guix-env: some update.
[oweals/gnunet.git] / src / cadet / gnunet-service-cadet_paths.c
1 /*
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4
5      GNUnet is free software; you can redistribute it and/or modify
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9
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14
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18      Boston, MA 02110-1301, USA.
19 */
20 /**
21  * @file cadet/gnunet-service-cadet_paths.c
22  * @brief Information we track per path.
23  * @author Bartlomiej Polot
24  * @author Christian Grothoff
25  */
26 #include "platform.h"
27 #include "gnunet-service-cadet_connection.h"
28 #include "gnunet-service-cadet_tunnels.h"
29 #include "gnunet-service-cadet_peer.h"
30 #include "gnunet-service-cadet_paths.h"
31
32
33 #define LOG(level, ...) GNUNET_log_from(level,"cadet-pat",__VA_ARGS__)
34
35
36 /**
37  * Information regarding a possible path to reach a peer.
38  */
39 struct CadetPeerPath
40 {
41
42   /**
43    * Array of all the peers on the path.  If @e hn is non-NULL, the
44    * last one is our owner.
45    */
46   struct CadetPeerPathEntry **entries;
47
48   /**
49    * Node of this path in the owner's heap.  Used to update our position
50    * in the heap whenever our @e desirability changes.
51    */
52   struct GNUNET_CONTAINER_HeapNode *hn;
53
54   /**
55    * Desirability of the path. How unique is it for the various peers
56    * on it?
57    */
58   GNUNET_CONTAINER_HeapCostType desirability;
59
60   /**
61    * Length of the @e entries array.
62    */
63   unsigned int entries_length;
64
65 };
66
67
68 /**
69  * Calculate the path's desirability score.
70  *
71  * @param path path to calculate the score for
72  */
73 static void
74 recalculate_path_desirability (struct CadetPeerPath *path)
75 {
76   double result = 0.0;
77
78   for (unsigned int i=0;i<path->entries_length;i++)
79   {
80     struct CadetPeer *cp = path->entries[i]->peer;
81
82     result += GCP_get_desirability_of_path (cp,
83                                             i);
84   }
85   path->desirability = (GNUNET_CONTAINER_HeapCostType) result;
86 }
87
88
89 /**
90  * Return how much we like keeping the path.  This is an aggregate
91  * score based on various factors, including the age of the path
92  * (older == better), and the value of this path to all of its ajacent
93  * peers.  For example, long paths that end at a peer that we have no
94  * shorter way to reach are very desirable, while long paths that end
95  * at a peer for which we have a shorter way as well are much less
96  * desirable.  Higher values indicate more valuable paths.  The
97  * returned value should be used to decide which paths to remember.
98  *
99  * @param path path to return the length for
100  * @return desirability of the path, larger is more desirable
101  */
102 GNUNET_CONTAINER_HeapCostType
103 GCPP_get_desirability (const struct CadetPeerPath *path)
104 {
105   return path->desirability;
106 }
107
108
109 /**
110  * Return connection to @a destination using @a path, or return
111  * NULL if no such connection exists.
112  *
113  * @param path path to traverse
114  * @param destination destination node to get to, must be on path
115  * @param off offset of @a destination on @a path
116  * @return NULL if we have no existing connection
117  *         otherwise connection from us to @a destination via @a path
118  */
119 struct CadetConnection *
120 GCPP_get_connection (struct CadetPeerPath *path,
121                      struct CadetPeer *destination,
122                      unsigned int off)
123 {
124   struct CadetPeerPathEntry *entry;
125
126   GNUNET_assert (off < path->entries_length);
127   entry = path->entries[off];
128   GNUNET_assert (entry->peer == destination);
129   return entry->cc;
130 }
131
132
133 /**
134  * Notify @a path that it is used for connection @a cc
135  * which ends at the path's offset @a off.
