ath9k: DFS - add pulse chirp detection for FCC
authorZefir Kurtisi <zefir.kurtisi@neratec.com>
Tue, 16 Jun 2015 10:52:16 +0000 (12:52 +0200)
committerKalle Valo <kvalo@codeaurora.org>
Sat, 11 Jul 2015 16:51:53 +0000 (19:51 +0300)
FCC long pulse radar (type 5) requires pulses to be
checked for chirping. This patch implements chirp
detection based on the FFT data provided for long
pulses.

A chirp is detected when a set of criteria defined
by FCC pulse characteristics is met, including
* have at least 4 FFT samples
* max_bin index moves equidistantly between samples
* the gradient is within defined range

The chirp detection has been tested with reference
radar generating devices and proved to work reliably.

Signed-off-by: Zefir Kurtisi <zefir.kurtisi@neratec.com>
Signed-off-by: Kalle Valo <kvalo@codeaurora.org>
drivers/net/wireless/ath/ath9k/dfs.c

index 5025a4e91a8bd2f5b03a9d13ffbfba5afb6b3472..1ece42c2443d79e3d73e999b0ff5a6edb8b08fc7 100644 (file)
@@ -30,6 +30,157 @@ struct ath_radar_data {
        u8 pulse_length_pri;
 };
 
