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

   1 /* Copyright (c) 2012-2019. 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 <climits>
   8
   9 #include "s4u-peer.hpp"
  10 #include "s4u-tracker.hpp"
  11
  12 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_CATEGORY(s4u_bt_peer, "Messages specific for the peers");
  13
  14 /*
  15  * User parameters for transferred file data. For the test, the default values are :
  16  * File size: 10 pieces * 5 blocks/piece * 16384 bytes/block = 819200 bytes
  17  */
  18 constexpr unsigned long FILE_PIECES   = 10UL;
  19 constexpr unsigned long PIECES_BLOCKS = 5UL;
  20 constexpr int BLOCK_SIZE              = 16384;
  21
  22 /** Number of blocks asked by each request */
  23 constexpr unsigned long BLOCKS_REQUESTED = 2UL;
  24
  25 constexpr bool ENABLE_END_GAME_MODE = true;
  26 constexpr double SLEEP_DURATION     = 1.0;
  27 #define BITS_TO_BYTES(x) (((x) / 8 + (x) % 8) ? 1 : 0)
  28
  29 Peer::Peer(std::vector<std::string> args)
  30 {
  31   // Check arguments
  32   xbt_assert(args.size() == 3 || args.size() == 4, "Wrong number of arguments");
  33   try {
  34     id       = std::stoi(args[1]);
  35     mailbox_ = simgrid::s4u::Mailbox::by_name(std::to_string(id));
  36   } catch (const std::invalid_argument&) {
  37     throw std::invalid_argument("Invalid ID:" + args[1]);
  38   }
  39
  40   try {
  41     deadline = std::stod(args[2]);
  42   } catch (const std::invalid_argument&) {
  43     throw std::invalid_argument("Invalid deadline:" + args[2]);
  44   }
  45   xbt_assert(deadline > 0, "Wrong deadline supplied");
  46
  47   if (args.size() == 4 && args[3] == "1") {
  48     bitfield_       = (1U << FILE_PIECES) - 1U;
  49     bitfield_blocks = (1ULL << (FILE_PIECES * PIECES_BLOCKS)) - 1ULL;
  50   }
  51   pieces_count.resize(FILE_PIECES);
  52
  53   XBT_INFO("Hi, I'm joining the network with id %d", id);
  54 }
  55
  56 /** Peer main function */
  57 void Peer::operator()()
  58 {
  59   // Getting peer data from the tracker.
  60   if (getPeersFromTracker()) {
  61     XBT_DEBUG("Got %zu peers from the tracker. Current status is: %s", connected_peers.size(), getStatus().c_str());
  62     begin_receive_time = simgrid::s4u::Engine::get_clock();
  63     mailbox_->set_receiver(simgrid::s4u::Actor::self());
  64     if (hasFinished()) {
  65       sendHandshakeToAllPeers();
  66     } else {
  67       leech();
  68     }
  69     seed();
  70   } else {
  71     XBT_INFO("Couldn't contact the tracker.");
  72   }
  73
  74   XBT_INFO("Here is my current status: %s", getStatus().c_str());
  75 }
  76
  77 bool Peer::getPeersFromTracker()
  78 {
  79   simgrid::s4u::Mailbox* tracker_mailbox = simgrid::s4u::Mailbox::by_name(TRACKER_MAILBOX);
  80   // Build the task to send to the tracker
  81   TrackerQuery* peer_request = new TrackerQuery(id, mailbox_);
  82   try {
  83     XBT_DEBUG("Sending a peer request to the tracker.");
  84     tracker_mailbox->put(peer_request, TRACKER_COMM_SIZE, GET_PEERS_TIMEOUT);
  85   } catch (const simgrid::TimeoutException&) {
  86     XBT_DEBUG("Timeout expired when requesting peers to tracker");
  87     delete peer_request;
  88     return false;
  89   }
  90
  91   try {
  92     TrackerAnswer* answer = static_cast<TrackerAnswer*>(mailbox_->get(GET_PEERS_TIMEOUT));
  93     // Add the peers the tracker gave us to our peer list.
