sys/net80211/ieee80211_phy.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2007-2008 Sam Leffler, Errno Consulting
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  17  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  18  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  19  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  20  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  21  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  22  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  23  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  24  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  25  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <sys/cdefs.h>
  29 __FBSDID("$FreeBSD$");
  30
  31 /*
  32  * IEEE 802.11 PHY-related support.
  33  */
  34
  35 #include "opt_inet.h"
  36
  37 #include <sys/param.h>
  38 #include <sys/kernel.h>
  39 #include <sys/systm.h>
  40 #include <sys/malloc.h>
  41
  42 #include <sys/socket.h>
  43
  44 #include <net/if.h>
  45 #include <net/if_media.h>
  46
  47 #include <net/ethernet.h>
  48 #include <net/route.h>
  49
  50 #include <net80211/ieee80211_var.h>
  51 #include <net80211/ieee80211_phy.h>
  52
  53 #ifdef notyet
  54 struct ieee80211_ds_plcp_hdr {
  55         uint8_t         i_signal;
  56         uint8_t         i_service;
  57         uint16_t        i_length;
  58         uint16_t        i_crc;
  59 } __packed;
  60
  61 #endif  /* notyet */
  62
  63 /* shorthands to compact tables for readability */
  64 #define OFDM    IEEE80211_T_OFDM
  65 #define CCK     IEEE80211_T_CCK
  66 #define TURBO   IEEE80211_T_TURBO
  67 #define HALF    IEEE80211_T_OFDM_HALF
  68 #define QUART   IEEE80211_T_OFDM_QUARTER
  69 #define HT      IEEE80211_T_HT
  70 /* XXX the 11n and the basic rate flag are unfortunately overlapping. Grr. */
  71 #define N(r)    (IEEE80211_RATE_MCS | r)
  72 #define PBCC    (IEEE80211_T_OFDM_QUARTER+1)            /* XXX */
  73 #define B(r)    (IEEE80211_RATE_BASIC | r)
  74 #define Mb(x)   (x*1000)
  75
  76 static struct ieee80211_rate_table ieee80211_11b_table = {
  77     .rateCount = 4,             /* XXX no PBCC */
  78     .info = {
  79 /*                                   short            ctrl  */
  80 /*                                Preamble  dot11Rate Rate */
  81      [0] = { .phy = CCK,     1000,    0x00,      B(2),   0 },/*   1 Mb */
  82      [1] = { .phy = CCK,     2000,    0x04,      B(4),   1 },/*   2 Mb */
  83      [2] = { .phy = CCK,     5500,    0x04,     B(11),   1 },/* 5.5 Mb */
  84      [3] = { .phy = CCK,    11000,    0x04,     B(22),   1 },/*  11 Mb */
  85      [4] = { .phy = PBCC,   22000,    0x04,        44,   3 } /*  22 Mb */
  86     },
  87 };
  88
  89 static struct ieee80211_rate_table ieee80211_11g_table = {
  90     .rateCount = 12,
  91     .info = {
  92 /*                                   short            ctrl  */
  93 /*                                Preamble  dot11Rate Rate */
  94      [0] = { .phy = CCK,     1000,    0x00,      B(2),   0 },
  95      [1] = { .phy = CCK,     2000,    0x04,      B(4),   1 },
  96      [2] = { .phy = CCK,     5500,    0x04,     B(11),   2 },
  97      [3] = { .phy = CCK,    11000,    0x04,     B(22),   3 },
  98      [4] = { .phy = OFDM,    6000,    0x00,        12,   4 },
