Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Direct context switching: clean the semantics of parmap
[simgrid.git] / src / surf / lagrange.c
index 8190dfb..9fc36c9 100644 (file)
@@ -1,7 +1,9 @@
-/*     $Id$     */
-/* Copyright (c) 2007 Arnaud Legrand, Pedro Velho. All rights reserved.     */
+/* Copyright (c) 2007, 2008, 2009, 2010. The SimGrid Team.
+ * All rights reserved.                                                     */
+
 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
+
 /*
  * Modelling the proportional fairness using the Lagrange Optimization 
  * Approach. For a detailed description see:
@@ -9,7 +11,6 @@
  */
 #include "xbt/log.h"
 #include "xbt/sysdep.h"
-#include "xbt/mallocator.h"
 #include "maxmin_private.h"
 
 #include <stdlib.h>
 #include <math.h>
 #endif
 
+XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_lagrange, surf,
+                                "Logging specific to SURF (lagrange)");
+XBT_LOG_NEW_SUBCATEGORY(surf_lagrange_dichotomy, surf_lagrange,
+                        "Logging specific to SURF (lagrange dichotomy)");
+
+#define SHOW_EXPR(expr) XBT_CDEBUG(surf_lagrange,#expr " = %g",expr);
 
-XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_lagrange, surf, "Logging specific to SURF (lagrange)");
+double (*func_f_def) (lmm_variable_t, double);
+double (*func_fp_def) (lmm_variable_t, double);
+double (*func_fpi_def) (lmm_variable_t, double);
 
 /*
- * Local prototypes to implement the lagrangian optimization with optimal step, also called dicotomi.
+ * Local prototypes to implement the lagrangian optimization with optimal step, also called dichotomy.
  */
-//solves the proportional fairness using a lagrange optimizition with dicotomi step
-void   lagrange_solve       (lmm_system_t sys);
-//computes the value of the dicotomi using a initial values, init, with a specific variable or constraint
-double dicotomi(double init, double diff(double, void*), void *var_cnst, double min_error);
+//solves the proportional fairness using a lagrange optimizition with dichotomy step
+void lagrange_solve(lmm_system_t sys);
+//computes the value of the dichotomy using a initial values, init, with a specific variable or constraint
+static double dichotomy(double init, double diff(double, void *),
+                        void *var_cnst, double min_error);
 //computes the value of the differential of variable param_var applied to mu  
-double partial_diff_mu      (double mu, void * param_var);
+static double partial_diff_mu(double mu, void *param_var);
 //computes the value of the differential of constraint param_cnst applied to lambda  
-double partial_diff_lambda  (double lambda, void * param_cnst);
-//auxiliar function to compute the partial_diff
-double diff_aux(lmm_variable_t var, double x);
+static double partial_diff_lambda(double lambda, void *param_cnst);
+
+static int __check_feasible(xbt_swag_t cnst_list, xbt_swag_t var_list,
+                            int warn)
+{
+  xbt_swag_t elem_list = NULL;
+  lmm_element_t elem = NULL;
+  lmm_constraint_t cnst = NULL;
+  lmm_variable_t var = NULL;
+
+  double tmp;
+
+  xbt_swag_foreach(cnst, cnst_list) {
+    tmp = 0;
+    elem_list = &(cnst->element_set);
+    xbt_swag_foreach(elem, elem_list) {
+      var = elem->variable;
+      if (var->weight <= 0)
+        continue;
+      tmp += var->value;
+    }
+
+    if (double_positive(tmp - cnst->bound)) {
+      if (warn)
+        XBT_WARN
+            ("The link (%p) is over-used. Expected less than %f and got %f",
+             cnst, cnst->bound, tmp);
+      return 0;
+    }
+    XBT_DEBUG
+        ("Checking feasability for constraint (%p): sat = %f, lambda = %f ",
+         cnst, tmp - cnst->bound, cnst->lambda);
+  }
+
+  xbt_swag_foreach(var, var_list) {
+    if (!var->weight)
+      break;
+    if (var->bound < 0)
+      continue;
+    XBT_DEBUG("Checking feasability for variable (%p): sat = %f mu = %f", var,
+           var->value - var->bound, var->mu);
+
+    if (double_positive(var->value - var->bound)) {
+      if (warn)
+        XBT_WARN
+            ("The variable (%p) is too large. Expected less than %f and got %f",
+             var, var->bound, var->value);
+      return 0;
+    }
+  }
+  return 1;
+}
+
+static double new_value(lmm_variable_t var)
+{
+  double tmp = 0;
+  int i;
+
+  for (i = 0; i < var->cnsts_number; i++) {
+    tmp += (var->cnsts[i].constraint)->lambda;
+  }
+  if (var->bound > 0)
+    tmp += var->mu;
+  XBT_DEBUG("\t Working on var (%p). cost = %e; Weight = %e", var, tmp,
+         var->weight);
+  //uses the partial differential inverse function
+  return var->func_fpi(var, tmp);
+}
+
+static double new_mu(lmm_variable_t var)
+{
+  double mu_i = 0.0;
+  double sigma_i = 0.0;
+  int j;
+
+  for (j = 0; j < var->cnsts_number; j++) {
+    sigma_i += (var->cnsts[j].constraint)->lambda;
+  }
+  mu_i = var->func_fp(var, var->bound) - sigma_i;
+  if (mu_i < 0.0)
+    return 0.0;
+  return mu_i;
+}
+
+static double dual_objective(xbt_swag_t var_list, xbt_swag_t cnst_list)
+{
+  lmm_constraint_t cnst = NULL;
+  lmm_variable_t var = NULL;
 