+/**** begin: CHIRP ************************************************************/
+
+/* min and max gradients for defined FCC chirping pulses, given by
+ * - 20MHz chirp width over a pulse width of  50us
+ * -  5MHz chirp width over a pulse width of 100us
+ */
+static const int BIN_DELTA_MIN         = 1;
+static const int BIN_DELTA_MAX         = 10;
+
+/* we need at least 3 deltas / 4 samples for a reliable chirp detection */
+#define NUM_DIFFS 3
+static const int FFT_NUM_SAMPLES       = (NUM_DIFFS + 1);
+
+/* Threshold for difference of delta peaks */
+static const int MAX_DIFF              = 2;
+
+/* width range to be checked for chirping */
+static const int MIN_CHIRP_PULSE_WIDTH = 20;
+static const int MAX_CHIRP_PULSE_WIDTH = 110;
+
+struct ath9k_dfs_fft_20 {
+       u8 bin[28];
+       u8 lower_bins[3];
+} __packed;
+struct ath9k_dfs_fft_40 {
+       u8 bin[64];
+       u8 lower_bins[3];
+       u8 upper_bins[3];
+} __packed;
+
+static inline int fft_max_index(u8 *bins)
+{
+       return (bins[2] & 0xfc) >> 2;
+}
+static inline int fft_max_magnitude(u8 *bins)
+{
+       return (bins[0] & 0xc0) >> 6 | bins[1] << 2 | (bins[2] & 0x03) << 10;
+}
+static inline u8 fft_bitmap_weight(u8 *bins)
+{
+       return bins[0] & 0x3f;
+}
+
+static int ath9k_get_max_index_ht40(struct ath9k_dfs_fft_40 *fft,
+                                   bool is_ctl, bool is_ext)
+{
+       const int DFS_UPPER_BIN_OFFSET = 64;
+       /* if detected radar on both channels, select the significant one */
+       if (is_ctl && is_ext) {
+               /* first check wether channels have 'strong' bins */
+               is_ctl = fft_bitmap_weight(fft->lower_bins) != 0;
+               is_ext = fft_bitmap_weight(fft->upper_bins) != 0;
+
+               /* if still unclear, take higher magnitude */
+               if (is_ctl && is_ext) {
+                       int mag_lower = fft_max_magnitude(fft->lower_bins);
+                       int mag_upper = fft_max_magnitude(fft->upper_bins);
+                       if (mag_upper > mag_lower)
+                               is_ctl = false;
+                       else
+                               is_ext = false;
+               }
+       }
+       if (is_ctl)
+               return fft_max_index(fft->lower_bins);
+       return fft_max_index(fft->upper_bins) + DFS_UPPER_BIN_OFFSET;
+}
+static bool ath9k_check_chirping(struct ath_softc *sc, u8 *data,
+                                int datalen, bool is_ctl, bool is_ext)
+{
+       int i;
+       int max_bin[FFT_NUM_SAMPLES];
+       struct ath_hw *ah = sc->sc_ah;
+       struct ath_common *common = ath9k_hw_common(ah);
+       int prev_delta;
+
+       if (IS_CHAN_HT40(ah->curchan)) {
+               struct ath9k_dfs_fft_40 *fft = (struct ath9k_dfs_fft_40 *) data;
+               int num_fft_packets = datalen / sizeof(*fft);
+               if (num_fft_packets == 0)
+                       return false;
+
+               ath_dbg(common, DFS, "HT40: datalen=%d, num_fft_packets=%d\n",
+                       datalen, num_fft_packets);
+               if (num_fft_packets < (FFT_NUM_SAMPLES)) {
+                       ath_dbg(common, DFS, "not enough packets for chirp\n");
+                       return false;
+               }
+               /* HW sometimes adds 2 garbage bytes in front of FFT samples */
+               if ((datalen % sizeof(*fft)) == 2) {
+                       fft = (struct ath9k_dfs_fft_40 *) (data + 2);
+                       ath_dbg(common, DFS, "fixing datalen by 2\n");
+               }
+               if (IS_CHAN_HT40MINUS(ah->curchan)) {
+                       int temp = is_ctl;
+                       is_ctl = is_ext;
+                       is_ext = temp;
+               }
+               for (i = 0; i < FFT_NUM_SAMPLES; i++)
+                       max_bin[i] = ath9k_get_max_index_ht40(fft + i, is_ctl,
+                                                             is_ext);
+       } else {
+               struct ath9k_dfs_fft_20 *fft = (struct ath9k_dfs_fft_20 *) data;
+               int num_fft_packets = datalen / sizeof(*fft);
+               if (num_fft_packets == 0)
+                       return false;
+               ath_dbg(common, DFS, "HT20: datalen=%d, num_fft_packets=%d\n",
+                       datalen, num_fft_packets);
+               if (num_fft_packets < (FFT_NUM_SAMPLES)) {
+                       ath_dbg(common, DFS, "not enough packets for chirp\n");
+                       return false;
+               }
+               /* in ht20, this is a 6-bit signed number => shift it to 0 */
+               for (i = 0; i < FFT_NUM_SAMPLES; i++)
+                       max_bin[i] = fft_max_index(fft[i].lower_bins) ^ 0x20;
+       }
+       ath_dbg(common, DFS, "bin_max = [%d, %d, %d, %d]\n",
+               max_bin[0], max_bin[1], max_bin[2], max_bin[3]);
+
+       /* Check for chirp attributes within specs
+        * a) delta of adjacent max_bins is within range
+        * b) delta of adjacent deltas are within tolerance
+        */
+       prev_delta = 0;
+       for (i = 0; i < NUM_DIFFS; i++) {
+               int ddelta = -1;
+               int delta = max_bin[i + 1] - max_bin[i];
+
+               /* ensure gradient is within valid range */
+               if (abs(delta) < BIN_DELTA_MIN || abs(delta) > BIN_DELTA_MAX) {
+                       ath_dbg(common, DFS, "CHIRP: invalid delta %d "
+                               "in sample %d\n", delta, i);
+                       return false;
+               }
+               if (i == 0)
+                       goto done;
+               ddelta = delta - prev_delta;
+               if (abs(ddelta) > MAX_DIFF) {
+                       ath_dbg(common, DFS, "CHIRP: ddelta %d too high\n",
+                               ddelta);
+                       return false;
+               }
+done:
+               ath_dbg(common, DFS, "CHIRP - %d: delta=%d, ddelta=%d\n",
+                       i, delta, ddelta);
+               prev_delta = delta;
+       }
+       return true;
+}
+/**** end: CHIRP **************************************************************/
+
 /* convert pulse duration to usecs, considering clock mode */
 static u32 dur_to_usecs(struct ath_hw *ah, u32 dur)
 {
@@ -113,12 +264,6 @@ ath9k_postprocess_radar_event(struct ath_softc *sc,
                return false;
        }
 
-       /*
-        * TODO: check chirping pulses
-        *       checks for chirping are dependent on the DFS regulatory domain
-        *       used, which is yet TBD
-        */
-
        /* convert duration to usecs */
        pe->width = dur_to_usecs(sc->sc_ah, dur);
        pe->rssi = rssi;
@@ -190,6 +335,16 @@ void ath9k_dfs_process_phyerr(struct ath_softc *sc, void *data,
        if (!ath9k_postprocess_radar_event(sc, &ard, &pe))
                return;
 
+       if (pe.width > MIN_CHIRP_PULSE_WIDTH &&
+           pe.width < MAX_CHIRP_PULSE_WIDTH) {
+               bool is_ctl = !!(ard.pulse_bw_info & PRI_CH_RADAR_FOUND);
+               bool is_ext = !!(ard.pulse_bw_info & EXT_CH_RADAR_FOUND);
+               int clen = datalen - 3;
+               pe.chirp = ath9k_check_chirping(sc, data, clen, is_ctl, is_ext);
+       } else {
+               pe.chirp = false;
+       }
+
        ath_dbg(common, DFS,
                "ath9k_dfs_process_phyerr: type=%d, freq=%d, ts=%llu, "
                "width=%d, rssi=%d, delta_ts=%llu\n",