Merge remote-tracking branches 'asoc/topic/hdmi', 'asoc/topic/intel', 'asoc/topic...
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / 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/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
21 /* Number of bits for an average sized packet */
22 #define MCS_NBITS (AVG_PKT_SIZE << 3)
23
24 /* Number of symbols for a packet with (bps) bits per symbol */
25 #define MCS_NSYMS(bps) DIV_ROUND_UP(MCS_NBITS, (bps))
26
27 /* Transmission time (nanoseconds) for a packet containing (syms) symbols */
28 #define MCS_SYMBOL_TIME(sgi, syms)                                      \
29         (sgi ?                                                          \
30           ((syms) * 18000 + 4000) / 5 : /* syms * 3.6 us */             \
31           ((syms) * 1000) << 2          /* syms * 4 us */               \
32         )
33
34 /* Transmit duration for the raw data part of an average sized packet */
35 #define MCS_DURATION(streams, sgi, bps) MCS_SYMBOL_TIME(sgi, MCS_NSYMS((streams) * (bps)))
36
37 /*
38  * Define group sort order: HT40 -> SGI -> #streams
39  */
40 #define GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)        \
41         MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * _ht40 +      \
42         MINSTREL_MAX_STREAMS * _sgi +           \
43         _streams - 1
44
45 /* MCS rate information for an MCS group */
46 #define MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40)                                \
47         [GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)] = {                          \
48         .streams = _streams,                                            \
49         .flags =                                                        \
50                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
51                 (_ht40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),             \
52         .duration = {                                                   \
53                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26),          \
54                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 108 : 52),         \
55                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 162 : 78),         \
56                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 216 : 104),        \
57                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 324 : 156),        \
58                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 432 : 208),        \
59                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 486 : 234),        \
60                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 540 : 260)         \
61         }                                                               \
62 }
63
64 #define CCK_DURATION(_bitrate, _short, _len)            \
65         (1000 * (10 /* SIFS */ +                        \
66          (_short ? 72 + 24 : 144 + 48) +                \
67          (8 * (_len + 4) * 10) / (_bitrate)))
68
69 #define CCK_ACK_DURATION(_bitrate, _short)                      \
70         (CCK_DURATION((_bitrate > 10 ? 20 : 10), false, 60) +   \
71          CCK_DURATION(_bitrate, _short, AVG_PKT_SIZE))
72
73 #define CCK_DURATION_LIST(_short)                       \
74         CCK_ACK_DURATION(10, _short),                   \
75         CCK_ACK_DURATION(20, _short),                   \
76         CCK_ACK_DURATION(55, _short),                   \
77         CCK_ACK_DURATION(110, _short)
78
79 #define CCK_GROUP                                               \
80         [MINSTREL_MAX_STREAMS * MINSTREL_STREAM_GROUPS] = {     \
81                 .streams = 0,                                   \
82                 .duration = {                                   \
83                         CCK_DURATION_LIST(false),               \
84                         CCK_DURATION_LIST(true)                 \
85                 }                                               \
86         }
87
88 /*
89  * To enable sufficiently targeted rate sampling, MCS rates are divided into
90  * groups, based on the number of streams and flags (HT40, SGI) that they
91  * use.
92  *
93  * Sortorder has to be fixed for GROUP_IDX macro to be applicable:
94  * HT40 -> SGI -> #streams
95  */
96 const struct mcs_group minstrel_mcs_groups[] = {
97         MCS_GROUP(1, 0, 0),
98         MCS_GROUP(2, 0, 0),
99 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
100         MCS_GROUP(3, 0, 0),
101 #endif
102
103         MCS_GROUP(1, 1, 0),
104         MCS_GROUP(2, 1, 0),
105 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
106         MCS_GROUP(3, 1, 0),
107 #endif
108
109         MCS_GROUP(1, 0, 1),
110         MCS_GROUP(2, 0, 1),
111 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
112         MCS_GROUP(3, 0, 1),
113 #endif
114
115         MCS_GROUP(1, 1, 1),
116         MCS_GROUP(2, 1, 1),
117 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
118         MCS_GROUP(3, 1, 1),
119 #endif
120
121         /* must be last */
122         CCK_GROUP
123 };
124
125 #define MINSTREL_CCK_GROUP      (ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups) - 1)
126
127 static u8 sample_table[SAMPLE_COLUMNS][MCS_GROUP_RATES] __read_mostly;
128
129 static void
130 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi);
131
132 /*
133  * Look up an MCS group index based on mac80211 rate information
134  */
135 static int
136 minstrel_ht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
137 {
138         return GROUP_IDX((rate->idx / MCS_GROUP_RATES) + 1,
139                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
140                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH));
141 }
142
143 static struct minstrel_rate_stats *
144 minstrel_ht_get_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
145                       struct ieee80211_tx_rate *rate)
146 {
147         int group, idx;
148
149         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
150                 group = minstrel_ht_get_group_idx(rate);
151                 idx = rate->idx % 8;
152         } else {
153                 group = MINSTREL_CCK_GROUP;
154
155                 for (idx = 0; idx < ARRAY_SIZE(mp->cck_rates); idx++)
156                         if (rate->idx == mp->cck_rates[idx])
157                                 break;
158
159                 /* short preamble */