+  double obj = 0.0;
+
+  xbt_swag_foreach(var, var_list) {
+    double sigma_i = 0.0;
+    int j;
+
+    if (!var->weight)
+      break;
+
+    for (j = 0; j < var->cnsts_number; j++)
+      sigma_i += (var->cnsts[j].constraint)->lambda;
+
+    if (var->bound > 0)
+      sigma_i += var->mu;
+
+    XBT_DEBUG("var %p : sigma_i = %1.20f", var, sigma_i);
+
+    obj += var->func_f(var, var->func_fpi(var, sigma_i)) -
+        sigma_i * var->func_fpi(var, sigma_i);
+
+    if (var->bound > 0)
+      obj += var->mu * var->bound;
+  }
+
+  xbt_swag_foreach(cnst, cnst_list)
+      obj += cnst->lambda * cnst->bound;
+
+  return obj;
+}
 
 void lagrange_solve(lmm_system_t sys)
 {
   /*
    * Lagrange Variables.
    */
-  int max_iterations= 10000;
-  double epsilon_min_error  = 1e-4;
-  double dicotomi_min_error = 1e-8;
-  double overall_error = 1;
+  int max_iterations = 100;
+  double epsilon_min_error = MAXMIN_PRECISION;
+  double dichotomy_min_error = 1e-14;
+  double overall_modification = 1;
 
   /*
    * Variables to manipulate the data structure proposed to model the maxmin
    * fairness. See docummentation for more details.
    */
-  xbt_swag_t elem_list  = NULL;
-  lmm_element_t elem    = NULL;
-
-  xbt_swag_t cnst_list  = NULL;
+  xbt_swag_t cnst_list = NULL;
   lmm_constraint_t cnst = NULL;
-  
-  xbt_swag_t var_list   = NULL;
-  lmm_variable_t var    = NULL;
+
+  xbt_swag_t var_list = NULL;
+  lmm_variable_t var = NULL;
 
   /*
    * Auxiliar variables.
    */
-  int iteration=0;
-  double tmp=0;
+  int iteration = 0;
+  double tmp = 0;
   int i;
-   
+  double obj, new_obj;
+
+  XBT_DEBUG("Iterative method configuration snapshot =====>");
+  XBT_DEBUG("#### Maximum number of iterations       : %d", max_iterations);
+  XBT_DEBUG("#### Minimum error tolerated            : %e",
+         epsilon_min_error);
+  XBT_DEBUG("#### Minimum error tolerated (dichotomy) : %e",
+         dichotomy_min_error);
 
-  DEBUG0("Iterative method configuration snapshot =====>");
-  DEBUG1("#### Maximum number of iterations       : %d", max_iterations);
-  DEBUG1("#### Minimum error tolerated            : %e", epsilon_min_error);  
-  DEBUG1("#### Minimum error tolerated (dicotomi) : %e", dicotomi_min_error);
+  if (XBT_LOG_ISENABLED(surf_lagrange, xbt_log_priority_debug)) {
+    lmm_print(sys);
+  }
 
