x86/speculation: Fix redundant MDS mitigation message
[linux-2.6-block.git] / net / mac80211 / rc80211_minstrel_ht.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright (C) 2010-2013 Felix Fietkau <nbd@openwrt.org>
4  */
5 #include <linux/netdevice.h>
6 #include <linux/types.h>
7 #include <linux/skbuff.h>
8 #include <linux/debugfs.h>
9 #include <linux/random.h>
10 #include <linux/moduleparam.h>
11 #include <linux/ieee80211.h>
12 #include <net/mac80211.h>
13 #include "rate.h"
14 #include "sta_info.h"
15 #include "rc80211_minstrel.h"
16 #include "rc80211_minstrel_ht.h"
17
18 #define AVG_AMPDU_SIZE  16
19 #define AVG_PKT_SIZE    1200
20
21 #define SAMPLE_SWITCH_THR       100
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 #define _MAX(a, b) (((a)>(b))?(a):(b))
54
55 #define GROUP_SHIFT(duration)                                           \
56         _MAX(0, 16 - __builtin_clz(duration))
57
58 /* MCS rate information for an MCS group */
59 #define __MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40, _s)                          \
60         [GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)] = {                          \
61         .streams = _streams,                                            \
62         .shift = _s,                                                    \
63         .bw = _ht40,                                                    \
64         .flags =                                                        \
65                 IEEE80211_TX_RC_MCS |                                   \
66                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
67                 (_ht40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),             \
68         .duration = {                                                   \
69                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26) >> _s,    \
70                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 108 : 52) >> _s,   \
71                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 162 : 78) >> _s,   \
72                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 216 : 104) >> _s,  \
73                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 324 : 156) >> _s,  \
74                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 432 : 208) >> _s,  \
75                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 486 : 234) >> _s,  \
76                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 540 : 260) >> _s   \
77         }                                                               \
78 }
79
80 #define MCS_GROUP_SHIFT(_streams, _sgi, _ht40)                          \
81         GROUP_SHIFT(MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26))
82
83 #define MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40)                                \
84         __MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40,                              \
85                     MCS_GROUP_SHIFT(_streams, _sgi, _ht40))
86
87 #define VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)                              \
88         (MINSTREL_VHT_GROUP_0 +                                         \
89          MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * (_bw) +                             \
90          MINSTREL_MAX_STREAMS * (_sgi) +                                \
91          (_streams) - 1)
92
93 #define BW2VBPS(_bw, r3, r2, r1)                                        \
94         (_bw == BW_80 ? r3 : _bw == BW_40 ? r2 : r1)
95
96 #define __VHT_GROUP(_streams, _sgi, _bw, _s)                            \
97         [VHT_GROUP_IDX(_streams, _sgi, _bw)] = {                        \
98         .streams = _streams,                                            \
99         .shift = _s,                                                    \
100         .bw = _bw,                                                      \
101         .flags =                                                        \
102                 IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS |                               \
103                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
104                 (_bw == BW_80 ? IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH :          \
105                  _bw == BW_40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),      \
106         .duration = {                                                   \
107                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
108                              BW2VBPS(_bw,  117,  54,  26)) >> _s,       \
109                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
110                              BW2VBPS(_bw,  234, 108,  52)) >> _s,       \
111                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
112                              BW2VBPS(_bw,  351, 162,  78)) >> _s,       \
113                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
114                              BW2VBPS(_bw,  468, 216, 104)) >> _s,       \
115                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
116                              BW2VBPS(_bw,  702, 324, 156)) >> _s,       \
117                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
118                              BW2VBPS(_bw,  936, 432, 208)) >> _s,       \
119                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
120                              BW2VBPS(_bw, 1053, 486, 234)) >> _s,       \
121                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
122                              BW2VBPS(_bw, 1170, 540, 260)) >> _s,       \
123                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
124                              BW2VBPS(_bw, 1404, 648, 312)) >> _s,       \
125                 MCS_DURATION(_streams, _sgi,                            \
126                              BW2VBPS(_bw, 1560, 720, 346)) >> _s        \
127         }                                                               \
128 }
129
130 #define VHT_GROUP_SHIFT(_streams, _sgi, _bw)                            \
131         GROUP_SHIFT(MCS_DURATION(_streams, _sgi,                        \
132                                  BW2VBPS(_bw,  117,  54,  26)))
133
134 #define VHT_GROUP(_streams, _sgi, _bw)                                  \
135         __VHT_GROUP(_streams, _sgi, _bw,                                \
136                     VHT_GROUP_SHIFT(_streams, _sgi, _bw))
137
138 #define CCK_DURATION(_bitrate, _short, _len)            \
139         (1000 * (10 /* SIFS */ +                        \
140          (_short ? 72 + 24 : 144 + 48) +                \
141          (8 * (_len + 4) * 10) / (_bitrate)))
142
143 #define CCK_ACK_DURATION(_bitrate, _short)                      \
144         (CCK_DURATION((_bitrate > 10 ? 20 : 10), false, 60) +   \
145          CCK_DURATION(_bitrate, _short, AVG_PKT_SIZE))
146
147 #define CCK_DURATION_LIST(_short, _s)                   \
148         CCK_ACK_DURATION(10, _short) >> _s,             \
149         CCK_ACK_DURATION(20, _short) >> _s,             \
150         CCK_ACK_DURATION(55, _short) >> _s,             \
151         CCK_ACK_DURATION(110, _short) >> _s
152
153 #define __CCK_GROUP(_s)                                 \
154         [MINSTREL_CCK_GROUP] = {                        \
155                 .streams = 1,                           \
156                 .flags = 0,                             \
157                 .shift = _s,                            \
158                 .duration = {                           \
159                         CCK_DURATION_LIST(false, _s),   \
160                         CCK_DURATION_LIST(true, _s)     \
161                 }                                       \
162         }
163
164 #define CCK_GROUP_SHIFT                                 \
165         GROUP_SHIFT(CCK_ACK_DURATION(10, false))
166
167 #define CCK_GROUP __CCK_GROUP(CCK_GROUP_SHIFT)
168
169
170 static bool minstrel_vht_only = true;
171 module_param(minstrel_vht_only, bool, 0644);
172 MODULE_PARM_DESC(minstrel_vht_only,
173                  "Use only VHT rates when VHT is supported by sta.");
174
175 /*
176  * To enable sufficiently targeted rate sampling, MCS rates are divided into
177  * groups, based on the number of streams and flags (HT40, SGI) that they
178  * use.
