net/mac80211/rc80211_minstrel.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2008 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  * Based on minstrel.c:
   9  *   Copyright (C) 2005-2007 Derek Smithies <derek@indranet.co.nz>
  10  *   Sponsored by Indranet Technologies Ltd
  11  *
  12  * Based on sample.c:
  13  *   Copyright (c) 2005 John Bicket
  14  *   All rights reserved.
  15  *
  16  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  17  *   modification, are permitted provided that the following conditions
  18  *   are met:
  19  *   1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  20  *      notice, this list of conditions and the following disclaimer,
  21  *      without modification.
  22  *   2. Redistributions in binary form must reproduce at minimum a disclaimer
  23  *      similar to the "NO WARRANTY" disclaimer below ("Disclaimer") and any
  24  *      redistribution must be conditioned upon including a substantially
  25  *      similar Disclaimer requirement for further binary redistribution.
  26  *   3. Neither the names of the above-listed copyright holders nor the names
  27  *      of any contributors may be used to endorse or promote products derived
  28  *      from this software without specific prior written permission.
  29  *
  30  *   Alternatively, this software may be distributed under the terms of the
  31  *   GNU General Public License ("GPL") version 2 as published by the Free
  32  *   Software Foundation.
  33  *
  34  *   NO WARRANTY
  35  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  36  *   ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  37  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF NONINFRINGEMENT, MERCHANTIBILITY
  38  *   AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL
  39  *   THE COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR SPECIAL, EXEMPLARY,
  40  *   OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
  41  *   SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  42  *   INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER
  43  *   IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  44  *   ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF
  45  *   THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGES.
  46  */
  47 #include <linux/netdevice.h>
  48 #include <linux/types.h>
  49 #include <linux/skbuff.h>
  50 #include <linux/debugfs.h>
  51 #include <linux/random.h>
  52 #include <linux/ieee80211.h>
  53 #include <linux/slab.h>
  54 #include <net/mac80211.h>
  55 #include "rate.h"
  56 #include "rc80211_minstrel.h"
  57
  58 #define SAMPLE_TBL(_mi, _idx, _col) \
  59                 _mi->sample_table[(_idx * SAMPLE_COLUMNS) + _col]
  60
  61 /* convert mac80211 rate index to local array index */
  62 static inline int
  63 rix_to_ndx(struct minstrel_sta_info *mi, int rix)
  64 {
  65         int i = rix;
  66         for (i = rix; i >= 0; i--)
  67                 if (mi->r[i].rix == rix)
  68                         break;
  69         return i;
  70 }
  71
  72 /* return current EMWA throughput */
  73 int minstrel_get_tp_avg(struct minstrel_rate *mr, int prob_ewma)
  74 {
  75         int usecs;
  76
  77         usecs = mr->perfect_tx_time;
  78         if (!usecs)
  79                 usecs = 1000000;
  80
  81         /* reset thr. below 10% success */
  82         if (mr->stats.prob_ewma < MINSTREL_FRAC(10, 100))
  83                 return 0;
  84
  85         if (prob_ewma > MINSTREL_FRAC(90, 100))
  86                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * (MINSTREL_FRAC(90, 100) / usecs));
  87         else
  88                 return MINSTREL_TRUNC(100000 * (prob_ewma / usecs));
  89 }
  90
  91 /* find & sort topmost throughput rates */
  92 static inline void
  93 minstrel_sort_best_tp_rates(struct minstrel_sta_info *mi, int i, u8 *tp_list)
  94 {
  95         int j = MAX_THR_RATES;
  96         struct minstrel_rate_stats *tmp_mrs = &mi->r[j - 1].stats;
  97         struct minstrel_rate_stats *cur_mrs = &mi->r[i].stats;
  98
  99         while (j > 0 && (minstrel_get_tp_avg(&mi->r[i], cur_mrs->prob_ewma) >
 100                minstrel_get_tp_avg(&mi->r[tp_list[j - 1]], tmp_mrs->prob_ewma))) {
 101                 j--;
 102                 tmp_mrs = &mi->r[tp_list[j - 1]].stats;
