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 #define WRITE_MLP GNUNET_NO
  35 #define DEBUG_ATS GNUNET_NO
  36 #define VERBOSE_GLPK GNUNET_NO
  37
  38 #define ENABLE_C8 GNUNET_YES
  39 #define ENABLE_C9 GNUNET_YES
  40 /**
  41  * Translate glpk solver error codes to text
  42  * @param retcode return code
  43  * @return string with result
  44  */
  45 const char *
  46 mlp_solve_to_string (int retcode)
  47 {
  48   switch (retcode) {
  49     case 0:
  50       return "ok";
  51       break;
  52     case GLP_EBADB:
  53       return "invalid basis";
  54       break;
  55     case GLP_ESING:
  56       return "singular matrix";
  57       break;
  58     case GLP_ECOND:
  59       return "ill-conditioned matrix";
  60       break;
  61     case GLP_EBOUND:
  62       return "invalid bounds";
  63       break;
  64     case GLP_EFAIL:
  65       return "solver failed";
  66       break;
  67     case GLP_EOBJLL:
  68       return "objective lower limit reached";
  69       break;
  70     case GLP_EOBJUL:
  71       return "objective upper limit reached";
  72       break;
  73     case GLP_EITLIM:
  74       return "iteration limit exceeded";
  75       break;
  76     case GLP_ETMLIM:
  77       return "time limit exceeded";
  78       break;
  79     case GLP_ENOPFS:
  80       return "no primal feasible solution";
  81       break;
  82     case GLP_EROOT:
  83       return "root LP optimum not provided";
  84       break;
  85     case GLP_ESTOP:
  86       return "search terminated by application";
  87       break;
  88     case GLP_EMIPGAP:
  89       return "relative mip gap tolerance reached";
  90       break;
  91     case GLP_ENOFEAS:
  92       return "no dual feasible solution";
  93       break;
  94     case GLP_ENOCVG:
  95       return "no convergence";
  96       break;
  97     case GLP_EINSTAB:
  98       return "numerical instability";
  99       break;
 100     case GLP_EDATA:
 101       return "invalid data";
 102       break;
 103     case GLP_ERANGE:
 104       return "result out of range";
 105       break;
 106     default:
 107       GNUNET_break (0);
 108       return "unknown error";
 109       break;
 110   }
 111   GNUNET_break (0);
 112   return "unknown error";
 113 }
 114
 115
 116 /**
 117  * Translate glpk status error codes to text
 118  * @param retcode return code
 119  * @return string with result
 120  */
 121 const char *
 122 mlp_status_to_string (int retcode)
 123 {
 124   switch (retcode) {
 125     case GLP_UNDEF:
 126       return "solution is undefined";
 127       break;
 128     case GLP_FEAS:
 129       return "solution is feasible";
 130       break;
 131     case GLP_INFEAS:
 132       return "solution is infeasible";
 133       break;
 134     case GLP_NOFEAS:
 135       return "no feasible solution exists";
 136       break;
 137     case GLP_OPT:
 138       return "solution is optimal";
 139       break;
 140     case GLP_UNBND:
 141       return "solution is unbounded";
 142       break;
 143     default:
 144       GNUNET_break (0);
 145       return "unknown error";
 146       break;
 147   }
 148   GNUNET_break (0);
 149   return "unknown error";
 150 }
 151
 152 /**
 153  * Translate ATS properties to text
 154  * Just intended for debugging
 155  *
 156  * @param ats_index the ATS index
 157  * @return string with result
 158  */
 159 const char *
 160 mlp_ats_to_string (int ats_index)
 161 {
 162   switch (ats_index) {
 163     case GNUNET_ATS_ARRAY_TERMINATOR:
 164       return "GNUNET_ATS_ARRAY_TERMINATOR";
 165       break;
 166     case GNUNET_ATS_UTILIZATION_UP:
 167       return "GNUNET_ATS_UTILIZATION_UP";
 168       break;
 169     case GNUNET_ATS_UTILIZATION_DOWN:
 170       return "GNUNET_ATS_UTILIZATION_DOWN";
 171       break;
 172     case GNUNET_ATS_COST_LAN:
 173       return "GNUNET_ATS_COST_LAN";
 174       break;
 175     case GNUNET_ATS_COST_WAN:
 176       return "GNUNET_ATS_COST_LAN";
 177       break;
 178     case GNUNET_ATS_COST_WLAN:
 179       return "GNUNET_ATS_COST_WLAN";
 180       break;
 181     case GNUNET_ATS_NETWORK_TYPE:
 182       return "GNUNET_ATS_NETWORK_TYPE";
 183       break;
 184     case GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DELAY:
 185       return "GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DELAY";
 186       break;
 187     case GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DISTANCE:
 188       return "GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DISTANCE";
 189       break;
 190     default:
 191       return "unknown";
 192       break;
 193   }
 194   GNUNET_break (0);
 195   return "unknown error";
 196 }
 197
 198 /**
 199  * Find a peer in the DLL
 200  *
 201  * @param mlp the mlp handle
 202  * @param peer the peer to find
 203  * @return the peer struct
 204  */
 205 static struct ATS_Peer *
 206 mlp_find_peer (struct GAS_MLP_Handle *mlp, const struct GNUNET_PeerIdentity *peer)
 207 {
 208   struct ATS_Peer *res = mlp->peer_head;
 209   while (res != NULL)
 210   {
 211     if (0 == memcmp (peer, &res->id, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
 212       break;
 213     res = res->next;
 214   }
 215   return res;
 216 }
 217
 218 /**
 219  * Intercept GLPK terminal output
 220  * @param info the mlp handle
 221  * @param s the string to print
 222  * @return 0: glpk prints output on terminal, 0 != surpress output
 223  */
 224 static int
 225 mlp_term_hook (void *info, const char *s)
 226 {
 227   /* Not needed atm struct MLP_information *mlp = info; */
 228   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "%s", s);
 229   return 1;
 230 }
 231
 232 /**
 233  * Delete the MLP problem and free the constrain matrix
 234  *
 235  * @param mlp the MLP handle
 236  */
 237 static void
 238 mlp_delete_problem (struct GAS_MLP_Handle *mlp)
 239 {
 240   if (mlp != NULL)
 241   {
 242     if (mlp->prob != NULL)
 243       glp_delete_prob(mlp->prob);
 244
 245     /* delete row index */
 246     if (mlp->ia != NULL)
 247     {
 248       GNUNET_free (mlp->ia);
 249       mlp->ia = NULL;
 250     }
 251
 252     /* delete column index */
 253     if (mlp->ja != NULL)
 254     {
 255       GNUNET_free (mlp->ja);
 256       mlp->ja = NULL;
 257     }
 258
 259     /* delete coefficients */
 260     if (mlp->ar != NULL)
 261     {
 262       GNUNET_free (mlp->ar);
 263       mlp->ar = NULL;
 264     }
 265     mlp->ci = 0;
 266     mlp->prob = NULL;
 267   }
 268 }
 269
 270 /**
 271  * Add constraints that are iterating over "forall addresses"
 272  * and collects all existing peers for "forall peers" constraints
 273  *
 274  * @param cls GAS_MLP_Handle
 275  * @param key Hashcode
 276  * @param value ATS_Address
 277  *
 278  * @return GNUNET_OK to continue
 279  */
 280 static int
