;
564         mg = &mi->groups[mi->sample_group];
565         sample_idx = sample_table[mg->column][mg->index];
566         mr = &mg->rates[sample_idx];
567         sample_idx += mi->sample_group * MCS_GROUP_RATES;
568         minstrel_next_sample_idx(mi);
569
570         /*
571          * When not using MRR, do not sample if the probability is already
572          * higher than 95% to avoid wasting airtime
573          */
574         if (!mp->has_mrr && (mr->probability > MINSTREL_FRAC(95, 100)))
575                 return -1;
576
577         /*
578          * Make sure that lower rates get sampled only occasionally,
579          * if the link is working perfectly.
580          */
581         if (minstrel_get_duration(sample_idx) >
582             minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate)) {
583                 if (mr->sample_skipped < 20)
584                         return -1;
585
586                 if (mi->sample_slow++ > 2)
587                         return -1;
588         }
589
590         return sample_idx;
591 }
592
593 static void
594 minstrel_ht_get_rate(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
595                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc)
596 {
597         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(txrc->skb);
598         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
599         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
600         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
601         struct minstrel_priv *mp = priv;
602         int sample_idx;
603         bool sample = false;
604
605         if (rate_control_send_low(sta, priv_sta, txrc))
606                 return;
607
608         if (!msp->is_ht)
609                 return mac80211_minstrel.get_rate(priv, sta, &msp->legacy, txrc);
610
611         info->flags |= mi->tx_flags;
612
613         /* Don't use EAPOL frames for sampling on non-mrr hw */
614         if (mp->hw->max_rates == 1 &&
615             txrc->skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE))
616                 sample_idx = -1;
617         else
618                 sample_idx = minstrel_get_sample_rate(mp, mi);
619
620 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
621         /* use fixed index if set */
622         if (mp->fixed_rate_idx != -1)
623                 sample_idx = mp->fixed_rate_idx;
624 #endif
625
626         if (sample_idx >= 0) {
627                 sample = true;
628                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[0], sample_idx,
629                         true, false);
630                 info->flags |= IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE;
631         } else {
632                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[0], mi->max_tp_rate,
633                         false, false);
634         }
635
636         if (mp->hw->max_rates >= 3) {
637                 /*
638                  * At least 3 tx rates supported, use
639                  * sample_rate -> max_tp_rate -> max_prob_rate for sampling and
640                  * max_tp_rate -> max_tp_rate2 -> max_prob_rate by default.
641                  */
642                 if (sample_idx >= 0)
643                         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[1], mi->max_tp_rate,
644                                 false, false);
645                 else
646                         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[1], mi->max_tp_rate2,
647                                 false, true);
648
649                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[2], mi->max_prob_rate,
650                                      false, !sample);
651
652                 ar[3].count = 0;
653                 ar[3].idx = -1;
654         } else if (mp->hw->max_rates == 2) {
655                 /*
656                  * Only 2 tx rates supported, use
657                  * sample_rate -> max_prob_rate for sampling and
658                  * max_tp_rate -> max_prob_rate by default.
659                  */
660                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[1], mi->max_prob_rate,
661                                      false, !sample);
662
663                 ar[2].count = 0;
664                 ar[2].idx = -1;
665         } else {
666                 /* Not using MRR, only use the first rate */
667                 ar[1].count = 0;
668                 ar[1].idx = -1;
669         }
670
671         mi->total_packets++;
672
673         /* wraparound */
674         if (mi->total_packets == ~0) {
675                 mi->total_packets = 0;
676                 mi->sample_packets = 0;
677         }
678 }
679
680 static void
681 minstrel_ht_update_caps(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
682                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
683                         enum nl80211_channel_type oper_chan_type)
684 {
685         struct minstrel_priv *mp = priv;
686         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
687         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
688         struct ieee80211_mcs_info *mcs = &sta->ht_cap.mcs;
689         struct ieee80211_local *local = hw_to_local(mp->hw);
690         u16 sta_cap = sta->ht_cap.cap;
691         int n_supported = 0;
692         int ack_dur;
693         int stbc;
694         int i;
695
696         /* fall back to the old minstrel for legacy stations */
697         if (!sta->ht_cap.ht_supported)
698                 goto use_legacy;
699
700         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups) !=
701                 MINSTREL_MAX_STREAMS * MINSTREL_STREAM_GROUPS);
702
703         msp->is_ht = true;
704         memset(mi, 0, sizeof(*mi));
705         mi->stats_update = jiffies;
706
707         ack_dur = ieee80211_frame_duration(local, 10, 60, 1, 1);
708         mi->overhead = ieee80211_frame_duration(local, 0, 60, 1, 1) + ack_dur;
709         mi->overhead_rtscts = mi->overhead + 2 * ack_dur;
710
711         mi->avg_ampdu_len = MINSTREL_FRAC(1, 1);
712
713         /* When using MRR, sample more on the first attempt, without delay */
714         if (mp->has_mrr) {
715                 mi->sample_count = 16;
