src/ats/gnunet-service-ats_addresses_mlp.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_addresses_mlp.c
  23  * @brief ats mlp problem solver
  24  * @author Matthias Wachs
  25  * @author Christian Grothoff
  26  */
  27 #include "platform.h"
  28 #include "gnunet_util_lib.h"
  29 #include "gnunet-service-ats_addresses.h"
  30 #include "gnunet-service-ats_addresses_mlp.h"
  31 #include "gnunet_statistics_service.h"
  32 #include "glpk.h"
  33
  34 /**
  35  *
  36  * NOTE: Do not modify this documentation. This documentation is based on
  37  * gnunet.org:/vcs/fsnsg/ats-paper.git/tech-doku/ats-tech-guide.tex
  38  * use build_txt.sh to generate plaintext output
  39  *
  40  *    The MLP solver (mlp) tries to finds an optimal bandwidth assignmentby
  41  *    optimizing an mixed integer programming problem. The MLP solver uses a
  42  *    number of constraints to find the best adddress for a peer and an optimal
  43  *    bandwidth assignment. mlp uses the GNU Linear Programming Kit to solve the
  44  *    MLP problem.
  45  *
  46  *    We defined a constraint system to find an optimal bandwidth assignment.
  47  *    This constraint system uses as an input data addresses, bandwidth quotas,
  48  *    preferences and quality values. This constraint system is stored in an
  49  *    matrix based equotation system.
  50  *
  51  *   5 Using GLPK
  52  *
  53  *    A (M)LP problem consists of a target function to optimizes, constraints
  54  *    and rows and columns. FIXME GLP uses three arrays to index the matrix: two
  55  *    integer arrays storing the row and column indices in the matrix and an
  56  *    float array to store the coeeficient.
  57  *
  58  *    To solve the problem we first find an initial solution for the LP problem
  59  *    using the LP solver and then find an MLP solution based on this solution
  60  *    using the MLP solver.
  61  *
  62  *    Solving (M)LP problems has the property that finding an initial solution
  63  *    for the LP problem is computationally expensive and finding the MLP
  64  *    solution is cheaper. This is especially interesting an existing LP
  65  *    solution can be reused if only coefficients in the matrix have changed
  66  *    (addresses updated). Only when the problem size changes (addresses added
  67  *    or deleted) a new LP solution has to be found.
  68  *
  69  *    Intended usage
  70  *    The mlp solver solves the bandwidth assignment problem only on demand when
  71  *    an address suggestion is requested. When an address is requested mlp the
  72  *    solves the mlp problem and if the active address or the bandwidth assigned
  73  *    changes it calls the callback to addresses. The mlp solver gets notified
  74  *    about new addresses (adding sessions), removed addresses (address
  75  *    deletions) and address updates. To benefit from the mlp properties
  76  *    mentioned in section 5 the solver rembers if since the last solution
  77  *    addresses were added or deleted (problem size changed, problem has to be
  78  *    rebuild and solved from sratch) or if addresses were updated and the
  79  *    existing solution can be reused.
  80  *
  81  *     5.1 Input data
  82  *
  83  *    The quotas for each network segment are passed by addresses. MLP can be
  84  *    adapted using configuration settings and uses the following parameters:
  85  *      * MLP_MAX_DURATION:
  86  *        Maximum duration for a MLP solution procees (default: 3 sec.)
  87  *      * MLP_MAX_DURATION:
  88  *        Maximum number of iterations for a MLP solution process (default:
  89  *        1024)
  90  *      * MLP_MIN_CONNECTIONS:
  91  *        Minimum number of desired connections (default: 4)
  92  *      * MLP_MIN_BANDWIDTH:
  93  *        Minimum amount of bandwidth assigned to an address (default: 1024)
  94  *      * MLP_COEFFICIENT_D:
  95  *        Diversity coefficient (default: 1.0)
  96  *      * MLP_COEFFICIENT_R:
  97  *        Relativity coefficient (default: 1.0)
  98  *      * MLP_COEFFICIENT_U:
  99  *        Utilization coefficient (default: 1.0)
 100  *      * MLP_COEFFICIENT_D:
 101  *        Diversity coefficient (default: 1.0)
 102  *      * MLP_COEFFICIENT_QUALITY_DELAY:
 103  *        Quality delay coefficient (default: 1.0)
 104  *      * MLP_COEFFICIENT_QUALITY_DISTANCE:
 105  *        Quality distance coefficient (default: 1.0)
 106  *      * MLP_COEFFICIENT_QUALITY_DISTANCE:
 107  *        Quality distance coefficient (default: 1.0)
 108  *      * MLP_COEFFICIENT_QUALITY_DISTANCE:
 109  *        Quality distance coefficient (default: 1.0)
 110  *      * MLP_COEFFICIENT_QUALITY_DISTANCE:
 111  *        Quality distance coefficient (default: 1.0)
 112  *
 113  *     5.2 Data structures used
 114  *
 115  *    mlp has for each known peer a struct ATS_Peer containing information about
 116  *    a specific peer. The address field solver_information contains information
 117  *    about the mlp properties of this address.
 118  *
 119  *     5.3 Initializing
 120  *
 121  *    During initialization mlp initializes the GLPK libray used to solve the
 122  *    MLP problem: it initializes the glpk environment and creates an initial LP
 123  *    problem. Next it loads the configuration values from the configuration or
 124  *    uses the default values configured in -addresses_mlp.h. The quotas used
 125  *    are given by addresses but may have to be adjusted. mlp uses a upper limit
 126  *    for the bandwidth assigned called BIG M and a minimum amount of bandwidth
 127  *    an address gets assigned as well as a minium desired number of
 128  *    connections. If the configured quota is bigger than BIG M, it is reduced
 129  *    to BIG M. If the configured quota is smaller than MLP_MIN_CONNECTIONS
 130  *    *MLP_MIN_BANDWIDTH it is increased to this value.
 131  *
 132  *     5.4 Shutdown
 133
 134  */
 135
 136 #define LOG(kind,...) GNUNET_log_from (kind, "ats-mlp",__VA_ARGS__)
 137
 138 #define WRITE_MLP GNUNET_NO
 139 #define DEBUG_MLP_PROBLEM_CREATION GNUNET_YES
 140 #define VERBOSE_GLPK GNUNET_NO
 141
 142 /**
 143  * Intercept GLPK terminal output
 144  * @param info the mlp handle
 145  * @param s the string to print
 146  * @return 0: glpk prints output on terminal, 0 != surpress output
 147  */
 148 static int
 149 mlp_term_hook (void *info, const char *s)
 150 {
 151   /* Not needed atm struct MLP_information *mlp = info; */
 152   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "%s", s);
 153   return 1;
 154 }
 155
 156
 157 /**
 158  * Reset peers for next problem creation
 159  *
 160  * @param cls not used
 161  * @param key the key
 162  * @param value ATS_Peer
 163  * @return GNUNET_OK
 164  */
 165 static int
 166 reset_peers (void *cls, const struct GNUNET_HashCode * key, void *value)
 167  {
 168          struct ATS_Peer *peer = value;
 169          peer->processed = GNUNET_NO;
 170          return GNUNET_OK;
 171  }
 172
 173 /**
 174  * Delete the MLP problem and free the constrain matrix
 175  *
 176  * @param mlp the MLP handle
 177  */
 178 static void
 179 mlp_delete_problem (struct GAS_MLP_Handle *mlp)
 180 {
 181   if (mlp != NULL)
 182   {
 183     if (mlp->p.prob != NULL)
 184       glp_delete_prob(mlp->p.prob);
 185
 186     /* delete row index */
 187     if (mlp->p.ia != NULL)
 188     {
 189       GNUNET_free (mlp->p.ia);
 190       mlp->p.ia = NULL;
 191     }
 192
 193     /* delete column index */
 194     if (mlp->p.ja != NULL)
 195     {
 196       GNUNET_free (mlp->p.ja);
 197       mlp->p.ja = NULL;
 198     }
 199
 200     /* delete coefficients */
 201     if (mlp->p.ar != NULL)
 202     {
 203       GNUNET_free (mlp->p.ar);
 204       mlp->p.ar = NULL;
 205     }
 206     mlp->p.ci = 0;
 207     mlp->p.prob = NULL;
 208   }
 209   GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (mlp->peers, &reset_peers, NULL);
 210 }
 211
 212
 213 /**
 214  * Translate ATS properties to text
 215  * Just intended for debugging
 216  *
 217  * @param ats_index the ATS index
 218  * @return string with result
 219  */
 220 const char *
 221 mlp_ats_to_string (int ats_index)
 222 {
 223   switch (ats_index) {
 224     case GNUNET_ATS_ARRAY_TERMINATOR:
 225       return "GNUNET_ATS_ARRAY_TERMINATOR";
 226     case GNUNET_ATS_UTILIZATION_UP:
 227       return "GNUNET_ATS_UTILIZATION_UP";
 228     case GNUNET_ATS_UTILIZATION_DOWN:
 229       return "GNUNET_ATS_UTILIZATION_DOWN";
 230     case GNUNET_ATS_COST_LAN:
 231       return "GNUNET_ATS_COST_LAN";
 232     case GNUNET_ATS_COST_WAN:
 233       return "GNUNET_ATS_COST_LAN";
 234     case GNUNET_ATS_COST_WLAN:
 235       return "GNUNET_ATS_COST_WLAN";
 236     case GNUNET_ATS_NETWORK_TYPE:
 237       return "GNUNET_ATS_NETWORK_TYPE";
 238     case GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DELAY:
 239       return "GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DELAY";
 240     case GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DISTANCE:
 241       return "GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DISTANCE";
 242     default:
 243       GNUNET_break (0);
 244       return "unknown";
 245   }
 246 }
 247
 248 /**
 249  * Translate glpk status error codes to text
 250  * @param retcode return code
 251  * @return string with result
 252  */
 253 const char *
 254 mlp_status_to_string (int retcode)
 255 {
 256   switch (retcode) {
 257     case GLP_UNDEF:
 258       return "solution is undefined";
 259     case GLP_FEAS:
 260       return "solution is feasible";
 261     case GLP_INFEAS:
 262       return "solution is infeasible";
 263     case GLP_NOFEAS:
 264       return "no feasible solution exists";
 265     case GLP_OPT:
 266       return "solution is optimal";
 267     case GLP_UNBND:
 268       return "solution is unbounded";
 269     default:
 270       GNUNET_break (0);
 271       return "unknown error";
 272   }
 273 }
 274
 275 /**
 276  * Translate glpk solver error codes to text
 277  * @param retcode return code
 278  * @return string with result
 279  */
 280 const char *
 281 mlp_solve_to_string (int retcode)