-  if ( !(sys->modified))
+  if (!(sys->modified))
     return;
 
+
+  /* 
+   * Initialize lambda.
+   */
+  cnst_list = &(sys->active_constraint_set);
+  xbt_swag_foreach(cnst, cnst_list) {
+    cnst->lambda = 1.0;
+    cnst->new_lambda = 2.0;
+    XBT_DEBUG("#### cnst(%p)->lambda :  %e", cnst, cnst->lambda);
+  }
+
   /* 
    * Initialize the var list variable with only the active variables. 
    * Associate an index in the swag variables. Initialize mu.
    */
   var_list = &(sys->variable_set);
-  i=0;
-  xbt_swag_foreach(var, var_list) {    
-    if((var->bound > 0.0) || (var->weight <= 0.0)){
-      DEBUG1("#### NOTE var(%d) is a boundless variable", i);
-      var->mu = -1.0;
-    } else{ 
-      var->mu =   1.0;
-      var->new_mu = 2.0;
+  i = 0;
+  xbt_swag_foreach(var, var_list) {
+    if (!var->weight)
+      var->value = 0.0;
+    else {
+      int nb = 0;
+      if (var->bound < 0.0) {
+        XBT_DEBUG("#### NOTE var(%d) is a boundless variable", i);
+        var->mu = -1.0;
+        var->value = new_value(var);
+      } else {
+        var->mu = 1.0;
+        var->new_mu = 2.0;
+        var->value = new_value(var);
+      }
+      XBT_DEBUG("#### var(%p) ->weight :  %e", var, var->weight);
+      XBT_DEBUG("#### var(%p) ->mu :  %e", var, var->mu);
+      XBT_DEBUG("#### var(%p) ->weight: %e", var, var->weight);
+      XBT_DEBUG("#### var(%p) ->bound: %e", var, var->bound);
+      for (i = 0; i < var->cnsts_number; i++) {
+        if (var->cnsts[i].value == 0.0)
+          nb++;
+      }
+      if (nb == var->cnsts_number)
+        var->value = 1.0;
     }
-    DEBUG2("#### var(%d)->mu :  %e", i, var->mu);
-    DEBUG2("#### var(%d)->weight: %e", i, var->weight);
-    i++;
   }
 
   /* 
-   * Initialize lambda.
+   * Compute dual objective.
    */
-  cnst_list=&(sys->active_constraint_set); 
-  xbt_swag_foreach(cnst, cnst_list){
-    cnst->lambda = 1.0;
-    cnst->new_lambda = 2.0;
-    DEBUG2("#### cnst(%p)->lambda :  %e", cnst, cnst->lambda);
-  }
-  
+  obj = dual_objective(var_list, cnst_list);
+
   /*
    * While doesn't reach a minimun error or a number maximum of iterations.
    */
-  while(overall_error > epsilon_min_error && iteration < max_iterations){
-   
+  while (overall_modification > epsilon_min_error
+         && iteration < max_iterations) {
+/*     int dual_updated=0; */
+
     iteration++;
-    DEBUG1("************** ITERATION %d **************", iteration);    
+    XBT_DEBUG("************** ITERATION %d **************", iteration);
+    XBT_DEBUG("-------------- Gradient Descent ----------");
 
     /*                       
-     * Compute the value of mu_i
+     * Improve the value of mu_i
      */
-    //forall mu_i in mu_1, mu_2, ..., mu_n
     xbt_swag_foreach(var, var_list) {
-      if((var->bound >= 0) && (var->weight > 0) ){
-       var->new_mu = dicotomi(var->mu, partial_diff_mu, var, dicotomi_min_error);
-       if(var->new_mu < 0) var->new_mu = 0;
-       var->mu = var->new_mu;
+      if (!var->weight)
+        break;
+      if (var->bound >= 0) {
+        XBT_DEBUG("Working on var (%p)", var);
+        var->new_mu = new_mu(var);
+/*     dual_updated += (fabs(var->new_mu-var->mu)>dichotomy_min_error); */
+/*     XBT_DEBUG("dual_updated (%d) : %1.20f",dual_updated,fabs(var->new_mu-var->mu)); */
+        XBT_DEBUG("Updating mu : var->mu (%p) : %1.20f -> %1.20f", var,
+               var->mu, var->new_mu);
+        var->mu = var->new_mu;
+
+        new_obj = dual_objective(var_list, cnst_list);
+        XBT_DEBUG("Improvement for Objective (%g -> %g) : %g", obj, new_obj,
+               obj - new_obj);
+        xbt_assert(obj - new_obj >= -epsilon_min_error,
+                    "Our gradient sucks! (%1.20f)", obj - new_obj);
+        obj = new_obj;
       }
     }
 