 281 create_constraint_it (void *cls, const GNUNET_HashCode * key, void *value)
 282 {
 283   struct GAS_MLP_Handle *mlp = cls;
 284   struct ATS_Address *address = value;
 285   struct MLP_information *mlpi;
 286   unsigned int row_index;
 287   char *name;
 288
 289   GNUNET_assert (address->mlp_information != NULL);
 290   mlpi = (struct MLP_information *) address->mlp_information;
 291
 292   /* c 1) bandwidth capping
 293    * b_t  + (-M) * n_t <= 0
 294    */
 295   row_index = glp_add_rows (mlp->prob, 1);
 296   mlpi->r_c1 = row_index;
 297   /* set row name */
 298   GNUNET_asprintf(&name, "c1_%s_%s", GNUNET_i2s(&address->peer), address->plugin);
 299   glp_set_row_name (mlp->prob, row_index, name);
 300   GNUNET_free (name);
 301   /* set row bounds: <= 0 */
 302   glp_set_row_bnds (mlp->prob, row_index, GLP_UP, 0.0, 0.0);
 303   mlp->ia[mlp->ci] = row_index;
 304   mlp->ja[mlp->ci] = mlpi->c_b;
 305   mlp->ar[mlp->ci] = 1;
 306   mlp->ci++;
 307
 308   mlp->ia[mlp->ci] = row_index;
 309   mlp->ja[mlp->ci] = mlpi->c_n;
 310   mlp->ar[mlp->ci] = -mlp->BIG_M;
 311   mlp->ci++;
 312
 313   /* c 3) minimum bandwidth
 314    * b_t + (-n_t * b_min) >= 0
 315    */
 316
 317   row_index = glp_add_rows (mlp->prob, 1);
 318   /* set row name */
 319   GNUNET_asprintf(&name, "c3_%s_%s", GNUNET_i2s(&address->peer), address->plugin);
 320   glp_set_row_name (mlp->prob, row_index, name);
 321   GNUNET_free (name);
 322   mlpi->r_c3 = row_index;
 323   /* set row bounds: >= 0 */
 324   glp_set_row_bnds (mlp->prob, row_index, GLP_LO, 0.0, 0.0);
 325
 326   mlp->ia[mlp->ci] = row_index;
 327   mlp->ja[mlp->ci] = mlpi->c_b;
 328   mlp->ar[mlp->ci] = 1;
 329   mlp->ci++;
 330
 331   mlp->ia[mlp->ci] = row_index;
 332   mlp->ja[mlp->ci] = mlpi->c_n;
 333   mlp->ar[mlp->ci] = - (double) mlp->b_min;
 334   mlp->ci++;
 335
 336   /* c 4) minimum connections
 337    * (1)*n_1 + ... + (1)*n_m >= n_min
 338    */
 339   mlp->ia[mlp->ci] = mlp->r_c4;
 340   mlp->ja[mlp->ci] = mlpi->c_n;
 341   mlp->ar[mlp->ci] = 1;
 342   mlp->ci++;
 343
 344   /* c 6) maximize diversity
 345    * (1)*n_1 + ... + (1)*n_m - d == 0
 346    */
 347   mlp->ia[mlp->ci] = mlp->r_c6;
 348   mlp->ja[mlp->ci] = mlpi->c_n;
 349   mlp->ar[mlp->ci] = 1;
 350   mlp->ci++;
 351
 352   /* c 10) obey network specific quotas
 353    * (1)*b_1 + ... + (1)*b_m <= quota_n
 354    */
 355
 356   int cur_row = 0;
 357   int c;
 358   for (c = 0; c < GNUNET_ATS_NetworkTypeCount; c++)
 359     {
 360     if (mlp->quota_index[c] == address->atsp_network_type)
 361     {
 362       cur_row = mlp->r_quota[c];
 363       break;
 364     }
 365   }
 366
 367   if (cur_row != 0)
 368   {
 369     mlp->ia[mlp->ci] = cur_row;
 370     mlp->ja[mlp->ci] = mlpi->c_b;
 371     mlp->ar[mlp->ci] = 1;
 372     mlp->ci++;
 373   }
 374   else
 375   {
 376     GNUNET_break (0);
 377   }
 378
 379   return GNUNET_OK;
 380 }
 381
 382 /**
 383  * Find the required ATS information for an address
 384  *
 385  * @param addr the address
 386  * @param ats_index the desired ATS index
 387  *
 388  * @return the index on success, otherwise GNUNET_SYSERR
 389  */
 390
 391 static int
 392 mlp_lookup_ats (struct ATS_Address *addr, int ats_index)
 393 {
 394   struct GNUNET_ATS_Information * ats = addr->ats;
 395   int c = 0;
 396   int found = GNUNET_NO;
 397   for (c = 0; c < addr->ats_count; c++)
 398   {
 399     if (ats[c].type == ats_index)
 400     {
 401       found = GNUNET_YES;
 402       break;
 403     }
 404   }
 405   if (found == GNUNET_YES)
 406     return c;
 407   else
 408     return GNUNET_SYSERR;
 409 }
 410
 411 /**
 412  * Adds the problem constraints for all addresses
 413  * Required for problem recreation after address deletion
 414  *
 415  * @param mlp the mlp handle
 416  * @param addresses all addresses
 417  */
 418
 419 static void
 420 mlp_add_constraints_all_addresses (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses)
 421 {
 422   unsigned int n_addresses;
 423   int c;
 424   char *name;
 425
 426   /* Problem matrix*/
 427   n_addresses = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_size(addresses);
 428
 429   /* Required indices in the constrain matrix
 430    *
 431    * feasibility constraints:
 432    *
 433    * c 1) bandwidth capping
 434    * #rows: |n_addresses|
 435    * #indices: 2 * |n_addresses|
 436    *
 437    * c 2) one active address per peer
 438    * #rows: |peers|
 439    * #indices: |n_addresses|
 440    *
 441    * c 3) minium bandwidth assigned
 442    * #rows: |n_addresses|
 443    * #indices: 2 * |n_addresses|
 444    *
 445    * c 4) minimum number of active connections
 446    * #rows: 1
 447    * #indices: |n_addresses|
 448    *
 449    * c 5) maximum ressource consumption
 450    * #rows: |ressources|
 451    * #indices: |n_addresses|
 452    *
 453    * c 10) obey network specific quota
 454    * #rows: |network types
 455    * #indices: |n_addresses|
 456    *
 457    * Sum for feasibility constraints:
 458    * #rows: 3 * |n_addresses| +  |ressources| + |peers| + 1
 459    * #indices: 7 * |n_addresses|
 460    *
 461    * optimality constraints:
 462    *
 463    * c 6) diversity
 464    * #rows: 1
 465    * #indices: |n_addresses| + 1
 466    *
 467    * c 7) quality
 468    * #rows: |quality properties|
 469    * #indices: |n_addresses| + |quality properties|
 470    *
 471    * c 8) utilization
 472    * #rows: 1
 473    * #indices: |n_addresses| + 1
 474    *
 475    * c 9) relativity
 476    * #rows: |peers|
 477    * #indices: |n_addresses| + |peers|
 478    * */
 479
 480   /* last +1 caused by glpk index starting with one: [1..pi]*/
 481   int pi = ((7 * n_addresses) + (5 * n_addresses +  mlp->m_q + mlp->c_p + 2) + 1);
 482   mlp->cm_size = pi;
 483   mlp->ci = 1;
 484
 485   /* row index */
 486   int *ia = GNUNET_malloc (pi * sizeof (int));
 487   mlp->ia = ia;
 488
 489   /* column index */
 490   int *ja = GNUNET_malloc (pi * sizeof (int));
 491   mlp->ja = ja;
 492
 493   /* coefficient */
 494   double *ar= GNUNET_malloc (pi * sizeof (double));
 495   mlp->ar = ar;
 496
 497   /* Adding constraint rows
 498    * This constraints are kind of "for all addresses"
 499    * Feasibility constraints:
 500    *
 501    * c 1) bandwidth capping
 502    * c 3) minimum bandwidth
 503    * c 4) minimum number of connections
 504    * c 6) maximize diversity
 505    * c 10) obey network specific quota
 506    */
 507
 508   int min = mlp->n_min;
 509   if (mlp->n_min > mlp->c_p)
 510     min = mlp->c_p;
 511
 512   mlp->r_c4 = glp_add_rows (mlp->prob, 1);
 513   glp_set_row_name (mlp->prob, mlp->r_c4, "c4");
 514   glp_set_row_bnds (mlp->prob, mlp->r_c4, GLP_LO, min, min);
 515
 516   /* Add row for c6) */
 517
 518   mlp->r_c6 = glp_add_rows (mlp->prob, 1);
 519   /* Set type type to fix */
