examples/s4u/app-bittorrent/s4u-peer.cpp

   1 /* Copyright (c) 2012-2021. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
   2
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 #include <algorithm>
   7 #include <array>
   8 #include <climits>
   9
  10 #include "s4u-peer.hpp"
  11 #include "s4u-tracker.hpp"
  12
  13 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_CATEGORY(s4u_bt_peer, "Messages specific for the peers");
  14
  15 /*
  16  * User parameters for transferred file data. For the test, the default values are :
  17  * File size: 10 pieces * 5 blocks/piece * 16384 bytes/block = 819200 bytes
  18  */
  19 constexpr unsigned long FILE_PIECES   = 10UL;
  20 constexpr unsigned long PIECES_BLOCKS = 5UL;
  21 constexpr int BLOCK_SIZE              = 16384;
  22
  23 /** Number of blocks asked by each request */
  24 constexpr unsigned long BLOCKS_REQUESTED = 2UL;
  25
  26 constexpr double SLEEP_DURATION     = 1.0;
  27 #define BITS_TO_BYTES(x) (((x) / 8 + (x) % 8) ? 1 : 0)
  28
  29 /** Message sizes
  30  * Sizes based on report by A. Legout et al, Understanding BitTorrent: An Experimental Perspective
  31  * http://hal.inria.fr/inria-00000156/en
  32  */
  33 constexpr unsigned message_size(MessageType type)
  34 {
  35   constexpr std::array<unsigned, 10> sizes{{/* HANDSHAKE     */ 68,
  36                                             /* CHOKE         */ 5,
  37                                             /* UNCHOKE       */ 5,
  38                                             /* INTERESTED    */ 5,
  39                                             /* NOTINTERESTED */ 5,
  40                                             /* HAVE          */ 9,
  41                                             /* BITFIELD      */ 5,
  42                                             /* REQUEST       */ 17,
  43                                             /* PIECE         */ 13,
  44                                             /* CANCEL        */ 17}};
  45   return sizes[static_cast<int>(type)];
  46 }
  47
  48 constexpr const char* message_name(MessageType type)
  49 {
  50   constexpr std::array<const char*, 10> names{{"HANDSHAKE", "CHOKE", "UNCHOKE", "INTERESTED", "NOTINTERESTED", "HAVE",
  51                                                "BITFIELD", "REQUEST", "PIECE", "CANCEL"}};
  52   return names[static_cast<int>(type)];
  53 }
  54
  55 Peer::Peer(std::vector<std::string> args)
  56 {
  57   // Check arguments
  58   xbt_assert(args.size() == 3 || args.size() == 4, "Wrong number of arguments");
  59   try {
  60     id       = std::stoi(args[1]);
  61     mailbox_ = simgrid::s4u::Mailbox::by_name(std::to_string(id));
  62   } catch (const std::invalid_argument&) {
  63     throw std::invalid_argument("Invalid ID:" + args[1]);
  64   }
  65   random.set_seed(id);
  66
  67   try {
  68     deadline = std::stod(args[2]);
  69   } catch (const std::invalid_argument&) {
  70     throw std::invalid_argument("Invalid deadline:" + args[2]);
  71   }
  72   xbt_assert(deadline > 0, "Wrong deadline supplied");
  73
  74   if (args.size() == 4 && args[3] == "1") {
  75     bitfield_       = (1U << FILE_PIECES) - 1U;
  76     bitfield_blocks = (1ULL << (FILE_PIECES * PIECES_BLOCKS)) - 1ULL;
  77   }
  78   pieces_count.resize(FILE_PIECES);
  79
  80   XBT_INFO("Hi, I'm joining the network with id %d", id);
  81 }
  82
  83 /** Peer main function */
  84 void Peer::operator()()
  85 {
  86   // Getting peer data from the tracker.