     /*
-     * Compute the value of lambda_i
+     * Improve the value of lambda_i
      */
-    //forall lambda_i in lambda_1, lambda_2, ..., lambda_n
     xbt_swag_foreach(cnst, cnst_list) {
-      cnst->new_lambda = dicotomi(cnst->lambda, partial_diff_lambda, cnst, dicotomi_min_error);
-      DEBUG2("====> cnst->lambda (%p) = %e", cnst, cnst->new_lambda);      
+      XBT_DEBUG("Working on cnst (%p)", cnst);
+      cnst->new_lambda =
+          dichotomy(cnst->lambda, partial_diff_lambda, cnst,
+                    dichotomy_min_error);
+/*       dual_updated += (fabs(cnst->new_lambda-cnst->lambda)>dichotomy_min_error); */
+/*       XBT_DEBUG("dual_updated (%d) : %1.20f",dual_updated,fabs(cnst->new_lambda-cnst->lambda)); */
+      XBT_DEBUG("Updating lambda : cnst->lambda (%p) : %1.20f -> %1.20f",
+             cnst, cnst->lambda, cnst->new_lambda);
       cnst->lambda = cnst->new_lambda;
+
+      new_obj = dual_objective(var_list, cnst_list);
+      XBT_DEBUG("Improvement for Objective (%g -> %g) : %g", obj, new_obj,
+             obj - new_obj);
+      xbt_assert(obj - new_obj >= -epsilon_min_error,
+                  "Our gradient sucks! (%1.20f)", obj - new_obj);
+      obj = new_obj;
     }
 
     /*
      * Now computes the values of each variable (\rho) based on
      * the values of \lambda and \mu.
      */
-    overall_error=0;   
+    XBT_DEBUG("-------------- Check convergence ----------");
+    overall_modification = 0;
     xbt_swag_foreach(var, var_list) {
-      if(var->weight <=0) 
-       var->value = 0.0;
+      if (var->weight <= 0)
+        var->value = 0.0;
       else {
-       //compute sigma_i + mu_i
-       tmp = 0;
-       for(i=0; i<var->cnsts_number; i++){
-         tmp += (var->cnsts[i].constraint)->lambda;
-         if(var->bound > 0) 
-           tmp+=var->mu;
-       }
-
-       //uses the partial differential inverse function
-       tmp = var->func_fpi(var, tmp);
-
-       //computes de overall_error using normalized value
-       if(overall_error <  (fabs(var->value - tmp)/tmp) ){
-         overall_error = (fabs(var->value - tmp)/tmp);
-       }
-       
-       var->value = tmp;
-      }
-      DEBUG4("======> value of var %s (%p)  = %e, overall_error = %e", (char *)var->id, var, var->value, overall_error);       
-    }
-  }
+        tmp = new_value(var);
 
+        overall_modification =
+            MAX(overall_modification, fabs(var->value - tmp));
 
-  //verify the KKT property for each link
-  xbt_swag_foreach(cnst, cnst_list){
-    tmp = 0;
-    elem_list = &(cnst->element_set);
-    xbt_swag_foreach(elem, elem_list) {
-      var = elem->variable;
-      if(var->weight<=0) continue;
-      tmp += var->value;
+        var->value = tmp;
+        XBT_DEBUG("New value of var (%p)  = %e, overall_modification = %e",
+               var, var->value, overall_modification);
+      }
     }
-  
-    tmp = tmp - cnst->bound;
 
-    if(tmp > epsilon_min_error){
-      WARN4("The link %s(%p) doesn't match the KKT property, expected less than %e and got %e", (char *)cnst->id, cnst, epsilon_min_error, tmp);
-    }
-  
+    XBT_DEBUG("-------------- Check feasability ----------");
+    if (!__check_feasible(cnst_list, var_list, 0))
+      overall_modification = 1.0;
+    XBT_DEBUG("Iteration %d: overall_modification : %f", iteration,
+           overall_modification);
+/*     if(!dual_updated) { */
+/*       XBT_WARN("Could not improve the convergence at iteration %d. Drop it!",iteration); */
+/*       break; */
+/*     } */
   }
-  
-  //verify the KKT property of each flow
-  xbt_swag_foreach(var, var_list){
-    if(var->bound <= 0 || var->weight <= 0) continue;
-    tmp = 0;
-    tmp = (var->value - var->bound);
 