179  *
180  * Sortorder has to be fixed for GROUP_IDX macro to be applicable:
181  * BW -> SGI -> #streams
182  */
183 const struct mcs_group minstrel_mcs_groups[] = {
184         MCS_GROUP(1, 0, BW_20),
185         MCS_GROUP(2, 0, BW_20),
186         MCS_GROUP(3, 0, BW_20),
187         MCS_GROUP(4, 0, BW_20),
188
189         MCS_GROUP(1, 1, BW_20),
190         MCS_GROUP(2, 1, BW_20),
191         MCS_GROUP(3, 1, BW_20),
192         MCS_GROUP(4, 1, BW_20),
193
194         MCS_GROUP(1, 0, BW_40),
195         MCS_GROUP(2, 0, BW_40),
196         MCS_GROUP(3, 0, BW_40),
197         MCS_GROUP(4, 0, BW_40),
198
199         MCS_GROUP(1, 1, BW_40),
200         MCS_GROUP(2, 1, BW_40),
201         MCS_GROUP(3, 1, BW_40),
202         MCS_GROUP(4, 1, BW_40),
203
204         CCK_GROUP,
205
206         VHT_GROUP(1, 0, BW_20),
207         VHT_GROUP(2, 0, BW_20),
208         VHT_GROUP(3, 0, BW_20),
209         VHT_GROUP(4, 0, BW_20),
210
211         VHT_GROUP(1, 1, BW_20),
212         VHT_GROUP(2, 1, BW_20),
213         VHT_GROUP(3, 1, BW_20),
214         VHT_GROUP(4, 1, BW_20),
215
216         VHT_GROUP(1, 0, BW_40),
217         VHT_GROUP(2, 0, BW_40),
218         VHT_GROUP(3, 0, BW_40),
219         VHT_GROUP(4, 0, BW_40),
220
221         VHT_GROUP(1, 1, BW_40),
222         VHT_GROUP(2, 1, BW_40),
223         VHT_GROUP(3, 1, BW_40),
224         VHT_GROUP(4, 1, BW_40),
225
226         VHT_GROUP(1, 0, BW_80),
227         VHT_GROUP(2, 0, BW_80),
228         VHT_GROUP(3, 0, BW_80),
229         VHT_GROUP(4, 0, BW_80),
230
231         VHT_GROUP(1, 1, BW_80),
232         VHT_GROUP(2, 1, BW_80),
233         VHT_GROUP(3, 1, BW_80),
234         VHT_GROUP(4, 1, BW_80),
235 };
236
237 static u8 sample_table[SAMPLE_COLUMNS][MCS_GROUP_RATES] __read_mostly;
238
239 static void
240 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi);
241
242 /*
243  * Some VHT MCSes are invalid (when Ndbps / Nes is not an integer)
244  * e.g for MCS9@20MHzx1Nss: Ndbps=8x52*(5/6) Nes=1
245  *
246  * Returns the valid mcs map for struct minstrel_mcs_group_data.supported
247  */
248 static u16
249 minstrel_get_valid_vht_rates(int bw, int nss, __le16 mcs_map)
250 {
251         u16 mask = 0;
252
253         if (bw == BW_20) {
254                 if (nss != 3 && nss != 6)
255                         mask = BIT(9);
256         } else if (bw == BW_80) {
257                 if (nss == 3 || nss == 7)
258                         mask = BIT(6);
259                 else if (nss == 6)
260                         mask = BIT(9);
261         } else {
262                 WARN_ON(bw != BW_40);
263         }
264
265         switch ((le16_to_cpu(mcs_map) >> (2 * (nss - 1))) & 3) {
266         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_7:
267                 mask |= 0x300;
268                 break;
269         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_8:
270                 mask |= 0x200;
271                 break;
272         case IEEE80211_VHT_MCS_SUPPORT_0_9:
273                 break;
274         default:
275                 mask = 0x3ff;
276         }
277
278         return 0x3ff & ~mask;
279 }
280
281 /*
282  * Look up an MCS group index based on mac80211 rate information
283  */
284 static int
285 minstrel_ht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
286 {
287         return GROUP_IDX((rate->idx / 8) + 1,
288                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
289                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH));
290 }
291
292 static int
293 minstrel_vht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
294 {
295         return VHT_GROUP_IDX(ieee80211_rate_get_vht_nss(rate),
296                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
297                              !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) +
298                              2*!!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH));
299 }
300
301 static struct minstrel_rate_stats *
302 minstrel_ht_get_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
303                       struct ieee80211_tx_rate *rate)
304 {
305         int group, idx;
306
307         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
308                 group = minstrel_ht_get_group_idx(rate);
309                 idx = rate->idx % 8;
310         } else if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
311                 group = minstrel_vht_get_group_idx(rate);
312                 idx = ieee80211_rate_get_vht_mcs(rate);
313         } else {
314                 group = MINSTREL_CCK_GROUP;
315
316                 for (idx = 0; idx < ARRAY_SIZE(mp->cck_rates); idx++)
317                         if (rate->idx == mp->cck_rates[idx])
318                                 break;
319
320                 /* short preamble */
321                 if ((mi->supported[group] & BIT(idx + 4)) &&
322                     (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_USE_SHORT_PREAMBLE))
323                         idx += 4;
324         }
325         return &mi->groups[group].rates[idx];
326 }
327
328 static inline struct minstrel_rate_stats *
329 minstrel_get_ratestats(struct minstrel_ht_sta *mi, int index)
330 {
331         return &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES].rates[index % MCS_GROUP_RATES];
332 }
333
334 static unsigned int
335 minstrel_ht_avg_ampdu_len(struct minstrel_ht_sta *mi)
336 {
337         if (!mi->avg_ampdu_len)
338                 return AVG_AMPDU_SIZE;
339
340         return MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
341 }
342
343 /*
344  * Return current throughput based on the average A-MPDU length, taking into
345  * account the expected number of retransmissions and their expected length
346  */
347 int
348 minstrel_ht_get_tp_avg(struct minstrel_ht_sta *mi, int group, int rate,
349                        int prob_ewma)
350 {
351         unsigned int nsecs = 0;
352
353         /* do not account throughput if sucess prob is below 10% */
354         if (prob_ewma < MINSTREL_FRAC(10, 100))
355                 return 0;
356
357         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP)
358                 nsecs = 1000 * mi->overhead / minstrel_ht_avg_ampdu_len(mi);
359
360         nsecs += minstrel_mcs_groups[group].duration[rate] <<
361                  minstrel_mcs_groups[group].shift;
362
363         /*
364          * For the throughput calculation, limit the probability value to 90% to
365          * account for collision related packet error rate fluctuation
366          * (prob is scaled - see MINSTREL_FRAC above)
367          */
368         if (prob_ewma > MINSTREL_FRAC(90, 100))
369                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((MINSTREL_FRAC(90, 100) * 1000)
370                                                                       / nsecs));
371         else
372                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * ((prob_ewma * 1000) / nsecs));
373 }
374
375 /*
376  * Find & sort topmost throughput rates
377  *
378  * If multiple rates provide equal throughput the sorting is based on their
379  * current success probability. Higher success probability is preferred among
380  * MCS groups, CCK rates do not provide aggregation and are therefore at last.
381  */
382 static void
383 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index,
384                                u16 *tp_list)
385 {
386         int cur_group, cur_idx, cur_tp_avg, cur_prob;
387         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
388         int j = MAX_THR_RATES;
389
390         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
391         cur_idx = index  % MCS_GROUP_RATES;
392         cur_prob = mi->groups[cur_group].rates[cur_idx].prob_ewma;
393         cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx, cur_prob);
394
395         do {
396                 tmp_group = tp_list[j - 1] / MCS_GROUP_RATES;
397                 tmp_idx = tp_list[j - 1] % MCS_GROUP_RATES;
398                 tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
399                 tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx,
400                                                     tmp_prob);
401                 if (cur_tp_avg < tmp_tp_avg ||
402                     (cur_tp_avg == tmp_tp_avg && cur_prob <= tmp_prob))
403                         break;
404                 j--;
405         } while (j > 0);
406
407         if (j < MAX_THR_RATES - 1) {
408                 memmove(&tp_list[j + 1], &tp_list[j], (sizeof(*tp_list) *
409                        (MAX_THR_RATES - (j + 1))));
410         }
411         if (j < MAX_THR_RATES)
412                 tp_list[j] = index;
413 }
414
415 /*
416  * Find and set the topmost probability rate per sta and per group
417  */
418 static void
419 minstrel_ht_set_best_prob_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 index)
420 {
421         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
422         struct minstrel_rate_stats *mrs;
423         int tmp_group, tmp_idx, tmp_tp_avg, tmp_prob;
424         int max_tp_group, cur_tp_avg, cur_group, cur_idx;
425         int max_gpr_group, max_gpr_idx;
426         int max_gpr_tp_avg, max_gpr_prob;
427
428         cur_group = index / MCS_GROUP_RATES;
429         cur_idx = index % MCS_GROUP_RATES;
430         mg = &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES];
431         mrs = &mg->rates[index % MCS_GROUP_RATES];
432
433         tmp_group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
434         tmp_idx = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
435         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
436         tmp_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
437
438         /* if max_tp_rate[0] is from MCS_GROUP max_prob_rate get selected from
439          * MCS_GROUP as well as CCK_GROUP rates do not allow aggregation */
440         max_tp_group = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
441         if((index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP) &&
442             (max_tp_group != MINSTREL_CCK_GROUP))
443                 return;
444
445         max_gpr_group = mg->max_group_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
446         max_gpr_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
447         max_gpr_prob = mi->groups[max_gpr_group].rates[max_gpr_idx].prob_ewma;
448
449         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(75, 100)) {
450                 cur_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, cur_group, cur_idx,
451                                                     mrs->prob_ewma);
452                 if (cur_tp_avg > tmp_tp_avg)
453                         mi->max_prob_rate = index;
454
455                 max_gpr_tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, max_gpr_group,
456                                                         max_gpr_idx,
457                                                         max_gpr_prob);
458                 if (cur_tp_avg > max_gpr_tp_avg)
459                         mg->max_group_prob_rate = index;
460         } else {
461                 if (mrs->prob_ewma > tmp_prob)
462                         mi->max_prob_rate = index;
463                 if (mrs->prob_ewma > max_gpr_prob)
464                         mg->max_group_prob_rate = index;
465         }
466 }
467
468
469 /*
470  * Assign new rate set per sta and use CCK rates only if the fastest
471  * rate (max_tp_rate[0]) is from CCK group. This prohibits such sorted
472  * rate sets where MCS and CCK rates are mixed, because CCK rates can
473  * not use aggregation.
