www.tinc-vpn.org Git - tinc/blob - src/graph.c

   1 /*
   2     graph.c -- graph algorithms
   3     Copyright (C) 2001 Guus Sliepen <guus@sliepen.warande.net>,
   4                   2001 Ivo Timmermans <itimmermans@bigfoot.com>
   5
   6     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9     (at your option) any later version.
  10
  11     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14     GNU General Public License for more details.
  15
  16     You should have received a copy of the GNU General Public License
  17     along with this program; if not, write to the Free Software
  18     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  19
  20     $Id: graph.c,v 1.1.2.5 2001/10/31 12:50:24 guus Exp $
  21 */
  22
  23 /* We need to generate two trees from the graph:
  24
  25    1. A minimum spanning tree for broadcasts,
  26    2. A single-source shortest path tree for unicasts.
  27
  28    Actually, the first one alone would suffice but would make unicast packets
  29    take longer routes than necessary.
  30
  31    For the MST algorithm we can choose from Prim's or Kruskal's. I personally
  32    favour Kruskal's, because we make an extra AVL tree of edges sorted on
  33    weights (metric). That tree only has to be updated when an edge is added or
  34    removed, and during the MST algorithm we just have go linearly through that
  35    tree, adding safe edges until #edges = #nodes - 1. The implementation here
  36    however is not so fast, because I tried to avoid having to make a forest and
  37    merge trees.
  38
  39    For the SSSP algorithm Dijkstra's seems to be a nice choice. Currently a
  40    simple breadth-first search is presented here.
  41 */
  42
  43 #include <syslog.h>
  44 #include "config.h"
  45 #include <string.h>
  46
  47 #include <avl_tree.h>
  48
  49 #include "node.h"
  50 #include "edge.h"
  51 #include "connection.h"
  52
  53 #include "system.h"
  54
  55 /* Implementation of Kruskal's algorithm.
  56    Running time: O(EN)
  57    Please note that sorting on weight is already done by add_edge().
  58 */
  59
  60 void mst_kruskal(void)
  61 {
  62   avl_node_t *node, *next;
  63   edge_t *e;
  64   node_t *n;
  65   connection_t *c;
  66   int nodes = 0;
  67   int safe_edges = 0;
  68   int skipped;
  69
  70   /* Clear visited status on nodes */
  71
  72   for(node = node_tree->head; node; node = node->next)
  73     {
  74       n = (node_t *)node->data;
  75       n->status.visited = 0;
  76       nodes++;
  77     }
  78
  79   /* Starting point */
  80
  81   ((edge_t *)edge_weight_tree->head->data)->from->status.visited = 1;
  82
  83   /* Clear MST status on connections */
  84
  85   for(node = connection_tree->head; node; node = node->next)
  86     {
  87       c = (connection_t *)node->data;
  88       c->status.mst = 0;
  89     }
  90
  91   /* Add safe edges */
  92
  93   for(skipped = 0, node = edge_weight_tree->head; node; node = next)
  94     {
  95       next = node->next;
  96       e = (edge_t *)node->data;
  97
  98       if(e->from->status.visited == e->to->status.visited)
  99         {
 100           skipped = 1;
 101           continue;
 102         }
 103
 104       e->from->status.visited = 1;
 105       e->to->status.visited = 1;
 106       if(e->connection)
 107         e->connection->status.mst = 1;
 108
 109       safe_edges++;
 110
 111       if(skipped)
 112         {
 113           next = edge_weight_tree->head;
 114           continue;
 115         }
 116     }
 117 }
 118
 119 /* Implementation of a simple breadth-first search algorithm.
 120    Running time: O(E)
 121 */
 122
 123 void sssp_bfs(int prune)
 124 {
 125   avl_node_t *node, *from, *next, *to;
 126   edge_t *e;
 127   node_t *n, *check;
 128   avl_tree_t *todo_tree;
 129
 130   todo_tree = avl_alloc_tree(NULL, NULL);
 131
 132   /* Clear visited status on nodes */
 133
 134   for(node = node_tree->head; node; node = node->next)
 135     {
 136       n = (node_t *)node->data;
 137       n->status.visited = 0;
 138     }
 139
 140   /* Begin with myself */
 141
 142   myself->status.visited = 1;
 143   myself->nexthop = myself;
 144   myself->via = myself;
 145   node = avl_alloc_node();
 146   node->data = myself;
 147   avl_insert_top(todo_tree, node);
 148
 149   /* Loop while todo_tree is filled */
 150
 151   while(todo_tree->head)
 152     {
 153       for(from = todo_tree->head; from; from = next)
 154         {
 155           next = from->next;
 156           n = (node_t *)from->data;
 157
 158           for(to = n->edge_tree->head; to; to = to->next)
 159             {
 160               e = (edge_t *)to->data;
 161
 162               if(e->from == n)
 163                 check = e->to;
 164               else
 165                 check = e->from;
 166
 167               if(!check->status.visited)
 168                 {
 169                   check->status.visited = 1;
 170                   check->nexthop = (n->nexthop == myself) ? check : n->nexthop;
 171                   check->via = (e->options & OPTION_INDIRECT || n->via != n) ? n->via : check;
 172                   node = avl_alloc_node();
 173                   node->data = check;
 174                   avl_insert_before(todo_tree, from, node);
 175                 }
 176             }
 177
 178            avl_delete_node(todo_tree, from);
 179         }
 180     }
 181
 182   avl_free_tree(todo_tree);
 183
 184   /* Nodes we haven't visited are unreachable, prune them. */
 185
 186   if(prune)
 187     for(node = node_tree->head; node; node = next)
 188       {
 189         next = node->next;
 190         n = (node_t *)node->data;
 191
 192         if(n->status.visited == 0)
 193           node_del(n);
 194       }
 195 }