 103         }
 104
 105         if (j < MAX_THR_RATES - 1)
 106                 memmove(&tp_list[j + 1], &tp_list[j], MAX_THR_RATES - (j + 1));
 107         if (j < MAX_THR_RATES)
 108                 tp_list[j] = i;
 109 }
 110
 111 static void
 112 minstrel_set_rate(struct minstrel_sta_info *mi, struct ieee80211_sta_rates *ratetbl,
 113                   int offset, int idx)
 114 {
 115         struct minstrel_rate *r = &mi->r[idx];
 116
 117         ratetbl->rate[offset].idx = r->rix;
 118         ratetbl->rate[offset].count = r->adjusted_retry_count;
 119         ratetbl->rate[offset].count_cts = r->retry_count_cts;
 120         ratetbl->rate[offset].count_rts = r->stats.retry_count_rtscts;
 121 }
 122
 123 static void
 124 minstrel_update_rates(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_sta_info *mi)
 125 {
 126         struct ieee80211_sta_rates *ratetbl;
 127         int i = 0;
 128
 129         ratetbl = kzalloc(sizeof(*ratetbl), GFP_ATOMIC);
 130         if (!ratetbl)
 131                 return;
 132
 133         /* Start with max_tp_rate */
 134         minstrel_set_rate(mi, ratetbl, i++, mi->max_tp_rate[0]);
 135
 136         if (mp->hw->max_rates >= 3) {
 137                 /* At least 3 tx rates supported, use max_tp_rate2 next */
 138                 minstrel_set_rate(mi, ratetbl, i++, mi->max_tp_rate[1]);
 139         }
 140
 141         if (mp->hw->max_rates >= 2) {
 142                 /* At least 2 tx rates supported, use max_prob_rate next */
 143                 minstrel_set_rate(mi, ratetbl, i++, mi->max_prob_rate);
 144         }
 145
 146         /* Use lowest rate last */
 147         ratetbl->rate[i].idx = mi->lowest_rix;
 148         ratetbl->rate[i].count = mp->max_retry;
 149         ratetbl->rate[i].count_cts = mp->max_retry;
 150         ratetbl->rate[i].count_rts = mp->max_retry;
 151
 152         rate_control_set_rates(mp->hw, mi->sta, ratetbl);
 153 }
 154
 155 /*
 156 * Recalculate statistics and counters of a given rate
 157 */
 158 void
 159 minstrel_calc_rate_stats(struct minstrel_rate_stats *mrs)
 160 {
 161         if (unlikely(mrs->attempts > 0)) {
 162                 mrs->sample_skipped = 0;
 163                 mrs->cur_prob = MINSTREL_FRAC(mrs->success, mrs->attempts);
 164                 if (unlikely(!mrs->att_hist)) {
 165                         mrs->prob_ewma = mrs->cur_prob;
 166                 } else {
 167                         /* update exponential weighted moving variance */
 168                         mrs->prob_ewmsd = minstrel_ewmsd(mrs->prob_ewmsd,
 169                                                          mrs->cur_prob,
 170                                                          mrs->prob_ewma,
 171                                                          EWMA_LEVEL);
 172
 173                         /*update exponential weighted moving avarage */
 174                         mrs->prob_ewma = minstrel_ewma(mrs->prob_ewma,
 175                                                        mrs->cur_prob,
 176                                                        EWMA_LEVEL);
 177                 }
 178                 mrs->att_hist += mrs->attempts;
 179                 mrs->succ_hist += mrs->success;
 180         } else {
 181                 mrs->sample_skipped++;
 182         }
 183
 184         mrs->last_success = mrs->success;
 185         mrs->last_attempts = mrs->attempts;
 186         mrs->success = 0;
 187         mrs->attempts = 0;
 188 }
 189
 190 static void
 191 minstrel_update_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_sta_info *mi)
 192 {
 193         u8 tmp_tp_rate[MAX_THR_RATES];
 194         u8 tmp_prob_rate = 0;
 195         int i, tmp_cur_tp, tmp_prob_tp;
 196
 197         for (i = 0; i < MAX_THR_RATES; i++)
 198             tmp_tp_rate[i] = 0;
 199
 200         for (i = 0; i < mi->n_rates; i++) {
 201                 struct minstrel_rate *mr = &mi->r[i];
 202                 struct minstrel_rate_stats *mrs = &mi->r[i].stats;
 203                 struct minstrel_rate_stats *tmp_mrs = &mi->r[tmp_prob_rate].stats;
 204
 205                 /* Update statistics of success probability per rate */
 206                 minstrel_calc_rate_stats(mrs);
 207
 208                 /* Sample less often below the 10% chance of success.
