Use real (bi-directional) ETX.
[olsrd.git] / src / lq_route.c
1 /*
2  * The olsr.org Optimized Link-State Routing daemon(olsrd)
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5  *
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37  * the copyright holders.
38  *
39  * $Id: lq_route.c,v 1.13 2004/11/28 13:43:59 tlopatic Exp $
40  */
41
42 #if defined USE_LINK_QUALITY
43 #include "defs.h"
44 #include "tc_set.h"
45 #include "neighbor_table.h"
46 #include "link_set.h"
47 #include "routing_table.h"
48 #include "mid_set.h"
49 #include "lq_list.h"
50 #include "lq_route.h"
51
52 struct dijk_edge
53 {
54   struct list_node node;
55   struct dijk_vertex *dest;
56   float etx;
57 };
58
59 struct dijk_vertex
60 {
61   struct list_node node;
62   union olsr_ip_addr addr;
63   struct list edge_list;
64   float path_etx;
65   struct dijk_vertex *prev;
66   olsr_bool done;
67 };
68
69 // XXX - bad complexity
70
71 static void add_vertex(struct list *vertex_list, union olsr_ip_addr *addr,
72                        float path_etx)
73 {
74   struct list_node *node;
75   struct dijk_vertex *vert;
76
77   // see whether this destination is already in our list
78
79   node = list_get_head(vertex_list);
80
81   while (node != NULL)
82   {
83     vert = node->data;
84
85     if (COMP_IP(&vert->addr, addr))
86       break;
87
88     node = list_get_next(node);
89   }
90
91   // if it's not in our list, add it
92
93   if (node == NULL)
94   {
95     vert = olsr_malloc(sizeof (struct dijk_vertex), "Dijkstra vertex");
96
97     vert->node.data = vert;
98
99     COPY_IP(&vert->addr, addr);
100     
101     vert->path_etx = path_etx;
102     vert->prev = NULL;
103     vert->done = OLSR_FALSE;
104
105     list_init(&vert->edge_list);
106
107     list_add_tail(vertex_list, &vert->node);
108   }
109 }
110
111 // XXX - bad complexity
112
113 static void add_edge(struct list *vertex_list, union olsr_ip_addr *src,
114                      union olsr_ip_addr *dst, float etx)
115 {
116   struct list_node *node;
117   struct dijk_vertex *vert;
118   struct dijk_vertex *svert;
119   struct dijk_vertex *dvert;
120   struct dijk_edge *edge;
121
122   // source and destination lookup
123
124   node = list_get_head(vertex_list);
125
126   svert = NULL;
127   dvert = NULL;
128
129   while (node != NULL)
130   {
131     vert = node->data;
132
133     if (COMP_IP(&vert->addr, src))
134     {
135       svert = vert;
136
137       if (dvert != NULL)
138         break;
139     }
140
141     else if (COMP_IP(&vert->addr, dst))
142     {
143       dvert = vert;
144
145       if (svert != NULL)
146         break;
147     }
148
149     node = list_get_next(node);
150   }
151
152   // source or destination vertex does not exist
153
154   if (svert == NULL || dvert == NULL)
155     return;
156
157   node = list_get_head(&svert->edge_list);
158
159   while (node != NULL)
160   {
161     edge = node->data;
162
163     if (edge->dest == dvert)
164       break;
165
166     node = list_get_next(node);
167   }
168
169   // edge already exists
170
171   if (node != NULL)
172     return;
173
174   edge = olsr_malloc(sizeof (struct dijk_vertex), "Dijkstra edge");
175
176   edge->node.data = edge;
177
178   edge->dest = dvert;
179   edge->etx = etx;
180
181   list_add_tail(&svert->edge_list, &edge->node);
182 }
183
184 static void free_everything(struct list *vertex_list)
185 {
186   struct list_node *vnode, *enode;
187   struct dijk_vertex *vert;
188   struct dijk_edge *edge;
189
190   vnode = list_get_head(vertex_list);
191
192   // loop through all vertices
193
194   while (vnode != NULL)
195   {
196     vert = vnode->data;
197
198     enode = list_get_head(&vert->edge_list);