136  *
137  * @param path the path to remember the @a cc
138  * @param off the offset where the @a cc ends
139  * @param cc the connection to remember
140  */
141 void
142 GCPP_add_connection (struct CadetPeerPath *path,
143                      unsigned int off,
144                      struct CadetConnection *cc)
145 {
146   struct CadetPeerPathEntry *entry;
147
148   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
149        "Adding connection %s to path %s at offset %u\n",
150        GCC_2s (cc),
151        GCPP_2s (path),
152        off);
153   GNUNET_assert (off < path->entries_length);
154   entry = path->entries[off];
155   GNUNET_assert (NULL == entry->cc);
156   GNUNET_assert (NULL != cc);
157   entry->cc = cc;
158 }
159
160
161
162 /**
163  * Notify @a path that it is no longer used for connection @a cc which
164  * ended at the path's offset @a off.
165  *
166  * @param path the path to forget the @a cc
167  * @param off the offset where the @a cc ended
168  * @param cc the connection to forget
169  */
170 void
171 GCPP_del_connection (struct CadetPeerPath *path,
172                      unsigned int off,
173                      struct CadetConnection *cc)
174 {
175   struct CadetPeerPathEntry *entry;
176
177   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
178        "Removing connection %s to path %s at offset %u\n",
179        GCC_2s (cc),
180        GCPP_2s (path),
181        off);
182   GNUNET_assert (off < path->entries_length);
183   entry = path->entries[off];
184   GNUNET_assert (cc == entry->cc);
185   entry->cc = NULL;
186 }
187
188
189 /**
190  * This path is no longer needed, free resources.
191  *
192  * @param path path resources to free
193  */
194 static void
195 path_destroy (struct CadetPeerPath *path)
196 {
197   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
198        "Destroying path %s\n",
199        GCPP_2s (path));
200   for (unsigned int i=0;i<path->entries_length;i++)
201   {
202     struct CadetPeerPathEntry *entry = path->entries[i];
203
204     if (NULL != entry->cc)
205     {
206       struct CadetTConnection *ct;
207
208       ct = GCC_get_ct (entry->cc);
209       if (NULL != ct)
210         GCT_connection_lost (ct);
211       GCC_destroy_without_tunnel (entry->cc);
212     }
213     GNUNET_free (entry);
214   }
215   GNUNET_free (path->entries);
216   GNUNET_free (path);
217 }
218
219
220 /**
221  * The owning peer of this path is no longer interested in maintaining
222  * it, so the path should be discarded or shortened (in case a
223  * previous peer on the path finds the path desirable).
224  *
225  * @param path the path that is being released
226  */
227 void
228 GCPP_release (struct CadetPeerPath *path)
229 {
230   struct CadetPeerPathEntry *entry;
231   int force;
232
233   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
234        "Owner releases path %s\n",
235        GCPP_2s (path));
236   path->hn = NULL;
237   entry = path->entries[path->entries_length - 1];
238   GNUNET_assert (path == entry->path);
239   while (1)
240   {
241     /* cut 'off' end of path */
242     GNUNET_assert (NULL == entry->cc);
243     GCP_path_entry_remove (entry->peer,
244                            entry,
245                            path->entries_length - 1);
246     path->entries_length--; /* We don't bother shrinking the 'entries' array,
247                                as it's probably not worth it. */
248     GNUNET_free (entry);
249     if (0 == path->entries_length)
250       break; /* the end */
251
252     /* see if new peer at the end likes this path any better */
253     entry = path->entries[path->entries_length - 1];
254     GNUNET_assert (path == entry->path);
255     force = (NULL == entry->cc) ? GNUNET_NO : GNUNET_YES;
256     path->hn = GCP_attach_path (entry->peer,
257                                 path,
258                                 path->entries_length - 1,
259                                 force);
260     if (NULL != path->hn)
261       return; /* yep, got attached, we are done. */
262     GNUNET_assert (GNUNET_NO == force);
263   }
264
265   /* nobody wants us, discard the path */
266   path_destroy (path);
267 }
268
269
270 /**
271  * Updates the score for an entry on the path based
272  * on our experiences with using @a path.