 209                  * Sample less often above the 95% chance of success. */
 210                 if (mrs->prob_ewma > MINSTREL_FRAC(95, 100) ||
 211                     mrs->prob_ewma < MINSTREL_FRAC(10, 100)) {
 212                         mr->adjusted_retry_count = mrs->retry_count >> 1;
 213                         if (mr->adjusted_retry_count > 2)
 214                                 mr->adjusted_retry_count = 2;
 215                         mr->sample_limit = 4;
 216                 } else {
 217                         mr->sample_limit = -1;
 218                         mr->adjusted_retry_count = mrs->retry_count;
 219                 }
 220                 if (!mr->adjusted_retry_count)
 221                         mr->adjusted_retry_count = 2;
 222
 223                 minstrel_sort_best_tp_rates(mi, i, tmp_tp_rate);
 224
 225                 /* To determine the most robust rate (max_prob_rate) used at
 226                  * 3rd mmr stage we distinct between two cases:
 227                  * (1) if any success probabilitiy >= 95%, out of those rates
 228                  * choose the maximum throughput rate as max_prob_rate
 229                  * (2) if all success probabilities < 95%, the rate with
 230                  * highest success probability is chosen as max_prob_rate */
 231                 if (mrs->prob_ewma >= MINSTREL_FRAC(95, 100)) {
 232                         tmp_cur_tp = minstrel_get_tp_avg(mr, mrs->prob_ewma);
 233                         tmp_prob_tp = minstrel_get_tp_avg(&mi->r[tmp_prob_rate],
 234                                                           tmp_mrs->prob_ewma);
 235                         if (tmp_cur_tp >= tmp_prob_tp)
 236                                 tmp_prob_rate = i;
 237                 } else {
 238                         if (mrs->prob_ewma >= tmp_mrs->prob_ewma)
 239                                 tmp_prob_rate = i;
 240                 }
 241         }
 242
 243         /* Assign the new rate set */
 244         memcpy(mi->max_tp_rate, tmp_tp_rate, sizeof(mi->max_tp_rate));
 245         mi->max_prob_rate = tmp_prob_rate;
 246
 247 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 248         /* use fixed index if set */
 249         if (mp->fixed_rate_idx != -1) {
 250                 mi->max_tp_rate[0] = mp->fixed_rate_idx;
 251                 mi->max_tp_rate[1] = mp->fixed_rate_idx;
 252                 mi->max_prob_rate = mp->fixed_rate_idx;
 253         }
 254 #endif
 255
 256         /* Reset update timer */
 257         mi->last_stats_update = jiffies;
 258
 259         minstrel_update_rates(mp, mi);
 260 }
 261
 262 static void
 263 minstrel_tx_status(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 264                    struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
 265                    struct ieee80211_tx_info *info)
 266 {
 267         struct minstrel_priv *mp = priv;
 268         struct minstrel_sta_info *mi = priv_sta;
 269         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
 270         int i, ndx;
 271         int success;
 272
 273         success = !!(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_ACK);
 274
 275         for (i = 0; i < IEEE80211_TX_MAX_RATES; i++) {
 276                 if (ar[i].idx < 0)
 277                         break;
 278
 279                 ndx = rix_to_ndx(mi, ar[i].idx);
 280                 if (ndx < 0)
 281                         continue;
 282
 283                 mi->r[ndx].stats.attempts += ar[i].count;
 284
 285                 if ((i != IEEE80211_TX_MAX_RATES - 1) && (ar[i + 1].idx < 0))
 286                         mi->r[ndx].stats.success += success;
 287         }
 288
 289         if ((info->flags & IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE) && (i >= 0))
 290                 mi->sample_packets++;
 291
 292         if (mi->sample_deferred > 0)
 293                 mi->sample_deferred--;
 294
 295         if (time_after(jiffies, mi->last_stats_update +
 296                                 (mp->update_interval * HZ) / 1000))
 297                 minstrel_update_stats(mp, mi);
 298 }
 299
 300
 301 static inline unsigned int
 302 minstrel_get_retry_count(struct minstrel_rate *mr,
 303                          struct ieee80211_tx_info *info)
 304 {
 305         u8 retry = mr->adjusted_retry_count;
 306
 307         if (info->control.use_rts)