  94     for (auto const& peer_id : answer->getPeers())
  95       if (id != peer_id)
  96         connected_peers.emplace(peer_id, Connection(peer_id));
  97     delete answer;
  98   } catch (const simgrid::TimeoutException&) {
  99     XBT_DEBUG("Timeout expired when requesting peers to tracker");
 100     return false;
 101   }
 102   return true;
 103 }
 104
 105 void Peer::sendHandshakeToAllPeers()
 106 {
 107   for (auto const& kv : connected_peers) {
 108     const Connection& remote_peer = kv.second;
 109     Message* handshake      = new Message(MESSAGE_HANDSHAKE, id, mailbox_);
 110     remote_peer.mailbox_->put_init(handshake, MESSAGE_HANDSHAKE_SIZE)->detach();
 111     XBT_DEBUG("Sending a HANDSHAKE to %d", remote_peer.id);
 112   }
 113 }
 114
 115 void Peer::sendMessage(simgrid::s4u::Mailbox* mailbox, e_message_type type, uint64_t size)
 116 {
 117   const char* type_names[6] = {"HANDSHAKE", "CHOKE", "UNCHOKE", "INTERESTED", "NOTINTERESTED", "CANCEL"};
 118   XBT_DEBUG("Sending %s to %s", type_names[type], mailbox->get_cname());
 119   mailbox->put_init(new Message(type, id, bitfield_, mailbox_), size)->detach();
 120 }
 121
 122 void Peer::sendBitfield(simgrid::s4u::Mailbox* mailbox)
 123 {
 124   XBT_DEBUG("Sending a BITFIELD to %s", mailbox->get_cname());
 125   mailbox
 126       ->put_init(new Message(MESSAGE_BITFIELD, id, bitfield_, mailbox_),
 127                  MESSAGE_BITFIELD_SIZE + BITS_TO_BYTES(FILE_PIECES))
 128       ->detach();
 129 }
 130
 131 void Peer::sendPiece(simgrid::s4u::Mailbox* mailbox, unsigned int piece, int block_index, int block_length)
 132 {
 133   xbt_assert(not hasNotPiece(piece), "Tried to send a unavailable piece.");
 134   XBT_DEBUG("Sending the PIECE %u (%d,%d) to %s", piece, block_index, block_length, mailbox->get_cname());
 135   mailbox->put_init(new Message(MESSAGE_PIECE, id, mailbox_, piece, block_index, block_length), BLOCK_SIZE)->detach();
 136 }
 137
 138 void Peer::sendHaveToAllPeers(unsigned int piece)
 139 {
 140   XBT_DEBUG("Sending HAVE message to all my peers");
 141   for (auto const& kv : connected_peers) {
 142     const Connection& remote_peer = kv.second;
 143     remote_peer.mailbox_->put_init(new Message(MESSAGE_HAVE, id, mailbox_, piece), MESSAGE_HAVE_SIZE)->detach();
 144   }
 145 }
 146
 147 void Peer::sendRequestTo(Connection* remote_peer, unsigned int piece)
 148 {
 149   remote_peer->current_piece = piece;
 150   xbt_assert(remote_peer->hasPiece(piece));
 151   int block_index = getFirstMissingBlockFrom(piece);
 152   if (block_index != -1) {
 153     int block_length = std::min(BLOCKS_REQUESTED, PIECES_BLOCKS - block_index);
 154     XBT_DEBUG("Sending a REQUEST to %s for piece %u (%d,%d)", remote_peer->mailbox_->get_cname(), piece, block_index,
 155               block_length);
 156     remote_peer->mailbox_
 157         ->put_init(new Message(MESSAGE_REQUEST, id, mailbox_, piece, block_index, block_length), MESSAGE_REQUEST_SIZE)
 158         ->detach();
 159   }
 160 }
 161
 162 std::string Peer::getStatus()
 163 {
 164   std::string res = std::string("");
 165   for (int i = FILE_PIECES - 1; i >= 0; i--)
 166     res = std::string((bitfield_ & (1U << i)) ? "1" : "0") + res;
 167   return res;
 168 }
 169
 170 bool Peer::hasFinished()
 171 {
 172   return bitfield_ == (1U << FILE_PIECES) - 1U;
 173 }
 174
 175 /** Indicates if the remote peer has a piece not stored by the local peer */
 176 bool Peer::isInterestedBy(Connection* remote_peer)
 177 {
 178   return remote_peer->bitfield & (bitfield_ ^ ((1 << FILE_PIECES) - 1));
 179 }
 180
 181 bool Peer::isInterestedByFree(Connection* remote_peer)
 182 {
 183   for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 184     if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i))
 185       return true;
 186   return false;
 187 }
 188
 189 void Peer::updatePiecesCountFromBitfield(unsigned int bitfield)
 190 {
 191   for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 192     if (bitfield & (1U << i))
 193       pieces_count[i]++;
 194 }
 195
 196 unsigned int Peer::countPieces(unsigned int bitfield)
 197 {
 198   unsigned int count = 0U;
 199   unsigned int n     = bitfield;
 200   while (n) {
 201     count += n & 1U;
 202     n >>= 1U;
 203   }
 204   return count;
 205 }
 206
 207 int Peer::nbInterestedPeers()
 208 {
 209   int nb = 0;
 210   for (auto const& kv : connected_peers)
 211     if (kv.second.interested)
 212       nb++;
 213   return nb;
 214 }
 215
 216 void Peer::leech()
 217 {
 218   double next_choked_update = simgrid::s4u::Engine::get_clock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 219   XBT_DEBUG("Start downloading.");
 220
 221   /* Send a "handshake" message to all the peers it got (since it couldn't have gotten more than 50 peers) */
 222   sendHandshakeToAllPeers();
 223   XBT_DEBUG("Starting main leech loop listening on mailbox: %s", mailbox_->get_cname());