 520   glp_set_row_bnds (mlp->prob, mlp->r_c6, GLP_FX, 0.0, 0.0);
 521   /* Setting -D */
 522   ia[mlp->ci] = mlp->r_c6 ;
 523   ja[mlp->ci] = mlp->c_d;
 524   ar[mlp->ci] = -1;
 525   mlp->ci++;
 526
 527   /* Add rows for c 10) */
 528   for (c = 0; c < GNUNET_ATS_NetworkTypeCount; c++)
 529   {
 530     mlp->r_quota[c] = glp_add_rows (mlp->prob, 1);
 531     char * text;
 532     GNUNET_asprintf(&text, "quota_ats_%i", mlp->quota_index[c]);
 533     glp_set_row_name (mlp->prob, mlp->r_quota[c], text);
 534     GNUNET_free (text);
 535     /* Set bounds to 0 <= x <= quota_out */
 536     glp_set_row_bnds (mlp->prob, mlp->r_quota[c], GLP_UP, 0.0, mlp->quota_out[c]);
 537   }
 538
 539   GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (addresses, create_constraint_it, mlp);
 540
 541   /* Adding constraint rows
 542    * This constraints are kind of "for all peers"
 543    * Feasibility constraints:
 544    *
 545    * c 2) 1 address per peer
 546    * sum (n_p1_1 + ... + n_p1_n) = 1
 547    *
 548    * c 8) utilization
 549    * sum (f_p * b_p1_1 + ... + f_p * b_p1_n) - u = 0
 550    *
 551    * c 9) relativity
 552    * V p : sum (bt_1 + ... +bt_n) - f_p * r = 0
 553    * */
 554
 555   /* Adding rows for c 8) */
 556   mlp->r_c8 = glp_add_rows (mlp->prob, mlp->c_p);
 557   glp_set_row_name (mlp->prob, mlp->r_c8, "c8");
 558   /* Set row bound == 0 */
 559   glp_set_row_bnds (mlp->prob, mlp->r_c8, GLP_FX, 0.0, 0.0);
 560   /* -u */
 561
 562   ia[mlp->ci] = mlp->r_c8;
 563   ja[mlp->ci] = mlp->c_u;
 564   ar[mlp->ci] = -1;
 565   mlp->ci++;
 566
 567   struct ATS_Peer * peer = mlp->peer_head;
 568   while (peer != NULL)
 569   {
 570     struct ATS_Address *addr = peer->head;
 571     struct MLP_information *mlpi = NULL;
 572
 573     /* Adding rows for c 2) */
 574     peer->r_c2 = glp_add_rows (mlp->prob, 1);
 575     GNUNET_asprintf(&name, "c2_%s", GNUNET_i2s(&peer->id));
 576     glp_set_row_name (mlp->prob, peer->r_c2, name);
 577     GNUNET_free (name);
 578     /* Set row bound == 1 */
 579     glp_set_row_bnds (mlp->prob, peer->r_c2, GLP_FX, 1.0, 1.0);
 580
 581     /* Adding rows for c 9) */
 582 #if ENABLE_C9
 583     peer->r_c9 = glp_add_rows (mlp->prob, 1);
 584     GNUNET_asprintf(&name, "c9_%s", GNUNET_i2s(&peer->id));
 585     glp_set_row_name (mlp->prob, peer->r_c9, name);
 586     GNUNET_free (name);
 587     /* Set row bound == 0 */
 588     glp_set_row_bnds (mlp->prob, peer->r_c9, GLP_LO, 0.0, 0.0);
 589
 590     /* Set -r */
 591     ia[mlp->ci] = peer->r_c9;
 592     ja[mlp->ci] = mlp->c_r;
 593     ar[mlp->ci] = -1;
 594     mlp->ci++;
 595 #endif
 596
 597     while (addr != NULL)
 598     {
 599       mlpi = (struct MLP_information *) addr->mlp_information;
 600
 601       /* coefficient for c 2) */
 602
 603       ia[mlp->ci] = peer->r_c2;
 604       ja[mlp->ci] = mlpi->c_n;
 605       ar[mlp->ci] = 1;
 606       mlp->ci++;
 607
 608       /* coefficient for c 8) */
 609       ia[mlp->ci] = mlp->r_c8;
 610       ja[mlp->ci] = mlpi->c_b;
 611       ar[mlp->ci] = peer->f;
 612       mlp->ci++;
 613
 614 #if ENABLE_C9
 615       /* coefficient for c 9) */
 616       ia[mlp->ci] = peer->r_c9;
 617       ja[mlp->ci] = mlpi->c_b;
 618       ar[mlp->ci] = 1;
 619       mlp->ci++;
 620 #endif
 621
 622       addr = addr->next;
 623     }
 624     peer = peer->next;
 625   }
 626
 627   /* c 7) For all quality metrics */
 628
 629
 630   for (c = 0; c < mlp->m_q; c++)
 631   {
 632     struct ATS_Peer *tp;
 633     struct ATS_Address *ta;
 634     struct MLP_information * mlpi;
 635     double value = 1.0;
 636
 637     /* Adding rows for c 7) */
 638     mlp->r_q[c] = glp_add_rows (mlp->prob, 1);
 639     GNUNET_asprintf(&name, "c7_q%i_%s", c, mlp_ats_to_string(mlp->q[c]));
 640     glp_set_row_name (mlp->prob, mlp->r_q[c], name);
 641     GNUNET_free (name);
 642     /* Set row bound == 0 */
 643     glp_set_row_bnds (mlp->prob, mlp->r_q[c], GLP_LO, 0.0, 0.0);
 644
 645     ia[mlp->ci] = mlp->r_q[c];
 646     ja[mlp->ci] = mlp->c_q[c];
 647     ar[mlp->ci] = -1;
 648     mlp->ci++;
 649
 650     for (tp = mlp->peer_head; tp != NULL; tp = tp->next)
 651       for (ta = tp->head; ta != NULL; ta = ta->next)
 652         {
 653           mlpi = ta->mlp_information;
 654           value = mlpi->q_averaged[c];
 655
 656           mlpi->r_q[c] = mlp->r_q[c];
 657
 658           ia[mlp->ci] = mlp->r_q[c];
 659           ja[mlp->ci] = mlpi->c_b;
 660           ar[mlp->ci] = tp->f * value;
 661           mlp->ci++;
 662         }
 663   }
 664 }
 665
 666
 667 /**
 668  * Add columns for all addresses
 669  *
 670  * @param cls GAS_MLP_Handle
 671  * @param key Hashcode
 672  * @param value ATS_Address
 673  *
 674  * @return GNUNET_OK to continue
 675  */
 676 static int
 677 create_columns_it (void *cls, const GNUNET_HashCode * key, void *value)
 678 {
 679   struct GAS_MLP_Handle *mlp = cls;
 680   struct ATS_Address *address = value;
 681   struct MLP_information *mlpi;
 682   unsigned int col;
 683   char *name;
 684
 685   GNUNET_assert (address->mlp_information != NULL);
 686   mlpi = address->mlp_information;
 687
 688   /* Add bandwidth column */
 689   col = glp_add_cols (mlp->prob, 2);
 690   mlpi->c_b = col;
 691   mlpi->c_n = col + 1;
 692
 693
 694   GNUNET_asprintf (&name, "b_%s_%s", GNUNET_i2s (&address->peer), address->plugin);
 695   glp_set_col_name (mlp->prob, mlpi->c_b , name);
 696   GNUNET_free (name);
 697   /* Lower bound == 0 */
 698   glp_set_col_bnds (mlp->prob, mlpi->c_b , GLP_LO, 0.0, 0.0);
 699   /* Continuous value*/
 700   glp_set_col_kind (mlp->prob, mlpi->c_b , GLP_CV);
 701   /* Objective function coefficient == 0 */
 702   glp_set_obj_coef (mlp->prob, mlpi->c_b , 0);
 703
 704
 705   /* Add usage column */
 706   GNUNET_asprintf (&name, "n_%s_%s", GNUNET_i2s (&address->peer), address->plugin);
 707   glp_set_col_name (mlp->prob, mlpi->c_n, name);
 708   GNUNET_free (name);
 709   /* Limit value : 0 <= value <= 1 */
 710   glp_set_col_bnds (mlp->prob, mlpi->c_n, GLP_DB, 0.0, 1.0);
 711   /* Integer value*/
 712   glp_set_col_kind (mlp->prob, mlpi->c_n, GLP_IV);
 713   /* Objective function coefficient == 0 */
 714   glp_set_obj_coef (mlp->prob, mlpi->c_n, 0);
 715
 716   return GNUNET_OK;
 717 }
 718
 719
 720
 721 /**
 722  * Create the MLP problem
 723  *
 724  * @param mlp the MLP handle
 725  * @param addresses the hashmap containing all adresses
 726  * @return GNUNET_OK or GNUNET_SYSERR
 727  */
 728 static int
 729 mlp_create_problem (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses)
 730 {
 731   int res = GNUNET_OK;
 732   int col;
 733   int c;
 734   char *name;
 735
 736   GNUNET_assert (mlp->prob == NULL);
 737
 738   /* create the glpk problem */
 739   mlp->prob = glp_create_prob ();
 740