-    
-    if(tmp != 0 ||  var->mu != 0){
-      WARN4("The flow %s(%p) doesn't match the KKT property, value expected (=0) got (lambda=%e) (sum_rho=%e)", (char *)var->id, var, var->mu, tmp);
-    }
+  __check_feasible(cnst_list, var_list, 1);
 
+  if (overall_modification <= epsilon_min_error) {
+    XBT_DEBUG("The method converges in %d iterations.", iteration);
+  }
+  if (iteration >= max_iterations) {
+    XBT_DEBUG
+        ("Method reach %d iterations, which is the maximum number of iterations allowed.",
+         iteration);
   }
+/*   XBT_INFO("Method converged after %d iterations", iteration); */
 
-  if(overall_error <= epsilon_min_error){
-    DEBUG1("The method converge in %d iterations.", iteration);
-  }else{
-    WARN1("Method reach %d iterations, which is the maxmimun number of iterations allowed.", iteration);
+  if (XBT_LOG_ISENABLED(surf_lagrange, xbt_log_priority_debug)) {
+    lmm_print(sys);
   }
 }
 
 /*
- * Returns a double value corresponding to the result of a dicotomi proccess with
+ * Returns a double value corresponding to the result of a dichotomy proccess with
  * respect to a given variable/constraint (\mu in the case of a variable or \lambda in
  * case of a constraint) and a initial value init. 
  *
@@ -213,171 +366,293 @@ void lagrange_solve(lmm_system_t sys)
  * @param var_cnst a pointer to a variable or constraint 
  * @param min_erro a minimun error tolerated
  *
- * @return a double correponding to the result of the dicotomial process
+ * @return a double correponding to the result of the dichotomyal process
  */
-double dicotomi(double init, double diff(double, void*), void *var_cnst, double min_error){
+static double dichotomy(double init, double diff(double, void *),
+                        void *var_cnst, double min_error)
+{
   double min, max;
   double overall_error;
   double middle;
   double min_diff, max_diff, middle_diff;
-  
+  double diff_0 = 0.0;
   min = max = init;
 
-  if(init == 0){
-    min = max = 1;
+  XBT_IN("");
+
+  if (init == 0.0) {
+    min = max = 0.5;
   }
 
   min_diff = max_diff = middle_diff = 0.0;
   overall_error = 1;
 
-  if(diff(0.0, var_cnst) > 0){
-    DEBUG1("====> returning 0.0 (diff = %e)", diff(0.0, var_cnst));
+  if ((diff_0 = diff(1e-16, var_cnst)) >= 0) {
+    XBT_CDEBUG(surf_lagrange_dichotomy, "returning 0.0 (diff = %e)", diff_0);
+    XBT_OUT();
     return 0.0;
   }
 
