src/ats/gnunet-service-ats-solver_ril.c

   1 /*
   2  This file is part of GNUnet.
   3  (C) 2011 Christian Grothoff (and other contributing authors)
   4
   5  GNUnet is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  it under the terms of the GNU General Public License as published
   7  by the Free Software Foundation; either version 3, or (at your
   8  option) any later version.
   9
  10  GNUnet is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  General Public License for more details.
  14
  15  You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  along with GNUnet; see the file COPYING.  If not, write to the
  17  Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  18  Boston, MA 02111-1307, USA.
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file ats/gnunet-service-ats-solver_ril.c
  23  * @brief ATS reinforcement learning solver
  24  * @author Fabian Oehlmann
  25  * @author Matthias Wachs
  26  */
  27 #include "platform.h"
  28 #include "float.h"
  29 #include "gnunet_util_lib.h"
  30 #include "gnunet-service-ats_addresses.h"
  31 #include "gnunet_statistics_service.h"
  32
  33 #define LOG(kind,...) GNUNET_log_from (kind, "ats-ril",__VA_ARGS__)
  34
  35 #define RIL_ACTION_INVALID -1
  36 #define RIL_FEATURES_ADDRESS_COUNT (3 + GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount)
  37 #define RIL_FEATURES_NETWORK_COUNT 4
  38
  39 #define RIL_DEFAULT_STEP_TIME GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_UNIT_MILLISECONDS, 3000)
  40 #define RIL_DEFAULT_ALGORITHM RIL_ALGO_Q
  41 #define RIL_DEFAULT_DISCOUNT_FACTOR 0.5
  42 #define RIL_DEFAULT_GRADIENT_STEP_SIZE 0.4
  43 #define RIL_DEFAULT_TRACE_DECAY 0.6
  44 #define RIL_EXPLORE_RATIO 0.1
  45
  46 /**
  47  * ATS reinforcement learning solver
  48  *
  49  * General description
  50  */
  51
  52 /**
  53  * TODO! implement reward calculation 1 and 2 (i.e. meeting preferences and taking scores)
  54  */
  55
  56 enum RIL_Action_Type
  57 {
  58   RIL_ACTION_NOTHING = 0,
  59   RIL_ACTION_BW_IN_DBL = 1,
  60   RIL_ACTION_BW_IN_HLV = 2,
  61   RIL_ACTION_BW_IN_INC = 3,
  62   RIL_ACTION_BW_IN_DEC = 4,
  63   RIL_ACTION_BW_OUT_DBL = 5,
  64   RIL_ACTION_BW_OUT_HLV = 6,
  65   RIL_ACTION_BW_OUT_INC = 7,
  66   RIL_ACTION_BW_OUT_DEC = 8,
  67   RIL_ACTION_TYPE_NUM = 9
  68 };
  69
  70 enum RIL_Algorithm
  71 {
  72   RIL_ALGO_SARSA = 0,
  73   RIL_ALGO_Q = 1
  74 };
  75
  76 enum RIL_E_Modification
  77 {
  78   RIL_E_SET,
  79   RIL_E_ZERO,
  80   RIL_E_ACCUMULATE,
  81   RIL_E_REPLACE
  82 };
  83
  84 /**
  85  * Global learning parameters
  86  */
  87 struct RIL_Learning_Parameters
  88 {
  89   /**
  90    * The TD-algorithm to use
  91    */
  92   enum RIL_Algorithm algorithm;
  93
  94   /**
  95    * Learning discount factor in the TD-update
  96    */
  97   float gamma;
  98
  99   /**
 100    * Gradient-descent step-size
 101    */
 102   float alpha;
 103
 104   /**
 105    * Trace-decay factor for eligibility traces
 106    */
 107   float lambda;
 108 };
 109
 110 /**
 111  * Wrapper for addresses to store them in agent's linked list
 112  */
 113 struct RIL_Address_Wrapped
 114 {
 115   /**
 116    * Next in DLL
 117    */
 118   struct RIL_Address_Wrapped *next;
 119
 120   /**
 121    * Previous in DLL
 122    */
 123   struct RIL_Address_Wrapped *prev;
 124
 125   /**
 126    * The address
 127    */
 128   struct ATS_Address *address_naked;
 129 };
 130
 131 struct RIL_Peer_Agent
 132 {
 133   /**
 134    * Next agent in solver's linked list
 135    */
 136   struct RIL_Peer_Agent *next;
 137
 138   /**
 139    * Previous agent in solver's linked list
 140    */
 141   struct RIL_Peer_Agent *prev;
 142
 143   /**
 144    * Environment handle
 145    */
 146   struct GAS_RIL_Handle *envi;
 147
 148   /**
 149    * Peer ID
 150    */
 151   struct GNUNET_PeerIdentity peer;
 152
 153   /**
 154    * Whether the agent is active or not
 155    */
 156   int active; //TODO? rename into "requested", since it rather depicts whether there is a request pending for it
 157
 158   /**
 159    * Number of performed time-steps
 160    */
 161   unsigned long long step_count;
 162
 163   /**
 164    * Experience matrix W
 165    */
 166   double ** W;
 167
 168   /**
 169    * Number of rows of W / Number of state-vector features
 170    */
 171   unsigned int m;
 172
 173   /**
 174    * Number of columns of W / Number of actions
 175    */
 176   unsigned int n;
 177
 178   /**
 179    * Last perceived state feature vector
 180    */
 181   double * s_old;
 182
 183   /**
 184    * Last chosen action
 185    */
 186   int a_old;
 187
 188   /**
 189    * Eligibility trace vector
 190    */
 191   double * e;
 192
 193   /**
 194    * Address in use
 195    */
 196   struct ATS_Address * address_inuse;
 197
 198   /**
 199    * Head of addresses DLL
 200    */
 201   struct RIL_Address_Wrapped * addresses_head;
 202
 203   /**
 204    * Tail of addresses DLL
 205    */
 206   struct RIL_Address_Wrapped * addresses_tail;
 207
 208   /**
 209    * Inbound bandwidth assigned by the agent
 210    */
 211   unsigned long long bw_in;
 212
 213   /**
 214    * Outbound bandwidth assigned by the agent
 215    */
 216   unsigned long long bw_out;
 217 };
 218
 219 struct RIL_Network
 220 {
 221   /**
 222    * ATS network type
 223    */
 224   enum GNUNET_ATS_Network_Type type;
 225
 226   /**
 227    * Total available inbound bandwidth
 228    */
 229   unsigned long long bw_in_available;
 230
 231   /**
 232    * Total assigned outbound bandwidth
 233    */
 234   unsigned long long bw_in_assigned;
 235
 236   /**
 237    * Total available outbound bandwidth
 238    */
 239   unsigned long long bw_out_available;
 240
 241   /**
 242    * Total assigned outbound bandwidth
 243    */
 244   unsigned long long bw_out_assigned;
 245 };
 246
 247 struct RIL_Callbacks
 248 {
 249   /**
 250    * Bandwidth changed callback
 251    */
 252   GAS_bandwidth_changed_cb bw_changed;
 253
 254   /**
 255    * Bandwidth changed callback cls
 256    */
 257   void *bw_changed_cls;
 258
 259   /**
 260    * ATS function to get preferences
 261    */
 262   GAS_get_preferences get_preferences;
 263
 264   /**
 265    * Closure for ATS function to get preferences
 266    */
 267   void *get_preferences_cls;
 268
 269   /**
 270    * ATS function to get properties