  87   if (getPeersFromTracker()) {
  88     XBT_DEBUG("Got %zu peers from the tracker. Current status is: %s", connected_peers.size(), getStatus().c_str());
  89     begin_receive_time = simgrid::s4u::Engine::get_clock();
  90     mailbox_->set_receiver(simgrid::s4u::Actor::self());
  91     if (hasFinished()) {
  92       sendHandshakeToAllPeers();
  93     } else {
  94       leech();
  95     }
  96     seed();
  97   } else {
  98     XBT_INFO("Couldn't contact the tracker.");
  99   }
 100
 101   XBT_INFO("Here is my current status: %s", getStatus().c_str());
 102 }
 103
 104 bool Peer::getPeersFromTracker()
 105 {
 106   simgrid::s4u::Mailbox* tracker_mailbox = simgrid::s4u::Mailbox::by_name(TRACKER_MAILBOX);
 107   // Build the task to send to the tracker
 108   auto* peer_request = new TrackerQuery(id, mailbox_);
 109   try {
 110     XBT_DEBUG("Sending a peer request to the tracker.");
 111     tracker_mailbox->put(peer_request, TRACKER_COMM_SIZE, GET_PEERS_TIMEOUT);
 112   } catch (const simgrid::TimeoutException&) {
 113     XBT_DEBUG("Timeout expired when requesting peers to tracker");
 114     delete peer_request;
 115     return false;
 116   }
 117
 118   try {
 119     auto answer = mailbox_->get_unique<TrackerAnswer>(GET_PEERS_TIMEOUT);
 120     // Add the peers the tracker gave us to our peer list.
 121     for (auto const& peer_id : answer->getPeers())
 122       if (id != peer_id)
 123         connected_peers.emplace(peer_id, Connection(peer_id));
 124   } catch (const simgrid::TimeoutException&) {
 125     XBT_DEBUG("Timeout expired when requesting peers to tracker");
 126     return false;
 127   }
 128   return true;
 129 }
 130
 131 void Peer::sendHandshakeToAllPeers()
 132 {
 133   for (auto const& kv : connected_peers) {
 134     const Connection& remote_peer = kv.second;
 135     auto* handshake               = new Message(MessageType::HANDSHAKE, id, mailbox_);
 136     remote_peer.mailbox_->put_init(handshake, message_size(MessageType::HANDSHAKE))->detach();
 137     XBT_DEBUG("Sending a HANDSHAKE to %d", remote_peer.id);
 138   }
 139 }
 140
 141 void Peer::sendMessage(simgrid::s4u::Mailbox* mailbox, MessageType type, uint64_t size)
 142 {
 143   XBT_DEBUG("Sending %s to %s", message_name(type), mailbox->get_cname());
 144   mailbox->put_init(new Message(type, id, bitfield_, mailbox_), size)->detach();
 145 }
 146
 147 void Peer::sendBitfield(simgrid::s4u::Mailbox* mailbox)
 148 {
 149   XBT_DEBUG("Sending a BITFIELD to %s", mailbox->get_cname());
 150   mailbox
 151       ->put_init(new Message(MessageType::BITFIELD, id, bitfield_, mailbox_),
 152                  message_size(MessageType::BITFIELD) + BITS_TO_BYTES(FILE_PIECES))
 153       ->detach();
 154 }
 155
 156 void Peer::sendPiece(simgrid::s4u::Mailbox* mailbox, unsigned int piece, int block_index, int block_length)
 157 {
 158   xbt_assert(not hasNotPiece(piece), "Tried to send a unavailable piece.");
 159   XBT_DEBUG("Sending the PIECE %u (%d,%d) to %s", piece, block_index, block_length, mailbox->get_cname());
 160   mailbox->put_init(new Message(MessageType::PIECE, id, mailbox_, piece, block_index, block_length), BLOCK_SIZE)
 161       ->detach();
 162 }
 163
 164 void Peer::sendHaveToAllPeers(unsigned int piece)
 165 {
 166   XBT_DEBUG("Sending HAVE message to all my peers");
 167   for (auto const& kv : connected_peers) {
 168     const Connection& remote_peer = kv.second;
 169     remote_peer.mailbox_->put_init(new Message(MessageType::HAVE, id, mailbox_, piece), message_size(MessageType::HAVE))
 170         ->detach();
 171   }
 172 }
 173
 174 void Peer::sendRequestTo(Connection* remote_peer, unsigned int piece)
 175 {
 176   remote_peer->current_piece = piece;
 177   xbt_assert(remote_peer->hasPiece(piece));
 178   int block_index = getFirstMissingBlockFrom(piece);
 179   if (block_index != -1) {
 180     int block_length = static_cast<int>(std::min(BLOCKS_REQUESTED, PIECES_BLOCKS - block_index));