 741   /* Set a problem name */
 742   glp_set_prob_name (mlp->prob, "gnunet ats bandwidth distribution");
 743
 744   /* Set optimization direction to maximize */
 745   glp_set_obj_dir (mlp->prob, GLP_MAX);
 746
 747   /* Adding invariant columns */
 748
 749   /* Diversity d column  */
 750
 751   col = glp_add_cols (mlp->prob, 1);
 752   mlp->c_d = col;
 753   /* Column name */
 754   glp_set_col_name (mlp->prob, col, "d");
 755   /* Column objective function coefficient */
 756   glp_set_obj_coef (mlp->prob, col, mlp->co_D);
 757   /* Column lower bound = 0.0 */
 758   glp_set_col_bnds (mlp->prob, col, GLP_LO, 0.0, 0.0);
 759
 760   /* Utilization u column  */
 761
 762   col = glp_add_cols (mlp->prob, 1);
 763   mlp->c_u = col;
 764   /* Column name */
 765   glp_set_col_name (mlp->prob, col, "u");
 766   /* Column objective function coefficient */
 767   glp_set_obj_coef (mlp->prob, col, mlp->co_U);
 768   /* Column lower bound = 0.0 */
 769   glp_set_col_bnds (mlp->prob, col, GLP_LO, 0.0, 0.0);
 770
 771 #if ENABLE_C9
 772   /* Relativity r column  */
 773   col = glp_add_cols (mlp->prob, 1);
 774   mlp->c_r = col;
 775   /* Column name */
 776   glp_set_col_name (mlp->prob, col, "r");
 777   /* Column objective function coefficient */
 778   glp_set_obj_coef (mlp->prob, col, mlp->co_R);
 779   /* Column lower bound = 0.0 */
 780   glp_set_col_bnds (mlp->prob, col, GLP_LO, 0.0, 0.0);
 781 #endif
 782
 783   /* Quality metric columns */
 784   col = glp_add_cols(mlp->prob, mlp->m_q);
 785   for (c = 0; c < mlp->m_q; c++)
 786   {
 787     mlp->c_q[c] = col + c;
 788     GNUNET_asprintf (&name, "q_%u", mlp->q[c]);
 789     glp_set_col_name (mlp->prob, col + c, name);
 790     /* Column lower bound = 0.0 */
 791     glp_set_col_bnds (mlp->prob, col + c, GLP_LO, 0.0, 0.0);
 792     GNUNET_free (name);
 793     /* Coefficient == Qm */
 794     glp_set_obj_coef (mlp->prob, col + c, mlp->co_Q[c]);
 795   }
 796
 797   /* Add columns for addresses */
 798   GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (addresses, create_columns_it, mlp);
 799
 800   /* Add constraints */
 801   mlp_add_constraints_all_addresses (mlp, addresses);
 802
 803   /* Load the matrix */
 804   glp_load_matrix(mlp->prob, (mlp->ci-1), mlp->ia, mlp->ja, mlp->ar);
 805
 806   return res;
 807 }
 808
 809
 810 struct SolveContext
 811 {
 812   struct GNUNET_TIME_Relative lp_duration;
 813   struct GNUNET_TIME_Relative mlp_duration;
 814 };
 815
 816
 817 /**
 818  * Solves the LP problem
 819  *
 820  * @param mlp the MLP Handle
 821  * @param s_ctx context to return results
 822  * @return GNUNET_OK if could be solved, GNUNET_SYSERR on failure
 823  */
 824 static int
 825 mlp_solve_lp_problem (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct SolveContext *s_ctx)
 826 {
 827   int res;
 828   struct GNUNET_TIME_Relative duration;
 829   struct GNUNET_TIME_Absolute end;
 830   struct GNUNET_TIME_Absolute start = GNUNET_TIME_absolute_get();
 831
 832   /* LP presolver?
 833    * Presolver is required if the problem was modified and an existing
 834    * valid basis is now invalid */
 835   if (mlp->presolver_required == GNUNET_YES)
 836     mlp->control_param_lp.presolve = GLP_ON;
 837   else
 838     mlp->control_param_lp.presolve = GLP_OFF;
 839
 840   /* Solve LP problem to have initial valid solution */
 841 lp_solv:
 842   res = glp_simplex(mlp->prob, &mlp->control_param_lp);
 843   if (res == 0)
 844   {
 845     /* The LP problem instance has been successfully solved. */
 846   }
 847   else if (res == GLP_EITLIM)
 848   {
 849     /* simplex iteration limit has been exceeded. */
 850     // TODO Increase iteration limit?
 851   }
 852   else if (res == GLP_ETMLIM)
 853   {
 854     /* Time limit has been exceeded.  */
 855     // TODO Increase time limit?
 856   }
 857   else
 858   {
 859     /* Problem was ill-defined, retry with presolver */
 860     if (mlp->presolver_required == GNUNET_NO)
 861     {
 862       mlp->presolver_required = GNUNET_YES;
 863       goto lp_solv;
 864     }
 865     else
 866     {
 867       /* Problem was ill-defined, no way to handle that */
 868       GNUNET_log_from (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 869           "ats-mlp",
 870           "Solving LP problem failed: %i %s\n", res, mlp_solve_to_string(res));
 871       return GNUNET_SYSERR;
 872     }
 873   }
 874
 875   end = GNUNET_TIME_absolute_get ();
 876   duration = GNUNET_TIME_absolute_get_difference (start, end);
 877   mlp->lp_solved++;
 878   mlp->lp_total_duration =+ duration.rel_value;
 879   s_ctx->lp_duration = duration;
 880 GNUNET_assert (mlp->stats!= NULL);
 881   GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats,"# LP problem solved", 1, GNUNET_NO);
 882   GNUNET_STATISTICS_set (mlp->stats,"# LP execution time (ms)", duration.rel_value, GNUNET_NO);
 883   GNUNET_STATISTICS_set (mlp->stats,"# LP execution time average (ms)",
 884                          mlp->lp_total_duration / mlp->lp_solved,  GNUNET_NO);
 885
 886   GNUNET_log_from (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 887       "ats-mlp",
 888       "%llu %llu \n", duration.rel_value, mlp->lp_total_duration / mlp->lp_solved);
 889   /* Analyze problem status  */
 890   res = glp_get_status (mlp->prob);
 891   switch (res) {
 892     /* solution is optimal */
 893     case GLP_OPT:
 894     /* solution is feasible */
 895     case GLP_FEAS:
 896       break;
 897
 898     /* Problem was ill-defined, no way to handle that */
 899     default:
 900       GNUNET_log_from (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 901           "ats-mlp",
 902           "Solving LP problem failed, no solution: %s\n", mlp_status_to_string(res));
 903       return GNUNET_SYSERR;
 904       break;
 905   }
 906
 907   /* solved sucessfully, no presolver required next time */
 908   mlp->presolver_required = GNUNET_NO;
 909
 910   return GNUNET_OK;
 911 }
 912
 913
 914 /**
 915  * Solves the MLP problem
 916  *
 917  * @param mlp the MLP Handle
 918  * @param s_ctx context to return results
 919  * @return GNUNET_OK if could be solved, GNUNET_SYSERR on failure
 920  */
 921 int
 922 mlp_solve_mlp_problem (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct SolveContext *s_ctx)
 923 {
 924   int res;
 925   struct GNUNET_TIME_Relative duration;
 926   struct GNUNET_TIME_Absolute end;
 927   struct GNUNET_TIME_Absolute start = GNUNET_TIME_absolute_get();
 928
 929   /* solve MLP problem */
 930   res = glp_intopt(mlp->prob, &mlp->control_param_mlp);
 931
 932   if (res == 0)
 933   {
 934     /* The MLP problem instance has been successfully solved. */
 935   }
 936   else if (res == GLP_EITLIM)
 937   {
 938     /* simplex iteration limit has been exceeded. */
 939     // TODO Increase iteration limit?