273  *
274  * @param path the path to update
275  * @param off offset of the entry to update
276  * @param delta change in the score to apply
277  */
278 void
279 GCPP_update_score (struct CadetPeerPath *path,
280                    unsigned int off,
281                    int delta)
282 {
283   struct CadetPeerPathEntry *entry;
284
285   GNUNET_assert (off < path->entries_length);
286   entry = path->entries[off];
287
288   /* Add delta, with checks for overflows */
289   if (delta >= 0)
290   {
291     if (delta + entry->score < entry->score)
292       entry->score = INT_MAX;
293     else
294       entry->score += delta;
295   }
296   else
297   {
298     if (delta + entry->score > entry->score)
299       entry->score = INT_MIN;
300     else
301       entry->score += delta;
302   }
303   recalculate_path_desirability (path);
304 }
305
306
307 /**
308  * Closure for #find_peer_at() and #check_match().
309  */
310 struct CheckMatchContext
311 {
312
313   /**
314    * Set to a matching path, if any.
315    */
316   struct CadetPeerPath *match;
317
318   /**
319    * Array the combined paths.
320    */
321   struct CadetPeer **cpath;
322
323   /**
324    * How long is the @e cpath array?
325    */
326   unsigned int cpath_length;
327
328 };
329
330
331 /**
332  * Check if the given path is identical on all of the
333  * hops until @a off, and not longer than @a off.  If the
334  * @a path matches, store it in `match`.
335  *
336  * @param cls the `struct CheckMatchContext` to check against
337  * @param path the path to check
338  * @param off offset to check at
339  * @return #GNUNET_YES (continue to iterate), or if found #GNUNET_NO
340  */
341 static int
342 check_match (void *cls,
343              struct CadetPeerPath *path,
344              unsigned int off)
345 {
346   struct CheckMatchContext *cm_ctx = cls;
347
348   GNUNET_assert (path->entries_length > off);
349   if ( (path->entries_length != off + 1) &&
350        (off + 1 != cm_ctx->cpath_length) )
351   {
352     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
353          "check_match missmatch because path %s is too long (%u vs. %u vs. %u)\n",
354          GCPP_2s (path),
355          path->entries_length,
356          off + 1,
357          cm_ctx->cpath_length);
358     return GNUNET_YES; /* too long, goes somewhere else already, thus cannot be useful */
359   }
360   for (unsigned int i=0;i<off;i++)
361     if (cm_ctx->cpath[i] !=
362         GCPP_get_peer_at_offset (path,
363                                  i))
364     {
365       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
366            "check_match path %s missmatches at offset %u\n",
367            GCPP_2s (path),
368            i);
369       return GNUNET_YES; /* missmatch, ignore */
370     }
371   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
372        "check_match found match with path %s\n",
373        GCPP_2s (path));
374   cm_ctx->match = path;
375   return GNUNET_NO; /* match, we are done! */
376 }
377
378
379 /**
380  * Extend path @a path by the @a num_peers from the @a peers
381  * array, assuming the owners past the current owner want it.
382  *
383  * @param path path to extend
384  * @param peers list of peers beyond the end of @a path
385  * @param num_peers length of the @a peers array
386  * @param force force attachment, even if we have other
387  *        paths already
388  */
389 static void
390 extend_path (struct CadetPeerPath *path,
391              struct CadetPeer **peers,
392              unsigned int num_peers,
393              int force)
394 {
395   unsigned int old_len = path->entries_length;
396   int i;
397
398   /* Expand path */
399   GNUNET_array_grow (path->entries,
400                      path->entries_length,
401                      old_len + num_peers);
402   for (i=num_peers-1;i >= 0;i--)
403   {
404     struct CadetPeerPathEntry *entry = GNUNET_new (struct CadetPeerPathEntry);
405
406     path->entries[old_len + i] = entry;
407     entry->peer = peers[i];
408     entry->path = path;
409   }
410   for (i=num_peers-1;i >= 0;i--)
411   {
412     struct CadetPeerPathEntry *entry = path->entries[old_len + i];
413
414     GCP_path_entry_add (entry->peer,
415                         entry,
416                         old_len + i);
417   }
418
419   /* If we extend an existing path, detach it from the
420      old owner and re-attach to the new one */
421   GCP_detach_path (path->entries[old_len-1]->peer,