160                 if (!(mi->groups[group].supported & BIT(idx)))
161                         idx += 4;
162         }
163         return &mi->groups[group].rates[idx];
164 }
165
166 static inline struct minstrel_rate_stats *
167 minstrel_get_ratestats(struct minstrel_ht_sta *mi, int index)
168 {
169         return &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES].rates[index % MCS_GROUP_RATES];
170 }
171
172
173 /*
174  * Recalculate success probabilities and counters for a rate using EWMA
175  */
176 static void
177 minstrel_calc_rate_ewma(struct minstrel_rate_stats *mr)
178 {
179         if (unlikely(mr->attempts > 0)) {
180                 mr->sample_skipped = 0;
181                 mr->cur_prob = MINSTREL_FRAC(mr->success, mr->attempts);
182                 if (!mr->att_hist)
183                         mr->probability = mr->cur_prob;
184                 else
185                         mr->probability = minstrel_ewma(mr->probability,
186                                 mr->cur_prob, EWMA_LEVEL);
187                 mr->att_hist += mr->attempts;
188                 mr->succ_hist += mr->success;
189         } else {
190                 mr->sample_skipped++;
191         }
192         mr->last_success = mr->success;
193         mr->last_attempts = mr->attempts;
194         mr->success = 0;
195         mr->attempts = 0;
196 }
197
198 /*
199  * Calculate throughput based on the average A-MPDU length, taking into account
200  * the expected number of retransmissions and their expected length
201  */
202 static void
203 minstrel_ht_calc_tp(struct minstrel_ht_sta *mi, int group, int rate)
204 {
205         struct minstrel_rate_stats *mr;
206         unsigned int nsecs = 0;
207         unsigned int tp;
208         unsigned int prob;
209
210         mr = &mi->groups[group].rates[rate];
211         prob = mr->probability;
212
213         if (prob < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
214                 mr->cur_tp = 0;
215                 return;
216         }
217
218         /*
219          * For the throughput calculation, limit the probability value to 90% to
220          * account for collision related packet error rate fluctuation
221          */
222         if (prob > MINSTREL_FRAC(9, 10))
223                 prob = MINSTREL_FRAC(9, 10);
224
225         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP)
226                 nsecs = 1000 * mi->overhead / MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
227
228         nsecs += minstrel_mcs_groups[group].duration[rate];
229
230         /* prob is scaled - see MINSTREL_FRAC above */
231         tp = 1000000 * ((prob * 1000) / nsecs);
232         mr->cur_tp = MINSTREL_TRUNC(tp);
233 }
234
235 /*
236  * Find & sort topmost throughput rates
237  *
238  * If multiple rates provide equal throughput the sorting is based on their
239  * current success probability. Higher success probability is preferred among
240  * MCS groups, CCK rates do not provide aggregation and are therefore at last.
241  */
242 static void
243 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi, u8 index,
244                                u8 *tp_list)
245 {
246         int cur_group, cur_idx, cur_thr, cur_prob;
247         int tmp_group, tmp_idx, tmp_thr, tmp_prob;
248         int j = MAX_THR_RATES;
249
250         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
251         cur_idx = index  % MCS_GROUP_RATES;
252         cur_thr = mi->groups[cur_group].rates[cur_idx].cur_tp;
253         cur_prob = mi->groups[cur_group].rates[cur_idx].probability;
254
255         do {
256                 tmp_group = tp_list[j - 1] / MCS_GROUP_RATES;
257                 tmp_idx = tp_list[j - 1] % MCS_GROUP_RATES;
258                 tmp_thr = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].cur_tp;
259                 tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].probability;
260                 if (cur_thr < tmp_thr ||
261                     (cur_thr == tmp_thr && cur_prob <= tmp_prob))
262                         break;
263                 j--;
264         } while (j > 0);
265
266         if (j < MAX_THR_RATES - 1) {
267                 memmove(&tp_list[j + 1], &tp_list[j], (sizeof(*tp_list) *
268                        (MAX_THR_RATES - (j + 1))));
269         }
270         if (j < MAX_THR_RATES)
271                 tp_list[j] = index;
272 }
273
274 /*
275  * Find and set the topmost probability rate per sta and per group
276  */
277 static void
278 minstrel_ht_set_best_prob_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u8 index)
279 {
280         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
281         struct minstrel_rate_stats *mr;
282         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp, tmp_prob, max_tp_group;
283
284         mg = &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES];
285         mr = &mg->rates[index % MCS_GROUP_RATES];
286
287         tmp_group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
288         tmp_idx = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
289         tmp_tp = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].cur_tp;
290         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].probability;
291
292         /* if max_tp_rate[0] is from MCS_GROUP max_prob_rate get selected from
293          * MCS_GROUP as well as CCK_GROUP rates do not allow aggregation */
294         max_tp_group = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
295         if((index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP) &&
296             (max_tp_group != MINSTREL_CCK_GROUP))
297                 return;
298
299         if (mr->probability > MINSTREL_FRAC(75, 100)) {
300                 if (mr->cur_tp > tmp_tp)
301                         mi->max_prob_rate = index;
302                 if (mr->cur_tp > mg->rates[mg->max_group_prob_rate].cur_tp)
303                         mg->max_group_prob_rate = index;
304         } else {
305                 if (mr->probability > tmp_prob)
306                         mi->max_prob_rate = index;
307                 if (mr->probability > mg->rates[mg->max_group_prob_rate].probability)
308                         mg->max_group_prob_rate = index;
309         }
310 }
311
312
313 /*
314  * Assign new rate set per sta and use CCK rates only if the fastest
315  * rate (max_tp_rate[0]) is from CCK group. This prohibits such sorted
316  * rate sets where MCS and CCK rates are mixed, because CCK rates can
317  * not use aggregation.
