ClawdDotNet/src/ClawdDotNet.Core/Accounting/KostenPrognose.cs

using ClawdDotNet.Core.Api;
using ClawdDotNet.Core.Audit;
using ClawdDotNet.Core.Config;
using ClawdDotNet.Core.Engine;
using ClawdDotNet.Core.Tasks;

namespace ClawdDotNet.Core.Accounting;

/// <summary>Worauf die Kosten je Lauf einer Aufgabe beruhen.</summary>
public enum PrognoseGrundlage
{
    /// <summary>Mittelwert der letzten Laeufe dieser Aufgabe.</summary>
    Laeufe,

    /// <summary>Noch kein Lauf mit Preis - Mittelwert anderer Aufgaben desselben Agenten.</summary>
    Agent,

    /// <summary>Weder noch - grobe Schaetzung aus Promptlaenge und Modellpreis.</summary>
    Schaetzung,

    /// <summary>Nichts, woraus sich rechnen liesse (z.B. Modellpreis unbekannt).</summary>
    Unbekannt
}

/// <summary>Die Prognose einer einzelnen Aufgabe.</summary>
public sealed record AufgabenPrognose(
    string TaskId,
    string Title,
    string AgentId,
    string Model,
    double LaeufeProTag,
    bool EinmaligOffen,
    decimal? KostenJeLauf,
    PrognoseGrundlage Grundlage,
    int Stichprobe,
    decimal KostenProTag);

/// <summary>
/// Ein Agent, dessen Aufgaben laut Prognose mehr kosten, als sein Tagesbudget erlaubt (#608).
/// Die spaeten Laeufe eines solchen Tages lehnt die Engine ab.
/// </summary>
public sealed record BudgetWarnung(string AgentId, decimal KostenProTag, decimal BudgetProTag);

/// <summary>Die Prognose der ganzen Instanz.</summary>
public sealed record InstanzPrognose(
    IReadOnlyList<AufgabenPrognose> Aufgaben,
    decimal AufgabenProTag,
    decimal SonstigeProTag,
    decimal SummeProTag,
    decimal SummeProMonat,
    decimal EinmaligOffen,
    int OhneKostenbasis,
    IReadOnlyList<BudgetWarnung> Budgetwarnungen);

/// <summary>
/// Rechnet aus Terminen und bisherigen Laeufen hoch, was eine Instanz kuenftig kostet (#595).
///
/// <para>Drei Stufen je Aufgabe, von belastbar zu grob: der Mittelwert ihrer letzten Laeufe;
/// ohne solche der Mittelwert anderer Aufgaben desselben Agenten; ohne beides eine Schaetzung
/// aus Promptlaenge und Modellpreis. Welche Stufe gegriffen hat, steht an jeder Zeile - eine
/// Prognose, die nicht sagt, worauf sie beruht, ist eine Zahl ohne Wert.</para>
///
/// <para>Die Schaetzung rechnet mit Listenpreis ohne Cache-Rabatt und liegt damit eher zu hoch.
/// Laeufe ausserhalb von Aufgaben (Chat, Nachrichten zwischen Agenten) gehen als Tagesmittel
/// der letzten sieben Tage ein.</para>
///
/// <para>Rein und ohne Zugriffe: Was sie braucht, bekommt sie uebergeben. So bleibt sie
/// testbar, und die Oberflaechen entscheiden, woher die Daten kommen.</para>
/// </summary>
public static class KostenPrognose
{
    public const int Stichprobe = 10;
    public const int TageRueckblick = 7;
    public const int TageJeMonat = 30;

    // Annahmen fuer die Schaetzung vor dem ersten Lauf.
    internal const int AnnahmeSchritte = 3;
    internal const int AnnahmeWerkzeugTokens = 1_500;
    internal const int AnnahmeAntwortTokensJeSchritt = 400;

    public static InstanzPrognose Berechne(
        IReadOnlyList<TaskItem> aufgaben,
        IReadOnlyDictionary<string, IReadOnlyList<RunReceipt>> belegeJeAufgabe,
        IReadOnlyList<RunUsage> verbrauch,
        IReadOnlyList<AgentConfig> agenten,
        Func<string, int, int, CostEstimate>? schaetzen,
        DateTime jetztUtc)
    {
        jetztUtc = DateTime.SpecifyKind(jetztUtc, DateTimeKind.Utc);
        var seit = jetztUtc.AddDays(-TageRueckblick);