 308                 retry = max_t(u8, 2, min(mr->stats.retry_count_rtscts, retry));
 309         else if (info->control.use_cts_prot)
 310                 retry = max_t(u8, 2, min(mr->retry_count_cts, retry));
 311         return retry;
 312 }
 313
 314
 315 static int
 316 minstrel_get_next_sample(struct minstrel_sta_info *mi)
 317 {
 318         unsigned int sample_ndx;
 319         sample_ndx = SAMPLE_TBL(mi, mi->sample_row, mi->sample_column);
 320         mi->sample_row++;
 321         if ((int) mi->sample_row >= mi->n_rates) {
 322                 mi->sample_row = 0;
 323                 mi->sample_column++;
 324                 if (mi->sample_column >= SAMPLE_COLUMNS)
 325                         mi->sample_column = 0;
 326         }
 327         return sample_ndx;
 328 }
 329
 330 static void
 331 minstrel_get_rate(void *priv, struct ieee80211_sta *sta,
 332                   void *priv_sta, struct ieee80211_tx_rate_control *txrc)
 333 {
 334         struct sk_buff *skb = txrc->skb;
 335         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
 336         struct minstrel_sta_info *mi = priv_sta;
 337         struct minstrel_priv *mp = priv;
 338         struct ieee80211_tx_rate *rate = &info->control.rates[0];
 339         struct minstrel_rate *msr, *mr;
 340         unsigned int ndx;
 341         bool mrr_capable;
 342         bool prev_sample;
 343         int delta;
 344         int sampling_ratio;
 345
 346         /* management/no-ack frames do not use rate control */
 347         if (rate_control_send_low(sta, priv_sta, txrc))
 348                 return;
 349
 350         /* check multi-rate-retry capabilities & adjust lookaround_rate */
 351         mrr_capable = mp->has_mrr &&
 352                       !txrc->rts &&
 353                       !txrc->bss_conf->use_cts_prot;
 354         if (mrr_capable)
 355                 sampling_ratio = mp->lookaround_rate_mrr;
 356         else
 357                 sampling_ratio = mp->lookaround_rate;
 358
 359         /* increase sum packet counter */
 360         mi->total_packets++;
 361
 362 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 363         if (mp->fixed_rate_idx != -1)
 364                 return;
 365 #endif
 366
 367         delta = (mi->total_packets * sampling_ratio / 100) -
 368                         (mi->sample_packets + mi->sample_deferred / 2);
 369
 370         /* delta < 0: no sampling required */
 371         prev_sample = mi->prev_sample;
 372         mi->prev_sample = false;
 373         if (delta < 0 || (!mrr_capable && prev_sample))
 374                 return;
 375
 376         if (mi->total_packets >= 10000) {
 377                 mi->sample_deferred = 0;
 378                 mi->sample_packets = 0;
 379                 mi->total_packets = 0;
 380         } else if (delta > mi->n_rates * 2) {
 381                 /* With multi-rate retry, not every planned sample
 382                  * attempt actually gets used, due to the way the retry
 383                  * chain is set up - [max_tp,sample,prob,lowest] for
 384                  * sample_rate < max_tp.
 385                  *
 386                  * If there's too much sampling backlog and the link
 387                  * starts getting worse, minstrel would start bursting
 388                  * out lots of sampling frames, which would result
 389                  * in a large throughput loss. */
 390                 mi->sample_packets += (delta - mi->n_rates * 2);
 391         }
 392
 393         /* get next random rate sample */
 394         ndx = minstrel_get_next_sample(mi);
 395         msr = &mi->r[ndx];
 396         mr = &mi->r[mi->max_tp_rate[0]];
 397
 398         /* Decide if direct ( 1st mrr stage) or indirect (2nd mrr stage)
 399          * rate sampling method should be used.
 400          * Respect such rates that are not sampled for 20 interations.
 401          */
 402         if (mrr_capable &&
 403             msr->perfect_tx_time > mr->perfect_tx_time &&
 404             msr->stats.sample_skipped < 20) {
 405                 /* Only use IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE to mark
 406                  * packets that have the sampling rate deferred to the
 407                  * second MRR stage. Increase the sample counter only
 408                  * if the deferred sample rate was actually used.