 282 {
 283   switch (retcode) {
 284     case 0:
 285       return "ok";
 286     case GLP_EBADB:
 287       return "invalid basis";
 288     case GLP_ESING:
 289       return "singular matrix";
 290     case GLP_ECOND:
 291       return "ill-conditioned matrix";
 292     case GLP_EBOUND:
 293       return "invalid bounds";
 294     case GLP_EFAIL:
 295       return "solver failed";
 296     case GLP_EOBJLL:
 297       return "objective lower limit reached";
 298     case GLP_EOBJUL:
 299       return "objective upper limit reached";
 300     case GLP_EITLIM:
 301       return "iteration limit exceeded";
 302     case GLP_ETMLIM:
 303       return "time limit exceeded";
 304     case GLP_ENOPFS:
 305       return "no primal feasible solution";
 306     case GLP_ENODFS:
 307       return "no dual feasible solution";
 308     case GLP_EROOT:
 309       return "root LP optimum not provided";
 310     case GLP_ESTOP:
 311       return "search terminated by application";
 312     case GLP_EMIPGAP:
 313       return "relative mip gap tolerance reached";
 314     case GLP_ENOFEAS:
 315       return "no dual feasible solution";
 316     case GLP_ENOCVG:
 317       return "no convergence";
 318     case GLP_EINSTAB:
 319       return "numerical instability";
 320     case GLP_EDATA:
 321       return "invalid data";
 322     case GLP_ERANGE:
 323       return "result out of range";
 324     default:
 325       GNUNET_break (0);
 326       return "unknown error";
 327   }
 328 }
 329
 330
 331 #if 0
 332 /**
 333  * Find a peer in the DLL
 334  *
 335  * @param mlp the mlp handle
 336  * @param peer the peer to find
 337  * @return the peer struct
 338  */
 339 static struct ATS_Peer *
 340 mlp_find_peer (struct GAS_MLP_Handle *mlp, const struct GNUNET_PeerIdentity *peer)
 341 {
 342   struct ATS_Peer *res = mlp->peer_head;
 343   while (res != NULL)
 344   {
 345     if (0 == memcmp (peer, &res->id, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
 346       break;
 347     res = res->next;
 348   }
 349   return res;
 350 }
 351
 352
 353
 354 #if 0
 355 /**
 356  * Find the required ATS information for an address
 357  *
 358  * @param addr the address
 359  * @param ats_index the desired ATS index
 360  *
 361  * @return the index on success, otherwise GNUNET_SYSERR
 362  */
 363 static int
 364 mlp_lookup_ats (struct ATS_Address *addr, int ats_index)
 365 {
 366   struct GNUNET_ATS_Information * ats = addr->ats;
 367   int c = 0;
 368   int found = GNUNET_NO;
 369   for (c = 0; c < addr->ats_count; c++)
 370   {
 371     if (ats[c].type == ats_index)
 372     {
 373       found = GNUNET_YES;
 374       break;
 375     }
 376   }
 377   if (found == GNUNET_YES)
 378     return c;
 379   else
 380     return GNUNET_SYSERR;
 381 }
 382 #endif
 383
 384 static void
 385 update_quality (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct ATS_Address * address)
 386 {
 387   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Updating quality metrics for peer `%s'\n",
 388       GNUNET_i2s (&address->peer));
 389
 390   GNUNET_assert (NULL != address);
 391   GNUNET_assert (NULL != address->solver_information);
 392 //  GNUNET_assert (NULL != address->ats);
 393
 394   struct MLP_information *mlpi = address->solver_information;
 395   //struct GNUNET_ATS_Information *ats = address->ats;
 396   GNUNET_assert (mlpi != NULL);
 397
 398   int c;
 399   for (c = 0; c < GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount; c++)
 400   {
 401
 402     /* FIXME int index = mlp_lookup_ats(address, mlp->q[c]); */
 403     int index = GNUNET_SYSERR;
 404
 405     if (index == GNUNET_SYSERR)
 406       continue;
 407     /* FIXME
 408     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Updating address for peer `%s' value `%s': %f\n",
 409         GNUNET_i2s (&address->peer),
 410         mlp_ats_to_string(mlp->q[c]),
 411         (double) ats[index].value);
 412
 413     int i = mlpi->q_avg_i[c];*/
 414     double * qp = mlpi->q[c];
 415     /* FIXME
 416     qp[i] = (double) ats[index].value;
 417     */
 418
 419     int t;
 420     for (t = 0; t < MLP_AVERAGING_QUEUE_LENGTH; t++)
 421     {
 422       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Peer `%s': `%s' queue[%u]: %f\n",
 423         GNUNET_i2s (&address->peer),
 424         mlp_ats_to_string(mlp->q[c]),
 425         t,
 426         qp[t]);
 427     }
 428
 429     if (mlpi->q_avg_i[c] + 1 < (MLP_AVERAGING_QUEUE_LENGTH))
 430       mlpi->q_avg_i[c] ++;
 431     else
 432       mlpi->q_avg_i[c] = 0;
 433
 434
 435     int c2;
 436     int c3;
 437     double avg = 0.0;
 438     switch (mlp->q[c])
 439     {
 440       case GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DELAY:
 441         c3 = 0;
 442         for (c2 = 0; c2 < MLP_AVERAGING_QUEUE_LENGTH; c2++)
 443         {
 444           if (mlpi->q[c][c2] != -1)
 445           {
 446             double * t2 = mlpi->q[c] ;
 447             avg += t2[c2];
 448             c3 ++;
 449           }
 450         }
 451         if ((c3 > 0) && (avg > 0))
 452           /* avg = 1 / ((q[0] + ... + q[l]) /c3) => c3 / avg*/
 453           mlpi->q_averaged[c] = (double) c3 / avg;
 454         else
 455           mlpi->q_averaged[c] = 0.0;
 456
 457         GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Peer `%s': `%s' average sum: %f, average: %f, weight: %f\n",
 458           GNUNET_i2s (&address->peer),
 459           mlp_ats_to_string(mlp->q[c]),
 460           avg,
 461           avg / (double) c3,
 462           mlpi->q_averaged[c]);
 463
 464         break;
 465       case GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DISTANCE:
 466         c3 = 0;
 467         for (c2 = 0; c2 < MLP_AVERAGING_QUEUE_LENGTH; c2++)
 468         {
 469           if (mlpi->q[c][c2] != -1)
 470           {
 471             double * t2 = mlpi->q[c] ;
 472             avg += t2[c2];
 473             c3 ++;
 474           }
 475         }
 476         if ((c3 > 0) && (avg > 0))
 477           /* avg = 1 / ((q[0] + ... + q[l]) /c3) => c3 / avg*/
 478           mlpi->q_averaged[c] = (double) c3 / avg;
 479         else
 480           mlpi->q_averaged[c] = 0.0;
 481
 482         GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Peer `%s': `%s' average sum: %f, average: %f, weight: %f\n",
 483           GNUNET_i2s (&address->peer),
 484           mlp_ats_to_string(mlp->q[c]),
 485           avg,
 486           avg / (double) c3,
 487           mlpi->q_averaged[c]);
 488
 489         break;
 490       default:
 491         break;
 492     }
 493
 494     if ((mlpi->c_b != 0) && (mlpi->r_q[c] != 0))
 495     {
 496
 497       /* Get current number of columns */
 498       int found = GNUNET_NO;
 499       int cols = glp_get_num_cols(mlp->prob);
 500       int *ind = GNUNET_malloc (cols * sizeof (int) + 1);
 501       double *val = GNUNET_malloc (cols * sizeof (double) + 1);
 502
 503       /* Get the matrix row of quality */
 504       int length = glp_get_mat_row(mlp->prob, mlp->r_q[c], ind, val);
 505       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "cols %i, length %i c_b %i\n", cols, length, mlpi->c_b);
 506       int c4;
 507       /* Get the index if matrix row of quality */
 508       for (c4 = 1; c4 <= length; c4++ )
 509       {
 510         if (mlpi->c_b == ind[c4])
 511         {
 512           /* Update the value */
 513           GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Updating quality `%s' column `%s' row `%s' : %f -> %f\n",
 514               mlp_ats_to_string(mlp->q[c]),
 515               glp_get_col_name (mlp->prob, ind[c4]),
 516               glp_get_row_name (mlp->prob, mlp->r_q[c]),
 517               val[c4],
 518               mlpi->q_averaged[c]);
 519           val[c4] = mlpi->q_averaged[c];
 520           found = GNUNET_YES;
 521           break;
 522         }
 523       }
 524
 525       if (found == GNUNET_NO)
 526         {
 527
 528           ind[length+1] = mlpi->c_b;
 529           val[length+1] = mlpi->q_averaged[c];
 530           GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "%i ind[%i] val[%i]:  %i %f\n", length+1,  length+1, length+1, mlpi->c_b, mlpi->q_averaged[c]);
 531           glp_set_mat_row (mlp->prob, mlpi->r_q[c], length+1, ind, val);
 532         }
 533       else
 534         {
 535         /* Get the index if matrix row of quality */
 536         glp_set_mat_row (mlp->prob, mlpi->r_q[c], length, ind, val);
 537         }
 538
 539       GNUNET_free (ind);
 540       GNUNET_free (val);
 541     }
 542   }
 543 }
 544
 545 #endif
 546
 547
 548
 549 /**
 550  * Adds the problem constraints for all addresses
 551  * Required for problem recreation after address deletion
 552  *
 553  * @param mlp the mlp handle
 554  * @param addresses all addresses
 555  */
 556
 557 static void
 558 mlp_add_constraints_all_addresses (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses)
 559 {
 560   unsigned int n_addresses;
 561   struct MLP_Problem *p = &mlp->p;
 562   int c;
 563   char *name;
 564
 565   /* Problem matrix*/
 566   n_addresses = p->num_addresses;
 567
 568   /* Required indices in the constrain matrix
 569    *
 570    * feasibility constraints:
 571    *
 572    * c 1) bandwidth capping
 573    * #rows: |n_addresses|
 574    * #indices: 2 * |n_addresses|
 575    *
 576    * c 2) one active address per peer
 577    * #rows: |peers|
 578    * #indices: |n_addresses|
 579    *
 580    * c 3) minium bandwidth assigned
 581    * #rows: |n_addresses|
 582    * #indices: 2 * |n_addresses|
 583    *
 584    * c 4) minimum number of active connections
 585    * #rows: 1
 586    * #indices: |n_addresses|
 587    *
 588    * c 5) maximum ressource consumption
 589    * #rows: |ressources|
 590    * #indices: |n_addresses|
 591    *
 592    * c 10) obey network specific quota
 593    * #rows: |network types
 594    * #indices: |n_addresses|
 595    *
 596    * Sum for feasibility constraints:
 597    * #rows: 3 * |n_addresses| +  |ressources| + |peers| + 1
 598    * #indices: 7 * |n_addresses|
 599    *
 600    * optimality constraints:
 601    *