  99      [5] = { .phy = OFDM,    9000,    0x00,        18,   4 },
 100      [6] = { .phy = OFDM,   12000,    0x00,        24,   6 },
 101      [7] = { .phy = OFDM,   18000,    0x00,        36,   6 },
 102      [8] = { .phy = OFDM,   24000,    0x00,        48,   8 },
 103      [9] = { .phy = OFDM,   36000,    0x00,        72,   8 },
 104     [10] = { .phy = OFDM,   48000,    0x00,        96,   8 },
 105     [11] = { .phy = OFDM,   54000,    0x00,       108,   8 }
 106     },
 107 };
 108
 109 static struct ieee80211_rate_table ieee80211_11a_table = {
 110     .rateCount = 8,
 111     .info = {
 112 /*                                   short            ctrl  */
 113 /*                                Preamble  dot11Rate Rate */
 114      [0] = { .phy = OFDM,    6000,    0x00,     B(12),   0 },
 115      [1] = { .phy = OFDM,    9000,    0x00,        18,   0 },
 116      [2] = { .phy = OFDM,   12000,    0x00,     B(24),   2 },
 117      [3] = { .phy = OFDM,   18000,    0x00,        36,   2 },
 118      [4] = { .phy = OFDM,   24000,    0x00,     B(48),   4 },
 119      [5] = { .phy = OFDM,   36000,    0x00,        72,   4 },
 120      [6] = { .phy = OFDM,   48000,    0x00,        96,   4 },
 121      [7] = { .phy = OFDM,   54000,    0x00,       108,   4 }
 122     },
 123 };
 124
 125 static struct ieee80211_rate_table ieee80211_half_table = {
 126     .rateCount = 8,
 127     .info = {
 128 /*                                   short            ctrl  */
 129 /*                                Preamble  dot11Rate Rate */
 130      [0] = { .phy = HALF,    3000,    0x00,      B(6),   0 },
 131      [1] = { .phy = HALF,    4500,    0x00,         9,   0 },
 132      [2] = { .phy = HALF,    6000,    0x00,     B(12),   2 },
 133      [3] = { .phy = HALF,    9000,    0x00,        18,   2 },
 134      [4] = { .phy = HALF,   12000,    0x00,     B(24),   4 },
 135      [5] = { .phy = HALF,   18000,    0x00,        36,   4 },
 136      [6] = { .phy = HALF,   24000,    0x00,        48,   4 },
 137      [7] = { .phy = HALF,   27000,    0x00,        54,   4 }
 138     },
 139 };
 140
 141 static struct ieee80211_rate_table ieee80211_quarter_table = {
 142     .rateCount = 8,
 143     .info = {
 144 /*                                   short            ctrl  */
 145 /*                                Preamble  dot11Rate Rate */
 146      [0] = { .phy = QUART,   1500,    0x00,      B(3),   0 },
 147      [1] = { .phy = QUART,   2250,    0x00,         4,   0 },
 148      [2] = { .phy = QUART,   3000,    0x00,      B(9),   2 },
 149      [3] = { .phy = QUART,   4500,    0x00,         9,   2 },
 150      [4] = { .phy = QUART,   6000,    0x00,     B(12),   4 },
 151      [5] = { .phy = QUART,   9000,    0x00,        18,   4 },
 152      [6] = { .phy = QUART,  12000,    0x00,        24,   4 },
 153      [7] = { .phy = QUART,  13500,    0x00,        27,   4 }
 154     },
 155 };
 156
 157 static struct ieee80211_rate_table ieee80211_turbog_table = {
 158     .rateCount = 7,
 159     .info = {
 160 /*                                   short            ctrl  */
 161 /*                                Preamble  dot11Rate Rate */
 162      [0] = { .phy = TURBO,   12000,   0x00,     B(12),   0 },
 163      [1] = { .phy = TURBO,   24000,   0x00,     B(24),   1 },
 164      [2] = { .phy = TURBO,   36000,   0x00,        36,   1 },