 181     XBT_DEBUG("Sending a REQUEST to %s for piece %u (%d,%d)", remote_peer->mailbox_->get_cname(), piece, block_index,
 182               block_length);
 183     remote_peer->mailbox_
 184         ->put_init(new Message(MessageType::REQUEST, id, mailbox_, piece, block_index, block_length),
 185                    message_size(MessageType::REQUEST))
 186         ->detach();
 187   }
 188 }
 189
 190 std::string Peer::getStatus() const
 191 {
 192   std::string res;
 193   for (unsigned i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 194     res += (bitfield_ & (1U << i)) ? '1' : '0';
 195   return res;
 196 }
 197
 198 bool Peer::hasFinished() const
 199 {
 200   return bitfield_ == (1U << FILE_PIECES) - 1U;
 201 }
 202
 203 /** Indicates if the remote peer has a piece not stored by the local peer */
 204 bool Peer::isInterestedBy(const Connection* remote_peer) const
 205 {
 206   return remote_peer->bitfield & (bitfield_ ^ ((1 << FILE_PIECES) - 1));
 207 }
 208
 209 bool Peer::isInterestedByFree(const Connection* remote_peer) const
 210 {
 211   for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 212     if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i))
 213       return true;
 214   return false;
 215 }
 216
 217 void Peer::updatePiecesCountFromBitfield(unsigned int bitfield)
 218 {
 219   for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 220     if (bitfield & (1U << i))
 221       pieces_count[i]++;
 222 }
 223
 224 unsigned int Peer::countPieces(unsigned int bitfield) const
 225 {
 226   unsigned int count = 0U;
 227   unsigned int n     = bitfield;
 228   while (n) {
 229     count += n & 1U;
 230     n >>= 1U;
 231   }
 232   return count;
 233 }
 234
 235 int Peer::nbInterestedPeers() const
 236 {
 237   int nb = 0;
 238   for (auto const& kv : connected_peers)
 239     if (kv.second.interested)
 240       nb++;
 241   return nb;
 242 }
 243
 244 void Peer::leech()
 245 {
 246   double next_choked_update = simgrid::s4u::Engine::get_clock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 247   XBT_DEBUG("Start downloading.");
 248
 249   /* Send a "handshake" message to all the peers it got (since it couldn't have gotten more than 50 peers) */
 250   sendHandshakeToAllPeers();
 251   XBT_DEBUG("Starting main leech loop listening on mailbox: %s", mailbox_->get_cname());
 252
 253   while (simgrid::s4u::Engine::get_clock() < deadline && countPieces(bitfield_) < FILE_PIECES) {
 254     if (comm_received == nullptr) {
 255       comm_received = mailbox_->get_async<Message>(&message);
 256     }
 257     if (comm_received->test()) {
 258       handleMessage();
 259       delete message;
 260       comm_received = nullptr;
 261     } else {
 262       // We don't execute the choke algorithm if we don't already have a piece
 263       if (simgrid::s4u::Engine::get_clock() >= next_choked_update && countPieces(bitfield_) > 0) {
 264         updateChokedPeers();
 265         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 266       } else {
 267         simgrid::s4u::this_actor::sleep_for(SLEEP_DURATION);
 268       }
 269     }
 270   }
 271   if (hasFinished())
 272     XBT_DEBUG("%d becomes a seeder", id);
 273 }
 274
 275 void Peer::seed()
 276 {
 277   double next_choked_update = simgrid::s4u::Engine::get_clock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 278   XBT_DEBUG("Start seeding.");
 279   // start the main seed loop
 280   while (simgrid::s4u::Engine::get_clock() < deadline) {
 281     if (comm_received == nullptr) {
 282       comm_received = mailbox_->get_async<Message>(&message);
 283     }
 284     if (comm_received->test()) {
 285       handleMessage();
 286       delete message;
 287       comm_received = nullptr;
 288     } else {
 289       if (simgrid::s4u::Engine::get_clock() >= next_choked_update) {
 290         updateChokedPeers();
 291         // TODO: Change the choked peer algorithm when seeding.