 271    */
 272   GAS_get_properties get_properties;
 273
 274   /**
 275    * Closure for ATS function to get properties
 276    */
 277   void *get_properties_cls;
 278 };
 279
 280 /**
 281  * A handle for the reinforcement learning solver
 282  */
 283 struct GAS_RIL_Handle
 284 {
 285   /**
 286    * Statistics handle
 287    */
 288   struct GNUNET_STATISTICS_Handle *stats;
 289
 290   /**
 291    * Hashmap containing all valid addresses
 292    */
 293   const struct GNUNET_CONTAINER_MultiPeerMap *addresses;
 294
 295   /**
 296    * Callbacks for the solver
 297    */
 298   struct RIL_Callbacks *callbacks;
 299
 300   /**
 301    * Bulk lock
 302    */
 303   int bulk_lock;
 304
 305   /**
 306    * Number of changes while solver was locked
 307    */
 308   int bulk_requests;
 309
 310   /**
 311    * Number of performed time-steps
 312    */
 313   unsigned long long step_count;
 314
 315   /**
 316    * Interval time between steps in milliseconds //TODO? put in agent
 317    */
 318   struct GNUNET_TIME_Relative step_time;
 319
 320   /**
 321    * Task identifier of the next time-step to be executed //TODO? put in agent
 322    */
 323   GNUNET_SCHEDULER_TaskIdentifier next_step;
 324
 325   /**
 326    * Learning parameters
 327    */
 328   struct RIL_Learning_Parameters parameters;
 329
 330   /**
 331    * Array of networks with global assignment state
 332    */
 333   struct RIL_Network * network_entries;
 334
 335   /**
 336    * Networks count
 337    */
 338   unsigned int networks_count;
 339
 340   /**
 341    * List of active peer-agents
 342    */
 343   struct RIL_Peer_Agent * agents_head;
 344   struct RIL_Peer_Agent * agents_tail;
 345 };
 346
 347 /**
 348  *  Private functions
 349  *  ---------------------------
 350  */
 351
 352 /**
 353  * Estimate the current action-value for state s and action a
 354  * @param agent agent performing the estimation
 355  * @param state s
 356  * @param action a
 357  * @return estimation value
 358  */
 359 static double
 360 agent_estimate_q (struct RIL_Peer_Agent *agent, double *state, int action)
 361 {
 362   int i;
 363   double result = 0;
 364
 365   for (i = 0; i < agent->m; i++)
 366   {
 367     result += state[i] * agent->W[action][i];
 368   }
 369
 370   return result;
 371 }
 372
 373 /**
 374  * Decide whether to do exploration (i.e. taking a new action) or exploitation (i.e. taking the
 375  * currently estimated best action) in the current step
 376  * @param agent agent performing the step
 377  * @return yes, if exploring
 378  */
 379 static int
 380 agent_decide_exploration (struct RIL_Peer_Agent *agent)
 381 {
 382   double r = (double) GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK,
 383       UINT32_MAX) / (double) UINT32_MAX;
 384
 385 if  (r < RIL_EXPLORE_RATIO)
 386   {
 387     return GNUNET_YES;
 388   }
 389   return GNUNET_NO;
 390 }
 391
 392 static int
 393 agent_address_get_index (struct RIL_Peer_Agent *agent, struct ATS_Address *address)
 394 {
 395   int i;
 396   struct RIL_Address_Wrapped *cur;
 397
 398   i = -1;
 399   for (cur = agent->addresses_head; NULL != cur; cur = cur->next)
 400   {
 401     i++;
 402     if (cur->address_naked == address)
 403     {
 404       return i;
 405     }
 406   }
 407
 408   return i;
 409 }
 410
 411 static struct RIL_Address_Wrapped *
 412 agent_address_get (struct RIL_Peer_Agent *agent, struct ATS_Address *address)
 413 {
 414   struct RIL_Address_Wrapped *cur;
 415
 416   for (cur = agent->addresses_head; NULL != cur; cur = cur->next)
 417   {
 418     if (cur->address_naked == address)
 419     {
 420       return cur;
 421     }
 422   }
 423
 424   return NULL ;
 425 }
 426
 427 /**
 428  * Gets the action, with the maximal estimated Q-value (i.e. the one currently estimated to bring the
 429  * most reward in the future)
 430  * @param agent agent performing the calculation
 431  * @param state the state from which to take the action
 432  * @return the action promising most future reward
 433  */
 434 static int
 435 agent_get_action_best (struct RIL_Peer_Agent *agent, double *state)
 436 {
 437   int i;
 438   int max_i = RIL_ACTION_INVALID;
 439   double cur_q;
 440   double max_q = -DBL_MAX;
 441
 442   for (i = 0; i < agent->n; i++)
 443   {
 444     cur_q = agent_estimate_q (agent, state, i);
 445     if (cur_q > max_q)
 446     {
 447       max_q = cur_q;
 448       max_i = i;
 449     }
 450   }
 451
 452   GNUNET_assert(RIL_ACTION_INVALID != max_i);
 453
 454   return max_i;
 455 }
 456
 457 /**
 458  * Gets any action, to explore the action space from that state
 459  * @param agent agent performing the calculation
 460  * @param state the state from which to take the action
 461  * @return any action
 462  */
 463 static int
 464 agent_get_action_explore (struct RIL_Peer_Agent *agent, double *state)
 465 {
 466   return GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK, agent->n);
 467 }
 468
 469 /**
 470  * Updates the weights (i.e. coefficients) of the weight vector in matrix W for action a
 471  * @param agent the agent performing the update
 472  * @param reward the reward received for the last action
 473  * @param s_next the new state, the last step got the agent into
 474  * @param a_prime the new
 475  */
 476 static void
 477 agent_update_weights (struct RIL_Peer_Agent *agent, double reward, double *s_next, int a_prime)
 478 {
 479   int i;
 480   double delta;
 481   double *theta = agent->W[agent->a_old];
 482
 483   delta = reward + agent_estimate_q (agent, s_next, a_prime)
 484       - agent_estimate_q (agent, agent->s_old, agent->a_old);
 485   for (i = 0; i < agent->m; i++)
 486   {
 487     theta[i] += agent->envi->parameters.alpha * delta * (agent->e)[i];
 488   }
 489 }
 490
 491 /**
 492  * Changes the eligibility trace vector e in various manners:
 493  * RIL_E_ACCUMULATE - adds 1 to each component as in accumulating eligibility traces
 494  * RIL_E_REPLACE - resets each component to 1 as in replacing traces
 495  * RIL_E_SET - multiplies e with gamma and lambda as in the update rule
 496  * RIL_E_ZERO - sets e to 0 as in Watkin's Q-learning algorithm when exploring and when initializing
 497  * @param agent
 498  * @param mod
 499  */
 500 static void
 501 agent_modify_eligibility (struct RIL_Peer_Agent *agent, enum RIL_E_Modification mod)