-  DEBUG0("====> not detected positive diff in 0");
-
-  while(overall_error > min_error){
-
-    min_diff = diff(min, var_cnst);
-    max_diff = diff(max, var_cnst);
-
-    DEBUG2("DICOTOMI ===> min = %e , max = %e", min, max);
-    DEBUG2("DICOTOMI ===> diffmin = %e , diffmax = %e", min_diff, max_diff);
-
-    if( min_diff > 0 && max_diff > 0 ){
-      if(min == max){
-       min = min / 2.0;
-      }else{
-       max = min;
+  min_diff = diff(min, var_cnst);
+  max_diff = diff(max, var_cnst);
+
+  while (overall_error > min_error) {
+    XBT_CDEBUG(surf_lagrange_dichotomy,
+            "[min, max] = [%1.20f, %1.20f] || diffmin, diffmax = %1.20f, %1.20f",
+            min, max, min_diff, max_diff);
+
+    if (min_diff > 0 && max_diff > 0) {
+      if (min == max) {
+        XBT_CDEBUG(surf_lagrange_dichotomy, "Decreasing min");
+        min = min / 2.0;
+        min_diff = diff(min, var_cnst);
+      } else {
+        XBT_CDEBUG(surf_lagrange_dichotomy, "Decreasing max");
+        max = min;
+        max_diff = min_diff;
       }
-    }else if( min_diff < 0 && max_diff < 0 ){
-      if(min == max){
-       max = max * 2.0;
-      }else{
-       min = max;
+    } else if (min_diff < 0 && max_diff < 0) {
+      if (min == max) {
+        XBT_CDEBUG(surf_lagrange_dichotomy, "Increasing max");
+        max = max * 2.0;
+        max_diff = diff(max, var_cnst);
+      } else {
+        XBT_CDEBUG(surf_lagrange_dichotomy, "Increasing min");
+        min = max;
+        min_diff = max_diff;
       }
-    }else if( min_diff < 0 && max_diff > 0 ){
-      middle = (max + min)/2.0;
-      middle_diff = diff(middle, var_cnst);
-      overall_error = fabs(min - max);
-
-      if( middle_diff < 0 ){
-       min = middle;
-      }else if( middle_diff > 0 ){
-       max = middle;
-      }else{
-       WARN0("Found an optimal solution with 0 error!");
-       overall_error = 0;
-       return middle;
+    } else if (min_diff < 0 && max_diff > 0) {
+      middle = (max + min) / 2.0;
+      XBT_CDEBUG(surf_lagrange_dichotomy, "Trying (max+min)/2 : %1.20f",
+              middle);
+
+      if ((min == middle) || (max == middle)) {
+        XBT_CWARN(surf_lagrange_dichotomy,
+               "Cannot improve the convergence! min=max=middle=%1.20f, diff = %1.20f."
+               " Reaching the 'double' limits. Maybe scaling your function would help ([%1.20f,%1.20f]).",
+               min, max - min, min_diff, max_diff);
+        break;
       }
+      middle_diff = diff(middle, var_cnst);
 
-    }else if(min_diff == 0){
-      return min;
-    }else if(max_diff == 0){
-      return max;
-    }else if(min_diff > 0 && max_diff < 0){
-      WARN0("The impossible happened, partial_diff(min) > 0 && partial_diff(max) < 0");
+      if (middle_diff < 0) {
+        XBT_CDEBUG(surf_lagrange_dichotomy, "Increasing min");
+        min = middle;
+        overall_error = max_diff - middle_diff;
+        min_diff = middle_diff;
+/*     SHOW_EXPR(overall_error); */
+      } else if (middle_diff > 0) {
+        XBT_CDEBUG(surf_lagrange_dichotomy, "Decreasing max");
+        max = middle;
+        overall_error = max_diff - middle_diff;
+        max_diff = middle_diff;
+/*     SHOW_EXPR(overall_error); */
+      } else {
+        overall_error = 0;
+/*     SHOW_EXPR(overall_error); */
+      }
+    } else if (min_diff == 0) {
+      max = min;
+      overall_error = 0;
+/*       SHOW_EXPR(overall_error); */
+    } else if (max_diff == 0) {
+      min = max;
+      overall_error = 0;
+/*       SHOW_EXPR(overall_error); */
+    } else if (min_diff > 0 && max_diff < 0) {
+      XBT_CWARN(surf_lagrange_dichotomy,
+             "The impossible happened, partial_diff(min) > 0 && partial_diff(max) < 0");
+      abort();
+    } else {
+      XBT_CWARN(surf_lagrange_dichotomy,
+             "diffmin (%1.20f) or diffmax (%1.20f) are something I don't know, taking no action.",
+             min_diff, max_diff);
+      abort();
     }
   }
 
-
-  DEBUG1("====> returning %e", (min+max)/2.0);
-  return ((min+max)/2.0);
+  XBT_CDEBUG(surf_lagrange_dichotomy, "returning %e", (min + max) / 2.0);
+  XBT_OUT();
+  return ((min + max) / 2.0);
 }
 