318  */
319 static void
320 minstrel_ht_assign_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi,
321                                  u8 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES],
322                                  u8 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES])
323 {
324         unsigned int tmp_group, tmp_idx, tmp_cck_tp, tmp_mcs_tp;
325         int i;
326
327         tmp_group = tmp_cck_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
328         tmp_idx = tmp_cck_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
329         tmp_cck_tp = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].cur_tp;
330
331         tmp_group = tmp_mcs_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
332         tmp_idx = tmp_mcs_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
333         tmp_mcs_tp = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].cur_tp;
334
335         if (tmp_cck_tp > tmp_mcs_tp) {
336                 for(i = 0; i < MAX_THR_RATES; i++) {
337                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, tmp_cck_tp_rate[i],
338                                                        tmp_mcs_tp_rate);
339                 }
340         }
341
342 }
343
344 /*
345  * Try to increase robustness of max_prob rate by decrease number of
346  * streams if possible.
347  */
348 static inline void
349 minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(struct minstrel_ht_sta *mi)
350 {
351         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
352         struct minstrel_rate_stats *mr;
353         int tmp_max_streams, group;
354         int tmp_tp = 0;
355
356         tmp_max_streams = minstrel_mcs_groups[mi->max_tp_rate[0] /
357                           MCS_GROUP_RATES].streams;
358         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
359                 mg = &mi->groups[group];
360                 if (!mg->supported || group == MINSTREL_CCK_GROUP)
361                         continue;
362                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, mg->max_group_prob_rate);
363                 if (tmp_tp < mr->cur_tp &&
364                    (minstrel_mcs_groups[group].streams < tmp_max_streams)) {
365                                 mi->max_prob_rate = mg->max_group_prob_rate;
366                                 tmp_tp = mr->cur_tp;
367                 }
368         }
369 }
370
371 /*
372  * Update rate statistics and select new primary rates
373  *
374  * Rules for rate selection:
375  *  - max_prob_rate must use only one stream, as a tradeoff between delivery
376  *    probability and throughput during strong fluctuations
377  *  - as long as the max prob rate has a probability of more than 75%, pick
378  *    higher throughput rates, even if the probablity is a bit lower
379  */
380 static void
381 minstrel_ht_update_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
382 {
383         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
384         struct minstrel_rate_stats *mr;
385         int group, i, j;
386         u8 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES], tmp_group_tp_rate[MAX_THR_RATES];
387         u8 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES], index;
388
389         if (mi->ampdu_packets > 0) {
390                 mi->avg_ampdu_len = minstrel_ewma(mi->avg_ampdu_len,
391                         MINSTREL_FRAC(mi->ampdu_len, mi->ampdu_packets), EWMA_LEVEL);
392                 mi->ampdu_len = 0;
393                 mi->ampdu_packets = 0;
394         }
395
396         mi->sample_slow = 0;
397         mi->sample_count = 0;
398
399         /* Initialize global rate indexes */
400         for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++){
401                 tmp_mcs_tp_rate[j] = 0;
402                 tmp_cck_tp_rate[j] = 0;
403         }
404
405         /* Find best rate sets within all MCS groups*/
406         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
407
408                 mg = &mi->groups[group];
409                 if (!mg->supported)
410                         continue;
411
412                 mi->sample_count++;
413
414                 /* (re)Initialize group rate indexes */
415                 for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++)
416                         tmp_group_tp_rate[j] = group;
417
418                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
419                         if (!(mg->supported & BIT(i)))
420                                 continue;
421
422                         index = MCS_GROUP_RATES * group + i;
423
424                         mr = &mg->rates[i];
425                         mr->retry_updated = false;
426                         minstrel_calc_rate_ewma(mr);
427                         minstrel_ht_calc_tp(mi, group, i);
428
429                         if (!mr->cur_tp)
430                                 continue;
431
432                         /* Find max throughput rate set */
433                         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP) {
434                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
435                                                                tmp_mcs_tp_rate);
436                         } else if (group == MINSTREL_CCK_GROUP) {
437                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
438                                                                tmp_cck_tp_rate);
439                         }
440
441                         /* Find max throughput rate set within a group */
442                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
443                                                        tmp_group_tp_rate);
444
445                         /* Find max probability rate per group and global */
446                         minstrel_ht_set_best_prob_rate(mi, index);
447                 }
448
449                 memcpy(mg->max_group_tp_rate, tmp_group_tp_rate,
450                        sizeof(mg->max_group_tp_rate));
451         }
452
453         /* Assign new rate set per sta */
454         minstrel_ht_assign_best_tp_rates(mi, tmp_mcs_tp_rate, tmp_cck_tp_rate);