474  */
475 static void
476 minstrel_ht_assign_best_tp_rates(struct minstrel_ht_sta *mi,
477                                  u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES],
478                                  u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES])
479 {
480         unsigned int tmp_group, tmp_idx, tmp_cck_tp, tmp_mcs_tp, tmp_prob;
481         int i;
482
483         tmp_group = tmp_cck_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
484         tmp_idx = tmp_cck_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
485         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
486         tmp_cck_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
487
488         tmp_group = tmp_mcs_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
489         tmp_idx = tmp_mcs_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
490         tmp_prob = mi->groups[tmp_group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
491         tmp_mcs_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, tmp_group, tmp_idx, tmp_prob);
492
493         if (tmp_cck_tp_rate && tmp_cck_tp > tmp_mcs_tp) {
494                 for(i = 0; i < MAX_THR_RATES; i++) {
495                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, tmp_cck_tp_rate[i],
496                                                        tmp_mcs_tp_rate);
497                 }
498         }
499
500 }
501
502 /*
503  * Try to increase robustness of max_prob rate by decrease number of
504  * streams if possible.
505  */
506 static inline void
507 minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(struct minstrel_ht_sta *mi)
508 {
509         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
510         int tmp_max_streams, group, tmp_idx, tmp_prob;
511         int tmp_tp = 0;
512
513         tmp_max_streams = minstrel_mcs_groups[mi->max_tp_rate[0] /
514                           MCS_GROUP_RATES].streams;
515         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
516                 mg = &mi->groups[group];
517                 if (!mi->supported[group] || group == MINSTREL_CCK_GROUP)
518                         continue;
519
520                 tmp_idx = mg->max_group_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
521                 tmp_prob = mi->groups[group].rates[tmp_idx].prob_ewma;
522
523                 if (tmp_tp < minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, tmp_idx, tmp_prob) &&
524                    (minstrel_mcs_groups[group].streams < tmp_max_streams)) {
525                                 mi->max_prob_rate = mg->max_group_prob_rate;
526                                 tmp_tp = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group,
527                                                                 tmp_idx,
528                                                                 tmp_prob);
529                 }
530         }
531 }
532
533 static inline int
534 minstrel_get_duration(int index)
535 {
536         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
537         unsigned int duration = group->duration[index % MCS_GROUP_RATES];
538         return duration << group->shift;
539 }
540
541 static bool
542 minstrel_ht_probe_group(struct minstrel_ht_sta *mi, const struct mcs_group *tp_group,
543                                                 int tp_idx, const struct mcs_group *group)
544 {
545         if (group->bw < tp_group->bw)
546                 return false;
547
548         if (group->streams == tp_group->streams)
549                 return true;
550
551         if (tp_idx < 4 && group->streams == tp_group->streams - 1)
552                 return true;
553
554         return group->streams == tp_group->streams + 1;
555 }
556
557 static void
558 minstrel_ht_find_probe_rates(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 *rates, int *n_rates,
559                              bool faster_rate)
560 {
561         const struct mcs_group *group, *tp_group;
562         int i, g, max_dur;
563         int tp_idx;
564
565         tp_group = &minstrel_mcs_groups[mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES];
566         tp_idx = mi->max_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
567
568         max_dur = minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[0]);
569         if (faster_rate)
570                 max_dur -= max_dur / 16;
571
572         for (g = 0; g < MINSTREL_GROUPS_NB; g++) {
573                 u16 supported = mi->supported[g];
574
575                 if (!supported)
576                         continue;
577
578                 group = &minstrel_mcs_groups[g];
579                 if (!minstrel_ht_probe_group(mi, tp_group, tp_idx, group))
580                         continue;
581
582                 for (i = 0; supported; supported >>= 1, i++) {
583                         int idx;
584
585                         if (!(supported & 1))
586                                 continue;
587
588                         if ((group->duration[i] << group->shift) > max_dur)
589                                 continue;
590
591                         idx = g * MCS_GROUP_RATES + i;
592                         if (idx == mi->max_tp_rate[0])
593                                 continue;
594
595                         rates[(*n_rates)++] = idx;
596                         break;
597                 }
598         }
599 }
600
601 static void
602 minstrel_ht_rate_sample_switch(struct minstrel_priv *mp,
603                                struct minstrel_ht_sta *mi)
604 {
605         struct minstrel_rate_stats *mrs;
606         u16 rates[MINSTREL_GROUPS_NB];
607         int n_rates = 0;
608         int probe_rate = 0;
609         bool faster_rate;
610         int i;
611         u8 random;
612
613         /*
614          * Use rate switching instead of probing packets for devices with
615          * little control over retry fallback behavior
616          */
617         if (mp->hw->max_rates > 1)
618                 return;
619
620         /*
621          * If the current EWMA prob is >75%, look for a rate that's 6.25%
622          * faster than the max tp rate.