 165      [3] = { .phy = TURBO,   48000,   0x00,     B(48),   3 },
 166      [4] = { .phy = TURBO,   72000,   0x00,        72,   3 },
 167      [5] = { .phy = TURBO,   96000,   0x00,        96,   3 },
 168      [6] = { .phy = TURBO,  108000,   0x00,       108,   3 }
 169     },
 170 };
 171
 172 static struct ieee80211_rate_table ieee80211_turboa_table = {
 173     .rateCount = 8,
 174     .info = {
 175 /*                                   short            ctrl  */
 176 /*                                Preamble  dot11Rate Rate */
 177      [0] = { .phy = TURBO,   12000,   0x00,     B(12),   0 },
 178      [1] = { .phy = TURBO,   18000,   0x00,        18,   0 },
 179      [2] = { .phy = TURBO,   24000,   0x00,     B(24),   2 },
 180      [3] = { .phy = TURBO,   36000,   0x00,        36,   2 },
 181      [4] = { .phy = TURBO,   48000,   0x00,     B(48),   4 },
 182      [5] = { .phy = TURBO,   72000,   0x00,        72,   4 },
 183      [6] = { .phy = TURBO,   96000,   0x00,        96,   4 },
 184      [7] = { .phy = TURBO,  108000,   0x00,       108,   4 }
 185     },
 186 };
 187
 188 static struct ieee80211_rate_table ieee80211_11ng_table = {
 189     .rateCount = 36,
 190     .info = {
 191 /*                                   short            ctrl  */
 192 /*                                Preamble  dot11Rate Rate */
 193      [0] = { .phy = CCK,     1000,    0x00,      B(2),   0 },
 194      [1] = { .phy = CCK,     2000,    0x04,      B(4),   1 },
 195      [2] = { .phy = CCK,     5500,    0x04,     B(11),   2 },
 196      [3] = { .phy = CCK,    11000,    0x04,     B(22),   3 },
 197      [4] = { .phy = OFDM,    6000,    0x00,        12,   4 },
 198      [5] = { .phy = OFDM,    9000,    0x00,        18,   4 },
 199      [6] = { .phy = OFDM,   12000,    0x00,        24,   6 },
 200      [7] = { .phy = OFDM,   18000,    0x00,        36,   6 },
 201      [8] = { .phy = OFDM,   24000,    0x00,        48,   8 },
 202      [9] = { .phy = OFDM,   36000,    0x00,        72,   8 },
 203     [10] = { .phy = OFDM,   48000,    0x00,        96,   8 },
 204     [11] = { .phy = OFDM,   54000,    0x00,       108,   8 },
 205
 206     [12] = { .phy = HT,      6500,    0x00,      N(0),   4 },
 207     [13] = { .phy = HT,     13000,    0x00,      N(1),   6 },
 208     [14] = { .phy = HT,     19500,    0x00,      N(2),   6 },
 209     [15] = { .phy = HT,     26000,    0x00,      N(3),   8 },
 210     [16] = { .phy = HT,     39000,    0x00,      N(4),   8 },
 211     [17] = { .phy = HT,     52000,    0x00,      N(5),   8 },
 212     [18] = { .phy = HT,     58500,    0x00,      N(6),   8 },
 213     [19] = { .phy = HT,     65000,    0x00,      N(7),   8 },
 214
 215     [20] = { .phy = HT,     13000,    0x00,      N(8),   4 },
 216     [21] = { .phy = HT,     26000,    0x00,      N(9),   6 },
 217     [22] = { .phy = HT,     39000,    0x00,     N(10),   6 },
 218     [23] = { .phy = HT,     52000,    0x00,     N(11),   8 },
 219     [24] = { .phy = HT,     78000,    0x00,     N(12),   8 },
 220     [25] = { .phy = HT,    104000,    0x00,     N(13),   8 },
 221     [26] = { .phy = HT,    117000,    0x00,     N(14),   8 },
 222     [27] = { .phy = HT,    130000,    0x00,     N(15),   8 },
 223
 224     [28] = { .phy = HT,     19500,    0x00,     N(16),   4 },
 225     [29] = { .phy = HT,     39000,    0x00,     N(17),   6 },