 502 {
 503   int i;
 504   double *e = agent->e;
 505   double gamma = agent->envi->parameters.gamma;
 506   double lambda = agent->envi->parameters.lambda;
 507
 508   for (i = 0; i < agent->m; i++)
 509   {
 510     switch (mod)
 511     {
 512     case RIL_E_ACCUMULATE:
 513       e[i] += 1;
 514       break;
 515     case RIL_E_REPLACE:
 516       e[i] = 1;
 517       break;
 518     case RIL_E_SET:
 519       e[i] = gamma * lambda;
 520       break;
 521     case RIL_E_ZERO:
 522       e[i] = 0;
 523       break;
 524     }
 525   }
 526 }
 527
 528 static void
 529 envi_set_active_suggestion (struct GAS_RIL_Handle *solver,
 530     struct RIL_Peer_Agent *agent,
 531     struct ATS_Address *new_address,
 532     unsigned long long new_bw_in,
 533     unsigned long long new_bw_out,
 534     int silent)
 535 {
 536   int notify = GNUNET_NO;
 537
 538   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "set_active_suggestion()\n");
 539
 540   //address change
 541   if (agent->address_inuse != new_address)
 542   {
 543     if (NULL != agent->address_inuse)
 544     {
 545       agent->address_inuse->active = GNUNET_NO;
 546       agent->address_inuse->assigned_bw_in.value__ = htonl (0);
 547       agent->address_inuse->assigned_bw_out.value__ = htonl (0);
 548     }
 549     if (NULL != new_address)
 550     {
 551       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "set address active: %s\n", agent->active ? "yes" : "no");
 552       new_address->active = agent->active;
 553       new_address->assigned_bw_in.value__ = htonl (agent->bw_in);
 554       new_address->assigned_bw_out.value__ = htonl (agent->bw_out);
 555     }
 556     notify |= GNUNET_YES;
 557   }
 558
 559   if (new_address)
 560   {
 561     //activity change
 562     if (new_address->active != agent->active)
 563     {
 564       new_address->active = agent->active;
 565     }
 566
 567     //bw change
 568     if (agent->bw_in != new_bw_in)
 569     {
 570       agent->bw_in = new_bw_in;
 571       new_address->assigned_bw_in.value__ = htonl (new_bw_out);
 572       notify |= GNUNET_YES;
 573     }
 574     if (agent->bw_out != new_bw_out)
 575     {
 576       agent->bw_out = new_bw_out;
 577       new_address->assigned_bw_out.value__ = htonl (new_bw_out);
 578       notify |= GNUNET_YES;
 579     }
 580   }
 581
 582   if (notify && agent->active && (GNUNET_NO == silent))
 583   {
 584     if (new_address)
 585     {
 586       solver->callbacks->bw_changed (solver->callbacks->bw_changed_cls, new_address);
 587     }
 588     else
 589     {
 590       GNUNET_assert (0 == ntohl(agent->address_inuse->assigned_bw_in.value__));
 591       GNUNET_assert (0 == ntohl(agent->address_inuse->assigned_bw_out.value__));
 592       agent->bw_in = 0;
 593       agent->bw_out = 0;
 594       //disconnect
 595       solver->callbacks->bw_changed (solver->callbacks->bw_changed_cls, agent->address_inuse);
 596     }
 597   }
 598   agent->address_inuse = new_address;
 599 }
 600
 601 /**
 602  * Allocates a state vector and fills it with the features present
 603  * @param solver the solver handle
 604  * @return pointer to the state vector
 605  */
 606 static double *
 607 envi_get_state (struct GAS_RIL_Handle *solver, struct RIL_Peer_Agent *agent)
 608 {
 609   int i;
 610   int k;
 611   struct RIL_Network *net;
 612   double *state = GNUNET_malloc (sizeof (double) * agent->m);
 613   struct RIL_Address_Wrapped *cur_address;
 614   const double *properties;
 615
 616   for (i = 0; i < solver->networks_count; i++)
 617   {
 618     net = &solver->network_entries[i];
 619     state[i * RIL_FEATURES_NETWORK_COUNT + 0] = (double) net->bw_in_assigned;
 620     state[i * RIL_FEATURES_NETWORK_COUNT + 1] = (double) net->bw_in_available;
 621     state[i * RIL_FEATURES_NETWORK_COUNT + 2] = (double) net->bw_out_assigned;
 622     state[i * RIL_FEATURES_NETWORK_COUNT + 3] = (double) net->bw_out_available;
 623   }
 624
 625   i = i * RIL_FEATURES_NETWORK_COUNT; //first address feature
 626
 627   for (cur_address = agent->addresses_head; NULL != cur_address; cur_address = cur_address->next)
 628   {
 629     state[i++] = cur_address->address_naked->active;
 630     state[i++] = cur_address->address_naked->active ? agent->bw_in : 0;
 631     state[i++] = cur_address->address_naked->active ? agent->bw_out : 0;
 632     properties = solver->callbacks->get_properties (solver->callbacks->get_properties_cls, cur_address->address_naked);
 633     for (k = 0; k < GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount; k++)
 634     {
 635       state[i++] = properties[k];
 636     }
 637   }
 638
 639   return state;
 640 }
 641
 642 /**
 643  * Gets the reward of the last performed step
 644  * @param solver solver handle
 645  * @return the reward
 646  */
 647 static double
 648 envi_get_reward (struct GAS_RIL_Handle *solver, struct RIL_Peer_Agent *agent)
 649 {
 650   //TODO! implement reward calculation
 651
 652   return (double) GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK, UINT32_MAX)
 653       / (double) UINT32_MAX;
 654 }
 655
 656 static void
 657 envi_action_bw_double (struct GAS_RIL_Handle *solver,
 658     struct RIL_Peer_Agent *agent,
 659     int direction_in)
 660 {
 661   if (direction_in)
 662   {
 663     envi_set_active_suggestion (solver, agent, agent->address_inuse, agent->bw_in * 2,
 664         agent->bw_out, GNUNET_NO);
 665   }
 666   else
 667   {
 668     envi_set_active_suggestion (solver, agent, agent->address_inuse, agent->bw_in,
 669         agent->bw_out * 2, GNUNET_NO);
 670   }
 671 }
 672
 673 static void
 674 envi_action_bw_halven (struct GAS_RIL_Handle *solver,
 675     struct RIL_Peer_Agent *agent,
 676     int direction_in)
 677 {
 678   uint32_t min_bw = ntohl (GNUNET_CONSTANTS_DEFAULT_BW_IN_OUT.value__);
 679   unsigned long long new_bw;
 680
 681   if (direction_in)
 682   {
 683     new_bw = agent->bw_in / 2;
 684     if (new_bw < min_bw)
 685       new_bw = min_bw;
 686     envi_set_active_suggestion (solver, agent, agent->address_inuse, new_bw, agent->bw_out, GNUNET_NO);
 687   }
 688   else
 689   {
 690     new_bw = agent->bw_out / 2;
 691     if (new_bw < min_bw)
 692       new_bw = min_bw;
 693     envi_set_active_suggestion (solver, agent, agent->address_inuse, agent->bw_in, new_bw, GNUNET_NO);