 602    * c 6) diversity
 603    * #rows: 1
 604    * #indices: |n_addresses| + 1
 605    *
 606    * c 7) quality
 607    * #rows: |quality properties|
 608    * #indices: |n_addresses| + |quality properties|
 609    *
 610    * c 8) utilization
 611    * #rows: 1
 612    * #indices: |n_addresses| + 1
 613    *
 614    * c 9) relativity
 615    * #rows: |peers|
 616    * #indices: |n_addresses| + |peers|
 617    * */
 618
 619   /* last +1 caused by glpk index starting with one: [1..pi]*/
 620   int pi = ((7 * n_addresses) + (5 * n_addresses +  mlp->pv.m_q + p->num_peers + 2) + 1);
 621   p->ci = 1;
 622
 623   /* row index */
 624   int *ia = GNUNET_malloc (pi * sizeof (int));
 625   p->ia = ia;
 626
 627   /* column index */
 628   int *ja = GNUNET_malloc (pi * sizeof (int));
 629   p->ja = ja;
 630
 631   /* coefficient */
 632   double *ar= GNUNET_malloc (pi * sizeof (double));
 633   p->ar = ar;
 634
 635   /* Adding constraint rows
 636    * This constraints are kind of "for all addresses"
 637    * Feasibility constraints:
 638    *
 639    * c 1) bandwidth capping
 640    * c 3) minimum bandwidth
 641    * c 4) minimum number of connections
 642    * c 6) maximize diversity
 643    * c 10) obey network specific quota
 644    */
 645
 646
 647   /* Adding constraint rows
 648    * This constraints are kind of "for all peers"
 649    * Feasibility constraints:
 650    *
 651    * c 2) 1 address per peer
 652    * sum (n_p1_1 + ... + n_p1_n) = 1
 653    *
 654    * c 8) utilization
 655    * sum (f_p * b_p1_1 + ... + f_p * b_p1_n) - u = 0
 656    *
 657    * c 9) relativity
 658    * V p : sum (bt_1 + ... +bt_n) - f_p * r = 0
 659    * */
 660
 661 #if 0
 662   struct ATS_Peer * peer = mlp->peer_head;
 663   /* For all peers */
 664   while (peer != NULL)
 665   {
 666     struct ATS_Address *addr = peer->head;
 667     struct MLP_information *mlpi = NULL;
 668
 669
 670     /* For all addresses of this peer */
 671     while (addr != NULL)
 672     {
 673       mlpi = (struct MLP_information *) addr->solver_information;
 674
 675       /* coefficient for c 2) */
 676       ia[p->ci] = peer->r_c2;
 677       ja[p->ci] = mlpi->c_n;
 678       ar[p->ci] = 1;
 679 #if  DEBUG_MLP_PROBLEM_CREATION
 680                         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "[P]: Set value [%u,%u] ==  %.2f\n",
 681                                         p->ia[p->ci], p->ja[p->ci], p->ar[p->ci]);
 682 #endif
 683       p->ci++;
 684
 685       /* coefficient for c 8) */
 686       ia[p->ci] = p->r_c8;
 687       ja[p->ci] = mlpi->c_b;
 688       ar[p->ci] = peer->f;
 689 #if  DEBUG_MLP_PROBLEM_CREATION
 690                         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "[P]: Set value [%u,%u] ==  %.2f\n",
 691                                         p->ia[p->ci], p->ja[p->ci], p->ar[p->ci]);
 692 #endif
 693       p->ci++;
 694
 695       /* coefficient for c 9) */
 696       ia[p->ci] = peer->r_c9;
 697       ja[p->ci] = mlpi->c_b;
 698       ar[p->ci] = 1;
 699 #if  DEBUG_MLP_PROBLEM_CREATION
 700                         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "[P]: Set value [%u,%u] ==  %.2f\n",
 701                                         p->ia[p->ci], p->ja[p->ci], p->ar[p->ci]);
 702 #endif
 703       p->ci++;
 704       addr = addr->next;
 705     }
 706     peer = peer->next;
 707   }
 708 #endif
 709
 710   /* c 7) For all quality metrics */
 711   for (c = 0; c < mlp->pv.m_q; c++)
 712   {
 713     struct ATS_Peer *tp;
 714     struct ATS_Address *ta;
 715     struct MLP_information * mlpi;
 716     double value = 1.0;
 717
 718     /* Adding rows for c 7) */
 719     p->r_q[c] = glp_add_rows (p->prob, 1);
 720     GNUNET_asprintf(&name, "c7_q%i_%s", c, mlp_ats_to_string(mlp->pv.q[c]));
 721     glp_set_row_name (p->prob, p->r_q[c], name);
 722     /* Set row bound == 0 */
 723     glp_set_row_bnds (p->prob, p->r_q[c], GLP_FX, 0.0, 0.0);
 724 #if  DEBUG_MLP_PROBLEM_CREATION
 725                 LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "[P]: Added row [%u] `%s': %s %u\n",
 726                                 p->r_q[c], name,
 727                                 "<=", 0);
 728 #endif
 729     GNUNET_free (name);
 730
 731     ia[p->ci] = p->r_q[c];
 732     ja[p->ci] = p->c_q[c];
 733     ar[p->ci] = -1;
 734 #if  DEBUG_MLP_PROBLEM_CREATION
 735                 LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "[P]: Set value [%u,%u] ==  %.2f\n",
 736                                 p->ia[p->ci], p->ja[p->ci], p->ar[p->ci]);
 737 #endif
 738     p->ci++;
 739 #if 0
 740     for (tp = mlp->peer_head; tp != NULL; tp = tp->next)
 741       for (ta = tp->head; ta != NULL; ta = ta->next)
 742         {
 743           mlpi = ta->solver_information;
 744           value = mlpi->q_averaged[c];
 745
 746           mlpi->r_q[c] = p->r_q[c];
 747
 748           ia[p->ci] = p->r_q[c];
 749           ja[p->ci] = mlpi->c_b;
 750           ar[p->ci] = tp->f_q[c] * value;
 751 #if  DEBUG_MLP_PROBLEM_CREATION
 752           LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "[P]: Set value [%u,%u] ==  %.2f\n",
 753                         p->ia[p->ci], p->ja[p->ci], p->ar[p->ci]);
 754 #endif
 755           p->ci++;
 756         }
 757 #endif
 758   }
 759 }
 760
 761
 762
 763 struct CountContext
 764 {
 765         struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * peers;
 766         int result;
 767 };
 768
 769 static int
 770 mlp_create_problem_count_addresses_it (void *cls, const struct GNUNET_HashCode *key, void *value)
 771 {
 772         struct CountContext *cctx = cls;
 773   /* Check if we have to add this peer due to a pending request */
 774   if (GNUNET_YES == GNUNET_CONTAINER_multihashmap_contains(cctx->peers, key))
 775         cctx->result++;
 776   return GNUNET_OK;
 777 }
 778
 779 static int mlp_create_problem_count_addresses (
 780                 struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * peers,
 781                 struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses)
 782 {
 783         struct CountContext cctx;
 784         cctx.peers = peers;
 785         cctx.result = 0;
 786   GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (addresses, &mlp_create_problem_count_addresses_it, &cctx);
 787   return cctx.result;
 788 }
 789
 790
 791
 792 static void
 793 mlp_create_problem_set_value (struct MLP_Problem *p,
 794                                                                                                                         int row, int col, double val,
 795                                                                                                                         int line)
 796 {
 797         if ((p->ci) >= p->num_elements)
 798         {
 799                 LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "[P]: line %u: Request for index %u bigger than array size of %u\n",
 800                                 line, p->ci + 1, p->num_elements);
 801                 GNUNET_break (0);
 802                 return;
 803         }
 804         if ((0 == row) || (0 == col))
 805                 GNUNET_break (0);
 806   p->ia[p->ci] = row ;
 807   p->ja[p->ci] = col;
 808   p->ar[p->ci] = val;
 809 #if  DEBUG_MLP_PROBLEM_CREATION
 810         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "[P]: line %u: Set value [%u,%u] in index %u ==  %.2f\n",
 811                         line, p->ia[p->ci], p->ja[p->ci], p->ci, p->ar[p->ci]);
 812 #endif
 813   p->ci++;
 814 }
 815
 816 static int
 817 mlp_create_problem_create_column (struct MLP_Problem *p, char *name,
 818                 unsigned int type, unsigned int bound, double lb, double ub,
 819                 double coef)
 820 {
 821         int col = glp_add_cols (p->prob, 1);
 822   glp_set_col_name (p->prob, col, name);
 823   glp_set_col_bnds (p->prob, col, bound, lb, ub);
 824   glp_set_col_kind (p->prob, col, type);
 825   glp_set_obj_coef (p->prob, col, coef);
 826 #if  DEBUG_MLP_PROBLEM_CREATION
 827         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "[P]: Added column [%u] `%s': %.2f\n",
 828                         col, name, coef);
 829 #endif
 830   return col;
 831 }
 832
 833 static int
 834 mlp_create_problem_create_constraint (struct MLP_Problem *p, char *name,
 835                 unsigned int bound, double lb, double ub)
 836 {
 837         char * op;
 838   int row = glp_add_rows (p->prob, 1);
 839   /* set row name */
 840   glp_set_row_name (p->prob, row, name);
 841   /* set row bounds: <= 0 */
 842   glp_set_row_bnds (p->prob, row, bound, lb, ub);
 843   switch (bound) {
 844                 case GLP_UP:
 845                         GNUNET_asprintf(&op, "-inf <= x <= %.2f", ub);
 846                         break;
 847                 case GLP_DB:
 848                         GNUNET_asprintf(&op, "%.2f <= x <= %.2f", lb, ub);
 849                         break;
 850                 case GLP_FX:
 851                         GNUNET_asprintf(&op, "%.2f == x == %.2f", lb, ub);
 852                         break;
 853                 case GLP_LO:
 854                         GNUNET_asprintf(&op, "%.2f <= x <= inf", lb);
 855                         break;
 856                 default:
 857                         GNUNET_asprintf(&op, "ERROR");
 858                         break;
 859         }
 860 #if  DEBUG_MLP_PROBLEM_CREATION
 861                 LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "[P]: Added row [%u] `%s': %s\n",
 862                                 row, name, op);
 863 #endif
 864         GNUNET_free (op);
 865         return row;
 866 }
 867
 868 /**
 869  * Create the
 870  * - address columns b and n
 871  * - address dependent constraint rows c1, c3
 872  * - peer dependent rows c2 and c9
 873  * - Set address dependent entries in problem matrix as well
 874  */
 875 static int
 876 mlp_create_problem_add_address_information (void *cls, const struct GNUNET_HashCode *key, void *value)
 877 {
 878   struct GAS_MLP_Handle *mlp = cls;
 879   struct MLP_Problem *p = &mlp->p;
 880   struct ATS_Address *address = value;