 409                  * Use the sample_deferred counter to make sure that
 410                  * the sampling is not done in large bursts */
 411                 info->flags |= IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE;
 412                 rate++;
 413                 mi->sample_deferred++;
 414         } else {
 415                 if (!msr->sample_limit)
 416                         return;
 417
 418                 mi->sample_packets++;
 419                 if (msr->sample_limit > 0)
 420                         msr->sample_limit--;
 421         }
 422
 423         /* If we're not using MRR and the sampling rate already
 424          * has a probability of >95%, we shouldn't be attempting
 425          * to use it, as this only wastes precious airtime */
 426         if (!mrr_capable &&
 427            (mi->r[ndx].stats.prob_ewma > MINSTREL_FRAC(95, 100)))
 428                 return;
 429
 430         mi->prev_sample = true;
 431
 432         rate->idx = mi->r[ndx].rix;
 433         rate->count = minstrel_get_retry_count(&mi->r[ndx], info);
 434 }
 435
 436
 437 static void
 438 calc_rate_durations(enum ieee80211_band band,
 439                     struct minstrel_rate *d,
 440                     struct ieee80211_rate *rate,
 441                     struct cfg80211_chan_def *chandef)
 442 {
 443         int erp = !!(rate->flags & IEEE80211_RATE_ERP_G);
 444         int shift = ieee80211_chandef_get_shift(chandef);
 445
 446         d->perfect_tx_time = ieee80211_frame_duration(band, 1200,
 447                         DIV_ROUND_UP(rate->bitrate, 1 << shift), erp, 1,
 448                         shift);
 449         d->ack_time = ieee80211_frame_duration(band, 10,
 450                         DIV_ROUND_UP(rate->bitrate, 1 << shift), erp, 1,
 451                         shift);
 452 }
 453
 454 static void
 455 init_sample_table(struct minstrel_sta_info *mi)
 456 {
 457         unsigned int i, col, new_idx;
 458         u8 rnd[8];
 459
 460         mi->sample_column = 0;
 461         mi->sample_row = 0;
 462         memset(mi->sample_table, 0xff, SAMPLE_COLUMNS * mi->n_rates);
 463
 464         for (col = 0; col < SAMPLE_COLUMNS; col++) {
 465                 prandom_bytes(rnd, sizeof(rnd));
 466                 for (i = 0; i < mi->n_rates; i++) {
 467                         new_idx = (i + rnd[i & 7]) % mi->n_rates;
 468                         while (SAMPLE_TBL(mi, new_idx, col) != 0xff)
 469                                 new_idx = (new_idx + 1) % mi->n_rates;
 470
 471                         SAMPLE_TBL(mi, new_idx, col) = i;
 472                 }
 473         }
 474 }
 475
 476 static void
 477 minstrel_rate_init(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
 478                    struct cfg80211_chan_def *chandef,
 479                    struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
 480 {
 481         struct minstrel_sta_info *mi = priv_sta;
 482         struct minstrel_priv *mp = priv;
 483         struct ieee80211_rate *ctl_rate;
 484         unsigned int i, n = 0;
 485         unsigned int t_slot = 9; /* FIXME: get real slot time */
 486         u32 rate_flags;
 487
 488         mi->sta = sta;
 489         mi->lowest_rix = rate_lowest_index(sband, sta);
 490         ctl_rate = &sband->bitrates[mi->lowest_rix];
 491         mi->sp_ack_dur = ieee80211_frame_duration(sband->band, 10,
 492                                 ctl_rate->bitrate,
 493                                 !!(ctl_rate->flags & IEEE80211_RATE_ERP_G), 1,
 494                                 ieee80211_chandef_get_shift(chandef));
 495
 496         rate_flags = ieee80211_chandef_rate_flags(&mp->hw->conf.chandef);
 497         memset(mi->max_tp_rate, 0, sizeof(mi->max_tp_rate));
 498         mi->max_prob_rate = 0;
 499
 500         for (i = 0; i < sband->n_bitrates; i++) {
 501                 struct minstrel_rate *mr = &mi->r[n];
 502                 struct minstrel_rate_stats *mrs = &mi->r[n].stats;
 503                 unsigned int tx_time = 0, tx_time_cts = 0, tx_time_rtscts = 0;
 504                 unsigned int tx_time_single;
 505                 unsigned int cw = mp->cw_min;
 506                 int shift;
 507
 508                 if (!rate_supported(sta, sband->band, i))
 509                         continue;
 510                 if ((rate_flags & sband->bitrates[i].flags) != rate_flags)