623          * If that fails, look again for a rate that is at least as fast
624          */
625         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[0]);
626         faster_rate = mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(75, 100);
627         minstrel_ht_find_probe_rates(mi, rates, &n_rates, faster_rate);
628         if (!n_rates && faster_rate)
629                 minstrel_ht_find_probe_rates(mi, rates, &n_rates, false);
630
631         /* If no suitable rate was found, try to pick the next one in the group */
632         if (!n_rates) {
633                 int g_idx = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
634                 u16 supported = mi->supported[g_idx];
635
636                 supported >>= mi->max_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
637                 for (i = 0; supported; supported >>= 1, i++) {
638                         if (!(supported & 1))
639                                 continue;
640
641                         probe_rate = mi->max_tp_rate[0] + i;
642                         goto out;
643                 }
644
645                 return;
646         }
647
648         i = 0;
649         if (n_rates > 1) {
650                 random = prandom_u32();
651                 i = random % n_rates;
652         }
653         probe_rate = rates[i];
654
655 out:
656         mi->sample_rate = probe_rate;
657         mi->sample_mode = MINSTREL_SAMPLE_ACTIVE;
658 }
659
660 /*
661  * Update rate statistics and select new primary rates
662  *
663  * Rules for rate selection:
664  *  - max_prob_rate must use only one stream, as a tradeoff between delivery
665  *    probability and throughput during strong fluctuations
666  *  - as long as the max prob rate has a probability of more than 75%, pick
667  *    higher throughput rates, even if the probablity is a bit lower
668  */
669 static void
670 minstrel_ht_update_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
671                          bool sample)
672 {
673         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
674         struct minstrel_rate_stats *mrs;
675         int group, i, j, cur_prob;
676         u16 tmp_mcs_tp_rate[MAX_THR_RATES], tmp_group_tp_rate[MAX_THR_RATES];
677         u16 tmp_cck_tp_rate[MAX_THR_RATES], index;
678
679         mi->sample_mode = MINSTREL_SAMPLE_IDLE;
680
681         if (sample) {
682                 mi->total_packets_cur = mi->total_packets -
683                                         mi->total_packets_last;
684                 mi->total_packets_last = mi->total_packets;
685         }
686         if (!mp->sample_switch)
687                 sample = false;
688         if (mi->total_packets_cur < SAMPLE_SWITCH_THR && mp->sample_switch != 1)
689             sample = false;
690
691         if (mi->ampdu_packets > 0) {
692                 if (!ieee80211_hw_check(mp->hw, TX_STATUS_NO_AMPDU_LEN))
693                         mi->avg_ampdu_len = minstrel_ewma(mi->avg_ampdu_len,
694                                 MINSTREL_FRAC(mi->ampdu_len, mi->ampdu_packets),
695                                               EWMA_LEVEL);
696                 else
697                         mi->avg_ampdu_len = 0;
698                 mi->ampdu_len = 0;
699                 mi->ampdu_packets = 0;
700         }
701
702         mi->sample_slow = 0;
703         mi->sample_count = 0;
704
705         memset(tmp_mcs_tp_rate, 0, sizeof(tmp_mcs_tp_rate));
706         memset(tmp_cck_tp_rate, 0, sizeof(tmp_cck_tp_rate));
707         if (mi->supported[MINSTREL_CCK_GROUP])
708                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(tmp_cck_tp_rate); j++)
709                         tmp_cck_tp_rate[j] = MINSTREL_CCK_GROUP * MCS_GROUP_RATES;
710
711         if (mi->supported[MINSTREL_VHT_GROUP_0])
712                 index = MINSTREL_VHT_GROUP_0 * MCS_GROUP_RATES;
713         else
714                 index = MINSTREL_HT_GROUP_0 * MCS_GROUP_RATES;
715
716         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(tmp_mcs_tp_rate); j++)
717                 tmp_mcs_tp_rate[j] = index;
718
719         /* Find best rate sets within all MCS groups*/
720         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
721
722                 mg = &mi->groups[group];
723                 if (!mi->supported[group])
724                         continue;
725
726                 mi->sample_count++;
727
728                 /* (re)Initialize group rate indexes */
729                 for(j = 0; j < MAX_THR_RATES; j++)
730                         tmp_group_tp_rate[j] = MCS_GROUP_RATES * group;
731
732                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
733                         if (!(mi->supported[group] & BIT(i)))
734                                 continue;
735
736                         index = MCS_GROUP_RATES * group + i;
737
738                         mrs = &mg->rates[i];
739                         mrs->retry_updated = false;
740                         minstrel_calc_rate_stats(mrs);
741                         cur_prob = mrs->prob_ewma;
742
743                         if (minstrel_ht_get_tp_avg(mi, group, i, cur_prob) == 0)
744                                 continue;
745
746                         /* Find max throughput rate set */
747                         if (group != MINSTREL_CCK_GROUP) {
748                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
749                                                                tmp_mcs_tp_rate);
750                         } else if (group == MINSTREL_CCK_GROUP) {
751                                 minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
752                                                                tmp_cck_tp_rate);
753                         }
754
755                         /* Find max throughput rate set within a group */
756                         minstrel_ht_sort_best_tp_rates(mi, index,
757                                                        tmp_group_tp_rate);
758
759                         /* Find max probability rate per group and global */
760                         minstrel_ht_set_best_prob_rate(mi, index);
761                 }
762
763                 memcpy(mg->max_group_tp_rate, tmp_group_tp_rate,
764                        sizeof(mg->max_group_tp_rate));
765         }
766
767         /* Assign new rate set per sta */
768         minstrel_ht_assign_best_tp_rates(mi, tmp_mcs_tp_rate, tmp_cck_tp_rate);
769         memcpy(mi->max_tp_rate, tmp_mcs_tp_rate, sizeof(mi->max_tp_rate));
770
771         /* Try to increase robustness of max_prob_rate*/
772         minstrel_ht_prob_rate_reduce_streams(mi);
773
774         /* try to sample all available rates during each interval */
775         mi->sample_count *= 8;
776
777         if (sample)
778                 minstrel_ht_rate_sample_switch(mp, mi);
779
780 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
781         /* use fixed index if set */
782         if (mp->fixed_rate_idx != -1) {
783                 for (i = 0; i < 4; i++)
784                         mi->max_tp_rate[i] = mp->fixed_rate_idx;
785                 mi->max_prob_rate = mp->fixed_rate_idx;
786                 mi->sample_mode = MINSTREL_SAMPLE_IDLE;
787         }
788 #endif
789
790         /* Reset update timer */
791         mi->last_stats_update = jiffies;
792 }
793
794 static bool
795 minstrel_ht_txstat_valid(struct minstrel_priv *mp, struct ieee80211_tx_rate *rate)
796 {
797         if (rate->idx < 0)
798                 return false;
799
800         if (!rate->count)
801                 return false;
802
803         if (rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS ||
804             rate->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
805                 return true;
806
807         return rate->idx == mp->cck_rates[0] ||
808                rate->idx == mp->cck_rates[1] ||
809                rate->idx == mp->cck_rates[2] ||
810                rate->idx == mp->cck_rates[3];
811 }
812
813 static void
814 minstrel_set_next_sample_idx(struct minstrel_ht_sta *mi)
815 {
816         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
817
818         for (;;) {
819                 mi->sample_group++;
820                 mi->sample_group %= ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups);
821                 mg = &mi->groups[mi->sample_group];
822
823                 if (!mi->supported[mi->sample_group])
824                         continue;
825
826                 if (++mg->index >= MCS_GROUP_RATES) {
827                         mg->index = 0;
828                         if (++mg->column >= ARRAY_SIZE(sample_table))
829                                 mg->column = 0;
830                 }
831                 break;
832         }
833 }
834
835 static void
836 minstrel_downgrade_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, u16 *idx, bool primary)
837 {
838         int group, orig_group;
839
840         orig_group = group = *idx / MCS_GROUP_RATES;
841         while (group > 0) {
842                 group--;
843
844                 if (!mi->supported[group])
845                         continue;
846
847                 if (minstrel_mcs_groups[group].streams >
848                     minstrel_mcs_groups[orig_group].streams)
849                         continue;
850
851                 if (primary)
852                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[0];
853                 else
854                         *idx = mi->groups[group].max_group_tp_rate[1];
855                 break;
856         }
857 }
858
859 static void
860 minstrel_aggr_check(struct ieee80211_sta *pubsta, struct sk_buff *skb)
861 {
862         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
863         struct sta_info *sta = container_of(pubsta, struct sta_info, sta);
864         u16 tid;
865
866         if (skb_get_queue_mapping(skb) == IEEE80211_AC_VO)
867                 return;
868
869         if (unlikely(!ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control)))
870                 return;
871
872         if (unlikely(skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE)))
873                 return;
874
875         tid = ieee80211_get_tid(hdr);
876         if (likely(sta->ampdu_mlme.tid_tx[tid]))
877                 return;
878
879         ieee80211_start_tx_ba_session(pubsta, tid, 0);
880 }
881
882 static void
883 minstrel_ht_tx_status(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
884                       void *priv_sta, struct ieee80211_tx_status *st)
885 {
886         struct ieee80211_tx_info *info = st->info;
887         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
888         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
889         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