 940   }
 941   else if (res == GLP_ETMLIM)
 942   {
 943     /* Time limit has been exceeded.  */
 944     // TODO Increase time limit?
 945   }
 946   else
 947   {
 948     /* Problem was ill-defined, no way to handle that */
 949     GNUNET_log_from (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 950         "ats-mlp",
 951         "Solving MLP problem failed:  %s\n", mlp_solve_to_string(res));
 952     return GNUNET_SYSERR;
 953   }
 954
 955   end = GNUNET_TIME_absolute_get ();
 956   duration = GNUNET_TIME_absolute_get_difference (start, end);
 957   mlp->mlp_solved++;
 958   mlp->mlp_total_duration =+ duration.rel_value;
 959   s_ctx->mlp_duration = duration;
 960
 961   GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats,"# MLP problem solved", 1, GNUNET_NO);
 962   GNUNET_STATISTICS_set (mlp->stats,"# MLP execution time (ms)", duration.rel_value, GNUNET_NO);
 963   GNUNET_STATISTICS_set (mlp->stats,"# MLP execution time average (ms)",
 964                          mlp->mlp_total_duration / mlp->mlp_solved,  GNUNET_NO);
 965 GNUNET_break(0);
 966   /* Analyze problem status  */
 967   res = glp_mip_status(mlp->prob);
 968   switch (res) {
 969     /* solution is optimal */
 970     case GLP_OPT:
 971     /* solution is feasible */
 972     case GLP_FEAS:
 973       break;
 974
 975     /* Problem was ill-defined, no way to handle that */
 976     default:
 977       GNUNET_log_from (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 978           "ats-mlp",
 979           "Solving MLP problem failed, %s\n\n", mlp_status_to_string(res));
 980       return GNUNET_SYSERR;
 981       break;
 982   }
 983
 984   return GNUNET_OK;
 985 }
 986
 987 int GAS_mlp_solve_problem (struct GAS_MLP_Handle *mlp);
 988
 989 static void
 990 mlp_scheduler (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
 991 {
 992   struct GAS_MLP_Handle *mlp = cls;
 993
 994   mlp->mlp_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
 995
 996   if (0 != (tc->reason & GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN))
 997     return;
 998
 999
1000   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Scheduled problem solving\n");
1001
1002   if (mlp->addr_in_problem != 0)
1003     GAS_mlp_solve_problem(mlp);
1004 }
1005
1006 /**
1007  * Solves the MLP problem
1008  *
1009  * @param mlp the MLP Handle
1010  * @return GNUNET_OK if could be solved, GNUNET_SYSERR on failure
1011  */
1012 int
1013 GAS_mlp_solve_problem (struct GAS_MLP_Handle *mlp)
1014 {
1015   int res;
1016   struct SolveContext s_ctx;
1017   mlp->last_execution = GNUNET_TIME_absolute_get ();
1018
1019   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Solve LP problem\n");
1020 #if WRITE_MLP
1021   char * name;
1022   static int i;
1023   i++;
1024   GNUNET_asprintf(&name, "problem_%i", i);
1025   glp_write_lp (mlp->prob, 0, name);
1026   GNUNET_free (name);
1027 # endif
1028
1029   res = mlp_solve_lp_problem (mlp, &s_ctx);
1030   if (res != GNUNET_OK)
1031   {
1032     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "LP Problem solving failed\n");
1033     return GNUNET_SYSERR;
1034   }
1035 #if WRITE_MLP
1036   GNUNET_asprintf(&name, "problem_%i_lp_solution", i);
1037   glp_print_sol (mlp->prob,  name);
1038   GNUNET_free (name);
1039 # endif
1040
1041
1042   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Solve MLP problem\n");
1043   res = mlp_solve_mlp_problem (mlp, &s_ctx);
1044   if (res != GNUNET_OK)
1045   {
1046     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "MLP Problem solving failed\n");
1047     return GNUNET_SYSERR;
1048   }
1049 #if WRITE_MLP
1050   GNUNET_asprintf(&name, "problem_%i_mlp_solution", i);
1051   glp_print_mip (mlp->prob, name);
1052   GNUNET_free (name);
1053 # endif
1054
1055   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Problem solved %s (LP duration %llu / MLP duration %llu)\n",
1056       (GNUNET_OK == res) ? "successfully" : "failed", s_ctx.lp_duration, s_ctx.mlp_duration);
1057   /* Process result */
1058   struct ATS_Peer *p = NULL;
1059   struct ATS_Address *a = NULL;
1060   struct MLP_information *mlpi = NULL;
1061
1062   for (p = mlp->peer_head; p != NULL; p = p->next)
1063   {
1064     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Peer `%s'\n", GNUNET_i2s (&p->id));
1065     for (a = p->head; a != NULL; a = a->next)
1066     {
1067       double b = 0.0;
1068       double n = 0.0;
1069
1070       mlpi = a->mlp_information;
1071
1072       b = glp_mip_col_val(mlp->prob, mlpi->c_b);
1073       mlpi->b = b;
1074
1075       n = glp_mip_col_val(mlp->prob, mlpi->c_n);
1076       if (n == 1.0)
1077         mlpi->n = GNUNET_YES;
1078       else
1079         mlpi->n = GNUNET_NO;
1080
1081       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "\tAddress %s %f\n",
1082           (n == 1.0) ? "[x]" : "[ ]", b);
1083     }
1084   }
1085
1086   if (mlp->mlp_task != GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK)
1087   {
1088     GNUNET_SCHEDULER_cancel(mlp->mlp_task);
1089     mlp->mlp_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
1090   }
1091   mlp->mlp_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (mlp->exec_interval, &mlp_scheduler, mlp);
1092   return res;
1093 }
1094
1095 /**
1096  * Init the MLP problem solving component
1097  *
1098  * @param cfg the GNUNET_CONFIGURATION_Handle handle
1099  * @param stats the GNUNET_STATISTICS handle
1100  * @param max_duration maximum numbers of iterations for the LP/MLP Solver
1101  * @param max_iterations maximum time limit for the LP/MLP Solver
1102  * @return struct GAS_MLP_Handle * on success, NULL on fail
1103  */
1104 struct GAS_MLP_Handle *
1105 GAS_mlp_init (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
1106               const struct GNUNET_STATISTICS_Handle *stats,
1107               struct GNUNET_TIME_Relative max_duration,
1108               unsigned int max_iterations)
1109 {
1110   struct GAS_MLP_Handle * mlp = GNUNET_malloc (sizeof (struct GAS_MLP_Handle));
1111
1112   double D;
1113   double R;
1114   double U;
1115   long long unsigned int tmp;
1116   unsigned int b_min;
1117   unsigned int n_min;
1118   struct GNUNET_TIME_Relative i_exec;
1119   int c;
1120   char * quota_out_str;
1121   char * quota_in_str;
1122
1123   /* Init GLPK environment */
1124   int res = 0;
1125   if (0 != (res = glp_init_env()))
1126   {
1127     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Could not init GLPK %u\n", res);
1128     GNUNET_free(mlp);
1129     return NULL;
1130   }
1131
1132   /* Create initial MLP problem */
1133   mlp->prob = glp_create_prob();
1134   GNUNET_assert (mlp->prob != NULL);
1135
1136   mlp->BIG_M = (double) BIG_M_VALUE;
1137
1138   /* Get diversity coefficient from configuration */
1139   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
1140                                                       "COEFFICIENT_D",
1141                                                       &tmp))
1142     D = (double) tmp / 100;
1143   else
1144     D = 1.0;
1145
1146   /* Get proportionality coefficient from configuration */
1147   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
1148                                                       "COEFFICIENT_R",
1149                                                       &tmp))
1150     R = (double) tmp / 100;
1151   else
1152     R = 1.0;
1153
1154   /* Get utilization coefficient from configuration */
1155   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
1156                                                       "COEFFICIENT_U",
1157                                                       &tmp))