455         memcpy(mi->max_tp_rate, tmp_mcs_tp_rate, sizeof(mi->max_tp_rate));
456
457         /* Try to increase robustness of max_prob_rate*/
458         minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(mi);
459
460         /* try to sample all available rates during each interval */
461         mi->sample_count *= 8;
462
463 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
464         /* use fixed index if set */
465         if (mp->fixed_rate_idx != -1) {
466                 for (i = 0; i < 4; i++)
467                         mi->max_tp_rate[i] = mp->fixed_rate_idx;
468                 mi->max_prob_rate = mp->fixed_rate_idx;
469         }
470 #endif
471
472         /* Reset update timer */
473         mi->stats_update = jiffies;
474 }
475
476 static bool
477 minstrel_ht_txstat_valid(struct minstrel_priv *mp, struct ieee80211_tx_rate *rate)
478 {
479         if (rate->idx < 0)
480                 return false;
481
482         if (!rate->count)
483                 return false;
484
485         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS)
486                 return true;
487
488         return rate->idx == mp->cck_rates[0] ||
489                rate->idx == mp->cck_rates[1] ||
490                rate->idx == mp->cck_rates[2] ||
491                rate->idx == mp->cck_rates[3];
492 }
493
494 static void
495 minstrel_next_sample_idx(struct minstrel_ht_sta *mi)
496 {
497         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
498
499         for (;;) {
500                 mi->sample_group++;
501                 mi->sample_group %= ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups);
502                 mg = &mi->groups[mi->sample_group];
503
504                 if (!mg->supported)
505                         continue;
506
507                 if (++mg->index >= MCS_GROUP_RATES) {
508                         mg->index = 0;
509                         if (++mg->column >= ARRAY_SIZE(sample_table))
510                                 mg->column = 0;
511                 }
512                 break;
513         }
514 }
515
516 static void
517 minstrel_downgrade_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u8 *idx, bool primary)
518 {
519         int group, orig_group;
520
521         orig_group = group = *idx / MCS_GROUP_RATES;
522         while (group > 0) {
523                 group--;
524
525                 if (!mi->groups[group].supported)
526                         continue;
527
528                 if (minstrel_mcs_groups[group].streams >
529                     minstrel_mcs_groups[orig_group].streams)
530                         continue;
531
532                 if (primary)
533                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[0];
534                 else
535                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[1];
536                 break;
537         }
538 }
539
540 static void
541 minstrel_aggr_check(struct ieee80211_sta *pubsta, struct sk_buff *skb)
542 {
543         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
544         struct sta_info *sta = container_of(pubsta, struct sta_info, sta);
545         u16 tid;
546
547         if (unlikely(!ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control)))
548                 return;
549
550         if (unlikely(skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE)))
551                 return;
552
553         tid = *ieee80211_get_qos_ctl(hdr) & IEEE80211_QOS_CTL_TID_MASK;
554         if (likely(sta->ampdu_mlme.tid_tx[tid]))
555                 return;
556
557         if (skb_get_queue_mapping(skb) == IEEE80211_AC_VO)
558                 return;
559
560         ieee80211_start_tx_ba_session(pubsta, tid, 5000);
561 }
562
563 static void
564 minstrel_ht_tx_status(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
565                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
566                       struct sk_buff *skb)
567 {
568         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
569         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
570         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
571         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
572         struct minstrel_rate_stats *rate, *rate2;
573         struct minstrel_priv *mp = priv;
574         bool last, update = false;
575         int i;
576
577         if (!msp->is_ht)
578                 return mac80211_minstrel.tx_status(priv, sband, sta, &msp->legacy, skb);
579
580         /* This packet was aggregated but doesn't carry status info */
581         if ((info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
582             !(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU))
583                 return;
584
585         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU)) {
586                 info->status.ampdu_ack_len =
587                         (info->flags & IEEE80211_TX_STAT_ACK ? 1 : 0);
588                 info->status.ampdu_len = 1;
589         }
590
591         mi->ampdu_packets++;
592         mi->ampdu_len += info->status.ampdu_len;
593
594         if (!mi->sample_wait && !mi->sample_tries && mi->sample_count > 0) {
595                 mi->sample_wait = 16 + 2 * MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
596                 mi->sample_tries = 1;
597                 mi->sample_count--;
598         }
599
600         if (info->flags & IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE)
601                 mi->sample_packets += info->status.ampdu_len;
602
603         last = !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[0]);
604         for (i = 0; !last; i++) {
605                 last = (i == IEEE80211_TX_MAX_RATES - 1) ||
606                        !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[i + 1]);
607
608                 rate = minstrel_ht_get_stats(mp, mi, &ar[i]);
609
610                 if (last)
611                         rate->success += info->status.ampdu_ack_len;
612
613                 rate->attempts += ar[i].count * info->status.ampdu_len;
614         }
615
616         /*
617          * check for sudden death of spatial multiplexing,
618          * downgrade to a lower number of streams if necessary.