 881   struct ATS_Peer *peer;
 882   struct MLP_information *mlpi;
 883   char *name;
 884   int c;
 885
 886   /* Check if we have to add this peer due to a pending request */
 887   if (GNUNET_NO == GNUNET_CONTAINER_multihashmap_contains(mlp->peers, key))
 888         return GNUNET_OK;
 889
 890   /* Get peer */
 891   peer = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_get (mlp->peers, key);
 892   if (peer->processed == GNUNET_NO)
 893   {
 894                 /* Add peer dependent constraints */
 895                 /* Add constraint c2 */
 896           GNUNET_asprintf(&name, "c2_%s", GNUNET_i2s(&address->peer));
 897           peer->r_c2 = mlp_create_problem_create_constraint (p, name, GLP_FX, 1.0, 1.0);
 898                 GNUNET_free (name);
 899                 /* Add constraint c9 */
 900           GNUNET_asprintf(&name, "c9_%s", GNUNET_i2s(&address->peer));
 901           peer->r_c9 = mlp_create_problem_create_constraint (p, name, GLP_LO, 0.0, 0.0);
 902                 GNUNET_free (name);
 903           /* c 9) set coefficient */
 904                 mlp_create_problem_set_value (p, peer->r_c9, p->c_r, -peer->f, __LINE__);
 905
 906                 peer->processed = GNUNET_YES;
 907   }
 908
 909
 910   /* Prepare solver information */
 911   if (NULL != address->solver_information)
 912   {
 913         GNUNET_free (address->solver_information);
 914                 address->solver_information = NULL;
 915   }
 916   mlpi = GNUNET_malloc (sizeof (struct MLP_information));
 917   address->solver_information = mlpi;
 918
 919   /* Add bandwidth column */
 920   GNUNET_asprintf (&name, "b_%s_%s", GNUNET_i2s (&address->peer), address->plugin);
 921   mlpi->c_b = mlp_create_problem_create_column (p, name, GLP_CV, GLP_LO, 0.0, 0.0, 0.0);
 922   GNUNET_free (name);
 923
 924   /* Add usage column */
 925   GNUNET_asprintf (&name, "n_%s_%s", GNUNET_i2s (&address->peer), address->plugin);
 926   mlpi->c_n = mlp_create_problem_create_column (p, name, GLP_IV, GLP_DB, 0.0, 1.0, 0.0);
 927   GNUNET_free (name);
 928
 929         /* Add address dependent constraints */
 930         /* Add constraint c1) bandwidth capping
 931    * b_t  + (-M) * n_t <= 0
 932    * */
 933   GNUNET_asprintf(&name, "c1_%s_%s", GNUNET_i2s(&address->peer), address->plugin);
 934   mlpi->r_c1 = mlp_create_problem_create_constraint (p, name, GLP_LO, 0.0, 0.0);
 935         GNUNET_free (name);
 936
 937         /*  c1) set b = 1 coefficient */
 938         mlp_create_problem_set_value (p, mlpi->r_c1, mlpi->c_b, 1, __LINE__);
 939         /*  c1) set n = -M coefficient */
 940         mlp_create_problem_set_value (p, mlpi->r_c1, mlpi->c_n, -mlp->pv.BIG_M, __LINE__);
 941
 942   /* Add constraint c 3) minimum bandwidth
 943    * b_t + (-n_t * b_min) >= 0
 944    * */
 945   GNUNET_asprintf(&name, "c3_%s_%s", GNUNET_i2s(&address->peer), address->plugin);
 946         mlpi->r_c3 = mlp_create_problem_create_constraint (p, name, GLP_LO, 0.0, 0.0);
 947         GNUNET_free (name);
 948
 949         /*  c3) set b = 1 coefficient */
 950         mlp_create_problem_set_value (p, mlpi->r_c3, mlpi->c_b, 1, __LINE__);
 951         /*  c3) set n = -b_min coefficient */
 952         mlp_create_problem_set_value (p, mlpi->r_c3, mlpi->c_n, -mlp->pv.b_min, __LINE__);
 953
 954
 955         /* Set coefficient entries in invariant rows */
 956   /* c 4) minimum connections */
 957         mlp_create_problem_set_value (p, p->r_c4, mlpi->c_n, 1, __LINE__);
 958   /* c 6) maximize diversity */
 959         mlp_create_problem_set_value (p, p->r_c6, mlpi->c_n, 1, __LINE__);
 960   /* c 2) 1 address peer peer */
 961         mlp_create_problem_set_value (p, peer->r_c2, mlpi->c_n, 1, __LINE__);
 962   /* c 9) relativity */
 963         mlp_create_problem_set_value (p, peer->r_c9, mlpi->c_b, 1, __LINE__);
 964   /* c 8) utility */
 965         mlp_create_problem_set_value (p, p->r_c8, mlpi->c_b, 1, __LINE__);
 966
 967   /* c 10) obey network specific quotas
 968    * (1)*b_1 + ... + (1)*b_m <= quota_n
 969    */
 970   for (c = 0; c < GNUNET_ATS_NetworkTypeCount; c++)
 971   {
 972     if (mlp->pv.quota_index[c] == address->atsp_network_type)
 973     {
 974                 mlp_create_problem_set_value (p, p->r_quota[c], mlpi->c_b, 1, __LINE__);
 975       break;
 976     }
 977   }
 978
 979   /* c 7) Optimize quality */
 980   /* For all quality metrics, set quality of this address */
 981   for (c = 0; c < mlp->pv.m_q; c++)
 982   {
 983 #if 0
 984       mlpi = ta->solver_information;
 985       value = mlpi->q_averaged[c];
 986
 987       mlpi->r_q[c] = p->r_q[c];
 988
 989       ia[p->ci] = p->r_q[c];
 990       ja[p->ci] = mlpi->c_b;
 991       ar[p->ci] = tp->f_q[c] * value;
 992 #if  DEBUG_MLP_PROBLEM_CREATION
 993       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "[P]: Set value [%u,%u] ==  %.2f\n",
 994                 p->ia[p->ci], p->ja[p->ci], p->ar[p->ci]);
 995 #endif
 996 #endif
 997         mlp_create_problem_set_value (p, p->r_q[c], mlpi->c_b, mlpi->q_averaged[c], __LINE__);
 998   }
 999
1000
1001   return GNUNET_OK;
1002 }
1003
1004 /**
1005  * Create the invariant columns c4, c6, c10, c8, c7
1006  */
1007 static void
1008 mlp_create_problem_add_invariant_rows (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct MLP_Problem *p)
1009 {
1010   char *name;
1011   int c;
1012
1013   /* Row for c4) minimum connection */
1014
1015   /* Number of minimum connections is min(|Peers|, n_min) */
1016   p->r_c4 = mlp_create_problem_create_constraint (p, "c4", GLP_LO, (mlp->pv.n_min > p->num_peers) ? p->num_peers : mlp->pv.n_min, 0.0);
1017
1018   /* Add row for c6) */
1019         p->r_c6 = mlp_create_problem_create_constraint (p, "c6", GLP_FX, 0.0, 0.0);
1020   /* c6 )Setting -D */
1021         mlp_create_problem_set_value (p, p->r_c6, p->c_d, -1, __LINE__);
1022
1023   /* Add rows for c 10) */
1024   for (c = 0; c < GNUNET_ATS_NetworkTypeCount; c++)
1025   {
1026       char * text;
1027       GNUNET_asprintf(&text, "quota_ats_%s", GNUNET_ATS_print_network_type(mlp->pv.quota_index[c]));
1028                 p->r_quota[c] = mlp_create_problem_create_constraint (p, text, GLP_DB, 0.0, mlp->pv.quota_out[c]);
1029                 GNUNET_free (text);
1030   }
1031
1032   /* Adding rows for c 8) */
1033   p->r_c8 = mlp_create_problem_create_constraint (p, "c8", GLP_FX, 0.0, 0.0);
1034   /* -u */
1035         mlp_create_problem_set_value (p, p->r_c8, p->c_u, -1, __LINE__);
1036
1037         /* c 7) For all quality metrics */
1038         for (c = 0; c < mlp->pv.m_q; c++)
1039         {
1040                 GNUNET_asprintf(&name, "c7_q%i_%s", c, mlp_ats_to_string(mlp->pv.q[c]));
1041                 p->r_q[c] = mlp_create_problem_create_constraint (p, name, GLP_FX, 0.0, 0.0);
1042                 GNUNET_free (name);
1043                 mlp_create_problem_set_value (p, p->r_q[c], p->c_q[c], -1, __LINE__);
1044         }
1045 }
1046
1047
1048 /**
1049  * Create the invariant columns d, u, r, q0 ... qm
1050  */
1051 static void
1052 mlp_create_problem_add_invariant_columns (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct MLP_Problem *p)
1053 {
1054   char *name;
1055   int c;
1056
1057   /* Diversity d column  */
1058   p->c_d = mlp_create_problem_create_column (p, "d", GLP_CV, GLP_LO, 0.0, 0.0, mlp->pv.co_D);
1059
1060   /* Utilization u column  */
1061   p->c_u = mlp_create_problem_create_column (p, "u", GLP_CV, GLP_LO, 0.0, 0.0, mlp->pv.co_U);
1062
1063   /* Relativity r column  */
1064   p->c_r = mlp_create_problem_create_column (p, "u", GLP_CV, GLP_LO, 0.0, 0.0, mlp->pv.co_R);
1065
1066   /* Quality metric columns */
1067   for (c = 0; c < mlp->pv.m_q; c++)
1068   {
1069     GNUNET_asprintf (&name, "q_%u", mlp->pv.q[c]);
1070         p->c_q[c] = mlp_create_problem_create_column (p, name, GLP_CV, GLP_LO, 0.0, 0.0, mlp->pv.co_Q[c]);
1071         GNUNET_free (name);
1072   }
1073 }
1074
1075
1076 /**
1077  * Create the MLP problem
1078  *
1079  * @param mlp the MLP handle
1080  * @param addresses the hashmap containing all adresses
1081  * @return GNUNET_OK or GNUNET_SYSERR
1082  */
1083 static int
1084 mlp_create_problem (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses)
1085 {
1086   struct MLP_Problem *p = &mlp->p;
1087         int res = GNUNET_OK;
1088
1089   GNUNET_assert (p->prob == NULL);
1090   GNUNET_assert (p->ia == NULL);
1091   GNUNET_assert (p->ja == NULL);
1092   GNUNET_assert (p->ar == NULL);
1093   /* Reset MLP problem struct */
1094
1095   /* create the glpk problem */
1096   p->prob = glp_create_prob ();
1097   GNUNET_assert (NULL != p->prob);
1098   p->num_peers = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_size (mlp->peers);
1099   p->num_addresses = mlp_create_problem_count_addresses (mlp->peers, addresses);
1100
1101   /* Create problem matrix: 10 * #addresses + #q * #addresses + #q, + #peer + 2 + 1 */
1102   p->num_elements = (10 * p->num_addresses + mlp->pv.m_q * p->num_addresses +  mlp->pv.m_q + p->num_peers + 2 + 1);
1103         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Rebuilding problem for %u peer(s) and %u addresse(s) and %u quality metrics == %u elements\n",
1104                         p->num_peers, p->num_addresses, mlp->pv.m_q, p->num_elements);
1105
1106   /* Set a problem name */
1107   glp_set_prob_name (p->prob, "GNUnet ATS bandwidth distribution");
1108   /* Set optimization direction to maximize */
1109   glp_set_obj_dir (p->prob, GLP_MAX);
1110
1111   /* Create problem matrix */
1112   /* last +1 caused by glpk index starting with one: [1..elements]*/
1113   p->ci = 1;
1114   /* row index */
1115   int *ia = GNUNET_malloc (p->num_elements * sizeof (int));
1116   p->ia = ia;
1117   /* column index */
1118   int *ja = GNUNET_malloc (p->num_elements * sizeof (int));
1119   p->ja = ja;
1120   /* coefficient */
1121   double *ar= GNUNET_malloc (p->num_elements * sizeof (double));
1122   p->ar = ar;
1123
1124   /* Adding invariant columns */
1125   mlp_create_problem_add_invariant_columns (mlp, p);
1126
1127   /* Adding address independent constraint rows */
1128   mlp_create_problem_add_invariant_rows (mlp, p);