1158     U = (double) tmp / 100;
1159   else
1160     U = 1.0;
1161
1162   /* Get quality metric coefficients from configuration */
1163   int i_delay = -1;
1164   int i_distance = -1;
1165   int q[GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount] = GNUNET_ATS_QualityProperties;
1166   for (c = 0; c < GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount; c++)
1167   {
1168     /* initialize quality coefficients with default value 1.0 */
1169     mlp->co_Q[c] = 1.0;
1170
1171     mlp->q[c] = q[c];
1172     if (q[c] == GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DELAY)
1173       i_delay = c;
1174     if (q[c] == GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DISTANCE)
1175       i_distance = c;
1176   }
1177
1178   if ((i_delay != -1) && (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
1179                                                       "COEFFICIENT_QUALITY_DELAY",
1180                                                       &tmp)))
1181
1182     mlp->co_Q[i_delay] = (double) tmp / 100;
1183   else
1184     mlp->co_Q[i_delay] = 1.0;
1185
1186   if ((i_distance != -1) && (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
1187                                                       "COEFFICIENT_QUALITY_DISTANCE",
1188                                                       &tmp)))
1189     mlp->co_Q[i_distance] = (double) tmp / 100;
1190   else
1191     mlp->co_Q[i_distance] = 1.0;
1192
1193   /* Get minimum bandwidth per used address from configuration */
1194   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
1195                                                       "MIN_BANDWIDTH",
1196                                                       &tmp))
1197     b_min = tmp;
1198   else
1199   {
1200     b_min = ntohl (GNUNET_CONSTANTS_DEFAULT_BW_IN_OUT.value__);
1201   }
1202
1203   /* Get minimum number of connections from configuration */
1204   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_size (cfg, "ats",
1205                                                       "MIN_CONNECTIONS",
1206                                                       &tmp))
1207     n_min = tmp;
1208   else
1209     n_min = 4;
1210
1211   /* Init network quotas */
1212   int quotas[GNUNET_ATS_NetworkTypeCount] = GNUNET_ATS_NetworkType;
1213   for (c = 0; c < GNUNET_ATS_NetworkTypeCount; c++)
1214   {
1215     mlp->quota_index[c] = quotas[c];
1216     static char * entry_in = NULL;
1217     static char * entry_out = NULL;
1218     unsigned long long quota_in = 0;
1219     unsigned long long quota_out = 0;
1220
1221     switch (quotas[c]) {
1222       case GNUNET_ATS_NET_UNSPECIFIED:
1223         entry_out = "UNSPECIFIED_QUOTA_OUT";
1224         entry_in = "UNSPECIFIED_QUOTA_IN";
1225         break;
1226       case GNUNET_ATS_NET_LOOPBACK:
1227         entry_out = "LOOPBACK_QUOTA_OUT";
1228         entry_in = "LOOPBACK_QUOTA_IN";
1229         break;
1230       case GNUNET_ATS_NET_LAN:
1231         entry_out = "LAN_QUOTA_OUT";
1232         entry_in = "LAN_QUOTA_IN";
1233         break;
1234       case GNUNET_ATS_NET_WAN:
1235         entry_out = "WAN_QUOTA_OUT";
1236         entry_in = "WAN_QUOTA_IN";
1237         break;
1238       case GNUNET_ATS_NET_WLAN:
1239         entry_out = "WLAN_QUOTA_OUT";
1240         entry_in = "WLAN_QUOTA_IN";
1241         break;
1242       default:
1243         break;
1244     }
1245
1246     if ((entry_in == NULL) || (entry_out == NULL))
1247       continue;
1248
1249     if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_string(cfg, "ats", entry_out, &quota_out_str))
1250     {
1251       if (0 == strcmp(quota_out_str, BIG_M_STRING) ||
1252           (GNUNET_SYSERR == GNUNET_STRINGS_fancy_size_to_bytes (quota_out_str, &quota_out)))
1253         quota_out = mlp->BIG_M;
1254
1255       GNUNET_free (quota_out_str);
1256       quota_out_str = NULL;
1257     }
1258     else if (GNUNET_ATS_NET_UNSPECIFIED == quotas[c])
1259     {
1260       quota_out = mlp->BIG_M;
1261     }
1262     else
1263     {
1264       quota_out = mlp->BIG_M;
1265     }
1266
1267     if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_string(cfg, "ats", entry_in, &quota_in_str))
1268     {
1269       if (0 == strcmp(quota_in_str, BIG_M_STRING) ||
1270           (GNUNET_SYSERR == GNUNET_STRINGS_fancy_size_to_bytes (quota_in_str, &quota_in)))
1271         quota_in = mlp->BIG_M;
1272
1273       GNUNET_free (quota_in_str);
1274       quota_in_str = NULL;
1275     }
1276     else if (GNUNET_ATS_NET_UNSPECIFIED == quotas[c])
1277     {
1278       quota_in = mlp->BIG_M;
1279     }
1280     else
1281     {
1282       quota_in = mlp->BIG_M;
1283     }
1284
1285     /* Check if defined quota could make problem unsolvable */
1286     if (((n_min * b_min) > quota_out) && (GNUNET_ATS_NET_UNSPECIFIED != quotas[c]))
1287     {
1288       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Inconsistent quota configuration value `%s': " \
1289           "outbound quota (%u Bps) too small for combination of minimum connections and minimum bandwidth per peer (%u * %u Bps = %u)\n", entry_out, quota_out, n_min, b_min, n_min * b_min);
1290
1291       GAS_mlp_done(mlp);
1292       mlp = NULL;
1293       return NULL;
1294     }
1295
1296     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Found `%s' quota %llu and `%s' quota %llu\n",
1297                 entry_out, quota_out, entry_in, quota_in);
1298     GNUNET_STATISTICS_update ((struct GNUNET_STATISTICS_Handle *) stats, entry_out, quota_out, GNUNET_NO);
1299     GNUNET_STATISTICS_update ((struct GNUNET_STATISTICS_Handle *) stats, entry_in, quota_in, GNUNET_NO);
1300     mlp->quota_out[c] = quota_out;
1301     mlp->quota_in[c] = quota_in;
1302   }
1303
1304   /* Get minimum number of connections from configuration */
1305   if (GNUNET_OK == GNUNET_CONFIGURATION_get_value_time (cfg, "ats",
1306                                                         "ATS_EXEC_INTERVAL",
1307                                                         &i_exec))
1308     mlp->exec_interval = i_exec;
1309   else
1310     mlp->exec_interval = GNUNET_TIME_relative_multiply(GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS, 30);
1311
1312   mlp->stats = (struct GNUNET_STATISTICS_Handle *) stats;
1313   mlp->max_iterations = max_iterations;
1314   mlp->max_exec_duration = max_duration;
1315   mlp->auto_solve = GNUNET_YES;
1316
1317   /* Redirect GLPK output to GNUnet logging */
1318   glp_error_hook((void *) mlp, &mlp_term_hook);
1319
1320   /* Init LP solving parameters */
1321   glp_init_smcp(&mlp->control_param_lp);
1322
1323   mlp->control_param_lp.msg_lev = GLP_MSG_OFF;
1324 #if VERBOSE_GLPK
1325   mlp->control_param_lp.msg_lev = GLP_MSG_ALL;
1326 #endif
1327
1328   mlp->control_param_lp.it_lim = max_iterations;
1329   mlp->control_param_lp.tm_lim = max_duration.rel_value;
1330
1331   /* Init MLP solving parameters */
1332   glp_init_iocp(&mlp->control_param_mlp);
1333
1334   mlp->control_param_mlp.msg_lev = GLP_MSG_OFF;
1335 #if VERBOSE_GLPK
1336   mlp->control_param_mlp.msg_lev = GLP_MSG_ALL;
1337 #endif
1338   mlp->control_param_mlp.tm_lim = max_duration.rel_value;
1339
1340   mlp->last_execution = GNUNET_TIME_absolute_get_forever();
1341
1342   mlp->co_D = D;
1343   mlp->co_R = R;
1344   mlp->co_U = U;
1345   mlp->b_min = b_min;
1346   mlp->n_min = n_min;
1347   mlp->m_q = GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount;
1348
1349   return mlp;
1350 }
1351
1352 static void
1353 update_quality (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct ATS_Address * address)
1354 {