 226     [30] = { .phy = HT,     58500,    0x00,     N(18),   6 },
 227     [31] = { .phy = HT,     78000,    0x00,     N(19),   8 },
 228     [32] = { .phy = HT,    117000,    0x00,     N(20),   8 },
 229     [33] = { .phy = HT,    156000,    0x00,     N(21),   8 },
 230     [34] = { .phy = HT,    175500,    0x00,     N(22),   8 },
 231     [35] = { .phy = HT,    195000,    0x00,     N(23),   8 },
 232
 233     },
 234 };
 235
 236 static struct ieee80211_rate_table ieee80211_11na_table = {
 237     .rateCount = 32,
 238     .info = {
 239 /*                                   short            ctrl  */
 240 /*                                Preamble  dot11Rate Rate */
 241      [0] = { .phy = OFDM,    6000,    0x00,     B(12),   0 },
 242      [1] = { .phy = OFDM,    9000,    0x00,        18,   0 },
 243      [2] = { .phy = OFDM,   12000,    0x00,     B(24),   2 },
 244      [3] = { .phy = OFDM,   18000,    0x00,        36,   2 },
 245      [4] = { .phy = OFDM,   24000,    0x00,     B(48),   4 },
 246      [5] = { .phy = OFDM,   36000,    0x00,        72,   4 },
 247      [6] = { .phy = OFDM,   48000,    0x00,        96,   4 },
 248      [7] = { .phy = OFDM,   54000,    0x00,       108,   4 },
 249
 250      [8] = { .phy = HT,      6500,    0x00,      N(0),   0 },
 251      [9] = { .phy = HT,     13000,    0x00,      N(1),   2 },
 252     [10] = { .phy = HT,     19500,    0x00,      N(2),   2 },
 253     [11] = { .phy = HT,     26000,    0x00,      N(3),   4 },
 254     [12] = { .phy = HT,     39000,    0x00,      N(4),   4 },
 255     [13] = { .phy = HT,     52000,    0x00,      N(5),   4 },
 256     [14] = { .phy = HT,     58500,    0x00,      N(6),   4 },
 257     [15] = { .phy = HT,     65000,    0x00,      N(7),   4 },
 258
 259     [16] = { .phy = HT,     13000,    0x00,      N(8),   0 },
 260     [17] = { .phy = HT,     26000,    0x00,      N(9),   2 },
 261     [18] = { .phy = HT,     39000,    0x00,     N(10),   2 },
 262     [19] = { .phy = HT,     52000,    0x00,     N(11),   4 },
 263     [20] = { .phy = HT,     78000,    0x00,     N(12),   4 },
 264     [21] = { .phy = HT,    104000,    0x00,     N(13),   4 },
 265     [22] = { .phy = HT,    117000,    0x00,     N(14),   4 },
 266     [23] = { .phy = HT,    130000,    0x00,     N(15),   4 },
 267
 268     [24] = { .phy = HT,     19500,    0x00,     N(16),   0 },
 269     [25] = { .phy = HT,     39000,    0x00,     N(17),   2 },
 270     [26] = { .phy = HT,     58500,    0x00,     N(18),   2 },
 271     [27] = { .phy = HT,     78000,    0x00,     N(19),   4 },
 272     [28] = { .phy = HT,    117000,    0x00,     N(20),   4 },
 273     [29] = { .phy = HT,    156000,    0x00,     N(21),   4 },
 274     [30] = { .phy = HT,    175500,    0x00,     N(22),   4 },
 275     [31] = { .phy = HT,    195000,    0x00,     N(23),   4 },
 276
 277     },
 278 };
 279
 280 #undef  Mb
 281 #undef  B
 282 #undef  OFDM
 283 #undef  HALF
 284 #undef  QUART
 285 #undef  CCK
 286 #undef  TURBO
 287 #undef  XR
 288 #undef  HT
 289 #undef  N
 290
 291 /*
 292  * Setup a rate table's reverse lookup table and fill in
 293  * ack durations.  The reverse lookup tables are assumed
 294  * to be initialized to zero (or at least the first entry).
 295  * We use this as a key that indicates whether or not
 296  * we've previously setup the reverse lookup table.