        // #608: Eine Ablehnung wegen erschoepften Budgets hinterlaesst einen Beleg ueber 0 USD.
        // Sie ist kein Lauf und darf den Schnitt nicht druecken.
        belegeJeAufgabe = belegeJeAufgabe.ToDictionary(
            e => e.Key, e => (IReadOnlyList<RunReceipt>)e.Value.Where(IstLauf).ToList());

        var agentNachId = agenten
            .GroupBy(a => a.AgentId, StringComparer.OrdinalIgnoreCase)
            .ToDictionary(g => g.Key, g => g.First(), StringComparer.OrdinalIgnoreCase);

        var alleBelege = belegeJeAufgabe.Values.SelectMany(b => b).ToList();

        var bekannteJeAgent = alleBelege
            .Where(b => b.CostIsKnown)
            .GroupBy(b => b.AgentId, StringComparer.OrdinalIgnoreCase)
            .ToDictionary(
                g => g.Key,
                g => g.OrderByDescending(b => Utc(b.OccurredAt)).Take(Stichprobe).ToList(),
                StringComparer.OrdinalIgnoreCase);

        var zeilen = new List<AufgabenPrognose>();

        foreach (var aufgabe in aufgaben)
        {
            if (aufgabe.Status is not (TaskItemStatus.Todo or TaskItemStatus.InProgress))
                continue; // pausiert, erledigt, blockiert: kostet vorerst nichts

            if (TaskAssignee.KindOf(aufgabe.Assignee) == TaskAssigneeKind.Human)
                continue;

            var agentId = TaskAssignee.AgentId(aufgabe.Assignee);
            if (string.IsNullOrWhiteSpace(agentId) && agenten.Count == 1)
                agentId = agenten[0].AgentId;

            agentNachId.TryGetValue(agentId, out var agent);
            var belege = belegeJeAufgabe.GetValueOrDefault(aufgabe.Id) ?? [];

            zeilen.Add(aufgabe.Type == TaskItemType.ToolJob
                ? WerkzeugJob(aufgabe, agentId, agent, belege, seit)
                : Arbeit(aufgabe, agentId, agent, belege, bekannteJeAgent, schaetzen, jetztUtc));
        }

        var aufgabenProTag = zeilen.Sum(z => z.KostenProTag);

        // Was nicht zu einer Aufgabe gehoert: Gesamtverbrauch der letzten Tage minus die
        // Belege der Aufgaben im selben Zeitraum. Nie negativ - aeltere Belege koennen
        // hoeher liegen als der Verbrauch (#599).
        var verbrauchImFenster = verbrauch
            .Where(u => u.CostIsKnown && Utc(u.OccurredAt) >= seit)
            .Sum(u => u.CostUsd);
        var aufgabenImFenster = alleBelege
            .Where(b => b.CostIsKnown && Utc(b.OccurredAt) >= seit)
            .Sum(b => b.CostUsd);
        var sonstigeProTag = Math.Max(0m, (verbrauchImFenster - aufgabenImFenster) / TageRueckblick);

        var summeProTag = aufgabenProTag + sonstigeProTag;

        return new InstanzPrognose(
            zeilen.OrderByDescending(z => z.KostenProTag).ThenBy(z => z.Title).ToList(),
            Runde(aufgabenProTag),
            Runde(sonstigeProTag),
            Runde(summeProTag),
            Runde(summeProTag * TageJeMonat),
            Runde(zeilen.Where(z => z.EinmaligOffen).Sum(z => z.KostenJeLauf ?? 0m)),
            zeilen.Count(z => z.Grundlage == PrognoseGrundlage.Unbekannt && (z.LaeufeProTag > 0 || z.EinmaligOffen)),
            Budgetwarnungen(zeilen, agentNachId));
    }

    /// <summary>
    /// #608: Reicht das Tagesbudget eines Agenten fuer seine geplanten Aufgaben nicht, soll das
    /// vorher auffallen - nicht erst am Abend, wenn die ersten Laeufe abgelehnt werden.
    /// Gezaehlt werden nur die Aufgaben; sonstige Laeufe lassen sich keinem Agenten sicher
    /// zuordnen und kaemen noch hinzu.
    /// </summary>
    private static List<BudgetWarnung> Budgetwarnungen(
        IEnumerable<AufgabenPrognose> zeilen, IReadOnlyDictionary<string, AgentConfig> agentNachId)
        => zeilen
            .GroupBy(z => z.AgentId, StringComparer.OrdinalIgnoreCase)
            .Select(g => (Agent: agentNachId.GetValueOrDefault(g.Key), Summe: g.Sum(z => z.KostenProTag)))
            .Where(x => x.Agent is { Budget.DailyCostUsd: > 0 } a && x.Summe > a.Budget.DailyCostUsd)
            .Select(x => new BudgetWarnung(x.Agent!.AgentId, Runde(x.Summe), x.Agent.Budget.DailyCostUsd))
            .OrderByDescending(w => w.KostenProTag - w.BudgetProTag)
            .ToList();