1355   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Updating quality metrics for peer `%s'\n",
1356       GNUNET_i2s (&address->peer));
1357
1358   GNUNET_assert (NULL != address);
1359   GNUNET_assert (NULL != address->mlp_information);
1360   GNUNET_assert (NULL != address->ats);
1361
1362   struct MLP_information *mlpi = address->mlp_information;
1363   struct GNUNET_ATS_Information *ats = address->ats;
1364   GNUNET_assert (mlpi != NULL);
1365
1366   int c;
1367   for (c = 0; c < GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount; c++)
1368   {
1369     int index = mlp_lookup_ats(address, mlp->q[c]);
1370
1371     if (index == GNUNET_SYSERR)
1372       continue;
1373
1374     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Updating address for peer `%s' value `%s': %f\n",
1375         GNUNET_i2s (&address->peer),
1376         mlp_ats_to_string(mlp->q[c]),
1377         (double) ats[index].value);
1378
1379     int i = mlpi->q_avg_i[c];
1380     double * qp = mlpi->q[c];
1381     qp[i] = (double) ats[index].value;
1382
1383     int t;
1384     for (t = 0; t < MLP_AVERAGING_QUEUE_LENGTH; t++)
1385     {
1386       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Peer `%s': `%s' queue[%u]: %f\n",
1387         GNUNET_i2s (&address->peer),
1388         mlp_ats_to_string(mlp->q[c]),
1389         t,
1390         qp[t]);
1391     }
1392
1393     if (mlpi->q_avg_i[c] + 1 < (MLP_AVERAGING_QUEUE_LENGTH))
1394       mlpi->q_avg_i[c] ++;
1395     else
1396       mlpi->q_avg_i[c] = 0;
1397
1398
1399     int c2;
1400     int c3;
1401     double avg = 0.0;
1402     switch (mlp->q[c])
1403     {
1404       case GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DELAY:
1405         c3 = 0;
1406         for (c2 = 0; c2 < MLP_AVERAGING_QUEUE_LENGTH; c2++)
1407         {
1408           if (mlpi->q[c][c2] != -1)
1409           {
1410             double * t2 = mlpi->q[c] ;
1411             avg += t2[c2];
1412             c3 ++;
1413           }
1414         }
1415         if (c3 > 0)
1416           /* avg = 1 / ((q[0] + ... + q[l]) /c3) => c3 / avg*/
1417           mlpi->q_averaged[c] = (double) c3 / avg;
1418         else
1419           mlpi->q_averaged[c] = 0.0;
1420
1421         GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Peer `%s': `%s' average sum: %f, average: %f, weight: %f\n",
1422           GNUNET_i2s (&address->peer),
1423           mlp_ats_to_string(mlp->q[c]),
1424           avg,
1425           avg / (double) c3,
1426           mlpi->q_averaged[c]);
1427
1428         break;
1429       case GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DISTANCE:
1430         c3 = 0;
1431         for (c2 = 0; c2 < MLP_AVERAGING_QUEUE_LENGTH; c2++)
1432         {
1433           if (mlpi->q[c][c2] != -1)
1434           {
1435             double * t2 = mlpi->q[c] ;
1436             avg += t2[c2];
1437             c3 ++;
1438           }
1439         }
1440         if (c3 > 0)
1441           /* avg = 1 / ((q[0] + ... + q[l]) /c3) => c3 / avg*/
1442           mlpi->q_averaged[c] = (double) c3 / avg;
1443         else
1444           mlpi->q_averaged[c] = 0.0;
1445
1446         GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Peer `%s': `%s' average sum: %f, average: %f, weight: %f\n",
1447           GNUNET_i2s (&address->peer),
1448           mlp_ats_to_string(mlp->q[c]),
1449           avg,
1450           avg / (double) c3,
1451           mlpi->q_averaged[c]);
1452
1453         break;
1454       default:
1455         break;
1456     }
1457
1458     if ((mlpi->c_b != 0) && (mlpi->r_q[c] != 0))
1459     {
1460
1461       /* Get current number of columns */
1462       int found = GNUNET_NO;
1463       int cols = glp_get_num_cols(mlp->prob);
1464       int *ind = GNUNET_malloc (cols * sizeof (int) + 1);
1465       double *val = GNUNET_malloc (cols * sizeof (double) + 1);
1466
1467       /* Get the matrix row of quality */
1468       int length = glp_get_mat_row(mlp->prob, mlp->r_q[c], ind, val);
1469       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "cols %i, length %i c_b %i\n", cols, length, mlpi->c_b);
1470       int c4;
1471       /* Get the index if matrix row of quality */
1472       for (c4 = 1; c4 <= length; c4++ )
1473       {
1474         if (mlpi->c_b == ind[c4])
1475         {
1476           /* Update the value */
1477           GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Updating quality `%s' column `%s' row `%s' : %f -> %f\n",
1478               mlp_ats_to_string(mlp->q[c]),
1479               glp_get_col_name (mlp->prob, ind[c4]),
1480               glp_get_row_name (mlp->prob, mlp->r_q[c]),
1481               val[c4],
1482               mlpi->q_averaged[c]);
1483           val[c4] = mlpi->q_averaged[c];
1484           found = GNUNET_YES;
1485           break;
1486         }
1487       }
1488
1489       if (found == GNUNET_NO)
1490         {
1491
1492           ind[length+1] = mlpi->c_b;
1493           val[length+1] = mlpi->q_averaged[c];
1494           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]);
1495           glp_set_mat_row (mlp->prob, mlpi->r_q[c], length+1, ind, val);
1496         }
1497       else
1498         {
1499         /* Get the index if matrix row of quality */
1500         glp_set_mat_row (mlp->prob, mlpi->r_q[c], length, ind, val);
1501         }
1502
1503       GNUNET_free (ind);
1504       GNUNET_free (val);
1505     }
1506   }
1507 }
1508
1509 /**
1510  * Updates a single address in the MLP problem
1511  *
1512  * If the address did not exist before in the problem:
1513  * The MLP problem has to be recreated and the problem has to be resolved
1514  *
1515  * Otherwise the addresses' values can be updated and the existing base can
1516  * be reused
1517  *
1518  * @param mlp the MLP Handle
1519  * @param addresses the address hashmap
1520  *        the address has to be already removed from the hashmap
1521  * @param address the address to update
1522  */
1523 void
1524 GAS_mlp_address_update (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses, struct ATS_Address *address)
1525 {
1526   int new;
1527   struct MLP_information *mlpi;
1528
1529   GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats, "# MLP address updates", 1, GNUNET_NO);
1530
1531   /* We add a new address */
1532   if (address->mlp_information == NULL)
1533     new = GNUNET_YES;
1534   else
1535     new = GNUNET_NO;
1536
1537   /* Do the update */
1538   if (new == GNUNET_YES)
1539   {
1540     mlpi = GNUNET_malloc (sizeof (struct MLP_information));
1541
1542     int c;
1543     for (c = 0; c < GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount; c++)
1544     {
1545       int c2;
1546       mlpi->r_q[c] = 0;
1547       for (c2 = 0; c2 < MLP_AVERAGING_QUEUE_LENGTH; c2++)
1548         mlpi->q[c][c2] = -1.0; /* -1.0: invalid value */
1549       mlpi->q_avg_i[c] = 0;
1550       mlpi->q_averaged[c] = 0.0;
1551     }
1552
1553     address->mlp_information = mlpi;
1554     mlp->addr_in_problem ++;
1555     GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats, "# addresses in MLP", 1, GNUNET_NO);
1556
1557     /* Check for and add peer */
1558     struct ATS_Peer *peer = mlp_find_peer (mlp, &address->peer);
1559     if (peer == NULL)
1560     {
1561
1562       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Adding new peer `%s'\n",
1563           GNUNET_i2s (&address->peer));
1564
1565       peer = GNUNET_malloc (sizeof (struct ATS_Peer));
1566       peer->head = NULL;
1567       peer->tail = NULL;
1568
1569       int c;
1570       for (c = 0; c < GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount; c++)