 694   }
 695 }
 696
 697 static void
 698 envi_action_bw_inc (struct GAS_RIL_Handle *solver, struct RIL_Peer_Agent *agent, int direction_in)
 699 {
 700   uint32_t min_bw = ntohl (GNUNET_CONSTANTS_DEFAULT_BW_IN_OUT.value__);
 701
 702   if (direction_in)
 703   {
 704     envi_set_active_suggestion (solver, agent, agent->address_inuse, agent->bw_in + (5 * min_bw),
 705         agent->bw_out, GNUNET_NO);
 706   }
 707   else
 708   {
 709     envi_set_active_suggestion (solver, agent, agent->address_inuse, agent->bw_in,
 710         agent->bw_out + (5 * min_bw), GNUNET_NO);
 711   }
 712 }
 713
 714 static void
 715 envi_action_bw_dec (struct GAS_RIL_Handle *solver, struct RIL_Peer_Agent *agent, int direction_in)
 716 {
 717   uint32_t min_bw = ntohl (GNUNET_CONSTANTS_DEFAULT_BW_IN_OUT.value__);
 718   unsigned long long new_bw;
 719
 720   if (direction_in)
 721   {
 722     new_bw = agent->bw_in - (5 * min_bw);
 723     if (new_bw < min_bw)
 724       new_bw = min_bw;
 725     envi_set_active_suggestion (solver, agent, agent->address_inuse, new_bw, agent->bw_out, GNUNET_NO);
 726   }
 727   else
 728   {
 729     new_bw = agent->bw_out - (5 * min_bw);
 730     if (new_bw < min_bw)
 731       new_bw = min_bw;
 732     envi_set_active_suggestion (solver, agent, agent->address_inuse, agent->bw_in, new_bw, GNUNET_NO);
 733   }
 734 }
 735
 736 static void
 737 envi_action_address_switch (struct GAS_RIL_Handle *solver,
 738     struct RIL_Peer_Agent *agent,
 739     unsigned int address_index)
 740 {
 741   struct RIL_Address_Wrapped *cur;
 742   int i = 0;
 743
 744   for (cur = agent->addresses_head; NULL != cur; cur = cur->next)
 745   {
 746     if (i == address_index)
 747     {
 748       envi_set_active_suggestion (solver, agent, cur->address_naked, agent->bw_in, agent->bw_out, GNUNET_NO);
 749       return;
 750     }
 751
 752     i++;
 753   }
 754
 755   //no address with address_index exists
 756   GNUNET_assert(GNUNET_NO);
 757 }
 758
 759 /**
 760  * Puts the action into effect
 761  * @param solver solver handle
 762  * @param action action to perform by the solver
 763  */
 764 static void
 765 envi_do_action (struct GAS_RIL_Handle *solver, struct RIL_Peer_Agent *agent, int action)
 766 {
 767   unsigned int address_index;
 768
 769   switch (action)
 770   {
 771   case RIL_ACTION_NOTHING:
 772     break;
 773   case RIL_ACTION_BW_IN_DBL:
 774     envi_action_bw_double (solver, agent, GNUNET_YES);
 775     break;
 776   case RIL_ACTION_BW_IN_HLV:
 777     envi_action_bw_halven (solver, agent, GNUNET_YES);
 778     break;
 779   case RIL_ACTION_BW_IN_INC:
 780     envi_action_bw_inc (solver, agent, GNUNET_YES);
 781     break;
 782   case RIL_ACTION_BW_IN_DEC:
 783     envi_action_bw_dec (solver, agent, GNUNET_YES);
 784     break;
 785   case RIL_ACTION_BW_OUT_DBL:
 786     envi_action_bw_double (solver, agent, GNUNET_NO);
 787     break;
 788   case RIL_ACTION_BW_OUT_HLV:
 789     envi_action_bw_halven (solver, agent, GNUNET_NO);
 790     break;
 791   case RIL_ACTION_BW_OUT_INC:
 792     envi_action_bw_inc (solver, agent, GNUNET_NO);
 793     break;
 794   case RIL_ACTION_BW_OUT_DEC:
 795     envi_action_bw_dec (solver, agent, GNUNET_NO);
 796     break;
 797   default:
 798     if ((action >= RIL_ACTION_TYPE_NUM) && (action < agent->n))
 799     {
 800       address_index = agent->n - RIL_ACTION_TYPE_NUM;
 801
 802       GNUNET_assert(address_index >= 0);
 803       GNUNET_assert(
 804           address_index <= agent_address_get_index (agent, agent->addresses_tail->address_naked));
 805
 806       envi_action_address_switch (solver, agent, address_index);
 807       break;
 808     }
 809     // error - action does not exist
 810     GNUNET_assert(GNUNET_NO);
 811   }
 812 }
 813
 814 /**
 815  * Performs one step of the Markov Decision Process. Other than in the literature the step starts
 816  * after having done the last action a_old. It observes the new state s_next and the reward
 817  * received. Then the coefficient update is done according to the SARSA or Q-learning method. The
 818  * next action is put into effect.
 819  * @param agent the agent performing the step
 820  */
 821 static void
 822 agent_step (struct RIL_Peer_Agent *agent)
 823 {
 824   int a_next = RIL_ACTION_INVALID;
 825   double *s_next;
 826   double reward;
 827
 828   s_next = envi_get_state (agent->envi, agent);
 829   reward = envi_get_reward (agent->envi, agent);
 830
 831   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "agent_step() with algorithm %s\n",
 832       agent->envi->parameters.algorithm ? "Q" : "SARSA");
 833
 834   switch (agent->envi->parameters.algorithm)
 835   {
 836   case RIL_ALGO_SARSA:
 837     agent_modify_eligibility (agent, RIL_E_SET);
 838     if (agent_decide_exploration (agent))
 839     {
 840       a_next = agent_get_action_explore (agent, s_next);
 841     }
 842     else
 843     {
 844       a_next = agent_get_action_best (agent, s_next);
 845     }
 846     if (RIL_ACTION_INVALID != agent->a_old)
 847     {
 848       //updates weights with selected action (on-policy), if not first step
 849       agent_update_weights (agent, reward, s_next, a_next);
 850     }
 851     break;
 852
 853   case RIL_ALGO_Q:
 854     a_next = agent_get_action_best (agent, s_next);
 855     if (RIL_ACTION_INVALID != agent->a_old)
 856     {
 857       //updates weights with best action, disregarding actually selected action (off-policy), if not first step
 858       agent_update_weights (agent, reward, s_next, a_next);
 859     }
 860     if (agent_decide_exploration (agent))
 861     {
 862       a_next = agent_get_action_explore (agent, s_next);
 863       agent_modify_eligibility (agent, RIL_E_ZERO);
 864     }
 865     else
 866     {
 867       a_next = agent_get_action_best (agent, s_next);
 868       agent_modify_eligibility (agent, RIL_E_SET);
 869     }
 870     break;
 871   }
 872
 873   GNUNET_assert(RIL_ACTION_INVALID != a_next);
 874
 875   agent_modify_eligibility (agent, RIL_E_ACCUMULATE);
 876
 877   envi_do_action (agent->envi, agent, a_next);
 878
 879   GNUNET_free(agent->s_old);
 880   agent->s_old = s_next;
 881   agent->a_old = a_next;
 882
 883   agent->step_count += 1;
 884 }
 885
 886 /**
 887  * Cycles through all agents and lets the active ones do a step. Schedules the next step.