619          */
620         rate = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[0]);
621         if (rate->attempts > 30 &&
622             MINSTREL_FRAC(rate->success, rate->attempts) <
623             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
624                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[0], true);
625                 update = true;
626         }
627
628         rate2 = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[1]);
629         if (rate2->attempts > 30 &&
630             MINSTREL_FRAC(rate2->success, rate2->attempts) <
631             MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
632                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[1], false);
633                 update = true;
634         }
635
636         if (time_after(jiffies, mi->stats_update + (mp->update_interval / 2 * HZ) / 1000)) {
637                 update = true;
638                 minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
639                 if (!(info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
640                     mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP)
641                         minstrel_aggr_check(sta, skb);
642         }
643
644         if (update)
645                 minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
646 }
647
648 static void
649 minstrel_calc_retransmit(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
650                          int index)
651 {
652         struct minstrel_rate_stats *mr;
653         const struct mcs_group *group;
654         unsigned int tx_time, tx_time_rtscts, tx_time_data;
655         unsigned int cw = mp->cw_min;
656         unsigned int ctime = 0;
657         unsigned int t_slot = 9; /* FIXME */
658         unsigned int ampdu_len = MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
659         unsigned int overhead = 0, overhead_rtscts = 0;
660
661         mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
662         if (mr->probability < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
663                 mr->retry_count = 1;
664                 mr->retry_count_rtscts = 1;
665                 return;
666         }
667
668         mr->retry_count = 2;
669         mr->retry_count_rtscts = 2;
670         mr->retry_updated = true;
671
672         group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
673         tx_time_data = group->duration[index % MCS_GROUP_RATES] * ampdu_len / 1000;
674
675         /* Contention time for first 2 tries */
676         ctime = (t_slot * cw) >> 1;
677         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
678         ctime += (t_slot * cw) >> 1;
679         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
680
681         if (index / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP) {
682                 overhead = mi->overhead;
683                 overhead_rtscts = mi->overhead_rtscts;
684         }
685
686         /* Total TX time for data and Contention after first 2 tries */
687         tx_time = ctime + 2 * (overhead + tx_time_data);
688         tx_time_rtscts = ctime + 2 * (overhead_rtscts + tx_time_data);
689
690         /* See how many more tries we can fit inside segment size */
691         do {
692                 /* Contention time for this try */
693                 ctime = (t_slot * cw) >> 1;
694                 cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
695
696                 /* Total TX time after this try */
697                 tx_time += ctime + overhead + tx_time_data;
698                 tx_time_rtscts += ctime + overhead_rtscts + tx_time_data;
699
700                 if (tx_time_rtscts < mp->segment_size)
701                         mr->retry_count_rtscts++;
702         } while ((tx_time < mp->segment_size) &&
703                  (++mr->retry_count < mp->max_retry));
704 }
705
706
707 static void
708 minstrel_ht_set_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
709                      struct ieee80211_sta_rates *ratetbl, int offset, int index)
710 {
711         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
712         struct minstrel_rate_stats *mr;
713         u8 idx;
714         u16 flags;
715
716         mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
717         if (!mr->retry_updated)
718                 minstrel_calc_retransmit(mp, mi, index);
719
720         if (mr->probability < MINSTREL_FRAC(20, 100) || !mr->retry_count) {
721                 ratetbl->rate[offset].count = 2;
722                 ratetbl->rate[offset].count_rts = 2;
723                 ratetbl->rate[offset].count_cts = 2;
724         } else {
725                 ratetbl->rate[offset].count = mr->retry_count;
726                 ratetbl->rate[offset].count_cts = mr->retry_count;
727                 ratetbl->rate[offset].count_rts = mr->retry_count_rtscts;
728         }
729
730         if (index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP) {
731                 idx = mp->cck_rates[index % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates)];
732                 flags = 0;
733         } else {
734                 idx = index % MCS_GROUP_RATES + (group->streams - 1) * 8;
735                 flags = IEEE80211_TX_RC_MCS | group->flags;
736         }
737
738         if (offset > 0) {
739                 ratetbl->rate[offset].count = ratetbl->rate[offset].count_rts;
740                 flags |= IEEE80211_TX_RC_USE_RTS_CTS;
741         }
742
743         ratetbl->rate[offset].idx = idx;
744         ratetbl->rate[offset].flags = flags;
745 }
746
747 static void