890         struct minstrel_rate_stats *rate, *rate2, *rate_sample = NULL;
891         struct minstrel_priv *mp = priv;
892         bool last, update = false;
893         bool sample_status = false;
894         int i;
895
896         if (!msp->is_ht)
897                 return mac80211_minstrel.tx_status_ext(priv, sband,
898                                                        &msp->legacy, st);
899
900
901         /* This packet was aggregated but doesn't carry status info */
902         if ((info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
903             !(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU))
904                 return;
905
906         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU)) {
907                 info->status.ampdu_ack_len =
908                         (info->flags & IEEE80211_TX_STAT_ACK ? 1 : 0);
909                 info->status.ampdu_len = 1;
910         }
911
912         mi->ampdu_packets++;
913         mi->ampdu_len += info->status.ampdu_len;
914
915         if (!mi->sample_wait && !mi->sample_tries && mi->sample_count > 0) {
916                 int avg_ampdu_len = minstrel_ht_avg_ampdu_len(mi);
917
918                 mi->sample_wait = 16 + 2 * avg_ampdu_len;
919                 mi->sample_tries = 1;
920                 mi->sample_count--;
921         }
922
923         if (info->flags & IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE)
924                 mi->sample_packets += info->status.ampdu_len;
925
926         if (mi->sample_mode != MINSTREL_SAMPLE_IDLE)
927                 rate_sample = minstrel_get_ratestats(mi, mi->sample_rate);
928
929         last = !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[0]);
930         for (i = 0; !last; i++) {
931                 last = (i == IEEE80211_TX_MAX_RATES - 1) ||
932                        !minstrel_ht_txstat_valid(mp, &ar[i + 1]);
933
934                 rate = minstrel_ht_get_stats(mp, mi, &ar[i]);
935                 if (rate == rate_sample)
936                         sample_status = true;
937
938                 if (last)
939                         rate->success += info->status.ampdu_ack_len;
940
941                 rate->attempts += ar[i].count * info->status.ampdu_len;
942         }
943
944         switch (mi->sample_mode) {
945         case MINSTREL_SAMPLE_IDLE:
946                 break;
947
948         case MINSTREL_SAMPLE_ACTIVE:
949                 if (!sample_status)
950                         break;
951
952                 mi->sample_mode = MINSTREL_SAMPLE_PENDING;
953                 update = true;
954                 break;
955
956         case MINSTREL_SAMPLE_PENDING:
957                 if (sample_status)
958                         break;
959
960                 update = true;
961                 minstrel_ht_update_stats(mp, mi, false);
962                 break;
963         }
964
965
966         if (mp->hw->max_rates > 1) {
967                 /*
968                  * check for sudden death of spatial multiplexing,
969                  * downgrade to a lower number of streams if necessary.
970                  */
971                 rate = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[0]);
972                 if (rate->attempts > 30 &&
973                     MINSTREL_FRAC(rate->success, rate->attempts) <
974                     MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
975                         minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[0], true);
976                         update = true;
977                 }
978
979                 rate2 = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate[1]);
980                 if (rate2->attempts > 30 &&
981                     MINSTREL_FRAC(rate2->success, rate2->attempts) <
982                     MINSTREL_FRAC(20, 100)) {
983                         minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate[1], false);
984                         update = true;
985                 }
986         }
987
988         if (time_after(jiffies, mi->last_stats_update +
989                                 (mp->update_interval / 2 * HZ) / 1000)) {
990                 update = true;
991                 minstrel_ht_update_stats(mp, mi, true);
992         }
993
994         if (update)
995                 minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
996 }
997
998 static void
999 minstrel_calc_retransmit(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
1000                          int index)
1001 {
1002         struct minstrel_rate_stats *mrs;
1003         unsigned int tx_time, tx_time_rtscts, tx_time_data;
1004         unsigned int cw = mp->cw_min;
1005         unsigned int ctime = 0;
1006         unsigned int t_slot = 9; /* FIXME */
1007         unsigned int ampdu_len = minstrel_ht_avg_ampdu_len(mi);
1008         unsigned int overhead = 0, overhead_rtscts = 0;
1009
1010         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
1011         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
1012                 mrs->retry_count = 1;
1013                 mrs->retry_count_rtscts = 1;
1014                 return;
1015         }
1016
1017         mrs->retry_count = 2;
1018         mrs->retry_count_rtscts = 2;
1019         mrs->retry_updated = true;
1020
1021         tx_time_data = minstrel_get_duration(index) * ampdu_len / 1000;
1022
1023         /* Contention time for first 2 tries */
1024         ctime = (t_slot * cw) >> 1;
1025         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
1026         ctime += (t_slot * cw) >> 1;
1027         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
1028
1029         if (index / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP) {
1030                 overhead = mi->overhead;
1031                 overhead_rtscts = mi->overhead_rtscts;
1032         }
1033
1034         /* Total TX time for data and Contention after first 2 tries */
1035         tx_time = ctime + 2 * (overhead + tx_time_data);
1036         tx_time_rtscts = ctime + 2 * (overhead_rtscts + tx_time_data);
1037
1038         /* See how many more tries we can fit inside segment size */
1039         do {
1040                 /* Contention time for this try */
1041                 ctime = (t_slot * cw) >> 1;
1042                 cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
1043
1044                 /* Total TX time after this try */
1045                 tx_time += ctime + overhead + tx_time_data;
1046                 tx_time_rtscts += ctime + overhead_rtscts + tx_time_data;
1047
1048                 if (tx_time_rtscts < mp->segment_size)
1049                         mrs->retry_count_rtscts++;
1050         } while ((tx_time < mp->segment_size) &&
1051                  (++mrs->retry_count < mp->max_retry));
1052 }
1053
1054
1055 static void
1056 minstrel_ht_set_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
1057                      struct ieee80211_sta_rates *ratetbl, int offset, int index)
1058 {
1059         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
1060         struct minstrel_rate_stats *mrs;
1061         u8 idx;
1062         u16 flags = group->flags;
1063
1064         mrs = minstrel_get_ratestats(mi, index);
1065         if (!mrs->retry_updated)
1066                 minstrel_calc_retransmit(mp, mi, index);
1067
1068         if (mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(20, 100) || !mrs->retry_count) {
1069                 ratetbl->rate[offset].count = 2;
1070                 ratetbl->rate[offset].count_rts = 2;
1071                 ratetbl->rate[offset].count_cts = 2;
1072         } else {
1073                 ratetbl->rate[offset].count = mrs->retry_count;
1074                 ratetbl->rate[offset].count_cts = mrs->retry_count;
1075                 ratetbl->rate[offset].count_rts = mrs->retry_count_rtscts;
1076         }
1077
1078         if (index / MCS_GROUP_RATES == MINSTREL_CCK_GROUP)
1079                 idx = mp->cck_rates[index % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates)];
1080         else if (flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)
1081                 idx = ((group->streams - 1) << 4) |
1082                       ((index % MCS_GROUP_RATES) & 0xF);
1083         else
1084                 idx = index % MCS_GROUP_RATES + (group->streams - 1) * 8;
1085
1086         /* enable RTS/CTS if needed:
1087          *  - if station is in dynamic SMPS (and streams > 1)
1088          *  - for fallback rates, to increase chances of getting through
1089          */
1090         if (offset > 0 ||
1091             (mi->sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_DYNAMIC &&
1092              group->streams > 1)) {
1093                 ratetbl->rate[offset].count = ratetbl->rate[offset].count_rts;
1094                 flags |= IEEE80211_TX_RC_USE_RTS_CTS;
1095         }
1096
1097         ratetbl->rate[offset].idx = idx;
1098         ratetbl->rate[offset].flags = flags;
1099 }
1100
1101 static inline int
1102 minstrel_ht_get_prob_ewma(struct minstrel_ht_sta *mi, int rate)
1103 {
1104         int group = rate / MCS_GROUP_RATES;
1105         rate %= MCS_GROUP_RATES;
1106         return mi->groups[group].rates[rate].prob_ewma;
1107 }
1108
1109 static int
1110 minstrel_ht_get_max_amsdu_len(struct minstrel_ht_sta *mi)
1111 {
1112         int group = mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES;
1113         const struct mcs_group *g = &minstrel_mcs_groups[group];
1114         int rate = mi->max_prob_rate % MCS_GROUP_RATES;
1115         unsigned int duration;
1116
1117         /* Disable A-MSDU if max_prob_rate is bad */
1118         if (mi->groups[group].rates[rate].prob_ewma < MINSTREL_FRAC(50, 100))
1119                 return 1;
1120
1121         duration = g->duration[rate];
1122         duration <<= g->shift;
1123
1124         /* If the rate is slower than single-stream MCS1, make A-MSDU limit small */
1125         if (duration > MCS_DURATION(1, 0, 52))
1126                 return 500;
1127
1128         /*
1129          * If the rate is slower than single-stream MCS4, limit A-MSDU to usual
1130          * data packet size
1131          */
1132         if (duration > MCS_DURATION(1, 0, 104))
1133                 return 1600;
1134
1135         /*
1136          * If the rate is slower than single-stream MCS7, or if the max throughput
1137          * rate success probability is less than 75%, limit A-MSDU to twice the usual
1138          * data packet size
1139          */
1140         if (duration > MCS_DURATION(1, 0, 260) ||
1141             (minstrel_ht_get_prob_ewma(mi, mi->max_tp_rate[0]) <
1142              MINSTREL_FRAC(75, 100)))
1143                 return 3200;
1144
1145         /*
1146          * HT A-MPDU limits maximum MPDU size under BA agreement to 4095 bytes.