 297  *
 298  * XXX not reentrant, but shouldn't matter
 299  */
 300 static void
 301 ieee80211_setup_ratetable(struct ieee80211_rate_table *rt)
 302 {
 303 #define WLAN_CTRL_FRAME_SIZE \
 304         (sizeof(struct ieee80211_frame_ack) + IEEE80211_CRC_LEN)
 305
 306         int i;
 307
 308         for (i = 0; i < nitems(rt->rateCodeToIndex); i++)
 309                 rt->rateCodeToIndex[i] = (uint8_t) -1;
 310         for (i = 0; i < rt->rateCount; i++) {
 311                 uint8_t code = rt->info[i].dot11Rate;
 312                 uint8_t cix = rt->info[i].ctlRateIndex;
 313                 uint8_t ctl_rate = rt->info[cix].dot11Rate;
 314
 315                 /*
 316                  * Map without the basic rate bit.
 317                  *
 318                  * It's up to the caller to ensure that the basic
 319                  * rate bit is stripped here.
 320                  *
 321                  * For HT, use the MCS rate bit.
 322                  */
 323                 code &= IEEE80211_RATE_VAL;
 324                 if (rt->info[i].phy == IEEE80211_T_HT) {
 325                         code |= IEEE80211_RATE_MCS;
 326                 }
 327
 328                 /* XXX assume the control rate is non-MCS? */
 329                 ctl_rate &= IEEE80211_RATE_VAL;
 330                 rt->rateCodeToIndex[code] = i;
 331
 332                 /*
 333                  * XXX for 11g the control rate to use for 5.5 and 11 Mb/s
 334                  *     depends on whether they are marked as basic rates;
 335                  *     the static tables are setup with an 11b-compatible
 336                  *     2Mb/s rate which will work but is suboptimal
 337                  *
 338                  * NB: Control rate is always less than or equal to the
 339                  *     current rate, so control rate's reverse lookup entry
 340                  *     has been installed and following call is safe.
 341                  */
 342                 rt->info[i].lpAckDuration = ieee80211_compute_duration(rt,
 343                         WLAN_CTRL_FRAME_SIZE, ctl_rate, 0);
 344                 rt->info[i].spAckDuration = ieee80211_compute_duration(rt,
 345                         WLAN_CTRL_FRAME_SIZE, ctl_rate, IEEE80211_F_SHPREAMBLE);
 346         }
 347
 348 #undef WLAN_CTRL_FRAME_SIZE
 349 }
 350
 351 /* Setup all rate tables */
 352 static void
 353 ieee80211_phy_init(void)
 354 {
 355         static struct ieee80211_rate_table * const ratetables[] = {
 356                 &ieee80211_half_table,
 357                 &ieee80211_quarter_table,
 358                 &ieee80211_11na_table,
 359                 &ieee80211_11ng_table,
 360                 &ieee80211_turbog_table,
 361                 &ieee80211_turboa_table,
 362                 &ieee80211_11a_table,
 363                 &ieee80211_11g_table,
 364                 &ieee80211_11b_table
 365         };
 366         int i;
 367
 368         for (i = 0; i < nitems(ratetables); ++i)
 369                 ieee80211_setup_ratetable(ratetables[i]);