1129
1130   /* Adding address independent constraint rows */
1131   GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (addresses, &mlp_create_problem_add_address_information, mlp);
1132
1133   /* Load the matrix */
1134         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Loading matrix\n");
1135   glp_load_matrix(p->prob, (p->ci)-1, p->ia, p->ja, p->ar);
1136
1137   return res;
1138 }
1139
1140 /**
1141  * Solves the LP problem
1142  *
1143  * @param mlp the MLP Handle
1144  * @return GNUNET_OK if could be solved, GNUNET_SYSERR on failure
1145  */
1146 static int
1147 mlp_solve_lp_problem (struct GAS_MLP_Handle *mlp)
1148 {
1149         int res = 0;
1150         if (GNUNET_YES == mlp->mlp_prob_changed)
1151         {
1152                 /* Problem was recreated: use LP presolver */
1153     mlp->control_param_lp.presolve = GLP_ON;
1154         }
1155         else
1156         {
1157                 /* Problem was not recreated: do not use LP presolver */
1158                 mlp->control_param_lp.presolve = GLP_OFF;
1159         }
1160
1161         res = glp_simplex(mlp->p.prob, &mlp->control_param_lp);
1162         if (0 == res)
1163                 LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Solving LP problem: 0x%02X %s\n", res, mlp_solve_to_string(res));
1164         else
1165                 LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Solving LP problem failed: 0x%02X %s\n", res, mlp_solve_to_string(res));
1166
1167   /* Analyze problem status  */
1168   res = glp_get_status (mlp->p.prob);
1169   switch (res) {
1170     /* solution is optimal */
1171     case GLP_OPT:
1172     /* solution is feasible */
1173     case GLP_FEAS:
1174       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Solving LP problem: 0x%02X %s\n",
1175                 res, mlp_status_to_string(res));
1176       return GNUNET_OK;
1177     /* Problem was ill-defined, no way to handle that */
1178     default:
1179       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Solving LP problem failed, no solution: 0x%02X %s\n",
1180                 res, mlp_status_to_string(res));
1181       return GNUNET_SYSERR;
1182   }
1183 }
1184
1185
1186 /**
1187  * Solves the MLP problem
1188  *
1189  * @param mlp the MLP Handle
1190  * @return GNUNET_OK if could be solved, GNUNET_SYSERR on failure
1191  */
1192 int
1193 mlp_solve_mlp_problem (struct GAS_MLP_Handle *mlp)
1194 {
1195         int res = 0;
1196         res = glp_intopt(mlp->p.prob, &mlp->control_param_mlp);
1197         if (0 == res)
1198                 LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Solving MLP problem: 0x%02X %s\n", res, mlp_solve_to_string(res));
1199         else
1200                 LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Solving MLP problem failed: 0x%02X %s\n", res, mlp_solve_to_string(res));
1201   /* Analyze problem status  */
1202   res = glp_mip_status(mlp->p.prob);
1203   switch (res) {
1204     /* solution is optimal */
1205     case GLP_OPT:
1206     /* solution is feasible */
1207     case GLP_FEAS:
1208       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Solving LP problem: %s\n", mlp_status_to_string(res));
1209       return GNUNET_OK;
1210     /* Problem was ill-defined, no way to handle that */
1211     default:
1212       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,"Solving MLP problem failed, %s\n\n", mlp_status_to_string(res));
1213       return GNUNET_SYSERR;
1214   }
1215 }
1216
1217
1218 /**
1219  * Solves the MLP problem
1220  *
1221  * @param mlp the MLP Handle
1222  * @return GNUNET_OK if could be solved, GNUNET_SYSERR on failure
1223  */
1224 int
1225 mlp_propagate_results (void *cls, const struct GNUNET_HashCode *key, void *value)
1226 {
1227         struct GAS_MLP_Handle *mlp = cls;
1228         struct ATS_Address *address;
1229         struct MLP_information *mlpi;
1230         double mlp_bw;
1231         double mlp_use;
1232
1233   /* Check if we have to add this peer due to a pending request */
1234   if (GNUNET_NO == GNUNET_CONTAINER_multihashmap_contains(mlp->peers, key))
1235         return GNUNET_OK;
1236
1237   address = value;
1238   GNUNET_assert (address->solver_information != NULL);
1239   mlpi = address->solver_information;
1240
1241   mlp_bw = glp_mip_col_val(mlp->p.prob, mlpi->c_b);
1242   mlp_use = glp_mip_col_val(mlp->p.prob, mlpi->c_n);
1243
1244   if ((GLP_YES == mlp_use) && (GNUNET_NO == address->active))
1245   {
1246         /* Address switch: Activate address*/
1247                 address->active = GNUNET_YES;
1248                 address->assigned_bw_in.value__ = htonl (0);
1249                 address->assigned_bw_out.value__ = htonl (0);
1250                 mlp->bw_changed_cb (mlp->bw_changed_cb_cls, address);
1251   }
1252   else if ((GLP_NO == mlp_use) && (GNUNET_YES == address->active))
1253   {
1254                 /* Address switch: Disable address*/
1255                 address->active = GNUNET_NO;
1256                 /* Set bandwidth to 0 */
1257                 address->assigned_bw_in.value__ = htonl (0);
1258                 address->assigned_bw_out.value__ = htonl (0);
1259                 mlp->bw_changed_cb (mlp->bw_changed_cb_cls, address);
1260   }
1261   else if ((mlp_bw != ntohl(address->assigned_bw_out.value__)) ||
1262                                  (mlp_bw != ntohl(address->assigned_bw_in.value__)))
1263   {
1264         /* Bandwidth changed */
1265                 address->assigned_bw_in.value__ = htonl (mlp_bw);
1266                 address->assigned_bw_out.value__ = htonl (mlp_bw);
1267                 mlp->bw_changed_cb (mlp->bw_changed_cb_cls, address);
1268   }
1269
1270   return GNUNET_OK;
1271 }
1272
1273
1274
1275
1276 /**
1277  * Solves the MLP problem
1278  *
1279  * @param solver the MLP Handle
1280  * @param addresses the address hashmap
1281  * @return GNUNET_OK if could be solved, GNUNET_SYSERR on failure
1282  */
1283 int
1284 GAS_mlp_solve_problem (void *solver, struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses)
1285 {
1286         struct GAS_MLP_Handle *mlp = solver;
1287         int res = 0;
1288         struct GNUNET_TIME_Absolute start_lp;
1289         struct GNUNET_TIME_Relative duration_lp;
1290         struct GNUNET_TIME_Absolute start_mlp;
1291         struct GNUNET_TIME_Relative duration_mlp;
1292         GNUNET_assert (NULL != solver);
1293
1294         if ((GNUNET_NO == mlp->mlp_prob_changed) && (GNUNET_NO == mlp->mlp_prob_updated))
1295         {
1296                 LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "No changes to problem\n");
1297                 return GNUNET_OK;
1298         }
1299
1300         if (GNUNET_YES == mlp->mlp_prob_changed)
1301         {
1302                         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Problem size changed, rebuilding\n");
1303                         mlp_delete_problem (mlp);
1304                         mlp_create_problem (mlp, addresses);
1305         }
1306         else
1307         {
1308                         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Problem was updated, resolving\n");
1309         }
1310
1311
1312         /* Run LP solver */
1313         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Running LP solver \n");
1314         start_lp = GNUNET_TIME_absolute_get();
1315         mlp_solve_lp_problem (mlp);
1316         duration_lp = GNUNET_TIME_absolute_get_duration (start_lp);
1317
1318   /* Run LP solver */
1319         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Running MLP solver \n");
1320         start_mlp = GNUNET_TIME_absolute_get();
1321         mlp_solve_lp_problem (mlp);
1322         duration_mlp = GNUNET_TIME_absolute_get_duration (start_mlp);
1323         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Solver took LP %llu ms,  MLP %llu ms\n",
1324                         (unsigned long long) duration_lp.rel_value,
1325                         (unsigned long long) duration_mlp.rel_value);
1326
1327         /* Propagate result*/
1328         if (GNUNET_OK == res)
1329         {
1330                 GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (addresses, &mlp_propagate_results, mlp);
1331         }
1332
1333         /* Reset change and update marker */
1334         mlp->mlp_prob_updated = GNUNET_NO;
1335         mlp->mlp_prob_changed = GNUNET_NO;
1336
1337         return res;
1338
1339         /* Solve problem */
1340 #if 0
1341   struct GAS_MLP_Handle *mlp = solver;
1342   int res;
1343
1344   GNUNET_assert (NULL != solver);
1345   GNUNET_assert (NULL != ctx);
1346
1347   /* Check if solving is already running */
1348   if (GNUNET_YES == mlp->semaphore)
1349   {
1350     if (mlp->mlp_task != GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK)
1351     {
1352       GNUNET_SCHEDULER_cancel(mlp->mlp_task);
1353       mlp->mlp_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
1354     }
1355     mlp->mlp_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (mlp->exec_interval, &mlp_scheduler, mlp);
1356     return GNUNET_SYSERR;
1357   }
1358   mlp->semaphore = GNUNET_YES;
1359
1360   mlp->last_execution = GNUNET_TIME_absolute_get ();
1361
1362   ctx->lp_result = GNUNET_SYSERR;
1363   ctx->mlp_result = GNUNET_SYSERR;
1364   ctx->lp_duration = GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL;
1365   ctx->mlp_duration = GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL;
1366
1367   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Solve LP problem\n");
1368 #if WRITE_MLP
1369   char * name;
1370   static int i;
1371   i++;
1372   GNUNET_asprintf(&name, "problem_%i", i);
1373   glp_write_lp (mlp->prob, 0, name);
1374   GNUNET_free (name);
1375 # endif
1376
1377   res = mlp_solve_lp_problem (mlp, ctx);
1378   ctx->lp_result = res;
1379   if (res != GNUNET_OK)
1380   {
1381     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "LP Problem solving failed\n");
1382     mlp->semaphore = GNUNET_NO;
1383     return GNUNET_SYSERR;
1384   }
1385
1386 #if WRITE_MLP
1387   GNUNET_asprintf(&name, "problem_%i_lp_solution", i);
1388   glp_print_sol (mlp->prob,  name);