 888  * @param solver the solver handle
 889  * @param tc task context for the scheduler
 890  */
 891 static void
 892 ril_periodic_step (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
 893 {
 894   struct GAS_RIL_Handle *solver = cls;
 895   struct RIL_Peer_Agent *cur;
 896
 897   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "RIL step number %d\n", solver->step_count);
 898
 899   for (cur = solver->agents_head; NULL != cur; cur = cur->next)
 900   {
 901     if (cur->active && cur->address_inuse)
 902     {
 903       agent_step (cur);
 904     }
 905   }
 906
 907   solver->step_count += 1;
 908   solver->next_step = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (solver->step_time, &ril_periodic_step, solver);
 909 }
 910
 911 /**
 912  * Initialize an agent without addresses and its knowledge base
 913  * @param s ril solver
 914  * @param peer the one in question
 915  * @return handle to the new agent
 916  */
 917 static struct RIL_Peer_Agent *
 918 agent_init (void *s, const struct GNUNET_PeerIdentity *peer)
 919 {
 920   int i;
 921   struct GAS_RIL_Handle * solver = s;
 922   struct RIL_Peer_Agent * agent = GNUNET_malloc (sizeof (struct RIL_Peer_Agent));
 923
 924   agent->envi = solver;
 925   agent->peer = *peer;
 926   agent->step_count = 0;
 927   agent->active = GNUNET_NO;
 928   agent->n = RIL_ACTION_TYPE_NUM;
 929   agent->m = solver->networks_count * RIL_FEATURES_NETWORK_COUNT;
 930   agent->W = (double **) GNUNET_malloc (sizeof (double) * agent->n);
 931   for (i = 0; i < agent->n; i++)
 932   {
 933     agent->W[i] = (double *) GNUNET_malloc (sizeof (double) * agent->m);
 934   }
 935   agent->a_old = RIL_ACTION_INVALID;
 936   agent->s_old = envi_get_state (solver, agent);
 937   agent->e = (double *) GNUNET_malloc (sizeof (double) * agent->m);
 938   agent_modify_eligibility (agent, RIL_E_ZERO);
 939
 940   GNUNET_CONTAINER_DLL_insert_tail(solver->agents_head, solver->agents_tail, agent);
 941
 942   return agent;
 943 }
 944
 945 /**
 946  * Deallocate agent
 947  * @param s solver handle
 948  * @param agent the agent to retire
 949  */
 950 static void
 951 agent_die (struct GAS_RIL_Handle *solver, struct RIL_Peer_Agent *agent)
 952 {
 953   int i;
 954
 955   for (i = 0; i < agent->n; i++)
 956   {
 957     GNUNET_free(agent->W[i]);
 958   }
 959   GNUNET_free(agent->W);
 960   GNUNET_free(agent->e);
 961   GNUNET_free(agent->s_old);
 962   GNUNET_free(agent);
 963 }
 964
 965 /**
 966  * Returns the agent for a peer
 967  * @param s solver handle
 968  * @param peer identity of the peer
 969  * @param create whether to create an agent if none is allocated yet
 970  * @return agent
 971  */
 972 static struct RIL_Peer_Agent *
 973 ril_get_agent (struct GAS_RIL_Handle *solver, const struct GNUNET_PeerIdentity *peer, int create)
 974 {
 975   struct RIL_Peer_Agent *cur;
 976
 977   for (cur = solver->agents_head; NULL != cur; cur = cur->next)
 978   {
 979     if (0 == memcmp (peer,
 980                      &cur->peer,
 981                      sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
 982     {
 983       return cur;
 984     }
 985   }
 986
 987   if (create)
 988   {
 989     return agent_init (solver, peer);
 990   }
 991   return NULL ;
 992 }
 993
 994 /**
 995  * Lookup network struct by type
 996  *
 997  * @param s the solver handle
 998  * @param type the network type
 999  * @return the network struct
1000  */
1001 static struct RIL_Network *
1002 ril_get_network (struct GAS_RIL_Handle *s, uint32_t type)
1003 {
1004   int i;
1005
1006   for (i = 0; i < s->networks_count; i++)
1007   {
1008     if (s->network_entries[i].type == type)
1009     {
1010       return &s->network_entries[i];
1011     }
1012   }
1013   return NULL ;
1014 }
1015
1016 static int
1017 ril_network_is_active (struct GAS_RIL_Handle *solver, enum GNUNET_ATS_Network_Type network)
1018 {
1019   struct RIL_Network *net;
1020   uint32_t min_bw = ntohl (GNUNET_CONSTANTS_DEFAULT_BW_IN_OUT.value__);
1021
1022   net = ril_get_network (solver, network);
1023   if (net->bw_out_available < min_bw)
1024     return GNUNET_NO;
1025   return GNUNET_YES;
1026 }
1027
1028 static void
1029 ril_cut_from_vector (void **old,
1030     size_t element_size,
1031     unsigned int hole_start,
1032     unsigned int hole_length,
1033     unsigned int old_length)
1034 {
1035   char *tmpptr;
1036   char *oldptr = (char *) *old;
1037   size_t size;
1038   unsigned int bytes_before;
1039   unsigned int bytes_hole;
1040   unsigned int bytes_after;
1041
1042
1043   GNUNET_assert(old_length > hole_length);
1044   GNUNET_assert(old_length >= (hole_start + hole_length));
1045
1046   size = element_size * (old_length - hole_length);
1047
1048   bytes_before = element_size * hole_start;
1049   bytes_hole = element_size * hole_length;
1050   bytes_after = element_size * (old_length - hole_start - hole_length);
1051
1052   if (0 == size)
1053   {
1054     tmpptr = NULL;
1055   }
1056   else
1057   {
1058 //    LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "hole_start = %d, hole_length = %d, old_length = %d\n", hole_start, hole_length, old_length);
1059 //    LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "bytes_before = %d, bytes_hole = %d, bytes_after = %d\n", bytes_before, bytes_hole, bytes_after);
1060 //    LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "element_size = %d, bytes_old = %d, bytes_new = %d\n", element_size, old_length * element_size, size);
1061
1062     tmpptr = GNUNET_malloc (size);
1063 //    LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "first\n");
1064     memcpy (tmpptr, oldptr, bytes_before);
1065 //    LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "second\n");
1066     memcpy (tmpptr + bytes_before, oldptr + (bytes_before + bytes_hole), bytes_after);
1067   }
1068   if (NULL != *old)
1069   {
1070     GNUNET_free(*old);
1071   }
1072   *old = (void *) tmpptr;
1073 }
1074
1075 /**
1076  *  Solver API functions
1077  *  ---------------------------
1078  */
1079
1080 /**
1081  * Changes the preferences for a peer in the problem
1082  *
1083  * @param solver the solver handle
1084  * @param peer the peer to change the preference for
1085  * @param kind the kind to change the preference
1086  * @param pref_rel the normalized preference value for this kind over all clients
1087  */
1088 void
1089 GAS_ril_address_change_preference (void *s,
1090     const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
1091     enum GNUNET_ATS_PreferenceKind kind,
1092     double pref_rel)
1093 {
1094   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1095       "API_address_change_preference() Preference '%s' for peer '%s' changed to %.2f \n",
1096       GNUNET_ATS_print_preference_type (kind), GNUNET_i2s (peer), pref_rel);
1097   /*
1098    * Nothing to do here. Preferences are considered during reward calculation.