-/*
- *
- */
-double partial_diff_mu(double mu, void *param_var){
-  double mu_partial=0.0;
-  double sigma_mu=0.0;
-  lmm_variable_t var = (lmm_variable_t)param_var;
-  int i;
-
-  //compute sigma_i
-  for(i=0; i<var->cnsts_number; i++)
-    sigma_mu += (var->cnsts[i].constraint)->lambda;
-  
-  //compute sigma_i + mu_i
-  sigma_mu += var->mu;
-  
-  //use auxiliar function passing (sigma_i + mu_i)
-  mu_partial = diff_aux(var, sigma_mu) ;
-  //add the RTT limit
-  mu_partial += var->bound;
-
-  return mu_partial;
-}
-
-/*
- *
- */
-double partial_diff_lambda(double lambda, void *param_cnst){
+static double partial_diff_lambda(double lambda, void *param_cnst)
+{
 
-  int i;
+  int j;
   xbt_swag_t elem_list = NULL;
   lmm_element_t elem = NULL;
   lmm_variable_t var = NULL;
-  lmm_constraint_t cnst= (lmm_constraint_t) param_cnst;
-  double lambda_partial=0.0;
-  double sigma_mu=0.0;
+  lmm_constraint_t cnst = (lmm_constraint_t) param_cnst;
+  double diff = 0.0;
+  double sigma_i = 0.0;
 
+  XBT_IN("");
   elem_list = &(cnst->element_set);
 
-  DEBUG2("Computting diff of cnst (%p) %s", cnst, (char *)cnst->id);
-  
+  XBT_CDEBUG(surf_lagrange_dichotomy, "Computing diff of cnst (%p)", cnst);
+
   xbt_swag_foreach(elem, elem_list) {
     var = elem->variable;
-    if(var->weight<=0) continue;
-    
-    //initilize de sumation variable
-    sigma_mu = 0.0;
-
-    //compute sigma_i of variable var
-    for(i=0; i<var->cnsts_number; i++){
-      sigma_mu += (var->cnsts[i].constraint)->lambda;
+    if (var->weight <= 0)
+      continue;
+
+    XBT_CDEBUG(surf_lagrange_dichotomy, "Computing sigma_i for var (%p)",
+            var);
+    // Initialize the summation variable
+    sigma_i = 0.0;
+
+    // Compute sigma_i 
+    for (j = 0; j < var->cnsts_number; j++) {
+      sigma_i += (var->cnsts[j].constraint)->lambda;
     }
-       
+
     //add mu_i if this flow has a RTT constraint associated
-    if(var->bound > 0) sigma_mu += var->mu;
+    if (var->bound > 0)
+      sigma_i += var->mu;
 
     //replace value of cnst->lambda by the value of parameter lambda
-    sigma_mu = (sigma_mu - cnst->lambda) + lambda;
-    
-    //use the auxiliar function passing (\sigma_i + \mu_i)
-    lambda_partial += diff_aux(var, sigma_mu);
+    sigma_i = (sigma_i - cnst->lambda) + lambda;
+
+    diff += -var->func_fpi(var, sigma_i);
   }
 
-  lambda_partial += cnst->bound;
 
-  return lambda_partial;
+  diff += cnst->bound;
+
+  XBT_CDEBUG(surf_lagrange_dichotomy,
+          "d D/d lambda for cnst (%p) at %1.20f = %1.20f", cnst, lambda,
+          diff);
+  XBT_OUT();
+  return diff;
+}
+
+/** \brief Attribute the value bound to var->bound.
+ * 
+ *  \param func_fpi  inverse of the partial differential of f (f prime inverse, (f')^{-1})
+ * 
+ *  Set default functions to the ones passed as parameters. This is a polimorfism in C pure, enjoy the roots of programming.
+ *
+ */
+void lmm_set_default_protocol_function(double (*func_f)
+
+
+
+
+
+
+                                        (lmm_variable_t var, double x),
+                                       double (*func_fp) (lmm_variable_t
+                                                          var, double x),
+                                       double (*func_fpi) (lmm_variable_t
+                                                           var, double x))
+{
+  func_f_def = func_f;
+  func_fp_def = func_fp;
+  func_fpi_def = func_fpi;
 }
 
 
-double diff_aux(lmm_variable_t var, double x){
-  double tmp_fp, tmp_fpi, tmp_fpip, result;
+/**************** Vegas and Reno functions *************************/
+/*
+ * NOTE for Reno: all functions consider the network
+ * coeficient (alpha) equal to 1.
+ */
 
-  xbt_assert0(var->func_fp, "Initialize the protocol functions first create variables before.");
+/*
+ * For Vegas: $f(x) = \alpha D_f\ln(x)$
+ * Therefore: $fp(x) = \frac{\alpha D_f}{x}$
+ * Therefore: $fpi(x) = \frac{\alpha D_f}{x}$
+ */
+#define VEGAS_SCALING 1000.0
 