 370
 371 }
 372 SYSINIT(wlan_phy, SI_SUB_DRIVERS, SI_ORDER_FIRST, ieee80211_phy_init, NULL);
 373
 374 const struct ieee80211_rate_table *
 375 ieee80211_get_ratetable(struct ieee80211_channel *c)
 376 {
 377         const struct ieee80211_rate_table *rt;
 378
 379         /* XXX HT */
 380         if (IEEE80211_IS_CHAN_HALF(c))
 381                 rt = &ieee80211_half_table;
 382         else if (IEEE80211_IS_CHAN_QUARTER(c))
 383                 rt = &ieee80211_quarter_table;
 384         else if (IEEE80211_IS_CHAN_HTA(c))
 385                 rt = &ieee80211_11na_table;
 386         else if (IEEE80211_IS_CHAN_HTG(c))
 387                 rt = &ieee80211_11ng_table;
 388         else if (IEEE80211_IS_CHAN_108G(c))
 389                 rt = &ieee80211_turbog_table;
 390         else if (IEEE80211_IS_CHAN_ST(c))
 391                 rt = &ieee80211_turboa_table;
 392         else if (IEEE80211_IS_CHAN_TURBO(c))
 393                 rt = &ieee80211_turboa_table;
 394         else if (IEEE80211_IS_CHAN_A(c))
 395                 rt = &ieee80211_11a_table;
 396         else if (IEEE80211_IS_CHAN_ANYG(c))
 397                 rt = &ieee80211_11g_table;
 398         else if (IEEE80211_IS_CHAN_B(c))
 399                 rt = &ieee80211_11b_table;
 400         else {
 401                 /* NB: should not get here */
 402                 panic("%s: no rate table for channel; freq %u flags 0x%x\n",
 403                       __func__, c->ic_freq, c->ic_flags);
 404         }
 405         return rt;
 406 }
 407
 408 /*
 409  * Convert PLCP signal/rate field to 802.11 rate (.5Mbits/s)
 410  *
 411  * Note we do no parameter checking; this routine is mainly
 412  * used to derive an 802.11 rate for constructing radiotap
 413  * header data for rx frames.
 414  *
 415  * XXX might be a candidate for inline
 416  */
 417 uint8_t
 418 ieee80211_plcp2rate(uint8_t plcp, enum ieee80211_phytype type)
 419 {
 420         if (type == IEEE80211_T_OFDM) {
 421                 static const uint8_t ofdm_plcp2rate[16] = {
 422                         [0xb]   = 12,
 423                         [0xf]   = 18,
 424                         [0xa]   = 24,
 425                         [0xe]   = 36,
 426                         [0x9]   = 48,
 427                         [0xd]   = 72,
 428                         [0x8]   = 96,
 429                         [0xc]   = 108
 430                 };
 431                 return ofdm_plcp2rate[plcp & 0xf];
 432         }
 433         if (type == IEEE80211_T_CCK) {
 434                 static const uint8_t cck_plcp2rate[16] = {
 435                         [0xa]   = 2,    /* 0x0a */
 436                         [0x4]   = 4,    /* 0x14 */
 437                         [0x7]   = 11,   /* 0x37 */
 438                         [0xe]   = 22,   /* 0x6e */
 439                         [0xc]   = 44,   /* 0xdc , actually PBCC */
 440                 };
 441                 return cck_plcp2rate[plcp & 0xf];
 442         }
 443         return 0;
 444 }
 445
 446 /*
 447  * Covert 802.11 rate to PLCP signal.