1571       {
1572         peer->f_q[c] = 1.0;
1573       }
1574       peer->f = 1.0;
1575
1576       memcpy (&peer->id, &address->peer, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity));
1577       GNUNET_assert(address->prev == NULL);
1578       GNUNET_assert(address->next == NULL);
1579       GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (peer->head, peer->tail, address);
1580       GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (mlp->peer_head, mlp->peer_tail, peer);
1581       mlp->c_p ++;
1582       GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats, "# peers in MLP", 1, GNUNET_NO);
1583     }
1584     else
1585     {
1586
1587       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Adding address to peer `%s'\n",
1588           GNUNET_i2s (&address->peer));
1589
1590       GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (peer->head, peer->tail, address);
1591     }
1592     update_quality (mlp, address);
1593   }
1594   else
1595   {
1596     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Updating existing address to peer `%s'\n",
1597         GNUNET_i2s (&address->peer));
1598
1599     update_quality (mlp, address);
1600   }
1601
1602   /* Recalculate */
1603   if (new == GNUNET_YES)
1604   {
1605     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Recreating problem: new address\n");
1606
1607     mlp_delete_problem (mlp);
1608     mlp_create_problem (mlp, addresses);
1609     mlp->presolver_required = GNUNET_YES;
1610   }
1611   if (mlp->auto_solve == GNUNET_YES)
1612     GAS_mlp_solve_problem (mlp);
1613 }
1614
1615 /**
1616  * Deletes a single address in the MLP problem
1617  *
1618  * The MLP problem has to be recreated and the problem has to be resolved
1619  *
1620  * @param mlp the MLP Handle
1621  * @param addresses the address hashmap
1622  *        the address has to be already removed from the hashmap
1623  * @param address the address to delete
1624  */
1625 void
1626 GAS_mlp_address_delete (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses, struct ATS_Address *address)
1627 {
1628   GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats,"# LP address deletions", 1, GNUNET_NO);
1629
1630   /* Free resources */
1631   if (address->mlp_information != NULL)
1632   {
1633     GNUNET_free (address->mlp_information);
1634     address->mlp_information = NULL;
1635
1636     mlp->addr_in_problem --;
1637     GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats, "# addresses in MLP", -1, GNUNET_NO);
1638   }
1639
1640   /* Remove from peer list */
1641   struct ATS_Peer *head = mlp_find_peer (mlp, &address->peer);
1642   GNUNET_assert (head != NULL);
1643
1644   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Deleting address for `%s'\n", GNUNET_i2s (&address->peer));
1645
1646   GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (head->head, head->tail, address);
1647   if ((head->head == NULL) && (head->tail == NULL))
1648   {
1649     /* No address for peer left, remove peer */
1650
1651     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Deleting peer `%s'\n", GNUNET_i2s (&address->peer));
1652
1653     GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (mlp->peer_head, mlp->peer_tail, head);
1654     GNUNET_free (head);
1655     mlp->c_p --;
1656     GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats, "# peers in MLP", -1, GNUNET_NO);
1657   }
1658
1659   /* Update problem */
1660   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Recreating problem: new address\n");
1661
1662   mlp_delete_problem (mlp);
1663   if ((GNUNET_CONTAINER_multihashmap_size (addresses) > 0) && (mlp->c_p > 0))
1664   {
1665     mlp_create_problem (mlp, addresses);
1666
1667     /* Recalculate */
1668     mlp->presolver_required = GNUNET_YES;
1669     if (mlp->auto_solve == GNUNET_YES)
1670       GAS_mlp_solve_problem (mlp);
1671   }
1672 }
1673
1674 static int
1675 mlp_get_preferred_address_it (void *cls, const GNUNET_HashCode * key, void *value)
1676 {
1677
1678   struct ATS_PreferedAddress *aa = (struct ATS_PreferedAddress *) cls;
1679   struct ATS_Address *addr = value;
1680   struct MLP_information *mlpi = addr->mlp_information;
1681   if (mlpi == NULL)
1682     return GNUNET_YES;
1683   if (mlpi->n == GNUNET_YES)
1684   {
1685     aa->address = addr;
1686     if (mlpi->b > (double) UINT32_MAX)
1687       aa->bandwidth_out = UINT32_MAX;
1688     else
1689       aa->bandwidth_out = (uint32_t) mlpi->b;
1690     aa->bandwidth_in = 0;
1691     return GNUNET_NO;
1692   }
1693   return GNUNET_YES;
1694 }
1695
1696
1697 /**
1698  * Get the preferred address for a specific peer
1699  *
1700  * @param mlp the MLP Handle
1701  * @param addresses address hashmap
1702  * @param peer the peer
1703  * @return suggested address
1704  */
1705 struct ATS_PreferedAddress *
1706 GAS_mlp_get_preferred_address (struct GAS_MLP_Handle *mlp,
1707                                struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses,
1708                                const struct GNUNET_PeerIdentity *peer)
1709 {
1710   struct ATS_PreferedAddress * aa = GNUNET_malloc (sizeof (struct ATS_PreferedAddress));
1711   aa->address = NULL;
1712   aa->bandwidth_in = 0;
1713   aa->bandwidth_out = 0;
1714   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Getting preferred address for `%s'\n", GNUNET_i2s (peer));
1715   GNUNET_CONTAINER_multihashmap_get_multiple (addresses, &peer->hashPubKey, mlp_get_preferred_address_it, aa);
1716   return aa;
1717 }
1718
1719
1720 /**
1721  * Changes the preferences for a peer in the MLP problem
1722  *
1723  * @param mlp the MLP Handle
1724  * @param peer the peer
1725  * @param kind the kind to change the preference
1726  * @param score the score
1727  */
1728 void
1729 GAS_mlp_address_change_preference (struct GAS_MLP_Handle *mlp,
1730                                    const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
1731                                    enum GNUNET_ATS_PreferenceKind kind,
1732                                    float score)
1733 {
1734   GNUNET_STATISTICS_update (mlp->stats,"# LP address preference changes", 1, GNUNET_NO);
1735
1736   struct ATS_Peer *p = mlp_find_peer (mlp, peer);
1737   p = p;
1738   /* Here we have to do the matching */
1739 }
1740
1741 /**
1742  * Shutdown the MLP problem solving component
1743  * @param mlp the MLP handle
1744  */
1745 void
1746 GAS_mlp_done (struct GAS_MLP_Handle *mlp)
1747 {
1748   struct ATS_Peer * peer;
1749   struct ATS_Address *addr;
1750
1751   GNUNET_assert (mlp != NULL);
1752
1753   if (mlp->mlp_task != GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK)
1754   {
1755     GNUNET_SCHEDULER_cancel(mlp->mlp_task);
1756     mlp->mlp_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
1757   }
1758
1759   /* clean up peer list */
1760   peer = mlp->peer_head;
1761   while (peer != NULL)
1762   {
1763     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Cleaning up peer `%s'\n", GNUNET_i2s (&peer->id));
1764     GNUNET_CONTAINER_DLL_remove(mlp->peer_head, mlp->peer_tail, peer);
1765     for (addr = peer->head; NULL != addr; addr = peer->head)
1766     {
1767       GNUNET_CONTAINER_DLL_remove(peer->head, peer->tail, addr);
1768       GNUNET_free (addr->mlp_information);
1769       addr->mlp_information = NULL;
1770     }
1771     GNUNET_free (peer);
1772     peer = mlp->peer_head;
1773   }
1774   mlp_delete_problem (mlp);
1775
1776   /* Clean up GLPK environment */
1777   glp_free_env();
1778
1779   GNUNET_free (mlp);
1780 }
1781
1782
1783 /* end of gnunet-service-ats_addresses_mlp.c */