748 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
749 {
750         struct ieee80211_sta_rates *rates;
751         int i = 0;
752
753         rates = kzalloc(sizeof(*rates), GFP_ATOMIC);
754         if (!rates)
755                 return;
756
757         /* Start with max_tp_rate[0] */
758         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[0]);
759
760         if (mp->hw->max_rates >= 3) {
761                 /* At least 3 tx rates supported, use max_tp_rate[1] next */
762                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[1]);
763         }
764
765         if (mp->hw->max_rates >= 2) {
766                 /*
767                  * At least 2 tx rates supported, use max_prob_rate next */
768                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_prob_rate);
769         }
770
771         rates->rate[i].idx = -1;
772         rate_control_set_rates(mp->hw, mi->sta, rates);
773 }
774
775 static inline int
776 minstrel_get_duration(int index)
777 {
778         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
779         return group->duration[index % MCS_GROUP_RATES];
780 }
781
782 static int
783 minstrel_get_sample_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
784 {
785         struct minstrel_rate_stats *mr;
786         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
787         unsigned int sample_dur, sample_group, cur_max_tp_streams;
788         int sample_idx = 0;
789
790         if (mi->sample_wait > 0) {
791                 mi->sample_wait--;
792                 return -1;
793         }
794
795         if (!mi->sample_tries)
796                 return -1;
797
798         sample_group = mi->sample_group;
799         mg = &mi->groups[sample_group];
800         sample_idx = sample_table[mg->column][mg->index];
801         minstrel_next_sample_idx(mi);
802
803         if (!(mg->supported & BIT(sample_idx)))
804                 return -1;
805
806         mr = &mg->rates[sample_idx];
807         sample_idx += sample_group * MCS_GROUP_RATES;
808
809         /*
810          * Sampling might add some overhead (RTS, no aggregation)
811          * to the frame. Hence, don't use sampling for the currently
812          * used rates.
813          */
814         if (sample_idx == mi->max_tp_rate[0] ||
815             sample_idx == mi->max_tp_rate[1] ||
816             sample_idx == mi->max_prob_rate)
817                 return -1;
818
819         /*
820          * Do not sample if the probability is already higher than 95%
821          * to avoid wasting airtime.
822          */
823         if (mr->probability > MINSTREL_FRAC(95, 100))
824                 return -1;
825
826         /*
827          * Make sure that lower rates get sampled only occasionally,
828          * if the link is working perfectly.
829          */
830
831         cur_max_tp_streams = minstrel_mcs_groups[mi->max_tp_rate[0] /
832                 MCS_GROUP_RATES].streams;
833         sample_dur = minstrel_get_duration(sample_idx);
834         if (sample_dur >= minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[1]) &&
835             (cur_max_tp_streams - 1 <
836              minstrel_mcs_groups[sample_group].streams ||
837              sample_dur >= minstrel_get_duration(mi->max_prob_rate))) {
838                 if (mr->sample_skipped < 20)
839                         return -1;
840
841                 if (mi->sample_slow++ > 2)
842                         return -1;
843         }
844         mi->sample_tries--;
845
846         return sample_idx;
847 }
848
849 static void
850 minstrel_ht_check_cck_shortpreamble(struct minstrel_priv *mp,
851                                     struct minstrel_ht_sta *mi, bool val)
852 {
853         u8 supported = mi->groups[MINSTREL_CCK_GROUP].supported;
854
855         if (!supported || !mi->cck_supported_short)
856                 return;
857
858         if (supported & (mi->cck_supported_short << (val * 4)))
859                 return;
860
861         supported ^= mi->cck_supported_short | (mi->cck_supported_short << 4);
862         mi->groups[MINSTREL_CCK_GROUP].supported = supported;
863 }
864
865 static void
866 minstrel_ht_get_rate(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
867                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc)
868 {
869         const struct mcs_group *sample_group;
870         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(txrc->skb);
871         struct ieee80211_tx_rate *rate = &info->status.rates[0];
872         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
873         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
874         struct minstrel_priv *mp = priv;
875         int sample_idx;
876
877         if (rate_control_send_low(sta, priv_sta, txrc))
878                 return;
879
880         if (!msp->is_ht)
881                 return mac80211_minstrel.get_rate(priv, sta, &msp->legacy, txrc);
882
883         info->flags |= mi->tx_flags;
884         minstrel_ht_check_cck_shortpreamble(mp, mi, txrc->short_preamble);
885
886 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
887         if (mp->fixed_rate_idx != -1)
888                 return;
889 #endif
890
891         /* Don't use EAPOL frames for sampling on non-mrr hw */
892         if (mp->hw->max_rates == 1 &&
893             (info->control.flags & IEEE80211_TX_CTRL_PORT_CTRL_PROTO))
894                 sample_idx = -1;
895         else
896                 sample_idx = minstrel_get_sample_rate(mp, mi);
897
898         mi->total_packets++;
899
900         /* wraparound */
901         if (mi->total_packets == ~0) {