1147          * Since aggregation sessions are started/stopped without txq flush, use
1148          * the limit here to avoid the complexity of having to de-aggregate
1149          * packets in the queue.
1150          */
1151         if (!mi->sta->vht_cap.vht_supported)
1152                 return IEEE80211_MAX_MPDU_LEN_HT_BA;
1153
1154         /* unlimited */
1155         return 0;
1156 }
1157
1158 static void
1159 minstrel_ht_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
1160 {
1161         struct ieee80211_sta_rates *rates;
1162         u16 first_rate = mi->max_tp_rate[0];
1163         int i = 0;
1164
1165         if (mi->sample_mode == MINSTREL_SAMPLE_ACTIVE)
1166                 first_rate = mi->sample_rate;
1167
1168         rates = kzalloc(sizeof(*rates), GFP_ATOMIC);
1169         if (!rates)
1170                 return;
1171
1172         /* Start with max_tp_rate[0] */
1173         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, first_rate);
1174
1175         if (mp->hw->max_rates >= 3) {
1176                 /* At least 3 tx rates supported, use max_tp_rate[1] next */
1177                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_tp_rate[1]);
1178         }
1179
1180         if (mp->hw->max_rates >= 2) {
1181                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, rates, i++, mi->max_prob_rate);
1182         }
1183
1184         mi->sta->max_rc_amsdu_len = minstrel_ht_get_max_amsdu_len(mi);
1185         rates->rate[i].idx = -1;
1186         rate_control_set_rates(mp->hw, mi->sta, rates);
1187 }
1188
1189 static int
1190 minstrel_get_sample_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
1191 {
1192         struct minstrel_rate_stats *mrs;
1193         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
1194         unsigned int sample_dur, sample_group, cur_max_tp_streams;
1195         int tp_rate1, tp_rate2;
1196         int sample_idx = 0;
1197
1198         if (mp->hw->max_rates == 1 && mp->sample_switch &&
1199             (mi->total_packets_cur >= SAMPLE_SWITCH_THR ||
1200              mp->sample_switch == 1))
1201                 return -1;
1202
1203         if (mi->sample_wait > 0) {
1204                 mi->sample_wait--;
1205                 return -1;
1206         }
1207
1208         if (!mi->sample_tries)
1209                 return -1;
1210
1211         sample_group = mi->sample_group;
1212         mg = &mi->groups[sample_group];
1213         sample_idx = sample_table[mg->column][mg->index];
1214         minstrel_set_next_sample_idx(mi);
1215
1216         if (!(mi->supported[sample_group] & BIT(sample_idx)))
1217                 return -1;
1218
1219         mrs = &mg->rates[sample_idx];
1220         sample_idx += sample_group * MCS_GROUP_RATES;
1221
1222         /* Set tp_rate1, tp_rate2 to the highest / second highest max_tp_rate */
1223         if (minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[0]) >
1224             minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate[1])) {
1225                 tp_rate1 = mi->max_tp_rate[1];
1226                 tp_rate2 = mi->max_tp_rate[0];
1227         } else {
1228                 tp_rate1 = mi->max_tp_rate[0];
1229                 tp_rate2 = mi->max_tp_rate[1];
1230         }
1231
1232         /*
1233          * Sampling might add some overhead (RTS, no aggregation)
1234          * to the frame. Hence, don't use sampling for the highest currently
1235          * used highest throughput or probability rate.
1236          */
1237         if (sample_idx == mi->max_tp_rate[0] || sample_idx == mi->max_prob_rate)
1238                 return -1;
1239
1240         /*
1241          * Do not sample if the probability is already higher than 95%,
1242          * or if the rate is 3 times slower than the current max probability
1243          * rate, to avoid wasting airtime.
1244          */
1245         sample_dur = minstrel_get_duration(sample_idx);
1246         if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(95, 100) ||
1247             minstrel_get_duration(mi->max_prob_rate) * 3 < sample_dur)
1248                 return -1;
1249
1250
1251         /*
1252          * For devices with no configurable multi-rate retry, skip sampling
1253          * below the per-group max throughput rate, and only use one sampling
1254          * attempt per rate
1255          */
1256         if (mp->hw->max_rates == 1 &&
1257             (minstrel_get_duration(mg->max_group_tp_rate[0]) < sample_dur ||
1258              mrs->attempts))
1259                 return -1;
1260
1261         /* Skip already sampled slow rates */
1262         if (sample_dur >= minstrel_get_duration(tp_rate1) && mrs->attempts)
1263                 return -1;
1264
1265         /*
1266          * Make sure that lower rates get sampled only occasionally,
1267          * if the link is working perfectly.