199
200     // loop through all edges of the current vertex
201
202     while (enode != NULL)
203     {
204       edge = enode->data;
205
206       enode = list_get_next(enode);
207       free(edge);
208     }
209
210     vnode = list_get_next(vnode);
211     free(vert);
212   }
213 }
214
215 // XXX - bad complexity
216
217 static struct dijk_vertex *extract_best(struct list *vertex_list)
218 {
219   float best_etx = INFINITE_ETX + 1.0;
220   struct list_node *node;
221   struct dijk_vertex *vert;
222   struct dijk_vertex *res = NULL;
223
224   node = list_get_head(vertex_list);
225
226   // loop through all vertices
227   
228   while (node != NULL)
229   {
230     vert = node->data;
231
232     // see whether the current vertex is better than what we have
233
234     if (!vert->done && vert->path_etx < best_etx)
235     {
236       best_etx = vert->path_etx;
237       res = vert;
238     }
239
240     node = list_get_next(node);
241   }
242
243   // if we've found a vertex, remove it from the set
244
245   if (res != NULL)
246     res->done = OLSR_TRUE;
247
248   return res;
249 }
250
251 static void relax(struct dijk_vertex *vert)
252 {
253   struct dijk_edge *edge;
254   float new_etx;
255   struct list_node *node;
256
257   node = list_get_head(&vert->edge_list);
258
259   // loop through all edges of this vertex
260
261   while (node != NULL)
262   {
263     edge = node->data;
264
265     // total quality of the path through this vertex to the
266     // destination of this edge
267
268     new_etx = vert->path_etx + edge->etx;
269
270     // if it's better than the current path quality of this
271     // edge's destination, then we've found a better path to
272     // this destination
273
274     if (new_etx < edge->dest->path_etx)
275     {
276       edge->dest->path_etx = new_etx;
277       edge->dest->prev = vert;
278     }
279
280     node = list_get_next(node);
281   }
282 }
283
284 static char *etx_to_string(float etx)
285 {
286   static char buff[20];
287
288   if (etx == INFINITE_ETX)
289     return "INF";
290
291   sprintf(buff, "%.2f", etx);
292   return buff;
293 }
294
295 void olsr_calculate_lq_routing_table(void)
296 {
297   struct list vertex_list;
298   int i;
299   struct tc_entry *tcsrc;
300   struct topo_dst *tcdst;
301   struct dijk_vertex *vert;
302   struct link_entry *link;
303   struct neighbor_entry *neigh;
304   struct list_node *node;
305   struct dijk_vertex *myself;
306   struct dijk_vertex *walker;
307   int hops;
308   struct addresses *mid_walker;
309   float etx;
310
311   // initialize the graph
312
313   list_init(&vertex_list);
314
315   // add ourselves to the vertex list
316
317   add_vertex(&vertex_list, &main_addr, 0.0);
318
319   // add our neighbours
320
321   for (i = 0; i < HASHSIZE; i++)
322     for (neigh = neighbortable[i].next; neigh != &neighbortable[i];
323          neigh = neigh->next)
324       if (neigh->status == SYM)
325         add_vertex(&vertex_list, &neigh->neighbor_main_addr, INFINITE_ETX);
326
327   // add remaining vertices
328
329   for (i = 0; i < HASHSIZE; i++)
330     for (tcsrc = tc_table[i].next; tcsrc != &tc_table[i]; tcsrc = tcsrc->next)
331     {
332       // add source
333
334       add_vertex(&vertex_list, &tcsrc->T_last_addr, INFINITE_ETX);
335
336       // add destinations of this source
337
338       for (tcdst = tcsrc->destinations.next; tcdst != &tcsrc->destinations;
339            tcdst = tcdst->next)
340         add_vertex(&vertex_list, &tcdst->T_dest_addr, INFINITE_ETX);
341     }
342
343   // add edges to and from our neighbours
344
345   for (i = 0; i < HASHSIZE; i++)
346     for (neigh = neighbortable[i].next; neigh != &neighbortable[i];