 448  */
 449 uint8_t
 450 ieee80211_rate2plcp(int rate, enum ieee80211_phytype type)
 451 {
 452         /* XXX ignore type for now since rates are unique */
 453         switch (rate) {
 454         /* OFDM rates (cf IEEE Std 802.11a-1999, pp. 14 Table 80) */
 455         case 12:        return 0xb;
 456         case 18:        return 0xf;
 457         case 24:        return 0xa;
 458         case 36:        return 0xe;
 459         case 48:        return 0x9;
 460         case 72:        return 0xd;
 461         case 96:        return 0x8;
 462         case 108:       return 0xc;
 463         /* CCK rates (IEEE Std 802.11b-1999 page 15, subclause 18.2.3.3) */
 464         case 2:         return 10;
 465         case 4:         return 20;
 466         case 11:        return 55;
 467         case 22:        return 110;
 468         /* IEEE Std 802.11g-2003 page 19, subclause 19.3.2.1 */
 469         case 44:        return 220;
 470         }
 471         return 0;               /* XXX unsupported/unknown rate */
 472 }
 473
 474 #define CCK_SIFS_TIME           10
 475 #define CCK_PREAMBLE_BITS       144
 476 #define CCK_PLCP_BITS           48
 477
 478 #define OFDM_SIFS_TIME          16
 479 #define OFDM_PREAMBLE_TIME      20
 480 #define OFDM_PLCP_BITS          22
 481 #define OFDM_SYMBOL_TIME        4
 482
 483 #define OFDM_HALF_SIFS_TIME     32
 484 #define OFDM_HALF_PREAMBLE_TIME 40
 485 #define OFDM_HALF_PLCP_BITS     22
 486 #define OFDM_HALF_SYMBOL_TIME   8
 487
 488 #define OFDM_QUARTER_SIFS_TIME          64
 489 #define OFDM_QUARTER_PREAMBLE_TIME      80
 490 #define OFDM_QUARTER_PLCP_BITS          22
 491 #define OFDM_QUARTER_SYMBOL_TIME        16
 492
 493 #define TURBO_SIFS_TIME         8
 494 #define TURBO_PREAMBLE_TIME     14
 495 #define TURBO_PLCP_BITS         22
 496 #define TURBO_SYMBOL_TIME       4
 497
 498 /*
 499  * Compute the time to transmit a frame of length frameLen bytes
 500  * using the specified rate, phy, and short preamble setting.
 501  * SIFS is included.
 502  */
 503 uint16_t
 504 ieee80211_compute_duration(const struct ieee80211_rate_table *rt,
 505         uint32_t frameLen, uint16_t rate, int isShortPreamble)
 506 {
 507         uint8_t rix = rt->rateCodeToIndex[rate];
 508         uint32_t bitsPerSymbol, numBits, numSymbols, phyTime, txTime;
 509         uint32_t kbps;
 510
 511         KASSERT(rix != (uint8_t)-1, ("rate %d has no info", rate));
 512         kbps = rt->info[rix].rateKbps;
 513         if (kbps == 0)                  /* XXX bandaid for channel changes */
 514                 return 0;
 515
 516         switch (rt->info[rix].phy) {
 517         case IEEE80211_T_CCK:
 518                 phyTime         = CCK_PREAMBLE_BITS + CCK_PLCP_BITS;
 519                 if (isShortPreamble && rt->info[rix].shortPreamble)
 520                         phyTime >>= 1;
 521                 numBits         = frameLen << 3;
 522                 txTime          = CCK_SIFS_TIME + phyTime
 523                                 + ((numBits * 1000)/kbps);
 524                 break;
 525         case IEEE80211_T_OFDM:
 526                 bitsPerSymbol   = (kbps * OFDM_SYMBOL_TIME) / 1000;
 527                 KASSERT(bitsPerSymbol != 0, ("full rate bps"));
 528
 529                 numBits         = OFDM_PLCP_BITS + (frameLen << 3);
 530                 numSymbols      = howmany(numBits, bitsPerSymbol);
 531                 txTime          = OFDM_SIFS_TIME
 532                                 + OFDM_PREAMBLE_TIME
 533                                 + (numSymbols * OFDM_SYMBOL_TIME);
 534                 break;
 535         case IEEE80211_T_OFDM_HALF:
 536                 bitsPerSymbol   = (kbps * OFDM_HALF_SYMBOL_TIME) / 1000;