 292         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 293       } else {
 294         simgrid::s4u::this_actor::sleep_for(SLEEP_DURATION);
 295       }
 296     }
 297   }
 298 }
 299
 300 void Peer::updateActivePeersSet(Connection* remote_peer)
 301 {
 302   if (remote_peer->interested && not remote_peer->choked_upload)
 303     active_peers.insert(remote_peer);
 304   else
 305     active_peers.erase(remote_peer);
 306 }
 307
 308 void Peer::handleMessage()
 309 {
 310   XBT_DEBUG("Received a %s message from %s", message_name(message->type), message->return_mailbox->get_cname());
 311
 312   auto known_peer         = connected_peers.find(message->peer_id);
 313   Connection* remote_peer = (known_peer == connected_peers.end()) ? nullptr : &known_peer->second;
 314   xbt_assert(remote_peer != nullptr || message->type == MessageType::HANDSHAKE,
 315              "The impossible did happened: A not-in-our-list peer sent us a message.");
 316
 317   switch (message->type) {
 318     case MessageType::HANDSHAKE:
 319       // Check if the peer is in our connection list.
 320       if (remote_peer == nullptr) {
 321         XBT_DEBUG("This peer %d was unknown, answer to its handshake", message->peer_id);
 322         connected_peers.emplace(message->peer_id, Connection(message->peer_id));
 323         sendMessage(message->return_mailbox, MessageType::HANDSHAKE, message_size(MessageType::HANDSHAKE));
 324       }
 325       // Send our bitfield to the peer
 326       sendBitfield(message->return_mailbox);
 327       break;
 328     case MessageType::BITFIELD:
 329       // Update the pieces list
 330       updatePiecesCountFromBitfield(message->bitfield);
 331       // Store the bitfield
 332       remote_peer->bitfield = message->bitfield;
 333       xbt_assert(not remote_peer->am_interested, "Should not be interested at first");
 334       if (isInterestedBy(remote_peer)) {
 335         remote_peer->am_interested = true;
 336         sendMessage(message->return_mailbox, MessageType::INTERESTED, message_size(MessageType::INTERESTED));
 337       }
 338       break;
 339     case MessageType::INTERESTED:
 340       // Update the interested state of the peer.
 341       remote_peer->interested = true;
 342       updateActivePeersSet(remote_peer);
 343       break;
 344     case MessageType::NOTINTERESTED:
 345       remote_peer->interested = false;
 346       updateActivePeersSet(remote_peer);
 347       break;
 348     case MessageType::UNCHOKE:
 349       xbt_assert(remote_peer->choked_download);
 350       remote_peer->choked_download = false;
 351       // Send requests to the peer, since it has unchoked us
 352       if (remote_peer->am_interested)
 353         requestNewPieceTo(remote_peer);
 354       break;
 355     case MessageType::CHOKE:
 356       xbt_assert(not remote_peer->choked_download);
 357       remote_peer->choked_download = true;
 358       if (remote_peer->current_piece != -1)
 359         removeCurrentPiece(remote_peer, remote_peer->current_piece);
 360       break;
 361     case MessageType::HAVE:
 362       XBT_DEBUG("\t for piece %d", message->piece);
 363       xbt_assert((message->piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(message->piece) < FILE_PIECES),
 364                  "Wrong HAVE message received");
 365       remote_peer->bitfield = remote_peer->bitfield | (1U << static_cast<unsigned int>(message->piece));
 366       pieces_count[message->piece]++;
 367       // If the piece is in our pieces, we tell the peer that we are interested.
 368       if (not remote_peer->am_interested && hasNotPiece(message->piece)) {
 369         remote_peer->am_interested = true;
 370         sendMessage(message->return_mailbox, MessageType::INTERESTED, message_size(MessageType::INTERESTED));
 371         if (not remote_peer->choked_download)
 372           requestNewPieceTo(remote_peer);
 373       }
 374       break;
 375     case MessageType::REQUEST:
 376       xbt_assert(remote_peer->interested);
 377       xbt_assert((message->piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(message->piece) < FILE_PIECES),
 378                  "Wrong HAVE message received");
 379       if (not remote_peer->choked_upload) {
 380         XBT_DEBUG("\t for piece %d (%d,%d)", message->piece, message->block_index,
 381                   message->block_index + message->block_length);
 382         if (not hasNotPiece(message->piece)) {
 383           sendPiece(message->return_mailbox, message->piece, message->block_index, message->block_length);
 384         }
 385       } else {
 386         XBT_DEBUG("\t for piece %d but he is choked.", message->peer_id);
 387       }
 388       break;
 389     case MessageType::PIECE:
 390       XBT_DEBUG(" \t for piece %d (%d,%d)", message->piece, message->block_index,
 391                 message->block_index + message->block_length);
 392       xbt_assert(not remote_peer->choked_download);
 393       xbt_assert(not remote_peer->choked_download, "Can't received a piece if I'm choked !");
 394       xbt_assert((message->piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(message->piece) < FILE_PIECES),
 395                  "Wrong piece received");
 396       // TODO: Execute a computation.