    private static AufgabenPrognose Arbeit(
        TaskItem aufgabe, string agentId, AgentConfig? agent, IReadOnlyList<RunReceipt> belege,
        IReadOnlyDictionary<string, List<RunReceipt>> bekannteJeAgent,
        Func<string, int, int, CostEstimate>? schaetzen, DateTime jetztUtc)
    {
        var laeufeProTag = aufgabe.IsRecurring ? TaskSchedule.RunsPerDay(aufgabe, jetztUtc) : 0;
        var einmaligOffen = !aufgabe.IsRecurring && aufgabe.LastOccurrence is null;

        var eigene = belege
            .Where(b => b.CostIsKnown)
            .OrderByDescending(b => Utc(b.OccurredAt))
            .Take(Stichprobe)
            .ToList();

        decimal? jeLauf;
        PrognoseGrundlage grundlage;
        int stichprobe;

        if (eigene.Count > 0)
        {
            (jeLauf, grundlage, stichprobe) = (eigene.Average(b => b.CostUsd), PrognoseGrundlage.Laeufe, eigene.Count);
        }
        else if (bekannteJeAgent.TryGetValue(agentId, out var desAgenten) && desAgenten.Count > 0)
        {
            (jeLauf, grundlage, stichprobe) = (desAgenten.Average(b => b.CostUsd), PrognoseGrundlage.Agent, desAgenten.Count);
        }
        else if (agent is not null && schaetzen is not null
                 && schaetzen(agent.Model, GeschaetztePromptTokens(aufgabe, agent), AnnahmeSchritte * AnnahmeAntwortTokensJeSchritt)
                     is { IsKnown: true } schaetzung)
        {
            (jeLauf, grundlage, stichprobe) = (schaetzung.Usd, PrognoseGrundlage.Schaetzung, 0);
        }
        else
        {
            (jeLauf, grundlage, stichprobe) = (null, PrognoseGrundlage.Unbekannt, 0);
        }

        var proTag = jeLauf is { } k ? k * (decimal)laeufeProTag : 0m;

        return new AufgabenPrognose(
            aufgabe.Id, aufgabe.Title, agentId, agent?.Model ?? "",
            Math.Round(laeufeProTag, 2), einmaligOffen,
            jeLauf is { } j ? Runde(j) : null, grundlage, stichprobe, Runde(proTag));
    }

    /// <summary>
    /// Ein Werkzeug-Job tickt oft, weckt den Agenten aber nur, wenn es etwas gibt. Laeufe
    /// je Termin mal Kosten je Lauf waere hier falsch - gezaehlt wird, was in den letzten
    /// Tagen tatsaechlich an Belegen entstand.
    /// </summary>
    private static AufgabenPrognose WerkzeugJob(
        TaskItem aufgabe, string agentId, AgentConfig? agent, IReadOnlyList<RunReceipt> belege, DateTime seit)
    {
        var imFenster = belege.Where(b => b.CostIsKnown && Utc(b.OccurredAt) >= seit).ToList();
        decimal? jeLauf = imFenster.Count > 0 ? imFenster.Average(b => b.CostUsd) : null;

        return new AufgabenPrognose(
            aufgabe.Id, aufgabe.Title, agentId, agent?.Model ?? "",
            Math.Round(imFenster.Count / (double)TageRueckblick, 2), false,
            jeLauf is { } j ? Runde(j) : null,
            imFenster.Count > 0 ? PrognoseGrundlage.Laeufe : PrognoseGrundlage.Unbekannt,
            imFenster.Count,
            Runde(imFenster.Sum(b => b.CostUsd) / TageRueckblick));
    }

    /// <summary>Kontext je Schritt grob aus Zeichen/4, dazu die Werkzeugdefinitionen, ueber die angenommenen Schritte.</summary>
    internal static int GeschaetztePromptTokens(TaskItem aufgabe, AgentConfig agent)
    {
        var zeichen = agent.FullSystemPrompt.Length + aufgabe.Title.Length + aufgabe.Body.Length + aufgabe.Acceptance.Length + 500;
        var jeSchritt = zeichen / 4 + AnnahmeWerkzeugTokens;
        return jeSchritt * AnnahmeSchritte;
    }

    private static bool IstLauf(RunReceipt beleg)
        => beleg.Status != nameof(AgentRunStatus.BudgetExceeded);

    private static DateTime Utc(DateTime wert)
        => wert.Kind == DateTimeKind.Utc ? wert : wert.ToUniversalTime();

    private static decimal Runde(decimal wert) => Math.Round(wert, 4);
}