 511                         continue;
 512
 513                 n++;
 514                 memset(mr, 0, sizeof(*mr));
 515                 memset(mrs, 0, sizeof(*mrs));
 516
 517                 mr->rix = i;
 518                 shift = ieee80211_chandef_get_shift(chandef);
 519                 mr->bitrate = DIV_ROUND_UP(sband->bitrates[i].bitrate,
 520                                            (1 << shift) * 5);
 521                 calc_rate_durations(sband->band, mr, &sband->bitrates[i],
 522                                     chandef);
 523
 524                 /* calculate maximum number of retransmissions before
 525                  * fallback (based on maximum segment size) */
 526                 mr->sample_limit = -1;
 527                 mrs->retry_count = 1;
 528                 mr->retry_count_cts = 1;
 529                 mrs->retry_count_rtscts = 1;
 530                 tx_time = mr->perfect_tx_time + mi->sp_ack_dur;
 531                 do {
 532                         /* add one retransmission */
 533                         tx_time_single = mr->ack_time + mr->perfect_tx_time;
 534
 535                         /* contention window */
 536                         tx_time_single += (t_slot * cw) >> 1;
 537                         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
 538
 539                         tx_time += tx_time_single;
 540                         tx_time_cts += tx_time_single + mi->sp_ack_dur;
 541                         tx_time_rtscts += tx_time_single + 2 * mi->sp_ack_dur;
 542                         if ((tx_time_cts < mp->segment_size) &&
 543                                 (mr->retry_count_cts < mp->max_retry))
 544                                 mr->retry_count_cts++;
 545                         if ((tx_time_rtscts < mp->segment_size) &&
 546                                 (mrs->retry_count_rtscts < mp->max_retry))
 547                                 mrs->retry_count_rtscts++;
 548                 } while ((tx_time < mp->segment_size) &&
 549                                 (++mr->stats.retry_count < mp->max_retry));
 550                 mr->adjusted_retry_count = mrs->retry_count;
 551                 if (!(sband->bitrates[i].flags & IEEE80211_RATE_ERP_G))
 552                         mr->retry_count_cts = mrs->retry_count;
 553         }
 554
 555         for (i = n; i < sband->n_bitrates; i++) {
 556                 struct minstrel_rate *mr = &mi->r[i];
 557                 mr->rix = -1;
 558         }
 559
 560         mi->n_rates = n;
 561         mi->last_stats_update = jiffies;
 562
 563         init_sample_table(mi);
 564         minstrel_update_rates(mp, mi);
 565 }
 566
 567 static void *
 568 minstrel_alloc_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, gfp_t gfp)
 569 {
 570         struct ieee80211_supported_band *sband;
 571         struct minstrel_sta_info *mi;
 572         struct minstrel_priv *mp = priv;
 573         struct ieee80211_hw *hw = mp->hw;
 574         int max_rates = 0;
 575         int i;
 576
 577         mi = kzalloc(sizeof(struct minstrel_sta_info), gfp);
 578         if (!mi)
 579                 return NULL;
 580
 581         for (i = 0; i < IEEE80211_NUM_BANDS; i++) {
 582                 sband = hw->wiphy->bands[i];
 583                 if (sband && sband->n_bitrates > max_rates)
 584                         max_rates = sband->n_bitrates;
 585         }
 586
 587         mi->r = kzalloc(sizeof(struct minstrel_rate) * max_rates, gfp);
 588         if (!mi->r)
 589                 goto error;
 590
 591         mi->sample_table = kmalloc(SAMPLE_COLUMNS * max_rates, gfp);
 592         if (!mi->sample_table)
 593                 goto error1;
 594
 595         mi->last_stats_update = jiffies;
 596         return mi;
 597
 598 error1:
 599         kfree(mi->r);
 600 error:
 601         kfree(mi);
 602         return NULL;
 603 }
 604
 605 static void
 606 minstrel_free_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
 607 {
 608         struct minstrel_sta_info *mi = priv_sta;
 609
 610         kfree(mi->sample_table);
 611         kfree(mi->r);
 612         kfree(mi);
 613 }
 614
 615 static void
 616 minstrel_init_cck_rates(struct minstrel_priv *mp)
 617 {
 618         static const int bitrates[4] = { 10, 20, 55, 110 };
 619         struct ieee80211_supported_band *sband;
 620         u32 rate_flags = ieee80211_chandef_rate_flags(&mp->hw->conf.chandef);