 397       if (hasNotPiece(static_cast<unsigned int>(message->piece))) {
 398         updateBitfieldBlocks(message->piece, message->block_index, message->block_length);
 399         if (hasCompletedPiece(static_cast<unsigned int>(message->piece))) {
 400           // Removing the piece from our piece list
 401           removeCurrentPiece(remote_peer, message->piece);
 402           // Setting the fact that we have the piece
 403           bitfield_ = bitfield_ | (1U << static_cast<unsigned int>(message->piece));
 404           XBT_DEBUG("My status is now %s", getStatus().c_str());
 405           // Sending the information to all the peers we are connected to
 406           sendHaveToAllPeers(message->piece);
 407           // sending UNINTERESTED to peers that do not have what we want.
 408           updateInterestedAfterReceive();
 409         } else {                                      // piece not completed
 410           sendRequestTo(remote_peer, message->piece); // ask for the next block
 411         }
 412       } else {
 413         XBT_DEBUG("However, we already have it");
 414         requestNewPieceTo(remote_peer);
 415       }
 416       break;
 417     case MessageType::CANCEL:
 418       break;
 419     default:
 420       THROW_IMPOSSIBLE;
 421   }
 422   // Update the peer speed.
 423   if (remote_peer) {
 424     remote_peer->addSpeedValue(1.0 / (simgrid::s4u::Engine::get_clock() - begin_receive_time));
 425   }
 426   begin_receive_time = simgrid::s4u::Engine::get_clock();
 427 }
 428
 429 /** Selects the appropriate piece to download and requests it to the remote_peer */
 430 void Peer::requestNewPieceTo(Connection* remote_peer)
 431 {
 432   int piece = selectPieceToDownload(remote_peer);
 433   if (piece != -1) {
 434     current_pieces |= (1U << (unsigned int)piece);
 435     sendRequestTo(remote_peer, piece);
 436   }
 437 }
 438
 439 void Peer::removeCurrentPiece(Connection* remote_peer, unsigned int current_piece)
 440 {
 441   current_pieces &= ~(1U << current_piece);
 442   remote_peer->current_piece = -1;
 443 }
 444
 445 /** @brief Return the piece to be downloaded
 446  * There are two cases (as described in "Bittorrent Architecture Protocol", Ryan Toole :
 447  * If a piece is partially downloaded, this piece will be selected prioritarily
 448  * If the peer has strictly less than 4 pieces, he chooses a piece at random.
 449  * If the peer has more than pieces, he downloads the pieces that are the less replicated (rarest policy).
 450  * If all pieces have been downloaded or requested, we select a random requested piece (endgame mode).