902                 mi->total_packets = 0;
903                 mi->sample_packets = 0;
904         }
905
906         if (sample_idx < 0)
907                 return;
908
909         sample_group = &minstrel_mcs_groups[sample_idx / MCS_GROUP_RATES];
910         info->flags |= IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE;
911         rate->count = 1;
912
913         if (sample_idx / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP) {
914                 int idx = sample_idx % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates);
915                 rate->idx = mp->cck_rates[idx];
916                 rate->flags = 0;
917                 return;
918         }
919
920         rate->idx = sample_idx % MCS_GROUP_RATES +
921                     (sample_group->streams - 1) * 8;
922         rate->flags = IEEE80211_TX_RC_MCS | sample_group->flags;
923 }
924
925 static void
926 minstrel_ht_update_cck(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
927                        struct ieee80211_supported_band *sband,
928                        struct ieee80211_sta *sta)
929 {
930         int i;
931
932         if (sband->band != IEEE80211_BAND_2GHZ)
933                 return;
934
935         if (!(mp->hw->flags & IEEE80211_HW_SUPPORTS_HT_CCK_RATES))
936                 return;
937
938         mi->cck_supported = 0;
939         mi->cck_supported_short = 0;
940         for (i = 0; i < 4; i++) {
941                 if (!rate_supported(sta, sband->band, mp->cck_rates[i]))
942                         continue;
943
944                 mi->cck_supported |= BIT(i);
945                 if (sband->bitrates[i].flags & IEEE80211_RATE_SHORT_PREAMBLE)
946                         mi->cck_supported_short |= BIT(i);
947         }
948
949         mi->groups[MINSTREL_CCK_GROUP].supported = mi->cck_supported;
950 }
951
952 static void
953 minstrel_ht_update_caps(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
954                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
955                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
956 {
957         struct minstrel_priv *mp = priv;
958         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
959         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
960         struct ieee80211_mcs_info *mcs = &sta->ht_cap.mcs;
961         u16 sta_cap = sta->ht_cap.cap;
962         int n_supported = 0;
963         int ack_dur;
964         int stbc;
965         int i;
966
967         /* fall back to the old minstrel for legacy stations */
968         if (!sta->ht_cap.ht_supported)
969                 goto use_legacy;
970
971         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups) !=
972                 MINSTREL_MAX_STREAMS * MINSTREL_STREAM_GROUPS + 1);
973
974         msp->is_ht = true;
975         memset(mi, 0, sizeof(*mi));
976
977         mi->sta = sta;
978         mi->stats_update = jiffies;
979
980         ack_dur = ieee80211_frame_duration(sband->band, 10, 60, 1, 1, 0);
981         mi->overhead = ieee80211_frame_duration(sband->band, 0, 60, 1, 1, 0);
982         mi->overhead += ack_dur;
983         mi->overhead_rtscts = mi->overhead + 2 * ack_dur;
984
985         mi->avg_ampdu_len = MINSTREL_FRAC(1, 1);
986
987         /* When using MRR, sample more on the first attempt, without delay */
988         if (mp->has_mrr) {
989                 mi->sample_count = 16;
990                 mi->sample_wait = 0;
991         } else {
992                 mi->sample_count = 8;
993                 mi->sample_wait = 8;
994         }
995         mi->sample_tries = 4;
996
997         stbc = (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC) >>
998                 IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC_SHIFT;
999         mi->tx_flags |= stbc << IEEE80211_TX_CTL_STBC_SHIFT;
1000
1001         if (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_LDPC_CODING)
1002                 mi->tx_flags |= IEEE80211_TX_CTL_LDPC;
1003
1004         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->groups); i++) {
1005                 mi->groups[i].supported = 0;
1006                 if (i == MINSTREL_CCK_GROUP) {
1007                         minstrel_ht_update_cck(mp, mi, sband, sta);
1008                         continue;
1009                 }
1010
1011                 if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) {
1012                         if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) {
1013                                 if (!(sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_40))
1014                                         continue;
1015                         } else {
1016                                 if (!(sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_20))
1017                                         continue;
1018                         }
1019                 }
1020
1021                 if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH &&
1022                     sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_40)
1023                         continue;
1024
1025                 /* Mark MCS > 7 as unsupported if STA is in static SMPS mode */
1026                 if (sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_STATIC &&
1027                     minstrel_mcs_groups[i].streams > 1)
1028                         continue;
1029
1030                 mi->groups[i].supported =
1031                         mcs->rx_mask[minstrel_mcs_groups[i].streams - 1];
1032
1033                 if (mi->groups[i].supported)
1034                         n_supported++;