 537                 KASSERT(bitsPerSymbol != 0, ("1/4 rate bps"));
 538
 539                 numBits         = OFDM_PLCP_BITS + (frameLen << 3);
 540                 numSymbols      = howmany(numBits, bitsPerSymbol);
 541                 txTime          = OFDM_HALF_SIFS_TIME
 542                                 + OFDM_HALF_PREAMBLE_TIME
 543                                 + (numSymbols * OFDM_HALF_SYMBOL_TIME);
 544                 break;
 545         case IEEE80211_T_OFDM_QUARTER:
 546                 bitsPerSymbol   = (kbps * OFDM_QUARTER_SYMBOL_TIME) / 1000;
 547                 KASSERT(bitsPerSymbol != 0, ("1/2 rate bps"));
 548
 549                 numBits         = OFDM_PLCP_BITS + (frameLen << 3);
 550                 numSymbols      = howmany(numBits, bitsPerSymbol);
 551                 txTime          = OFDM_QUARTER_SIFS_TIME
 552                                 + OFDM_QUARTER_PREAMBLE_TIME
 553                                 + (numSymbols * OFDM_QUARTER_SYMBOL_TIME);
 554                 break;
 555         case IEEE80211_T_TURBO:
 556                 /* we still save OFDM rates in kbps - so double them */
 557                 bitsPerSymbol = ((kbps << 1) * TURBO_SYMBOL_TIME) / 1000;
 558                 KASSERT(bitsPerSymbol != 0, ("turbo bps"));
 559
 560                 numBits       = TURBO_PLCP_BITS + (frameLen << 3);
 561                 numSymbols    = howmany(numBits, bitsPerSymbol);
 562                 txTime        = TURBO_SIFS_TIME + TURBO_PREAMBLE_TIME
 563                               + (numSymbols * TURBO_SYMBOL_TIME);
 564                 break;
 565         default:
 566                 panic("%s: unknown phy %u (rate %u)\n", __func__,
 567                       rt->info[rix].phy, rate);
 568         }
 569         return txTime;
 570 }
 571
 572 static const uint16_t ht20_bps[32] = {
 573         26, 52, 78, 104, 156, 208, 234, 260,
 574         52, 104, 156, 208, 312, 416, 468, 520,
 575         78, 156, 234, 312, 468, 624, 702, 780,
 576         104, 208, 312, 416, 624, 832, 936, 1040
 577 };
 578 static const uint16_t ht40_bps[32] = {
 579         54, 108, 162, 216, 324, 432, 486, 540,
 580         108, 216, 324, 432, 648, 864, 972, 1080,
 581         162, 324, 486, 648, 972, 1296, 1458, 1620,
 582         216, 432, 648, 864, 1296, 1728, 1944, 2160
 583 };
 584
 585 #define OFDM_PLCP_BITS  22
 586 #define HT_L_STF        8
 587 #define HT_L_LTF        8
 588 #define HT_L_SIG        4
 589 #define HT_SIG          8
 590 #define HT_STF          4
 591 #define HT_LTF(n)       ((n) * 4)
 592
 593 /*
 594  * Calculate the transmit duration of an 11n frame.
 595  */
 596 uint32_t
 597 ieee80211_compute_duration_ht(uint32_t frameLen, uint16_t rate,
 598     int streams, int isht40, int isShortGI)
 599 {
 600         uint32_t bitsPerSymbol, numBits, numSymbols, txTime;
 601
 602         KASSERT(rate & IEEE80211_RATE_MCS, ("not mcs %d", rate));
 603         KASSERT((rate &~ IEEE80211_RATE_MCS) < 31, ("bad mcs 0x%x", rate));
 604
 605         if (isht40)
 606                 bitsPerSymbol = ht40_bps[rate & 0x1f];
 607         else
 608                 bitsPerSymbol = ht20_bps[rate & 0x1f];
 609         numBits = OFDM_PLCP_BITS + (frameLen << 3);
 610         numSymbols = howmany(numBits, bitsPerSymbol);
 611         if (isShortGI)
 612                 txTime = ((numSymbols * 18) + 4) / 5;   /* 3.6us */
 613         else
 614                 txTime = numSymbols * 4;                /* 4us */
 615         return txTime + HT_L_STF + HT_L_LTF +
 616             HT_L_SIG + HT_SIG + HT_STF + HT_LTF(streams);
 617 }
 618
 619 #undef  HT_LTF
 620 #undef  HT_STF
 621 #undef  HT_SIG
 622 #undef  HT_L_SIG
 623 #undef  HT_L_LTF
 624 #undef  HT_L_STF
 625 #undef  OFDM_PLCP_BITS