 451  * @param remote_peer: information about the connection
 452  * @return the piece to download if possible. -1 otherwise
 453  */
 454 int Peer::selectPieceToDownload(const Connection* remote_peer)
 455 {
 456   int piece = partiallyDownloadedPiece(remote_peer);
 457   // strict priority policy
 458   if (piece != -1)
 459     return piece;
 460
 461   // end game mode
 462   if (countPieces(current_pieces) >= (FILE_PIECES - countPieces(bitfield_)) && isInterestedBy(remote_peer)) {
 463     int nb_interesting_pieces = 0;
 464     // compute the number of interesting pieces
 465     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 466       if (remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i))
 467         nb_interesting_pieces++;
 468
 469     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0);
 470     // get a random interesting piece
 471     int random_piece_index = random.uniform_int(0, nb_interesting_pieces - 1);
 472     int current_index      = 0;
 473     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 474       if (remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i)) {
 475         if (random_piece_index == current_index) {
 476           piece = i;
 477           break;
 478         }
 479         current_index++;
 480       }
 481     }
 482     xbt_assert(piece != -1);
 483     return piece;
 484   }
 485   // Random first policy
 486   if (countPieces(bitfield_) < 4 && isInterestedByFree(remote_peer)) {
 487     int nb_interesting_pieces = 0;
 488     // compute the number of interesting pieces
 489     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 490       if (remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i) && isNotDownloadingPiece(i))
 491         nb_interesting_pieces++;
 492     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0);
 493     // get a random interesting piece
 494     int random_piece_index = random.uniform_int(0, nb_interesting_pieces - 1);
 495     int current_index      = 0;
 496     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 497       if (remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i) && isNotDownloadingPiece(i)) {
 498         if (random_piece_index == current_index) {
 499           piece = i;
 500           break;
 501         }
 502         current_index++;
 503       }
 504     }
 505     xbt_assert(piece != -1);
 506     return piece;
 507   } else { // Rarest first policy
 508     short min         = SHRT_MAX;
 509     int nb_min_pieces = 0;
 510     int current_index = 0;
 511     // compute the smallest number of copies of available pieces
 512     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 513       if (pieces_count[i] < min && remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i) && isNotDownloadingPiece(i))
 514         min = pieces_count[i];
 515     }
 516
 517     xbt_assert(min != SHRT_MAX || not isInterestedByFree(remote_peer));
 518     // compute the number of rarest pieces
 519     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 520       if (pieces_count[i] == min && remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i) && isNotDownloadingPiece(i))
 521         nb_min_pieces++;
 522
 523     xbt_assert(nb_min_pieces != 0 || not isInterestedByFree(remote_peer));
 524     // get a random rarest piece
 525     int random_rarest_index = 0;
 526     if (nb_min_pieces > 0) {
 527       random_rarest_index = random.uniform_int(0, nb_min_pieces - 1);
 528     }
 529     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 530       if (pieces_count[i] == min && remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i) && isNotDownloadingPiece(i)) {
 531         if (random_rarest_index == current_index) {
 532           piece = i;
 533           break;
 534         }
 535         current_index++;
 536       }
 537
 538     xbt_assert(piece != -1 || not isInterestedByFree(remote_peer));
 539     return piece;
 540   }
 541 }
 542
 543 void Peer::updateChokedPeers()
 544 {
 545   if (nbInterestedPeers() == 0)
 546     return;
 547   XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers %zu active peers", id, active_peers.size());
 548   // update the current round
 549   round_                  = (round_ + 1) % 3;
 550   Connection* chosen_peer = nullptr;
 551   // select first active peer and remove it from the set
 552   Connection* choked_peer;
 553   if (active_peers.empty()) {
 554     choked_peer = nullptr;
 555   } else {
 556     choked_peer = *active_peers.begin();
 557     active_peers.erase(choked_peer);
 558   }
 559
 560   /**If we are currently seeding, we unchoke the peer which has been unchoked the last time.*/
 561   if (hasFinished()) {
 562     double unchoke_time = simgrid::s4u::Engine::get_clock() + 1;
 563     for (auto& kv : connected_peers) {
 564       Connection& remote_peer = kv.second;
 565       if (remote_peer.last_unchoke < unchoke_time && remote_peer.interested && remote_peer.choked_upload) {
 566         unchoke_time = remote_peer.last_unchoke;
 567         chosen_peer  = &remote_peer;
 568       }
 569     }
 570   } else {
 571     // Random optimistic unchoking
 572     if (round_ == 0) {
 573       int j = 0;
 574       do {
 575         // We choose a random peer to unchoke.
 576         auto chosen_peer_it = connected_peers.begin();
 577         std::advance(chosen_peer_it, random.uniform_int(0, static_cast<int>(connected_peers.size() - 1)));
 578         chosen_peer = &chosen_peer_it->second;
 579         if (not chosen_peer->interested || not chosen_peer->choked_upload)
 580           chosen_peer = nullptr;
 581         else
 582           XBT_DEBUG("Nothing to do, keep going");
 583         j++;
 584       } while (chosen_peer == nullptr && j < MAXIMUM_PEERS);
 585     } else {
 586       // Use the "fastest download" policy.