1099    */
1100 }
1101
1102 /**
1103  * Init the reinforcement learning problem solver
1104  *
1105  * Quotas:
1106  * network[i] contains the network type as type GNUNET_ATS_NetworkType[i]
1107  * out_quota[i] contains outbound quota for network type i
1108  * in_quota[i] contains inbound quota for network type i
1109  *
1110  * Example
1111  * network = {GNUNET_ATS_NET_UNSPECIFIED, GNUNET_ATS_NET_LOOPBACK, GNUNET_ATS_NET_LAN, GNUNET_ATS_NET_WAN, GNUNET_ATS_NET_WLAN}
1112  * network[2]   == GNUNET_ATS_NET_LAN
1113  * out_quota[2] == 65353
1114  * in_quota[2]  == 65353
1115  *
1116  * @param cfg configuration handle
1117  * @param stats the GNUNET_STATISTICS handle
1118  * @param network array of GNUNET_ATS_NetworkType with length dest_length
1119  * @param addresses hashmap containing all addresses
1120  * @param out_quota array of outbound quotas
1121  * @param in_quota array of outbound quota
1122  * @param dest_length array length for quota arrays
1123  * @param bw_changed_cb callback for changed bandwidth amounts
1124  * @param bw_changed_cb_cls cls for callback
1125  * @param get_preference callback to get relative preferences for a peer
1126  * @param get_preference_cls cls for callback to get relative preferences
1127  * @param get_properties_cls for callback to get relative properties
1128  * @param get_properties_cls cls for callback to get relative properties
1129  * @return handle for the solver on success, NULL on fail
1130  */
1131 void *
1132 GAS_ril_init (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
1133     const struct GNUNET_STATISTICS_Handle *stats,
1134     const struct GNUNET_CONTAINER_MultiPeerMap *addresses,
1135     int *network,
1136     unsigned long long *out_quota,
1137     unsigned long long *in_quota,
1138     int dest_length,
1139     GAS_bandwidth_changed_cb bw_changed_cb,
1140     void *bw_changed_cb_cls,
1141     GAS_get_preferences get_preference,
1142     void *get_preference_cls,
1143     GAS_get_properties get_properties,
1144     void *get_properties_cls)
1145 {
1146   int c;
1147   unsigned long long tmp;
1148   char *string;
1149   struct RIL_Network * cur;
1150   struct GAS_RIL_Handle *solver = GNUNET_new (struct GAS_RIL_Handle);
1151
1152   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "API_init() Initializing RIL solver\n");
1153
1154   GNUNET_assert(NULL != cfg);
1155   GNUNET_assert(NULL != stats);
1156   GNUNET_assert(NULL != network);
1157   GNUNET_assert(NULL != bw_changed_cb);
1158   GNUNET_assert(NULL != get_preference);
1159   GNUNET_assert(NULL != get_properties);
1160
1161   if (GNUNET_OK
1162       != GNUNET_CONFIGURATION_get_value_time (cfg, "ats", "RIL_STEP_TIME", &solver->step_time))
1163   {
1164     solver->step_time = RIL_DEFAULT_STEP_TIME;
1165   }
1166   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_string (cfg, "ats", "RIL_ALGORITHM", &string)
1167       && NULL != string && 0 == strcmp (string, "SARSA"))
1168   {
1169     solver->parameters.algorithm = RIL_ALGO_SARSA;
1170   }
1171   else
1172   {
1173     solver->parameters.algorithm = RIL_DEFAULT_ALGORITHM;
1174   }
1175   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats", "RIL_DISCOUNT_FACTOR", &tmp))
1176   {
1177     solver->parameters.gamma = (double) tmp / 100;
1178   }
1179   else
1180   {
1181     solver->parameters.gamma = RIL_DEFAULT_DISCOUNT_FACTOR;
1182   }
1183   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats", "RIL_GRADIENT_STEP_SIZE", &tmp))
1184   {
1185     solver->parameters.alpha = (double) tmp / 100;
1186   }
1187   else
1188   {
1189     solver->parameters.alpha = RIL_DEFAULT_GRADIENT_STEP_SIZE;
1190   }
1191   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats", "RIL_TRACE_DECAY", &tmp))
1192   {
1193     solver->parameters.lambda = (double) tmp / 100;
1194   }
1195   else
1196   {
1197     solver->parameters.lambda = RIL_DEFAULT_TRACE_DECAY;
1198   }
1199
1200   solver->stats = (struct GNUNET_STATISTICS_Handle *) stats;
1201   solver->callbacks = GNUNET_malloc (sizeof (struct RIL_Callbacks));
1202   solver->callbacks->bw_changed = bw_changed_cb;
1203   solver->callbacks->bw_changed_cls = bw_changed_cb_cls;
1204   solver->callbacks->get_preferences = get_preference;
1205   solver->callbacks->get_preferences_cls = get_preference_cls;
1206   solver->callbacks->get_properties = get_properties;
1207   solver->callbacks->get_properties_cls = get_properties_cls;
1208   solver->networks_count = dest_length;
1209   solver->network_entries = GNUNET_malloc (dest_length * sizeof (struct RIL_Network));
1210   solver->bulk_lock = GNUNET_NO;
1211   solver->addresses = addresses;
1212   solver->step_count = 0;
1213
1214   for (c = 0; c < dest_length; c++)
1215   {
1216     cur = &solver->network_entries[c];
1217     cur->type = network[c];
1218     cur->bw_in_available = in_quota[c];
1219     cur->bw_in_assigned = 0;
1220     cur->bw_out_available = out_quota[c];
1221     cur->bw_out_assigned = 0;
1222   }
1223
1224   solver->next_step = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (
1225       GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_relative_get_millisecond_ (), 1000),
1226       &ril_periodic_step, solver);
1227
1228   return solver;
1229 }
1230
1231 /**
1232  * Shutdown the reinforcement learning problem solver
1233  *
1234  * @param solver the respective handle to shutdown
1235  */
1236 void
1237 GAS_ril_done (void * solver)
1238 {
1239   struct GAS_RIL_Handle *s = solver;
1240   struct RIL_Peer_Agent *cur_agent;
1241   struct RIL_Peer_Agent *next_agent;
1242
1243   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "API_done() Shutting down RIL solver\n");
1244
1245   cur_agent = s->agents_head;
1246   while (NULL != cur_agent)
1247   {
1248     next_agent = cur_agent->next;
1249     GNUNET_CONTAINER_DLL_remove(s->agents_head, s->agents_tail, cur_agent);
1250     agent_die (s, cur_agent);
1251     cur_agent = next_agent;
1252   }
1253
1254   GNUNET_SCHEDULER_cancel (s->next_step);
1255   GNUNET_free(s->callbacks);
1256   GNUNET_free(s->network_entries);
1257   GNUNET_free(s);
1258 }
1259
1260 /**
1261  * Add a single address within a network to the solver
1262  *
1263  * @param solver the solver Handle
1264  * @param address the address to add
1265  * @param network network type of this address
1266  */
1267 void
1268 GAS_ril_address_add (void *solver, struct ATS_Address *address, uint32_t network)
1269 {
1270   struct GAS_RIL_Handle *s = solver;
1271   struct RIL_Peer_Agent *agent;
1272   struct RIL_Address_Wrapped *address_wrapped;
1273   unsigned int m_new;
1274   unsigned int m_old;
1275   unsigned int n_new;
1276   unsigned int n_old;
1277   int i;
1278   unsigned int zero;
1279   uint32_t min_bw = ntohl (GNUNET_CONSTANTS_DEFAULT_BW_IN_OUT.value__);
1280
1281   address->solver_information = ril_get_network (s, network);
1282
1283   if (!ril_network_is_active (s, network))
1284   {
1285     LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1286         "API_address_add() Did not add %s address %p for peer '%s', network does not have enough bandwidth\n",
1287         address->plugin, address->addr, GNUNET_i2s (&address->peer));
1288     return;
1289   }
1290
1291   agent = ril_get_agent (s, &address->peer, GNUNET_YES);
1292
1293   //add address
1294   address_wrapped = GNUNET_malloc (sizeof (struct RIL_Address_Wrapped));
1295   address_wrapped->address_naked = address;
1296   GNUNET_CONTAINER_DLL_insert_tail(agent->addresses_head, agent->addresses_tail, address_wrapped);
1297
1298   //increase size of W
1299   m_new = agent->m + RIL_FEATURES_ADDRESS_COUNT;
1300   m_old = agent->m;
1301   n_new = agent->n + 1;
1302   n_old = agent->n;
1303
1304   GNUNET_array_grow(agent->W, agent->n, n_new);
1305   for (i = 0; i < n_new; i++)
1306   {
1307     if (i < n_old)
1308     {
1309       agent->m = m_old;
1310       GNUNET_array_grow(agent->W[i], agent->m, m_new);
1311     }
1312     else
1313     {
1314       zero = 0;
1315       GNUNET_array_grow(agent->W[i], zero, m_new);
1316     }
1317   }
1318
1319   //increase size of old state vector
1320   agent->m = m_old;