422                    path,
423                    path->hn);
424   path->hn = NULL;
425   for (i=num_peers-1;i>=0;i--)
426   {
427     struct CadetPeerPathEntry *entry = path->entries[old_len + i];
428
429     path->entries_length = old_len + i + 1;
430     recalculate_path_desirability (path);
431     path->hn = GCP_attach_path (peers[i],
432                                 path,
433                                 old_len + (unsigned int) i,
434                                 force);
435     if (NULL != path->hn)
436       break;
437     GNUNET_assert (NULL == entry->cc);
438     GCP_path_entry_remove (entry->peer,
439                            entry,
440                            old_len + i);
441     GNUNET_free (entry);
442     path->entries[old_len + i] = NULL;
443   }
444   if (NULL == path->hn)
445   {
446     /* none of the peers is interested in this path;
447        shrink path back and re-attach. */
448     GNUNET_array_grow (path->entries,
449                        path->entries_length,
450                        old_len);
451     path->hn = GCP_attach_path (path->entries[old_len - 1]->peer,
452                                 path,
453                                 old_len - 1,
454                                 GNUNET_YES);
455     GNUNET_assert (NULL != path->hn);
456     return;
457   }
458   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
459        "Extended path %s\n",
460        GCPP_2s (path));
461 }
462
463
464 /**
465  * Create a peer path based on the result of a DHT lookup.  If we
466  * already know this path, or one that is longer, simply return NULL.
467  * Otherwise, we try to extend an existing path, or create a new one
468  * if applicable.
469  *
470  * @param get_path path of the get request
471  * @param get_path_length lenght of @a get_path
472  * @param put_path path of the put request
473  * @param put_path_length length of the @a put_path
474  * @return a path through the network
475  */
476 void
477 GCPP_try_path_from_dht (const struct GNUNET_PeerIdentity *get_path,
478                         unsigned int get_path_length,
479                         const struct GNUNET_PeerIdentity *put_path,
480                         unsigned int put_path_length)
481 {
482   struct CadetPeer *cpath[get_path_length + put_path_length];
483   struct CheckMatchContext cm_ctx;
484   struct CadetPeerPath *path;
485   struct GNUNET_CONTAINER_HeapNode *hn;
486   int i;
487   unsigned int skip;
488   unsigned int total_len;
489
490   /* precompute 'cpath' so we can avoid doing the lookups lots of times */
491   skip = 0;
492   memset (cpath,
493           0,
494           sizeof (cpath)); /* Just to trigger harder errors later. */
495   total_len = get_path_length + put_path_length;
496   for (unsigned int off=0;off<total_len;off++)
497   {
498     const struct GNUNET_PeerIdentity *pid;
499
500     pid = (off < get_path_length)
501       ? &get_path[get_path_length - off]
502       : &put_path[get_path_length + put_path_length - off];
503     cpath[off - skip] = GCP_get (pid,
504                                  GNUNET_YES);
505     /* Check that no peer is twice on the path */
506     for (unsigned int i=0;i<off - skip;i++)
507     {
508      if (cpath[i] == cpath[off - skip])
509       {
510         skip = off - i;
511         break;
512       }
513     }
514   }
515   total_len -= skip;
516
517   /* First figure out if this path is a subset of an existing path, an
518      extension of an existing path, or a new path. */
519   cm_ctx.cpath_length = total_len;
520   cm_ctx.cpath = cpath;
521   cm_ctx.match = NULL;
522   for (i=total_len-1;i>=0;i--)
523   {
524     GCP_iterate_paths_at (cpath[i],
525                           (unsigned int) i,
526                           &check_match,
527                           &cm_ctx);
528     if (NULL != cm_ctx.match)
529     {
530       if (i == total_len - 1)
531       {
532         /* Existing path includes this one, nothing to do! */
533         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
534              "Path discovered from DHT is already known\n");
535         return;
536       }
537       if (cm_ctx.match->entries_length == i + 1)
538       {
539         /* Existing path ends in the middle of new path, extend it! */
540         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
541              "Trying to extend existing path %s by additional links discovered from DHT\n",