1389   GNUNET_free (name);
1390 # endif
1391
1392
1393   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Solve MLP problem\n");
1394   res = mlp_solve_mlp_problem (mlp, ctx);
1395   ctx->mlp_result = res;
1396   if (res != GNUNET_OK)
1397   {
1398     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "MLP Problem solving failed\n");
1399     mlp->semaphore = GNUNET_NO;
1400     return GNUNET_SYSERR;
1401   }
1402 #if WRITE_MLP
1403   GNUNET_asprintf(&name, "problem_%i_mlp_solution", i);
1404   glp_print_mip (mlp->prob, name);
1405   GNUNET_free (name);
1406 # endif
1407
1408   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Problem solved %s (LP duration %llu / MLP duration %llu)\n",
1409       (GNUNET_OK == res) ? "successfully" : "failed",
1410       ctx->lp_duration.rel_value,
1411       ctx->mlp_duration.rel_value);
1412   /* Process result */
1413   struct ATS_Peer *p = NULL;
1414   struct ATS_Address *a = NULL;
1415   struct MLP_information *mlpi = NULL;
1416
1417   for (p = mlp->peer_head; p != NULL; p = p->next)
1418   {
1419     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Peer `%s'\n", GNUNET_i2s (&p->id));
1420     for (a = p->head; a != NULL; a = a->next)
1421     {
1422       double b = 0.0;
1423       double n = 0.0;
1424
1425       mlpi = a->solver_information;
1426
1427       b = glp_mip_col_val(mlp->prob, mlpi->c_b);
1428       mlpi->b = b;
1429
1430       n = glp_mip_col_val(mlp->prob, mlpi->c_n);
1431       if (n == 1.0)
1432       {
1433         /* This is the address to be used */
1434         mlpi->n = GNUNET_YES;
1435       }
1436       else
1437       {
1438         /* This is the address not used */
1439         mlpi->n = GNUNET_NO;
1440       }
1441
1442       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "\tAddress %s %f\n",
1443           (n == 1.0) ? "[x]" : "[ ]", b);
1444
1445       /* Notify addresses */
1446       if ((ntohl(a->assigned_bw_in.value__) != b) ||
1447                 (ntohl(a->assigned_bw_out.value__) != b) ||
1448                 (mlpi->n != a->active))
1449       {
1450                 a->assigned_bw_in.value__ = htonl(b);
1451                 a->assigned_bw_out.value__ = htonl(b);
1452                 a->active = mlpi->n;
1453                 mlp->bw_changed_cb (mlp->bw_changed_cb_cls, a);
1454       }
1455     }
1456   }
1457
1458   if (mlp->mlp_task != GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK)
1459   {
1460     GNUNET_SCHEDULER_cancel(mlp->mlp_task);
1461     mlp->mlp_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
1462   }
1463   mlp->mlp_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (mlp->exec_interval, &mlp_scheduler, mlp);
1464   mlp->semaphore = GNUNET_NO;
1465   return res;
1466 #endif
1467 }
1468
1469 /**
1470  * Add a single address to the solve
1471  *
1472  * @param solver the solver Handle
1473  * @param addresses the address hashmap containing all addresses
1474  * @param address the address to add
1475  */
1476 void
1477 GAS_mlp_address_add (void *solver, struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses, struct ATS_Address *address)
1478 {
1479   struct GAS_MLP_Handle *mlp = solver;
1480   struct ATS_Peer *p;
1481
1482   GNUNET_assert (NULL != solver);
1483   GNUNET_assert (NULL != addresses);
1484   GNUNET_assert (NULL != address);
1485
1486         /* TODO Add address here */
1487
1488   /* Is this peer included in the problem? */
1489   if (NULL == (p = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_get (mlp->peers, &address->peer.hashPubKey)))
1490   {
1491     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Adding address for peer `%s' without address request \n", GNUNET_i2s(&address->peer));
1492         return;
1493   }
1494   if (NULL != address->solver_information)
1495   {
1496                 GNUNET_break (0);
1497   }
1498
1499         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Adding address for peer `%s' with address request \n", GNUNET_i2s(&address->peer));
1500         /* Problem size changed: new address for peer with pending request */
1501         mlp->mlp_prob_changed = GNUNET_YES;
1502         if (GNUNET_YES == mlp->mlp_auto_solve)
1503                 GAS_mlp_solve_problem (solver, addresses);
1504 }
1505
1506 /**
1507  * Updates a single address in the MLP problem
1508  *
1509  * If the address did not exist before in the problem:
1510  * The MLP problem has to be recreated and the problem has to be resolved
1511  *
1512  * Otherwise the addresses' values can be updated and the existing base can
1513  * be reused
1514  *
1515  * @param solver the solver Handle
1516  * @param addresses the address hashmap containing all addresses
1517  * @param address the update address
1518  * @param session the new session (if changed otherwise current)
1519  * @param in_use the new address in use state (if changed otherwise current)
1520  * @param atsi the latest ATS information
1521  * @param atsi_count the atsi count
1522  */
1523 void
1524 GAS_mlp_address_update (void *solver,
1525                         struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap *addresses,
1526                         struct ATS_Address *address,
1527                         uint32_t session,
1528                         int in_use,
1529                         const struct GNUNET_ATS_Information *atsi,
1530                         uint32_t atsi_count)
1531 {
1532         struct ATS_Peer *p;
1533         struct GAS_MLP_Handle *mlp = solver;
1534
1535         GNUNET_assert (NULL != solver);
1536         GNUNET_assert (NULL != addresses);
1537         GNUNET_assert (NULL != address);
1538         GNUNET_assert ((NULL != atsi) || (0 == atsi_count));
1539
1540         /* TODO Update address here */
1541
1542   /* Is this peer included in the problem? */
1543   if (NULL == (p = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_get (mlp->peers, &address->peer.hashPubKey)))
1544   {
1545     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Updating address for peer `%s' without address request \n", GNUNET_i2s(&address->peer));
1546         return;
1547   }
1548         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Updating address for peer `%s' with address request \n", GNUNET_i2s(&address->peer));
1549
1550         /* Problem size changed: new address for peer with pending request */
1551         mlp->mlp_prob_updated = GNUNET_YES;
1552         if (GNUNET_YES == mlp->mlp_auto_solve)
1553                 GAS_mlp_solve_problem (solver, addresses);
1554   return;
1555
1556 #if 0
1557   GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats, "# MLP address updates", 1, GNUNET_NO);
1558
1559   /* We add a new address */
1560   if (address->solver_information == NULL)
1561     new = GNUNET_YES;
1562   else
1563     new = GNUNET_NO;
1564
1565   /* Do the update */
1566   if (new == GNUNET_YES)
1567   {
1568     mlpi = GNUNET_malloc (sizeof (struct MLP_information));
1569
1570     int c;
1571     for (c = 0; c < GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount; c++)
1572     {
1573       int c2;
1574       mlpi->r_q[c] = 0;
1575       for (c2 = 0; c2 < MLP_AVERAGING_QUEUE_LENGTH; c2++)
1576         mlpi->q[c][c2] = -1.0; /* -1.0: invalid value */
1577       mlpi->q_avg_i[c] = 0;
1578       mlpi->q_averaged[c] = 0.0;
1579     }
1580
1581     address->solver_information = mlpi;
1582     mlp->num_addresses ++;
1583     GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats, "# addresses in MLP", 1, GNUNET_NO);
1584
1585     /* Check for and add peer */
1586     struct ATS_Peer *peer = mlp_find_peer (mlp, &address->peer);
1587     if (peer == NULL)
1588     {
1589
1590       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Adding new peer `%s'\n",
1591           GNUNET_i2s (&address->peer));
1592
1593       peer = GNUNET_malloc (sizeof (struct ATS_Peer));
1594       peer->head = NULL;
1595       peer->tail = NULL;
1596
1597       int c;
1598       for (c = 0; c < GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount; c++)
1599       {
1600         peer->f_q[c] = 1.0;
1601       }
1602       peer->f = 1.0;
1603
1604       memcpy (&peer->id, &address->peer, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity));
1605       GNUNET_assert(address->prev == NULL);
1606       GNUNET_assert(address->next == NULL);
1607       GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (peer->head, peer->tail, address);
1608       GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (mlp->peer_head, mlp->peer_tail, peer);
1609       mlp->c_p ++;
1610       GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats, "# peers in MLP", 1, GNUNET_NO);
1611     }
1612     else
1613     {
1614
1615       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Adding address to peer `%s'\n",
1616           GNUNET_i2s (&address->peer));
1617
1618       GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (peer->head, peer->tail, address);
1619     }
1620     update_quality (mlp, address);
1621   }
1622   else
1623   {
1624     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Updating existing address to peer `%s'\n",
1625         GNUNET_i2s (&address->peer));
1626
1627     update_quality (mlp, address);
1628   }
1629
1630   /* Recalculate */
1631   if (new == GNUNET_YES)
1632   {
1633     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Recreating problem: new address\n");
1634
1635     mlp_delete_problem (mlp);
1636     mlp_create_problem (mlp, peers);
1637     mlp->presolver_required = GNUNET_YES;
1638   }
1639   if (mlp->auto_solve == GNUNET_YES)
1640     GAS_mlp_solve_problem (mlp, &ctx);
1641 #endif
1642 }
1643
1644 /**
1645  * Deletes a single address in the MLP problem
1646  *
1647  * The MLP problem has to be recreated and the problem has to be resolved
1648  *
1649  * @param solver the MLP Handle
1650  * @param addresses the address hashmap
1651  *        the address has to be already removed from the hashmap
1652  * @param address the address to delete
1653  * @param session_only delete only session not whole address
1654  */
1655 void
1656 GAS_mlp_address_delete (void *solver,