 587       double fastest_speed = 0.0;
 588       for (auto& kv : connected_peers) {
 589         Connection& remote_peer = kv.second;
 590         if (remote_peer.peer_speed > fastest_speed && remote_peer.choked_upload && remote_peer.interested) {
 591           fastest_speed = remote_peer.peer_speed;
 592           chosen_peer   = &remote_peer;
 593         }
 594       }
 595     }
 596   }
 597
 598   if (chosen_peer != nullptr)
 599     XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers unchoked (%d) ; int (%d) ; choked (%d) ", id, chosen_peer->id,
 600               chosen_peer->interested, chosen_peer->choked_upload);
 601
 602   if (choked_peer != chosen_peer) {
 603     if (choked_peer != nullptr) {
 604       xbt_assert(not choked_peer->choked_upload, "Tries to choked a choked peer");
 605       choked_peer->choked_upload = true;
 606       updateActivePeersSet(choked_peer);
 607       XBT_DEBUG("(%d) Sending a CHOKE to %d", id, choked_peer->id);
 608       sendMessage(choked_peer->mailbox_, MessageType::CHOKE, message_size(MessageType::CHOKE));
 609     }
 610     if (chosen_peer != nullptr) {
 611       xbt_assert((chosen_peer->choked_upload), "Tries to unchoked an unchoked peer");
 612       chosen_peer->choked_upload = false;
 613       active_peers.insert(chosen_peer);
 614       chosen_peer->last_unchoke = simgrid::s4u::Engine::get_clock();
 615       XBT_DEBUG("(%d) Sending a UNCHOKE to %d", id, chosen_peer->id);
 616       updateActivePeersSet(chosen_peer);
 617       sendMessage(chosen_peer->mailbox_, MessageType::UNCHOKE, message_size(MessageType::UNCHOKE));
 618     }
 619   }
 620 }
 621
 622 /** @brief Update "interested" state of peers: send "not interested" to peers that don't have any more pieces we want.*/
 623 void Peer::updateInterestedAfterReceive()
 624 {
 625   for (auto& kv : connected_peers) {
 626     Connection& remote_peer = kv.second;
 627     if (remote_peer.am_interested) {
 628       bool interested = false;
 629       // Check if the peer still has a piece we want.
 630       for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 631         if (remotePeerHasMissingPiece(&remote_peer, i)) {
 632           interested = true;
 633           break;
 634         }
 635
 636       if (not interested) { // no more piece to download from connection
 637         remote_peer.am_interested = false;
 638         sendMessage(remote_peer.mailbox_, MessageType::NOTINTERESTED, message_size(MessageType::NOTINTERESTED));
 639       }
 640     }
 641   }
 642 }
 643
 644 void Peer::updateBitfieldBlocks(int piece, int block_index, int block_length)
 645 {
 646   xbt_assert((piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(piece) <= FILE_PIECES), "Wrong piece.");
 647   xbt_assert((block_index >= 0 && static_cast<unsigned int>(block_index) <= PIECES_BLOCKS), "Wrong block : %d.",
 648              block_index);
 649   for (int i = block_index; i < (block_index + block_length); i++)
 650     bitfield_blocks |= (1ULL << static_cast<unsigned int>(piece * PIECES_BLOCKS + i));
 651 }
 652
 653 bool Peer::hasCompletedPiece(unsigned int piece) const
 654 {
 655   for (unsigned int i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++)
 656     if (not(bitfield_blocks & 1ULL << (piece * PIECES_BLOCKS + i)))
 657       return false;
 658   return true;
 659 }
 660
 661 int Peer::getFirstMissingBlockFrom(int piece) const
 662 {
 663   for (unsigned int i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++)
 664     if (not(bitfield_blocks & 1ULL << (piece * PIECES_BLOCKS + i)))
 665       return i;
 666   return -1;
 667 }
 668
 669 /** Returns a piece that is partially downloaded and stored by the remote peer if any -1 otherwise. */
 670 int Peer::partiallyDownloadedPiece(const Connection* remote_peer) const
 671 {
 672   for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 673     if (remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i) && isNotDownloadingPiece(i) && getFirstMissingBlockFrom(i) > 0)
 674       return i;
 675   return -1;
 676 }