-  tmp_fp = var->func_fp(var, x);
-  tmp_fpi = var->func_fpi(var, x);
-  tmp_fpip = var->func_fpip(var, x);
+double func_vegas_f(lmm_variable_t var, double x)
+{
+  xbt_assert(x > 0.0, "Don't call me with stupid values! (%1.20f)", x);
+  return VEGAS_SCALING * var->weight * log(x);
+}
 
-  result = tmp_fpip*(var->func_fp(var, tmp_fpi));
-  
-  result = result - tmp_fpi;
+double func_vegas_fp(lmm_variable_t var, double x)
+{
+  xbt_assert(x > 0.0, "Don't call me with stupid values! (%1.20f)", x);
+  return VEGAS_SCALING * var->weight / x;
+}
 
-  result = result - (tmp_fpip * x);
+double func_vegas_fpi(lmm_variable_t var, double x)
+{
+  xbt_assert(x > 0.0, "Don't call me with stupid values! (%1.20f)", x);
+  return var->weight / (x / VEGAS_SCALING);
+}
 
-  return result;
-}  
+/*
+ * For Reno:  $f(x) = \frac{\sqrt{3/2}}{D_f} atan(\sqrt{3/2}D_f x)$
+ * Therefore: $fp(x)  = \frac{3}{3 D_f^2 x^2+2}$
+ * Therefore: $fpi(x)  = \sqrt{\frac{1}{{D_f}^2 x} - \frac{2}{3{D_f}^2}}$
+ */
+#define RENO_SCALING 1.0
+double func_reno_f(lmm_variable_t var, double x)
+{
+  xbt_assert(var->weight > 0.0, "Don't call me with stupid values!");
 
+  return RENO_SCALING * sqrt(3.0 / 2.0) / var->weight *
+      atan(sqrt(3.0 / 2.0) * var->weight * x);
+}
 
+double func_reno_fp(lmm_variable_t var, double x)
+{
+  return RENO_SCALING * 3.0 / (3.0 * var->weight * var->weight * x * x +
+                               2.0);
+}
+
+double func_reno_fpi(lmm_variable_t var, double x)
+{
+  double res_fpi;
 
+  xbt_assert(var->weight > 0.0, "Don't call me with stupid values!");
+  xbt_assert(x > 0.0, "Don't call me with stupid values!");
 
+  res_fpi =
+      1.0 / (var->weight * var->weight * (x / RENO_SCALING)) -
+      2.0 / (3.0 * var->weight * var->weight);
+  if (res_fpi <= 0.0)
+    return 0.0;
+/*   xbt_assert(res_fpi>0.0,"Don't call me with stupid values!"); */
+  return sqrt(res_fpi);
+}
 
 
+/* Implementing new Reno-2
+ * For Reno-2:  $f(x)   = U_f(x_f) = \frac{{2}{D_f}}*ln(2+x*D_f)$
+ * Therefore:   $fp(x)  = 2/(Weight*x + 2)
+ * Therefore:   $fpi(x) = (2*Weight)/x - 4
+ */
+#define RENO2_SCALING 1.0
+double func_reno2_f(lmm_variable_t var, double x)
+{
+  xbt_assert(var->weight > 0.0, "Don't call me with stupid values!");
+  return RENO2_SCALING * (1.0 / var->weight) * log((x * var->weight) /
+                                                   (2.0 * x * var->weight +
+                                                    3.0));
+}
 
+double func_reno2_fp(lmm_variable_t var, double x)
+{
+  return RENO2_SCALING * 3.0 / (var->weight * x *
+                                (2.0 * var->weight * x + 3.0));
+}
+
+double func_reno2_fpi(lmm_variable_t var, double x)
+{
+  double res_fpi;
+  double tmp;
+
+  xbt_assert(x > 0.0, "Don't call me with stupid values!");
+  tmp = x * var->weight * var->weight;
+  res_fpi = tmp * (9.0 * x + 24.0);
+
+  if (res_fpi <= 0.0)
+    return 0.0;
+
+  res_fpi = RENO2_SCALING * (-3.0 * tmp + sqrt(res_fpi)) / (4.0 * tmp);
+  return res_fpi;
+}