1657     struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses,
1658     struct ATS_Address *address,
1659     int session_only)
1660 {
1661         struct ATS_Peer *p;
1662         struct GAS_MLP_Handle *mlp = solver;
1663
1664         GNUNET_assert (NULL != solver);
1665         GNUNET_assert (NULL != addresses);
1666         GNUNET_assert (NULL != address);
1667
1668         /* TODO Delete address here */
1669         if (NULL != address->solver_information)
1670         {
1671                         GNUNET_free (address->solver_information);
1672                         address->solver_information = NULL;
1673         }
1674
1675   /* Is this peer included in the problem? */
1676   if (NULL == (p = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_get (mlp->peers, &address->peer.hashPubKey)))
1677   {
1678     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Deleting address for peer `%s' without address request \n", GNUNET_i2s(&address->peer));
1679         return;
1680   }
1681         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Deleting address for peer `%s' with address request \n", GNUNET_i2s(&address->peer));
1682
1683         /* Problem size changed: new address for peer with pending request */
1684         mlp->mlp_prob_changed = GNUNET_YES;
1685         if (GNUNET_YES == mlp->mlp_auto_solve)
1686                 GAS_mlp_solve_problem (solver, addresses);
1687   return;
1688
1689 #if 0
1690   GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats,"# LP address deletions", 1, GNUNET_NO);
1691   struct GAS_MLP_SolutionContext ctx;
1692
1693   /* Free resources */
1694   if (address->solver_information != NULL)
1695   {
1696     GNUNET_free (address->solver_information);
1697     address->solver_information = NULL;
1698
1699     mlp->num_addresses --;
1700     GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats, "# addresses in MLP", -1, GNUNET_NO);
1701   }
1702
1703   /* Remove from peer list */
1704   struct ATS_Peer *head = mlp_find_peer (mlp, &address->peer);
1705   GNUNET_assert (head != NULL);
1706
1707   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Deleting address for `%s'\n", GNUNET_i2s (&address->peer));
1708
1709   GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (head->head, head->tail, address);
1710   if ((head->head == NULL) && (head->tail == NULL))
1711   {
1712     /* No address for peer left, remove peer */
1713
1714     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Deleting peer `%s'\n", GNUNET_i2s (&address->peer));
1715
1716     GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (mlp->peer_head, mlp->peer_tail, head);
1717     GNUNET_free (head);
1718     mlp->c_p --;
1719     GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats, "# peers in MLP", -1, GNUNET_NO);
1720   }
1721
1722   /* Update problem */
1723   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Recreating problem: new address\n");
1724
1725   mlp_delete_problem (mlp);
1726   if ((GNUNET_CONTAINER_multihashmap_size (peers) > 0) && (mlp->c_p > 0))
1727   {
1728     mlp_create_problem (mlp, peers);
1729
1730     /* Recalculate */
1731     mlp->presolver_required = GNUNET_YES;
1732     if (mlp->auto_solve == GNUNET_YES)
1733       GAS_mlp_solve_problem (mlp, &ctx);
1734   }
1735 #endif
1736 }
1737
1738
1739 /**
1740  * Find the active address in the set of addresses of a peer
1741  * @param cls destination
1742  * @param key peer id
1743  * @param value address
1744  * @return GNUNET_OK
1745  */
1746 static int
1747 mlp_get_preferred_address_it (void *cls, const struct GNUNET_HashCode * key, void *value)
1748 {
1749
1750   struct ATS_Address *aa = (struct ATS_Address *) cls;
1751   struct ATS_Address *addr = value;
1752   struct MLP_information *mlpi = addr->solver_information;
1753   if (mlpi == NULL)
1754     return GNUNET_YES;
1755   if (mlpi->n == GNUNET_YES)
1756   {
1757     aa = addr;
1758     if (mlpi->b > (double) UINT32_MAX)
1759       aa->assigned_bw_out.value__ = htonl (UINT32_MAX);
1760     else
1761       aa->assigned_bw_out.value__ = htonl((uint32_t) mlpi->b);
1762     aa->assigned_bw_in.value__ = htonl(0);
1763     return GNUNET_NO;
1764   }
1765   return GNUNET_YES;
1766 }
1767
1768
1769 /**
1770  * Get the preferred address for a specific peer
1771  *
1772  * @param solver the MLP Handle
1773  * @param addresses address hashmap
1774  * @param peer the peer
1775  * @return suggested address
1776  */
1777 const struct ATS_Address *
1778 GAS_mlp_get_preferred_address (void *solver,
1779                                struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses,
1780                                const struct GNUNET_PeerIdentity *peer)
1781 {
1782   struct GAS_MLP_Handle *mlp = solver;
1783   struct ATS_Peer *p;
1784   struct ATS_Address *res = NULL;
1785
1786   GNUNET_assert (NULL != solver);
1787   GNUNET_assert (NULL != addresses);
1788   GNUNET_assert (NULL != peer);
1789
1790   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Getting preferred address for `%s'\n",
1791                 GNUNET_i2s (peer));
1792
1793   /* Is this peer included in the problem? */
1794   if (NULL == (p = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_get (mlp->peers, &peer->hashPubKey)))
1795   {
1796           LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Adding peer `%s' to list of peers with requests\n",
1797                         GNUNET_i2s (peer));
1798
1799           p = GNUNET_malloc (sizeof (struct ATS_Peer));
1800           p->id = (*peer);
1801           GNUNET_CONTAINER_multihashmap_put (mlp->peers, &peer->hashPubKey, p, GNUNET_CONTAINER_MULTIHASHMAPOPTION_UNIQUE_FAST);
1802
1803           /* Added new peer, we have to rebuild problem before solving */
1804           mlp->mlp_prob_changed = GNUNET_YES;
1805   }
1806   GAS_mlp_solve_problem (mlp, addresses);
1807
1808   /* Get prefered address */
1809   GNUNET_CONTAINER_multihashmap_get_multiple (addresses, &peer->hashPubKey,
1810                                                                                                                                                                                 mlp_get_preferred_address_it, res);
1811
1812   return res;
1813 }
1814
1815
1816 /**
1817  * Changes the preferences for a peer in the MLP problem
1818  *
1819  * @param solver the MLP Handle
1820  * @param client client
1821  * @param peer the peer
1822  * @param kind the kind to change the preference
1823  * @param score the score
1824  */
1825 void
1826 GAS_mlp_address_change_preference (void *solver,
1827                                    void *client,
1828                                    const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
1829                                    enum GNUNET_ATS_PreferenceKind kind,
1830                                    float score)
1831 {
1832   //struct GAS_MLP_Handle *mlp = solver;
1833
1834   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Changing preference for address for peer `%s'\n",
1835                 GNUNET_i2s(peer));
1836
1837   return;
1838 #if 0
1839   GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats,"# LP address preference changes", 1, GNUNET_NO);
1840
1841   //struct ATS_Peer *p = mlp_find_peer (mlp, peer);
1842   //FIXME to finish implementation
1843   /* Here we have to do the matching */
1844 #endif
1845 }
1846
1847
1848 static int
1849 mlp_free_peers (void *cls, const struct GNUNET_HashCode *key, void *value)
1850 {
1851         struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap *map = cls;
1852         struct ATS_Peer *p = value;
1853
1854         GNUNET_CONTAINER_multihashmap_remove (map, key, value);
1855         GNUNET_free (p);
1856
1857         return GNUNET_OK;
1858 }
1859
1860
1861 /**
1862  * Shutdown the MLP problem solving component
1863  *
1864  * @param solver the solver handle
1865  */
1866 void
1867 GAS_mlp_done (void *solver)
1868 {
1869   struct GAS_MLP_Handle *mlp = solver;
1870   GNUNET_assert (mlp != NULL);
1871
1872   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Shutting down mlp solver\n");
1873   mlp_delete_problem (mlp);
1874
1875   GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (mlp->peers, &mlp_free_peers, mlp->peers);
1876   GNUNET_CONTAINER_multihashmap_destroy (mlp->peers);
1877   mlp->peers = NULL;
1878
1879   /* Clean up GLPK environment */
1880   glp_free_env();
1881   GNUNET_free (mlp);
1882
1883   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Shutdown down of mlp solver complete\n");
1884 }
1885
1886
1887 /**
1888  * Init the MLP problem solving component
1889  *
1890  * @param cfg the GNUNET_CONFIGURATION_Handle handle
1891  * @param stats the GNUNET_STATISTICS handle
1892  * @param network array of GNUNET_ATS_NetworkType with length dest_length
1893  * @param out_dest array of outbound quotas
1894  * @param in_dest array of outbound quota
1895  * @param dest_length array length for quota arrays
1896  * @param bw_changed_cb callback for changed bandwidth amounts
1897  * @param bw_changed_cb_cls cls for callback
1898  * @return struct GAS_MLP_Handle on success, NULL on fail
1899  */
1900 void *
1901 GAS_mlp_init (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
1902               const struct GNUNET_STATISTICS_Handle *stats,
1903               int *network,
1904               unsigned long long *out_dest,
1905               unsigned long long *in_dest,
1906               int dest_length,
1907               GAS_bandwidth_changed_cb bw_changed_cb,
1908               void *bw_changed_cb_cls)
1909 {
1910   struct GAS_MLP_Handle * mlp = GNUNET_malloc (sizeof (struct GAS_MLP_Handle));
1911
1912   double D;
1913   double R;
1914   double U;
1915   unsigned long long tmp;
1916   unsigned int b_min;
1917   unsigned int n_min;
1918   int c;
1919   int c2;
1920   int found;
1921
1922   struct GNUNET_TIME_Relative max_duration;
1923   long long unsigned int max_iterations;
1924
1925   /* Init GLPK environment */
1926   int res = glp_init_env();
1927   switch (res) {
1928     case 0:
1929         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "GLPK: `%s'\n",