1035         }
1036
1037         if (!n_supported)
1038                 goto use_legacy;
1039
1040         /* create an initial rate table with the lowest supported rates */
1041         minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
1042         minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
1043
1044         return;
1045
1046 use_legacy:
1047         msp->is_ht = false;
1048         memset(&msp->legacy, 0, sizeof(msp->legacy));
1049         msp->legacy.r = msp->ratelist;
1050         msp->legacy.sample_table = msp->sample_table;
1051         return mac80211_minstrel.rate_init(priv, sband, chandef, sta,
1052                                            &msp->legacy);
1053 }
1054
1055 static void
1056 minstrel_ht_rate_init(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1057                       struct cfg80211_chan_def *chandef,
1058                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1059 {
1060         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1061 }
1062
1063 static void
1064 minstrel_ht_rate_update(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1065                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1066                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1067                         u32 changed)
1068 {
1069         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1070 }
1071
1072 static void *
1073 minstrel_ht_alloc_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, gfp_t gfp)
1074 {
1075         struct ieee80211_supported_band *sband;
1076         struct minstrel_ht_sta_priv *msp;
1077         struct minstrel_priv *mp = priv;
1078         struct ieee80211_hw *hw = mp->hw;
1079         int max_rates = 0;
1080         int i;
1081
1082         for (i = 0; i < IEEE80211_NUM_BANDS; i++) {
1083                 sband = hw->wiphy->bands[i];
1084                 if (sband && sband->n_bitrates > max_rates)
1085                         max_rates = sband->n_bitrates;
1086         }
1087
1088         msp = kzalloc(sizeof(*msp), gfp);
1089         if (!msp)
1090                 return NULL;
1091
1092         msp->ratelist = kzalloc(sizeof(struct minstrel_rate) * max_rates, gfp);
1093         if (!msp->ratelist)
1094                 goto error;
1095
1096         msp->sample_table = kmalloc(SAMPLE_COLUMNS * max_rates, gfp);
1097         if (!msp->sample_table)
1098                 goto error1;
1099
1100         return msp;
1101
1102 error1:
1103         kfree(msp->ratelist);
1104 error:
1105         kfree(msp);
1106         return NULL;
1107 }
1108
1109 static void
1110 minstrel_ht_free_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1111 {
1112         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1113
1114         kfree(msp->sample_table);
1115         kfree(msp->ratelist);
1116         kfree(msp);
1117 }
1118
1119 static void *
1120 minstrel_ht_alloc(struct ieee80211_hw *hw, struct dentry *debugfsdir)
1121 {
1122         return mac80211_minstrel.alloc(hw, debugfsdir);
1123 }
1124
1125 static void
1126 minstrel_ht_free(void *priv)
1127 {
1128         mac80211_minstrel.free(priv);
1129 }
1130
1131 static u32 minstrel_ht_get_expected_throughput(void *priv_sta)
1132 {
1133         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1134         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1135         int i, j;
1136
1137         if (!msp->is_ht)
1138                 return mac80211_minstrel.get_expected_throughput(priv_sta);
1139
1140         i = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
1141         j = mi->max_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
1142
1143         /* convert cur_tp from pkt per second in kbps */
1144         return mi->groups[i].rates[j].cur_tp * AVG_PKT_SIZE * 8 / 1024;
1145 }
1146
1147 static const struct rate_control_ops mac80211_minstrel_ht = {
1148         .name = "minstrel_ht",
1149         .tx_status = minstrel_ht_tx_status,
1150         .get_rate = minstrel_ht_get_rate,
1151         .rate_init = minstrel_ht_rate_init,
1152         .rate_update = minstrel_ht_rate_update,
1153         .alloc_sta = minstrel_ht_alloc_sta,
1154         .free_sta = minstrel_ht_free_sta,
1155         .alloc = minstrel_ht_alloc,
1156         .free = minstrel_ht_free,
1157 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1158         .add_sta_debugfs = minstrel_ht_add_sta_debugfs,
1159         .remove_sta_debugfs = minstrel_ht_remove_sta_debugfs,
1160 #endif
1161         .get_expected_throughput = minstrel_ht_get_expected_throughput,
1162 };
1163
1164
1165 static void __init init_sample_table(void)
1166 {
1167         int col, i, new_idx;
1168         u8 rnd[MCS_GROUP_RATES];
1169
1170         memset(sample_table, 0xff, sizeof(sample_table));
1171         for (col = 0; col < SAMPLE_COLUMNS; col++) {
1172                 prandom_bytes(rnd, sizeof(rnd));
1173                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
1174                         new_idx = (i + rnd[i]) % MCS_GROUP_RATES;
1175                         while (sample_table[col][new_idx] != 0xff)
1176                                 new_idx = (new_idx + 1) % MCS_GROUP_RATES;
1177
1178                         sample_table[col][new_idx] = i;
1179                 }
1180         }
1181 }
1182
1183 int __init
1184 rc80211_minstrel_ht_init(void)
1185 {
1186         init_sample_table();
1187         return ieee80211_rate_control_register(&mac80211_minstrel_ht);
1188 }
1189
1190 void
1191 rc80211_minstrel_ht_exit(void)
1192 {
1193         ieee80211_rate_control_unregister(&mac80211_minstrel_ht);
1194 }