 621         int i, j;
 622
 623         sband = mp->hw->wiphy->bands[IEEE80211_BAND_2GHZ];
 624         if (!sband)
 625                 return;
 626
 627         for (i = 0, j = 0; i < sband->n_bitrates; i++) {
 628                 struct ieee80211_rate *rate = &sband->bitrates[i];
 629
 630                 if (rate->flags & IEEE80211_RATE_ERP_G)
 631                         continue;
 632
 633                 if ((rate_flags & sband->bitrates[i].flags) != rate_flags)
 634                         continue;
 635
 636                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(bitrates); j++) {
 637                         if (rate->bitrate != bitrates[j])
 638                                 continue;
 639
 640                         mp->cck_rates[j] = i;
 641                         break;
 642                 }
 643         }
 644 }
 645
 646 static void *
 647 minstrel_alloc(struct ieee80211_hw *hw, struct dentry *debugfsdir)
 648 {
 649         struct minstrel_priv *mp;
 650
 651         mp = kzalloc(sizeof(struct minstrel_priv), GFP_ATOMIC);
 652         if (!mp)
 653                 return NULL;
 654
 655         /* contention window settings
 656          * Just an approximation. Using the per-queue values would complicate
 657          * the calculations and is probably unnecessary */
 658         mp->cw_min = 15;
 659         mp->cw_max = 1023;
 660
 661         /* number of packets (in %) to use for sampling other rates
 662          * sample less often for non-mrr packets, because the overhead
 663          * is much higher than with mrr */
 664         mp->lookaround_rate = 5;
 665         mp->lookaround_rate_mrr = 10;
 666
 667         /* maximum time that the hw is allowed to stay in one MRR segment */
 668         mp->segment_size = 6000;
 669
 670         if (hw->max_rate_tries > 0)
 671                 mp->max_retry = hw->max_rate_tries;
 672         else
 673                 /* safe default, does not necessarily have to match hw properties */
 674                 mp->max_retry = 7;
 675
 676         if (hw->max_rates >= 4)
 677                 mp->has_mrr = true;
 678
 679         mp->hw = hw;
 680         mp->update_interval = 100;
 681
 682 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 683         mp->fixed_rate_idx = (u32) -1;
 684         mp->dbg_fixed_rate = debugfs_create_u32("fixed_rate_idx",
 685                         S_IRUGO | S_IWUGO, debugfsdir, &mp->fixed_rate_idx);
 686 #endif
 687
 688         minstrel_init_cck_rates(mp);
 689
 690         return mp;
 691 }
 692
 693 static void
 694 minstrel_free(void *priv)
 695 {
 696 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 697         debugfs_remove(((struct minstrel_priv *)priv)->dbg_fixed_rate);
 698 #endif
 699         kfree(priv);
 700 }
 701
 702 static u32 minstrel_get_expected_throughput(void *priv_sta)
 703 {
 704         struct minstrel_sta_info *mi = priv_sta;
 705         struct minstrel_rate_stats *tmp_mrs;
 706         int idx = mi->max_tp_rate[0];
 707         int tmp_cur_tp;
 708
 709         /* convert pkt per sec in kbps (1200 is the average pkt size used for
 710          * computing cur_tp
 711          */
 712         tmp_mrs = &mi->r[idx].stats;
 713         tmp_cur_tp = minstrel_get_tp_avg(&mi->r[idx], tmp_mrs->prob_ewma);
 714         tmp_cur_tp = tmp_cur_tp * 1200 * 8 / 1024;
 715
 716         return tmp_cur_tp;
 717 }
 718
 719 const struct rate_control_ops mac80211_minstrel = {
 720         .name = "minstrel",
 721         .tx_status_noskb = minstrel_tx_status,
 722         .get_rate = minstrel_get_rate,
 723         .rate_init = minstrel_rate_init,
 724         .alloc = minstrel_alloc,
 725         .free = minstrel_free,
 726         .alloc_sta = minstrel_alloc_sta,
 727         .free_sta = minstrel_free_sta,
 728 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
 729         .add_sta_debugfs = minstrel_add_sta_debugfs,
 730         .remove_sta_debugfs = minstrel_remove_sta_debugfs,
 731 #endif
 732         .get_expected_throughput = minstrel_get_expected_throughput,
 733 };
 734
 735 int __init
 736 rc80211_minstrel_init(void)
 737 {
 738         return ieee80211_rate_control_register(&mac80211_minstrel);
 739 }
 740
 741 void
 742 rc80211_minstrel_exit(void)
 743 {
 744         ieee80211_rate_control_unregister(&mac80211_minstrel);
 745 }
 746