542              GCPP_2s (cm_ctx.match));
543         extend_path (cm_ctx.match,
544                      &cpath[i + 1],
545                      total_len - i - 1,
546                      GNUNET_NO);
547         return;
548       }
549     }
550   }
551
552   /* No match at all, create completely new path */
553   path = GNUNET_new (struct CadetPeerPath);
554   path->entries_length = total_len;
555   path->entries = GNUNET_new_array (path->entries_length,
556                                     struct CadetPeerPathEntry *);
557   for (i=path->entries_length-1;i>=0;i--)
558   {
559     struct CadetPeerPathEntry *entry = GNUNET_new (struct CadetPeerPathEntry);
560
561     path->entries[i] = entry;
562     entry->peer = cpath[i];
563     entry->path = path;
564   }
565   for (i=path->entries_length-1;i>=0;i--)
566   {
567     struct CadetPeerPathEntry *entry = path->entries[i];
568
569     GCP_path_entry_add (entry->peer,
570                         entry,
571                         i);
572   }
573
574   /* Finally, try to attach it */
575   hn = NULL;
576   for (i=total_len-1;i>=0;i--)
577   {
578     struct CadetPeerPathEntry *entry = path->entries[i];
579
580     path->entries_length = i + 1;
581     recalculate_path_desirability (path);
582     hn = GCP_attach_path (cpath[i],
583                           path,
584                           (unsigned int) i,
585                           GNUNET_NO);
586     if (NULL != hn)
587       break;
588     GCP_path_entry_remove (entry->peer,
589                            entry,
590                            i);
591     GNUNET_free (entry);
592     path->entries[i] = NULL;
593   }
594   if (NULL == hn)
595   {
596     /* None of the peers on the path care about it. */
597     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
598          "Path discovered from DHT is not interesting to us\n");
599     GNUNET_free (path->entries);
600     GNUNET_free (path);
601     return;
602   }
603   path->hn = hn;
604   /* Shrink path to actual useful length */
605   GNUNET_array_grow (path->entries,
606                      path->entries_length,
607                      i + 1);
608   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
609        "Created new path %s based on information from DHT\n",
610        GCPP_2s (path));
611 }
612
613
614 /**
615  * We got an incoming connection, obtain the corresponding path.
616  *
617  * @param path_length number of segments on the @a path
618  * @param pids path through the network, in reverse order (we are at the end at index @a path_length)
619  * @return corresponding path object
620  */
621 struct CadetPeerPath *
622 GCPP_get_path_from_route (unsigned int path_length,
623                           const struct GNUNET_PeerIdentity *pids)
624 {
625   struct CheckMatchContext cm_ctx;
626   struct CadetPeer *cpath[path_length];
627   struct CadetPeerPath *path;
628
629   /* precompute inverted 'cpath' so we can avoid doing the lookups and
630      have the correct order */
631   for (unsigned int off=0;off<path_length;off++)
632     cpath[off] = GCP_get (&pids[path_length - 1 - off],
633                           GNUNET_YES);
634
635   /* First figure out if this path is a subset of an existing path, an
636      extension of an existing path, or a new path. */
637   cm_ctx.cpath = cpath;
638   cm_ctx.cpath_length = path_length;
639   cm_ctx.match = NULL;
640   for (int i=path_length-1;i>=0;i--)
641   {
642     GCP_iterate_paths_at (cpath[i],
643                           (unsigned int) i,
644                           &check_match,
645                           &cm_ctx);
646     if (NULL != cm_ctx.match)
647     {
648       if (i == path_length - 1)
649       {
650         /* Existing path includes this one, return the match! */
651         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
652              "Returning existing path %s as inverse for incoming connection\n",
653              GCPP_2s (cm_ctx.match));
654         return cm_ctx.match;
655       }
656       if (cm_ctx.match->entries_length == i + 1)
657       {
658         /* Existing path ends in the middle of new path, extend it! */
659         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
660              "Extending existing path %s to create inverse for incoming connection\n",
661              GCPP_2s (cm_ctx.match));
662         extend_path (cm_ctx.match,
663                      &cpath[i + 1],