1321   GNUNET_array_grow(agent->s_old, agent->m, m_new); //TODO initialize new state features?
1322
1323   agent->m = m_old;
1324   GNUNET_array_grow(agent->e, agent->m, m_new);
1325
1326   if (NULL == agent->address_inuse)
1327   {
1328     envi_set_active_suggestion (s, agent, address, min_bw, min_bw, GNUNET_NO);
1329   }
1330
1331   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "API_address_add() Added %s %s address %p for peer '%s'\n",
1332       address->active ? "active" : "inactive",
1333       address->plugin, address->addr, GNUNET_i2s (&address->peer));
1334 }
1335
1336 /**
1337  * Remove an address from the solver
1338  *
1339  * @param solver the solver handle
1340  * @param address the address to remove
1341  * @param session_only delete only session not whole address
1342  */
1343 void
1344 GAS_ril_address_delete (void *solver, struct ATS_Address *address, int session_only)
1345 {
1346   //TODO! delete session only
1347   struct GAS_RIL_Handle *s = solver;
1348   struct RIL_Peer_Agent *agent;
1349   struct RIL_Address_Wrapped *address_wrapped;
1350   int address_was_used = address->active;
1351   int address_index;
1352   unsigned int m_new;
1353   unsigned int n_new;
1354   int i;
1355   struct RIL_Network *net;
1356   uint32_t min_bw = ntohl (GNUNET_CONSTANTS_DEFAULT_BW_IN_OUT.value__);
1357
1358   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "API_address_delete() Delete %s%s %s address %p for peer '%s'\n",
1359       session_only ? "session for " : "", address->active ? "active" : "inactive", address->plugin,
1360       address->addr, GNUNET_i2s (&address->peer));
1361
1362   agent = ril_get_agent (s, &address->peer, GNUNET_NO);
1363   if (NULL == agent)
1364   {
1365     net = address->solver_information;
1366     GNUNET_assert(!ril_network_is_active (s, net->type));
1367     LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1368         "No agent allocated for peer yet, since address was in inactive network\n");
1369     return;
1370   }
1371
1372   address_index = agent_address_get_index (agent, address);
1373   address_wrapped = agent_address_get (agent, address);
1374
1375   if (NULL == address_wrapped)
1376   {
1377     net = address->solver_information;
1378     GNUNET_assert(!ril_network_is_active (s, net->type));
1379     LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1380         "Address not considered by agent, address was in inactive network\n");
1381     return;
1382   }
1383
1384   GNUNET_CONTAINER_DLL_remove(agent->addresses_head, agent->addresses_tail, address_wrapped);
1385   GNUNET_free(address_wrapped);
1386
1387   //decrease W
1388   m_new = agent->m - RIL_FEATURES_ADDRESS_COUNT;
1389   n_new = agent->n - 1;
1390
1391   for (i = 0; i < agent->n; i++)
1392   {
1393 //    LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "first - cut vectors in W\n");
1394     ril_cut_from_vector ((void **) &agent->W[i], sizeof(double),
1395         ((s->networks_count * RIL_FEATURES_NETWORK_COUNT) + (address_index * RIL_FEATURES_ADDRESS_COUNT)), RIL_FEATURES_ADDRESS_COUNT, agent->m);
1396   }
1397 //  LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "second - cut action vector out of W\n");
1398   GNUNET_free (agent->W[RIL_ACTION_TYPE_NUM + address_index]);
1399   ril_cut_from_vector ((void **) &agent->W, sizeof(double *), RIL_ACTION_TYPE_NUM + address_index,
1400       1, agent->n);
1401   //correct last action
1402   if (agent->a_old > (RIL_ACTION_TYPE_NUM + address_index))
1403   {
1404     agent->a_old -= 1;
1405   }
1406   else if (agent->a_old == (RIL_ACTION_TYPE_NUM + address_index))
1407   {
1408     agent->a_old = RIL_ACTION_INVALID;
1409   }
1410   //decrease old state vector and eligibility vector
1411 //  LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "third - cut state vector\n");
1412   ril_cut_from_vector ((void **) &agent->s_old, sizeof(double),
1413       ((s->networks_count * RIL_FEATURES_NETWORK_COUNT) + (address_index * RIL_FEATURES_ADDRESS_COUNT)), RIL_FEATURES_ADDRESS_COUNT, agent->m);
1414 //  LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "fourth - cut eligibility vector\n");
1415   ril_cut_from_vector ((void **) &agent->e, sizeof(double),
1416       ((s->networks_count * RIL_FEATURES_NETWORK_COUNT) + (address_index * RIL_FEATURES_ADDRESS_COUNT)), RIL_FEATURES_ADDRESS_COUNT, agent->m);
1417   agent->m = m_new;
1418   agent->n = n_new;
1419
1420   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "address was used: %s\n", address_was_used ? "yes" : "no");
1421
1422   if (address_was_used)
1423   {
1424     net = address->solver_information;
1425     net->bw_in_assigned -= agent->bw_in;
1426     net->bw_out_assigned -= agent->bw_out;
1427
1428     if (NULL != agent->addresses_head) //if peer has an address left, use it
1429     {
1430       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "address left: %p\n", agent->addresses_head->address_naked->addr);
1431       //TODO? check if network/bandwidth update can be done more clever/elegant at different function
1432       envi_set_active_suggestion (s, agent, agent->addresses_head->address_naked, min_bw, min_bw, GNUNET_NO);
1433       net = agent->addresses_head->address_naked->solver_information;
1434       net->bw_in_assigned -= min_bw;
1435       net->bw_out_assigned -= min_bw;
1436     }
1437     else
1438     {
1439       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "no address left => disconnect\n");
1440
1441       envi_set_active_suggestion (s, agent, NULL, 0, 0, GNUNET_NO);
1442     }
1443   }
1444
1445   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Address deleted\n");
1446 }
1447
1448 /**
1449  * Transport properties for this address have changed
1450  *
1451  * @param solver solver handle
1452  * @param address the address
1453  * @param type the ATSI type in HBO
1454  * @param abs_value the absolute value of the property
1455  * @param rel_value the normalized value
1456  */
1457 void
1458 GAS_ril_address_property_changed (void *solver,
1459     struct ATS_Address *address,
1460     uint32_t type,
1461     uint32_t abs_value,
1462     double rel_value)
1463 {
1464   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1465       "API_address_property_changed() Property '%s' for peer '%s' address %p changed "
1466           "to %.2f \n", GNUNET_ATS_print_property_type (type), GNUNET_i2s (&address->peer),
1467       address->addr, rel_value);
1468   /*
1469    * Nothing to do here, properties are considered in every reward calculation
1470    */
1471 }
1472
1473 /**
1474  * Transport session for this address has changed
1475  *
1476  * NOTE: values in addresses are already updated
1477  *
1478  * @param solver solver handle
1479  * @param address the address
1480  * @param cur_session the current session
1481  * @param new_session the new session
1482  */
1483 void
1484 GAS_ril_address_session_changed (void *solver,
1485     struct ATS_Address *address,
1486     uint32_t cur_session,
1487     uint32_t new_session)
1488 {
1489   //TODO? consider session changed in solver behaviour
1490   /*