1268          */
1269
1270         cur_max_tp_streams = minstrel_mcs_groups[tp_rate1 /
1271                 MCS_GROUP_RATES].streams;
1272         if (sample_dur >= minstrel_get_duration(tp_rate2) &&
1273             (cur_max_tp_streams - 1 <
1274              minstrel_mcs_groups[sample_group].streams ||
1275              sample_dur >= minstrel_get_duration(mi->max_prob_rate))) {
1276                 if (mrs->sample_skipped < 20)
1277                         return -1;
1278
1279                 if (mi->sample_slow++ > 2)
1280                         return -1;
1281         }
1282         mi->sample_tries--;
1283
1284         return sample_idx;
1285 }
1286
1287 static void
1288 minstrel_ht_get_rate(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1289                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc)
1290 {
1291         const struct mcs_group *sample_group;
1292         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(txrc->skb);
1293         struct ieee80211_tx_rate *rate = &info->status.rates[0];
1294         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1295         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1296         struct minstrel_priv *mp = priv;
1297         int sample_idx;
1298
1299         if (!msp->is_ht)
1300                 return mac80211_minstrel.get_rate(priv, sta, &msp->legacy, txrc);
1301
1302         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
1303             mi->max_prob_rate / MCS_GROUP_RATES != MINSTREL_CCK_GROUP)
1304                 minstrel_aggr_check(sta, txrc->skb);
1305
1306         info->flags |= mi->tx_flags;
1307
1308 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1309         if (mp->fixed_rate_idx != -1)
1310                 return;
1311 #endif
1312
1313         /* Don't use EAPOL frames for sampling on non-mrr hw */
1314         if (mp->hw->max_rates == 1 &&
1315             (info->control.flags & IEEE80211_TX_CTRL_PORT_CTRL_PROTO))
1316                 sample_idx = -1;
1317         else
1318                 sample_idx = minstrel_get_sample_rate(mp, mi);
1319
1320         mi->total_packets++;
1321
1322         /* wraparound */
1323         if (mi->total_packets == ~0) {
1324                 mi->total_packets = 0;
1325                 mi->sample_packets = 0;
1326         }
1327
1328         if (sample_idx < 0)
1329                 return;
1330
1331         sample_group = &minstrel_mcs_groups[sample_idx / MCS_GROUP_RATES];
1332         sample_idx %= MCS_GROUP_RATES;
1333
1334         if (sample_group == &minstrel_mcs_groups[MINSTREL_CCK_GROUP] &&
1335             (sample_idx >= 4) != txrc->short_preamble)
1336                 return;
1337
1338         info->flags |= IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE;
1339         rate->count = 1;
1340
1341         if (sample_group == &minstrel_mcs_groups[MINSTREL_CCK_GROUP]) {
1342                 int idx = sample_idx % ARRAY_SIZE(mp->cck_rates);
1343                 rate->idx = mp->cck_rates[idx];
1344         } else if (sample_group->flags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS) {
1345                 ieee80211_rate_set_vht(rate, sample_idx % MCS_GROUP_RATES,
1346                                        sample_group->streams);
1347         } else {
1348                 rate->idx = sample_idx + (sample_group->streams - 1) * 8;
1349         }
1350
1351         rate->flags = sample_group->flags;
1352 }
1353
1354 static void
1355 minstrel_ht_update_cck(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
1356                        struct ieee80211_supported_band *sband,
1357                        struct ieee80211_sta *sta)
1358 {
1359         int i;
1360
1361         if (sband->band != NL80211_BAND_2GHZ)
1362                 return;
1363
1364         if (!ieee80211_hw_check(mp->hw, SUPPORTS_HT_CCK_RATES))
1365                 return;
1366
1367         mi->cck_supported = 0;
1368         mi->cck_supported_short = 0;
1369         for (i = 0; i < 4; i++) {
1370                 if (!rate_supported(sta, sband->band, mp->cck_rates[i]))
1371                         continue;
1372
1373                 mi->cck_supported |= BIT(i);
1374                 if (sband->bitrates[i].flags & IEEE80211_RATE_SHORT_PREAMBLE)
1375                         mi->cck_supported_short |= BIT(i);
1376         }
1377
1378         mi->supported[MINSTREL_CCK_GROUP] = mi->cck_supported;
1379 }
1380
1381 static void
1382 minstrel_ht_update_caps(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1383                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1384                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1385 {
1386         struct minstrel_priv *mp = priv;
1387         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1388         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1389         struct ieee80211_mcs_info *mcs = &sta->ht_cap.mcs;
1390         u16 ht_cap = sta->ht_cap.cap;
1391         struct ieee80211_sta_vht_cap *vht_cap = &sta->vht_cap;
1392         int use_vht;
1393         int n_supported = 0;
1394         int ack_dur;
1395         int stbc;
1396         int i;
1397         bool ldpc;
1398
1399         /* fall back to the old minstrel for legacy stations */
1400         if (!sta->ht_cap.ht_supported)
1401                 goto use_legacy;
1402
1403         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups) != MINSTREL_GROUPS_NB);
1404
1405         if (vht_cap->vht_supported)
1406                 use_vht = vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map != cpu_to_le16(~0);
1407         else
1408                 use_vht = 0;
1409
1410         msp->is_ht = true;
1411         memset(mi, 0, sizeof(*mi));
1412
1413         mi->sta = sta;
1414         mi->last_stats_update = jiffies;
1415
1416         ack_dur = ieee80211_frame_duration(sband->band, 10, 60, 1, 1, 0);
1417         mi->overhead = ieee80211_frame_duration(sband->band, 0, 60, 1, 1, 0);
1418         mi->overhead += ack_dur;
1419         mi->overhead_rtscts = mi->overhead + 2 * ack_dur;
1420
1421         mi->avg_ampdu_len = MINSTREL_FRAC(1, 1);
1422
1423         /* When using MRR, sample more on the first attempt, without delay */
1424         if (mp->has_mrr) {
1425                 mi->sample_count = 16;
1426                 mi->sample_wait = 0;
1427         } else {
1428                 mi->sample_count = 8;
1429                 mi->sample_wait = 8;
1430         }
1431         mi->sample_tries = 4;
1432
1433         if (!use_vht) {
1434                 stbc = (ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC) >>
1435                         IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC_SHIFT;
1436
1437                 ldpc = ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_LDPC_CODING;
1438         } else {
1439                 stbc = (vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_RXSTBC_MASK) >>
1440                         IEEE80211_VHT_CAP_RXSTBC_SHIFT;
1441
1442                 ldpc = vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_RXLDPC;
1443         }
1444
1445         mi->tx_flags |= stbc << IEEE80211_TX_CTL_STBC_SHIFT;
1446         if (ldpc)
1447                 mi->tx_flags |= IEEE80211_TX_CTL_LDPC;
1448
1449         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->groups); i++) {
1450                 u32 gflags = minstrel_mcs_groups[i].flags;
1451                 int bw, nss;
1452
1453                 mi->supported[i] = 0;
1454                 if (i == MINSTREL_CCK_GROUP) {
1455                         minstrel_ht_update_cck(mp, mi, sband, sta);
1456                         continue;
1457                 }
1458
1459                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) {
1460                         if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH) {
1461                                 if (!(ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_40))
1462                                         continue;
1463                         } else {
1464                                 if (!(ht_cap & IEEE80211_HT_CAP_SGI_20))
1465                                         continue;
1466                         }
1467                 }
1468
1469                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH &&
1470                     sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_40)
1471                         continue;
1472
1473                 nss = minstrel_mcs_groups[i].streams;
1474
1475                 /* Mark MCS > 7 as unsupported if STA is in static SMPS mode */
1476                 if (sta->smps_mode == IEEE80211_SMPS_STATIC && nss > 1)
1477                         continue;
1478
1479                 /* HT rate */
1480                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_MCS) {
1481                         if (use_vht && minstrel_vht_only)
1482                                 continue;
1483
1484                         mi->supported[i] = mcs->rx_mask[nss - 1];
1485                         if (mi->supported[i])
1486                                 n_supported++;
1487                         continue;
1488                 }
1489
1490                 /* VHT rate */
1491                 if (!vht_cap->vht_supported ||
1492                     WARN_ON(!(gflags & IEEE80211_TX_RC_VHT_MCS)) ||
1493                     WARN_ON(gflags & IEEE80211_TX_RC_160_MHZ_WIDTH))
1494                         continue;
1495