664                      path_length - i - 1,
665                      GNUNET_YES);
666         /* Check that extension was successful */
667         GNUNET_assert (cm_ctx.match->entries_length == path_length);
668         return cm_ctx.match;
669       }
670       /* Eh, we found a match but couldn't use it? Something is wrong. */
671       GNUNET_break (0);
672     }
673   }
674
675   /* No match at all, create completely new path */
676   path = GNUNET_new (struct CadetPeerPath);
677   path->entries_length = path_length;
678   path->entries = GNUNET_new_array (path->entries_length,
679                                     struct CadetPeerPathEntry *);
680   for (int i=path_length-1;i>=0;i--)
681   {
682     struct CadetPeerPathEntry *entry = GNUNET_new (struct CadetPeerPathEntry);
683
684     path->entries[i] = entry;
685     entry->peer = cpath[i];
686     entry->path = path;
687   }
688   for (int i=path_length-1;i>=0;i--)
689   {
690     struct CadetPeerPathEntry *entry = path->entries[i];
691
692     GCP_path_entry_add (entry->peer,
693                         entry,
694                         i);
695   }
696   recalculate_path_desirability (path);
697   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
698        "Created new path %s to create inverse for incoming connection\n",
699        GCPP_2s (path));
700   path->hn = GCP_attach_path (cpath[path_length - 1],
701                               path,
702                               path_length - 1,
703                               GNUNET_YES);
704   return path;
705 }
706
707
708 /**
709  * Return the length of the path.  Excludes one end of the
710  * path, so the loopback path has length 0.
711  *
712  * @param path path to return the length for
713  * @return number of peers on the path
714  */
715 unsigned int
716 GCPP_get_length (struct CadetPeerPath *path)
717 {
718   return path->entries_length;
719 }
720
721
722 /**
723  * Find peer's offset on path.
724  *
725  * @param path path to search
726  * @param cp peer to look for
727  * @return offset of @a cp on @a path, or UINT_MAX if not found
728  */
729 unsigned int
730 GCPP_find_peer (struct CadetPeerPath *path,
731                 struct CadetPeer *cp)
732 {
733   for (unsigned int off = 0;
734        off < path->entries_length;
735        off++)
736     if (cp == GCPP_get_peer_at_offset (path,
737                                        off))
738       return off;
739   return UINT_MAX;
740 }
741
742
743 /**
744  * Obtain the peer at offset @a off in @a path.
745  *
746  * @param path peer path to inspect
747  * @param off offset to return, must be smaller than path length
748  * @return the peer at offset @a off
749  */
750 struct CadetPeer *
751 GCPP_get_peer_at_offset (struct CadetPeerPath *path,
752                          unsigned int off)
753 {
754   GNUNET_assert (off < path->entries_length);
755   return path->entries[off]->peer;
756 }
757
758
759 /**
760  * Convert a path to a human-readable string.
761  *
762  * @param path path to convert
763  * @return string, to be freed by caller (unlike other *_2s APIs!)
764  */
765 const char *
766 GCPP_2s (struct CadetPeerPath *path)
767 {
768   static char buf[2048];
769   size_t off;
770   const unsigned int max_plen = (sizeof(buf) - 16) / 5 - 2; /* 5 characters per entry */
771
772   off = 0;
773   for (unsigned int i = 0;
774        i < path->entries_length;
775        i++)
776   {
777     if ( (path->entries_length > max_plen) &&
778          (i == max_plen / 2) )
779       off += GNUNET_snprintf (&buf[off],
780                               sizeof (buf) - off,
781                               "...-");
782     if ( (path->entries_length > max_plen) &&
783          (i > max_plen / 2) &&
784          (i < path->entries_length - max_plen / 2) )
785       continue;
786     off += GNUNET_snprintf (&buf[off],
787                             sizeof (buf) - off,
788                             "%s%s",
789                             GNUNET_i2s (GCP_get_id (GCPP_get_peer_at_offset (path,
790                                                                              i))),
791                             (i == path->entries_length -1) ? "" : "-");
792   }
793   GNUNET_snprintf (&buf[off],
794                    sizeof (buf) - off,
795                    "(%p)",
796                    path);
797   return buf;
798 }
799
800
801 /* end of gnunet-service-cadet-new_paths.c */