1491    * Potentially add session activity as a feature in state vector
1492    */
1493   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "API_address_session_changed()\n");
1494 }
1495
1496 /**
1497  * Usage for this address has changed
1498  *
1499  * NOTE: values in addresses are already updated
1500  *
1501  * @param solver solver handle
1502  * @param address the address
1503  * @param in_use usage state
1504  */
1505 void
1506 GAS_ril_address_inuse_changed (void *solver, struct ATS_Address *address, int in_use)
1507 {
1508   //TODO! consider address_inuse_changed according to matthias' email
1509   /**
1510    * See matthias' email
1511    */
1512   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1513       "API_address_inuse_changed() Usage for %s address of peer '%s' changed to %s\n",
1514       address->plugin, GNUNET_i2s (&address->peer), (GNUNET_YES == in_use) ? "USED" : "UNUSED");
1515 }
1516
1517 /**
1518  * Network scope for this address has changed
1519  *
1520  * NOTE: values in addresses are already updated
1521  *
1522  * @param solver solver handle
1523  * @param address the address
1524  * @param current_network the current network
1525  * @param new_network the new network
1526  */
1527 void
1528 GAS_ril_address_change_network (void *solver,
1529     struct ATS_Address *address,
1530     uint32_t current_network,
1531     uint32_t new_network)
1532 {
1533   struct GAS_RIL_Handle *s = solver;
1534   struct RIL_Peer_Agent *agent;
1535   struct RIL_Network *net;
1536   uint32_t min_bw = ntohl (GNUNET_CONSTANTS_DEFAULT_BW_IN_OUT.value__);
1537
1538   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "API_address_change_network() Network type changed, moving "
1539       "%s address of peer %s from '%s' to '%s'\n",
1540       (GNUNET_YES == address->active) ? "active" : "inactive", GNUNET_i2s (&address->peer),
1541       GNUNET_ATS_print_network_type (current_network), GNUNET_ATS_print_network_type (new_network));
1542
1543   if (address->active && !ril_network_is_active (solver, new_network))
1544   {
1545     GAS_ril_address_delete (solver, address, GNUNET_NO);
1546     return;
1547   }
1548
1549   agent = ril_get_agent (s, &address->peer, GNUNET_NO);
1550   if (NULL == agent)
1551   {
1552     //no agent there yet, so add as if address is new
1553     address->solver_information = ril_get_network (s, new_network);
1554     GAS_ril_address_add (s, address, new_network);
1555     return;
1556   }
1557
1558   net = ril_get_network (s, current_network);
1559   net->bw_in_assigned -= agent->bw_in;
1560   net->bw_out_assigned -= agent->bw_out;
1561
1562   net = ril_get_network (s, new_network);
1563   net->bw_in_assigned -= min_bw;
1564   net->bw_out_assigned -= min_bw;
1565   address->solver_information = net;
1566 }
1567
1568 /**
1569  * Get application feedback for a peer
1570  *
1571  * @param solver the solver handle
1572  * @param application the application
1573  * @param peer the peer to change the preference for
1574  * @param scope the time interval for this feedback: [now - scope .. now]
1575  * @param kind the kind to change the preference
1576  * @param score the score
1577  */
1578 void
1579 GAS_ril_address_preference_feedback (void *solver,
1580     void *application,
1581     const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
1582     const struct GNUNET_TIME_Relative scope,
1583     enum GNUNET_ATS_PreferenceKind kind,
1584     double score)
1585 {
1586   //TODO! collect reward until next reward calculation
1587   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1588       "API_address_preference_feedback() Peer '%s' got a feedback of %+.3f from application %s for "
1589           "preference %s for %d seconds\n", GNUNET_i2s (peer), "UNKNOWN",
1590       GNUNET_ATS_print_preference_type (kind), scope.rel_value_us / 1000000);
1591 }
1592
1593 /**
1594  * Start a bulk operation
1595  *
1596  * @param solver the solver
1597  */
1598 void
1599 GAS_ril_bulk_start (void *solver)
1600 {
1601   //TODO? consideration: keep bulk counter and stop agents during bulk
1602   /*
1603    * bulk counter up, but not really relevant, because there is no complete calculation of the
1604    * bandwidth assignment triggered anyway. Therefore, changes to addresses can come and go as
1605    * they want. Consideration: Step-pause during bulk-start-stop period...
1606    */
1607
1608   //LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "API_bulk_start()\n");
1609 }
1610
1611 /**
1612  * Bulk operation done
1613  */
1614 void
1615 GAS_ril_bulk_stop (void *solver)
1616 {
1617   //TODO? consideration: keep bulk counter and stop agents during bulk
1618   /*
1619    * bulk counter down, see bulk_start()
1620    */
1621
1622   //LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "API_bulk_stop()\n");
1623 }
1624
1625 /**
1626  * Get the preferred address for a specific peer
1627  *
1628  * @param solver the solver handle
1629  * @param peer the identity of the peer
1630  */
1631 const struct ATS_Address *
1632 GAS_ril_get_preferred_address (void *solver, const struct GNUNET_PeerIdentity *peer)
1633 {
1634   /*
1635    * activate agent, return currently chosen address
1636    */
1637   struct GAS_RIL_Handle *s = solver;
1638   struct RIL_Peer_Agent *agent;
1639
1640   agent = ril_get_agent (s, peer, GNUNET_YES);
1641
1642   agent->active = GNUNET_YES;
1643
1644   envi_set_active_suggestion(s, agent, agent->address_inuse, agent->bw_in, agent->bw_out, GNUNET_YES);
1645
1646   if (agent->address_inuse)
1647   {
1648     LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1649         "API_get_preferred_address() Activated agent for peer '%s' with %s address %p\n",
1650         GNUNET_i2s (peer), agent->address_inuse->plugin, agent->address_inuse->addr);
1651   }
1652   else
1653   {
1654     LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1655             "API_get_preferred_address() Activated agent for peer '%s', but no address available\n", GNUNET_i2s (peer));
1656   }
1657
1658   return agent->address_inuse;
1659 }
1660
1661 /**
1662  * Stop notifying about address and bandwidth changes for this peer
1663  *
1664  * @param solver the solver handle
1665  * @param peer the peer
1666  */
1667 void
1668 GAS_ril_stop_get_preferred_address (void *solver, const struct GNUNET_PeerIdentity *peer)
1669 {
1670   struct GAS_RIL_Handle *s = solver;
1671   struct RIL_Peer_Agent *agent;
1672
1673   agent = ril_get_agent (s, peer, GNUNET_NO);
1674
1675   if (NULL == agent)
1676   {
1677     GNUNET_break(0);
1678     return;
1679   }
1680   if (GNUNET_NO == agent->active)
1681   {
1682     GNUNET_break(0);
1683     return;
1684   }
1685
1686   agent->active = GNUNET_NO;
1687   envi_set_active_suggestion(s, agent, agent->address_inuse, agent->bw_in, agent->bw_out, GNUNET_YES);
1688
1689   LOG(GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1690       "API_stop_get_preferred_address() Paused agent for peer '%s' with %s address\n",
1691       GNUNET_i2s (peer), agent->address_inuse->plugin);
1692 }
1693
1694 /* end of gnunet-service-ats-solver_ril.c */