1496                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH) {
1497                         if (sta->bandwidth < IEEE80211_STA_RX_BW_80 ||
1498                             ((gflags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) &&
1499                              !(vht_cap->cap & IEEE80211_VHT_CAP_SHORT_GI_80))) {
1500                                 continue;
1501                         }
1502                 }
1503
1504                 if (gflags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
1505                         bw = BW_40;
1506                 else if (gflags & IEEE80211_TX_RC_80_MHZ_WIDTH)
1507                         bw = BW_80;
1508                 else
1509                         bw = BW_20;
1510
1511                 mi->supported[i] = minstrel_get_valid_vht_rates(bw, nss,
1512                                 vht_cap->vht_mcs.tx_mcs_map);
1513
1514                 if (mi->supported[i])
1515                         n_supported++;
1516         }
1517
1518         if (!n_supported)
1519                 goto use_legacy;
1520
1521         mi->supported[MINSTREL_CCK_GROUP] |= mi->cck_supported_short << 4;
1522
1523         /* create an initial rate table with the lowest supported rates */
1524         minstrel_ht_update_stats(mp, mi, true);
1525         minstrel_ht_update_rates(mp, mi);
1526
1527         return;
1528
1529 use_legacy:
1530         msp->is_ht = false;
1531         memset(&msp->legacy, 0, sizeof(msp->legacy));
1532         msp->legacy.r = msp->ratelist;
1533         msp->legacy.sample_table = msp->sample_table;
1534         return mac80211_minstrel.rate_init(priv, sband, chandef, sta,
1535                                            &msp->legacy);
1536 }
1537
1538 static void
1539 minstrel_ht_rate_init(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1540                       struct cfg80211_chan_def *chandef,
1541                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1542 {
1543         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1544 }
1545
1546 static void
1547 minstrel_ht_rate_update(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
1548                         struct cfg80211_chan_def *chandef,
1549                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
1550                         u32 changed)
1551 {
1552         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, chandef, sta, priv_sta);
1553 }
1554
1555 static void *
1556 minstrel_ht_alloc_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, gfp_t gfp)
1557 {
1558         struct ieee80211_supported_band *sband;
1559         struct minstrel_ht_sta_priv *msp;
1560         struct minstrel_priv *mp = priv;
1561         struct ieee80211_hw *hw = mp->hw;
1562         int max_rates = 0;
1563         int i;
1564
1565         for (i = 0; i < NUM_NL80211_BANDS; i++) {
1566                 sband = hw->wiphy->bands[i];
1567                 if (sband && sband->n_bitrates > max_rates)
1568                         max_rates = sband->n_bitrates;
1569         }
1570
1571         msp = kzalloc(sizeof(*msp), gfp);
1572         if (!msp)
1573                 return NULL;
1574
1575         msp->ratelist = kcalloc(max_rates, sizeof(struct minstrel_rate), gfp);
1576         if (!msp->ratelist)
1577                 goto error;
1578
1579         msp->sample_table = kmalloc_array(max_rates, SAMPLE_COLUMNS, gfp);
1580         if (!msp->sample_table)
1581                 goto error1;
1582
1583         return msp;
1584
1585 error1:
1586         kfree(msp->ratelist);
1587 error:
1588         kfree(msp);
1589         return NULL;
1590 }
1591
1592 static void
1593 minstrel_ht_free_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
1594 {
1595         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1596
1597         kfree(msp->sample_table);
1598         kfree(msp->ratelist);
1599         kfree(msp);
1600 }
1601
1602 static void
1603 minstrel_ht_init_cck_rates(struct minstrel_priv *mp)
1604 {
1605         static const int bitrates[4] = { 10, 20, 55, 110 };
1606         struct ieee80211_supported_band *sband;
1607         u32 rate_flags = ieee80211_chandef_rate_flags(&mp->hw->conf.chandef);
1608         int i, j;
1609
1610         sband = mp->hw->wiphy->bands[NL80211_BAND_2GHZ];
1611         if (!sband)
1612                 return;
1613
1614         for (i = 0; i < sband->n_bitrates; i++) {
1615                 struct ieee80211_rate *rate = &sband->bitrates[i];
1616
1617                 if (rate->flags & IEEE80211_RATE_ERP_G)
1618                         continue;
1619
1620                 if ((rate_flags & sband->bitrates[i].flags) != rate_flags)
1621                         continue;
1622
1623                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(bitrates); j++) {
1624                         if (rate->bitrate != bitrates[j])
1625                                 continue;
1626
1627                         mp->cck_rates[j] = i;
1628                         break;
1629                 }
1630         }
1631 }
1632
1633 static void *
1634 minstrel_ht_alloc(struct ieee80211_hw *hw, struct dentry *debugfsdir)
1635 {
1636         struct minstrel_priv *mp;
1637
1638         mp = kzalloc(sizeof(struct minstrel_priv), GFP_ATOMIC);
1639         if (!mp)
1640                 return NULL;
1641
1642         mp->sample_switch = -1;
1643
1644         /* contention window settings
1645          * Just an approximation. Using the per-queue values would complicate
1646          * the calculations and is probably unnecessary */
1647         mp->cw_min = 15;
1648         mp->cw_max = 1023;
1649
1650         /* number of packets (in %) to use for sampling other rates
1651          * sample less often for non-mrr packets, because the overhead
1652          * is much higher than with mrr */
1653         mp->lookaround_rate = 5;
1654         mp->lookaround_rate_mrr = 10;
1655
1656         /* maximum time that the hw is allowed to stay in one MRR segment */
1657         mp->segment_size = 6000;
1658
1659         if (hw->max_rate_tries > 0)
1660                 mp->max_retry = hw->max_rate_tries;
1661         else
1662                 /* safe default, does not necessarily have to match hw properties */
1663                 mp->max_retry = 7;
1664
1665         if (hw->max_rates >= 4)
1666                 mp->has_mrr = true;
1667
1668         mp->hw = hw;
1669         mp->update_interval = 100;
1670
1671 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1672         mp->fixed_rate_idx = (u32) -1;
1673         debugfs_create_u32("fixed_rate_idx", S_IRUGO | S_IWUGO, debugfsdir,
1674                            &mp->fixed_rate_idx);
1675         debugfs_create_u32("sample_switch", S_IRUGO | S_IWUSR, debugfsdir,
1676                            &mp->sample_switch);
1677 #endif
1678
1679         minstrel_ht_init_cck_rates(mp);
1680
1681         return mp;
1682 }
1683
1684 static void
1685 minstrel_ht_free(void *priv)
1686 {
1687         kfree(priv);
1688 }
1689
1690 static u32 minstrel_ht_get_expected_throughput(void *priv_sta)
1691 {
1692         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
1693         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
1694         int i, j, prob, tp_avg;
1695
1696         if (!msp->is_ht)
1697                 return mac80211_minstrel.get_expected_throughput(priv_sta);
1698
1699         i = mi->max_tp_rate[0] / MCS_GROUP_RATES;
1700         j = mi->max_tp_rate[0] % MCS_GROUP_RATES;
1701         prob = mi->groups[i].rates[j].prob_ewma;
1702
1703         /* convert tp_avg from pkt per second in kbps */
1704         tp_avg = minstrel_ht_get_tp_avg(mi, i, j, prob) * 10;
1705         tp_avg = tp_avg * AVG_PKT_SIZE * 8 / 1024;
1706
1707         return tp_avg;
1708 }
1709
1710 static const struct rate_control_ops mac80211_minstrel_ht = {
1711         .name = "minstrel_ht",
1712         .tx_status_ext = minstrel_ht_tx_status,
1713         .get_rate = minstrel_ht_get_rate,
1714         .rate_init = minstrel_ht_rate_init,
1715         .rate_update = minstrel_ht_rate_update,
1716         .alloc_sta = minstrel_ht_alloc_sta,
1717         .free_sta = minstrel_ht_free_sta,
1718         .alloc = minstrel_ht_alloc,
1719         .free = minstrel_ht_free,
1720 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
1721         .add_sta_debugfs = minstrel_ht_add_sta_debugfs,
1722 #endif
1723         .get_expected_throughput = minstrel_ht_get_expected_throughput,
1724 };
1725
1726
1727 static void __init init_sample_table(void)
1728 {
1729         int col, i, new_idx;
1730         u8 rnd[MCS_GROUP_RATES];
1731
1732         memset(sample_table, 0xff, sizeof(sample_table));
1733         for (col = 0; col < SAMPLE_COLUMNS; col++) {
1734                 prandom_bytes(rnd, sizeof(rnd));
1735                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
1736                         new_idx = (i + rnd[i]) % MCS_GROUP_RATES;
1737                         while (sample_table[col][new_idx] != 0xff)
1738                                 new_idx = (new_idx + 1) % MCS_GROUP_RATES;
1739
1740                         sample_table[col][new_idx] = i;
1741                 }
1742         }
1743 }
1744
1745 int __init
1746 rc80211_minstrel_init(void)
1747 {
1748         init_sample_table();
1749         return ieee80211_rate_control_register(&mac80211_minstrel_ht);
1750 }
1751
1752 void
1753 rc80211_minstrel_exit(void)
1754 {
1755         ieee80211_rate_control_unregister(&mac80211_minstrel_ht);
1756 }