1930           "initialization successful");
1931       break;
1932     case 1:
1933         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "GLPK: `%s'\n",
1934           "environment is already initialized");
1935       break;
1936     case 2:
1937         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Could not init GLPK: `%s'\n",
1938           "initialization failed (insufficient memory)");
1939       GNUNET_free(mlp);
1940       return NULL;
1941       break;
1942     case 3:
1943         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Could not init GLPK: `%s'\n",
1944           "initialization failed (unsupported programming model)");
1945       GNUNET_free(mlp);
1946       return NULL;
1947       break;
1948     default:
1949       break;
1950   }
1951
1952
1953   mlp->pv.BIG_M = (double) BIG_M_VALUE;
1954
1955   /* Get timeout for iterations */
1956   if (GNUNET_OK != GNUNET_CONFIGURATION_get_value_time(cfg, "ats", "MLP_MAX_DURATION", &max_duration))
1957   {
1958     max_duration = MLP_MAX_EXEC_DURATION;
1959   }
1960
1961   /* Get maximum number of iterations */
1962   if (GNUNET_OK != GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size(cfg, "ats", "MLP_MAX_ITERATIONS", &max_iterations))
1963   {
1964     max_iterations = MLP_MAX_ITERATIONS;
1965   }
1966
1967   /* Get diversity coefficient from configuration */
1968   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
1969                                                       "MLP_COEFFICIENT_D",
1970                                                       &tmp))
1971     D = (double) tmp / 100;
1972   else
1973     D = DEFAULT_D;
1974
1975   /* Get proportionality coefficient from configuration */
1976   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
1977                                                       "MLP_COEFFICIENT_R",
1978                                                       &tmp))
1979     R = (double) tmp / 100;
1980   else
1981     R = DEFAULT_R;
1982
1983   /* Get utilization coefficient from configuration */
1984   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
1985                                                       "MLP_COEFFICIENT_U",
1986                                                       &tmp))
1987     U = (double) tmp / 100;
1988   else
1989     U = DEFAULT_U;
1990
1991   /* Get quality metric coefficients from configuration */
1992   int i_delay = NaN;
1993   int i_distance = NaN;
1994   int q[GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount] = GNUNET_ATS_QualityProperties;
1995   for (c = 0; c < GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount; c++)
1996   {
1997     /* initialize quality coefficients with default value 1.0 */
1998                 mlp->pv.co_Q[c] = DEFAULT_QUALITY;
1999
2000     mlp->pv.q[c] = q[c];
2001     if (q[c] == GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DELAY)
2002       i_delay = c;
2003     if (q[c] == GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DISTANCE)
2004       i_distance = c;
2005   }
2006
2007   if ((i_delay != NaN) && (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
2008                                                       "MLP_COEFFICIENT_QUALITY_DELAY",
2009                                                       &tmp)))
2010
2011         mlp->pv.co_Q[i_delay] = (double) tmp / 100;
2012   else
2013         mlp->pv.co_Q[i_delay] = DEFAULT_QUALITY;
2014
2015   if ((i_distance != NaN) && (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
2016                                                       "MLP_COEFFICIENT_QUALITY_DISTANCE",
2017                                                       &tmp)))
2018         mlp->pv.co_Q[i_distance] = (double) tmp / 100;
2019   else
2020         mlp->pv.co_Q[i_distance] = DEFAULT_QUALITY;
2021
2022   /* Get minimum bandwidth per used address from configuration */
2023   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
2024                                                       "MLP_MIN_BANDWIDTH",
2025                                                       &tmp))
2026     b_min = tmp;
2027   else
2028   {
2029     b_min = ntohl (GNUNET_CONSTANTS_DEFAULT_BW_IN_OUT.value__);
2030   }
2031
2032   /* Get minimum number of connections from configuration */
2033   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
2034                                                       "MLP_MIN_CONNECTIONS",
2035                                                       &tmp))
2036     n_min = tmp;
2037   else
2038     n_min = DEFAULT_MIN_CONNECTIONS;
2039
2040   /* Init network quotas */
2041   int quotas[GNUNET_ATS_NetworkTypeCount] = GNUNET_ATS_NetworkType;
2042   for (c = 0; c < GNUNET_ATS_NetworkTypeCount; c++)
2043   {
2044                 found = GNUNET_NO;
2045           for (c2 = 0; c2 < dest_length; c2++)
2046           {
2047                         if (quotas[c] == network[c2])
2048                   {
2049                                         mlp->pv.quota_index[c] = network[c2];
2050                                         mlp->pv.quota_out[c] = out_dest[c2];
2051                       mlp->pv.quota_in[c] = in_dest[c2];
2052                       found = GNUNET_YES;
2053                       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Quota for network `%s' (in/out) %llu/%llu\n",
2054                                                                 GNUNET_ATS_print_network_type(mlp->pv.quota_index[c]),
2055                                                                 mlp->pv.quota_out[c],
2056                                                                 mlp->pv.quota_in[c]);
2057                       break;
2058                   }
2059           }
2060
2061       /* Check if defined quota could make problem unsolvable */
2062       if ((n_min * b_min) > mlp->pv.quota_out[c])
2063       {
2064         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, _("Adjusting inconsistent outbound quota configuration for network `%s', is %llu must be at least %llu\n"),
2065                         GNUNET_ATS_print_network_type(mlp->pv.quota_index[c]),
2066                         mlp->pv.quota_out[c],
2067                         (n_min * b_min));
2068         mlp->pv.quota_out[c] = (n_min * b_min);
2069       }
2070       if ((n_min * b_min) > mlp->pv.quota_in[c])
2071       {
2072         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, _("Adjusting inconsistent inbound quota configuration for network `%s', is %llu must be at least %llu\n"),
2073                         GNUNET_ATS_print_network_type(mlp->pv.quota_index[c]),
2074                         mlp->pv.quota_in[c],
2075                         (n_min * b_min));
2076         mlp->pv.quota_in[c] = (n_min * b_min);
2077       }
2078
2079       /* Check if bandwidth is too big to make problem solvable */
2080       if (mlp->pv.BIG_M < mlp->pv.quota_out[c])
2081       {
2082         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, _("Adjusting outbound quota configuration for network `%s'from %llu to %.0f\n"),
2083                         GNUNET_ATS_print_network_type(mlp->pv.quota_index[c]),
2084                         mlp->pv.quota_out[c],
2085                         mlp->pv.BIG_M);
2086         mlp->pv.quota_out[c] = mlp->pv.BIG_M ;
2087       }
2088       if (mlp->pv.BIG_M < mlp->pv.quota_in[c])
2089       {
2090         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, _("Adjusting inbound quota configuration for network `%s' from %llu to %.0f\n"),
2091                         GNUNET_ATS_print_network_type(mlp->pv.quota_index[c]),
2092                         mlp->pv.quota_in[c],
2093                         mlp->pv.BIG_M);
2094         mlp->pv.quota_in[c] = mlp->pv.BIG_M ;
2095       }
2096
2097           if (GNUNET_NO == found)
2098                         {
2099                 mlp->pv.quota_in[c] = ntohl(GNUNET_CONSTANTS_DEFAULT_BW_IN_OUT.value__);
2100                 mlp->pv.quota_out[c] = ntohl(GNUNET_CONSTANTS_DEFAULT_BW_IN_OUT.value__);
2101                                 LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, _("Using default quota configuration for network `%s' (in/out) %llu/%llu\n"),
2102                                                 GNUNET_ATS_print_network_type(mlp->pv.quota_index[c]),
2103                                                 mlp->pv.quota_in[c],
2104                                                 mlp->pv.quota_out[c]);
2105                         }
2106   }
2107
2108   /* Assign options to handle */
2109   mlp->stats = (struct GNUNET_STATISTICS_Handle *) stats;
2110   mlp->bw_changed_cb = bw_changed_cb;
2111   mlp->bw_changed_cb_cls = bw_changed_cb_cls;
2112   /* Setting MLP Input variables */
2113   mlp->pv.co_D = D;
2114   mlp->pv.co_R = R;
2115   mlp->pv.co_U = U;
2116   mlp->pv.b_min = b_min;
2117   mlp->pv.n_min = n_min;
2118   mlp->pv.m_q = GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount;
2119   mlp->mlp_prob_changed = GNUNET_NO;
2120   mlp->mlp_prob_updated = GNUNET_NO;
2121   mlp->mlp_auto_solve = GNUNET_YES;
2122   mlp->peers = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_create (10, GNUNET_NO);
2123
2124   /* Setup GLPK */
2125   /* Redirect GLPK output to GNUnet logging */
2126   glp_term_hook (&mlp_term_hook, (void *) mlp);
2127
2128   /* Init LP solving parameters */
2129   glp_init_smcp(&mlp->control_param_lp);
2130   mlp->control_param_lp.msg_lev = GLP_MSG_OFF;
2131 #if VERBOSE_GLPK
2132   mlp->control_param_lp.msg_lev = GLP_MSG_ALL;
2133 #endif
2134   mlp->control_param_lp.it_lim = max_iterations;
2135   mlp->control_param_lp.tm_lim = max_duration.rel_value;
2136
2137   /* Init MLP solving parameters */
2138   glp_init_iocp(&mlp->control_param_mlp);
2139   mlp->control_param_mlp.msg_lev = GLP_MSG_OFF;
2140 #if VERBOSE_GLPK
2141   mlp->control_param_mlp.msg_lev = GLP_MSG_ALL;
2142 #endif
2143   mlp->control_param_mlp.tm_lim = max_duration.rel_value;
2144
2145   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "solver ready\n");
2146
2147   return mlp;
2148 }
2149
2150 /* end of gnunet-service-ats_addresses_mlp.c */