716                 mi->sample_wait = 0;
717         } else {
718                 mi->sample_count = 8;
719                 mi->sample_wait = 8;
720         }
721         mi->sample_tries = 4;
722
723         stbc = (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC) >>
724                 IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC_SHIFT;
725         mi->tx_flags |= stbc << IEEE80211_TX_CTL_STBC_SHIFT;
726
727         if (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_LDPC_CODING)
728                 mi->tx_flags |= IEEE80211_TX_CTL_LDPC;
729
730         if (oper_chan_type != NL80211_CHAN_HT40MINUS &&
731             oper_chan_type != NL80211_CHAN_HT40PLUS)
732                 sta_cap &= ~IEEE80211_HT_CAP_SUP_WIDTH_20_40;
733
734         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->groups); i++) {
735                 u16 req = 0;
736
737                 mi->groups[i].supported = 0;
738                 if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) {
739                         if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
740                                 req |= IEEE80211_HT_CAP_SGI_40;
741                         else
742                                 req |= IEEE80211_HT_CAP_SGI_20;
743                 }
744
745                 if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
746                         req |= IEEE80211_HT_CAP_SUP_WIDTH_20_40;
747
748                 if ((sta_cap & req) != req)
749                         continue;
750
751                 mi->groups[i].supported =
752                         mcs->rx_mask[minstrel_mcs_groups[i].streams - 1];
753
754                 if (mi->groups[i].supported)
755                         n_supported++;
756         }
757
758         if (!n_supported)
759                 goto use_legacy;
760
761         return;
762
763 use_legacy:
764         msp->is_ht = false;
765         memset(&msp->legacy, 0, sizeof(msp->legacy));
766         msp->legacy.r = msp->ratelist;
767         msp->legacy.sample_table = msp->sample_table;
768         return mac80211_minstrel.rate_init(priv, sband, sta, &msp->legacy);
769 }
770
771 static void
772 minstrel_ht_rate_init(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
773                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
774 {
775         struct minstrel_priv *mp = priv;
776
777         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, sta, priv_sta, mp->hw->conf.channel_type);
778 }
779
780 static void
781 minstrel_ht_rate_update(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
782                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
783                         u32 changed, enum nl80211_channel_type oper_chan_type)
784 {
785         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, sta, priv_sta, oper_chan_type);
786 }
787
788 static void *
789 minstrel_ht_alloc_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, gfp_t gfp)
790 {
791         struct ieee80211_supported_band *sband;
792         struct minstrel_ht_sta_priv *msp;
793         struct minstrel_priv *mp = priv;
794         struct ieee80211_hw *hw = mp->hw;
795         int max_rates = 0;
796         int i;
797
798         for (i = 0; i < IEEE80211_NUM_BANDS; i++) {
799                 sband = hw->wiphy->bands[i];
800                 if (sband && sband->n_bitrates > max_rates)
801                         max_rates = sband->n_bitrates;
802         }
803
804         msp = kzalloc(sizeof(struct minstrel_ht_sta), gfp);
805         if (!msp)
806                 return NULL;
807
808         msp->ratelist = kzalloc(sizeof(struct minstrel_rate) * max_rates, gfp);
809         if (!msp->ratelist)
810                 goto error;
811
812         msp->sample_table = kmalloc(SAMPLE_COLUMNS * max_rates, gfp);
813         if (!msp->sample_table)
814                 goto error1;
815
816         return msp;
817
818 error1:
819         kfree(msp->ratelist);
820 error:
821         kfree(msp);
822         return NULL;
823 }
824
825 static void
826 minstrel_ht_free_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
827 {
828         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
829
830         kfree(msp->sample_table);
831         kfree(msp->ratelist);
832         kfree(msp);
833 }
834
835 static void *
836 minstrel_ht_alloc(struct ieee80211_hw *hw, struct dentry *debugfsdir)
837 {
838         return mac80211_minstrel.alloc(hw, debugfsdir);
839 }
840
841 static void
842 minstrel_ht_free(void *priv)
843 {
844         mac80211_minstrel.free(priv);
845 }
846
847 static struct rate_control_ops mac80211_minstrel_ht = {
848         .name = "minstrel_ht",
849         .tx_status = minstrel_ht_tx_status,
850         .get_rate = minstrel_ht_get_rate,
851         .rate_init = minstrel_ht_rate_init,
852         .rate_update = minstrel_ht_rate_update,
853         .alloc_sta = minstrel_ht_alloc_sta,
854         .free_sta = minstrel_ht_free_sta,
855         .alloc = minstrel_ht_alloc,
856         .free = minstrel_ht_free,
857 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
858         .add_sta_debugfs = minstrel_ht_add_sta_debugfs,
859         .remove_sta_debugfs = minstrel_ht_remove_sta_debugfs,
860 #endif
861 };
862
863
864 static void
865 init_sample_table(void)
866 {
867         int col, i, new_idx;
868         u8 rnd[MCS_GROUP_RATES];
869
870         memset(sample_table, 0xff, sizeof(sample_table));
871         for (col = 0; col < SAMPLE_COLUMNS; col++) {
872                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
873                         get_random_bytes(rnd, sizeof(rnd));
874                         new_idx = (i + rnd[i]) % MCS_GROUP_RATES;
875
876                         while (sample_table[col][new_idx] != 0xff)
877                                 new_idx = (new_idx + 1) % MCS_GROUP_RATES;
878
879                         sample_table[col][new_idx] = i;
880                 }
881         }
882 }
883
884 int __init
885 rc80211_minstrel_ht_init(void)
886 {
887         init_sample_table();
888         return ieee80211_rate_control_register(&mac80211_minstrel_ht);
889 }
890
891 void
892 rc80211_minstrel_ht_exit(void)
893 {
894         ieee80211_rate_control_unregister(&mac80211_minstrel_ht);
895 }