347          neigh = neigh->next)
348       if (neigh->status == SYM)
349       {
350         link = olsr_neighbor_best_link(&neigh->neighbor_main_addr);
351
352         if (link->loss_link_quality >= MIN_LINK_QUALITY &&
353             link->neigh_link_quality >= MIN_LINK_QUALITY)
354           {
355             etx = 1.0 / (link->loss_link_quality * link->neigh_link_quality);
356
357             add_edge(&vertex_list, &main_addr, &neigh->neighbor_main_addr,
358                      etx);
359
360             add_edge(&vertex_list, &neigh->neighbor_main_addr, &main_addr,
361                      etx);
362           }
363       }
364
365   // add remaining edges
366
367   for (i = 0; i < HASHSIZE; i++)
368     for (tcsrc = tc_table[i].next; tcsrc != &tc_table[i]; tcsrc = tcsrc->next)
369       for (tcdst = tcsrc->destinations.next; tcdst != &tcsrc->destinations;
370            tcdst = tcdst->next)
371       {
372         if (tcdst->link_quality >= MIN_LINK_QUALITY &&
373             tcdst->inverse_link_quality >= MIN_LINK_QUALITY)
374           {
375             etx = 1.0 / (tcdst->link_quality * tcdst->inverse_link_quality);
376
377             add_edge(&vertex_list, &tcsrc->T_last_addr, &tcdst->T_dest_addr,
378                      etx);
379
380             add_edge(&vertex_list, &tcdst->T_dest_addr, &tcsrc->T_last_addr,
381                      etx);
382           }
383       }
384
385   // run Dijkstra's algorithm
386
387   for (;;)
388   {
389     vert = extract_best(&vertex_list);
390
391     if (vert == NULL)
392       break;
393
394     relax(vert);
395   }
396
397   // save the old routing table
398
399   olsr_move_route_table(routingtable, old_routes);
400
401   node = list_get_head(&vertex_list);
402
403   // we're the first vertex in the list
404   
405   myself = node->data;
406
407   olsr_printf(2, "\n--- %02d:%02d:%02d.%02d ------------------------------------------------- DIJKSTRA\n\n",
408               nowtm->tm_hour,
409               nowtm->tm_min,
410               nowtm->tm_sec,
411               now.tv_usec/10000);
412
413   for (node = list_get_next(node); node != NULL; node = list_get_next(node))
414   {
415     vert = node->data;
416
417     hops = 1;
418
419     // count hops to until the path ends or until we have reached a
420     // one-hop neighbour
421
422     for (walker = vert; walker != NULL && walker->prev != myself;
423          walker = walker->prev)
424     {
425       olsr_printf(2, "%s:%s <- ", olsr_ip_to_string(&walker->addr),
426                   etx_to_string(walker->path_etx));
427       hops++;
428     }
429
430     // if no path to a one-hop neighbour was found, ignore this node
431
432     if (walker != NULL)
433       olsr_printf(2, "%s:%s (one-hop)\n", olsr_ip_to_string(&walker->addr),
434                   etx_to_string(walker->path_etx));
435
436     else
437     {
438       olsr_printf(2, "FAILED\n", olsr_ip_to_string(&vert->addr));
439       continue;
440     }
441
442     // add a route to the main address of the destination node
443
444     olsr_insert_routing_table(&vert->addr, &walker->addr, hops);
445
446     // add routes to the remaining interfaces of the destination node
447
448     for (mid_walker = mid_lookup_aliases(&vert->addr); mid_walker != NULL;
449          mid_walker = mid_walker->next)
450       olsr_insert_routing_table(&mid_walker->address, &walker->addr, hops);
451   }
452
453   // free the graph
454
455   free_everything(&vertex_list);
456
457   // move the route changes into the kernel
458
459   olsr_update_kernel_routes();
460
461   // free the saved routing table
462
463   olsr_free_routing_table(old_routes);
464 }
465 #endif