 224
 225   void* data = nullptr;
 226   while (simgrid::s4u::Engine::get_clock() < deadline && countPieces(bitfield_) < FILE_PIECES) {
 227     if (comm_received == nullptr) {
 228       comm_received = mailbox_->get_async(&data);
 229     }
 230     if (comm_received->test()) {
 231       message = static_cast<Message*>(data);
 232       handleMessage();
 233       delete message;
 234       comm_received = nullptr;
 235     } else {
 236       // We don't execute the choke algorithm if we don't already have a piece
 237       if (simgrid::s4u::Engine::get_clock() >= next_choked_update && countPieces(bitfield_) > 0) {
 238         updateChokedPeers();
 239         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 240       } else {
 241         simgrid::s4u::this_actor::sleep_for(SLEEP_DURATION);
 242       }
 243     }
 244   }
 245   if (hasFinished())
 246     XBT_DEBUG("%d becomes a seeder", id);
 247 }
 248
 249 void Peer::seed()
 250 {
 251   double next_choked_update = simgrid::s4u::Engine::get_clock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 252   XBT_DEBUG("Start seeding.");
 253   // start the main seed loop
 254   void* data = nullptr;
 255   while (simgrid::s4u::Engine::get_clock() < deadline) {
 256     if (comm_received == nullptr) {
 257       comm_received = mailbox_->get_async(&data);
 258     }
 259     if (comm_received->test()) {
 260       message = static_cast<Message*>(data);
 261       handleMessage();
 262       delete message;
 263       comm_received = nullptr;
 264     } else {
 265       if (simgrid::s4u::Engine::get_clock() >= next_choked_update) {
 266         updateChokedPeers();
 267         // TODO: Change the choked peer algorithm when seeding.
 268         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 269       } else {
 270         simgrid::s4u::this_actor::sleep_for(SLEEP_DURATION);
 271       }
 272     }
 273   }
 274 }
 275
 276 void Peer::updateActivePeersSet(Connection* remote_peer)
 277 {
 278   if (remote_peer->interested && not remote_peer->choked_upload)
 279     active_peers.insert(remote_peer);
 280   else
 281     active_peers.erase(remote_peer);
 282 }
 283
 284 void Peer::handleMessage()
 285 {
 286   const char* type_names[10] = {"HANDSHAKE", "CHOKE",    "UNCHOKE", "INTERESTED", "NOTINTERESTED",
 287                                 "HAVE",      "BITFIELD", "REQUEST", "PIECE",      "CANCEL"};
 288
 289   XBT_DEBUG("Received a %s message from %s", type_names[message->type], message->return_mailbox->get_cname());
 290
 291   auto known_peer         = connected_peers.find(message->peer_id);
 292   Connection* remote_peer = (known_peer == connected_peers.end()) ? nullptr : &known_peer->second;
 293   xbt_assert(remote_peer != nullptr || message->type == MESSAGE_HANDSHAKE,
 294              "The impossible did happened: A not-in-our-list peer sent us a message.");
 295
 296   switch (message->type) {
 297     case MESSAGE_HANDSHAKE:
 298       // Check if the peer is in our connection list.
 299       if (remote_peer == nullptr) {
 300         XBT_DEBUG("This peer %d was unknown, answer to its handshake", message->peer_id);
 301         connected_peers.emplace(message->peer_id, Connection(message->peer_id));
 302         sendMessage(message->return_mailbox, MESSAGE_HANDSHAKE, MESSAGE_HANDSHAKE_SIZE);
 303       }
 304       // Send our bitfield to the peer
 305       sendBitfield(message->return_mailbox);
 306       break;
 307     case MESSAGE_BITFIELD:
 308       // Update the pieces list
 309       updatePiecesCountFromBitfield(message->bitfield);
 310       // Store the bitfield
 311       remote_peer->bitfield = message->bitfield;
 312       xbt_assert(not remote_peer->am_interested, "Should not be interested at first");
 313       if (isInterestedBy(remote_peer)) {
 314         remote_peer->am_interested = true;
 315         sendMessage(message->return_mailbox, MESSAGE_INTERESTED, MESSAGE_INTERESTED_SIZE);
 316       }
 317       break;
 318     case MESSAGE_INTERESTED:
 319       // Update the interested state of the peer.
 320       remote_peer->interested = true;
 321       updateActivePeersSet(remote_peer);
 322       break;
 323     case MESSAGE_NOTINTERESTED:
 324       remote_peer->interested = false;
 325       updateActivePeersSet(remote_peer);
 326       break;
 327     case MESSAGE_UNCHOKE:
 328       xbt_assert(remote_peer->choked_download);
 329       remote_peer->choked_download = false;
 330       // Send requests to the peer, since it has unchoked us
 331       if (remote_peer->am_interested)
 332         requestNewPieceTo(remote_peer);
 333       break;
 334     case MESSAGE_CHOKE:
 335       xbt_assert(not remote_peer->choked_download);
 336       remote_peer->choked_download = true;
 337       if (remote_peer->current_piece != -1)
 338         removeCurrentPiece(remote_peer, remote_peer->current_piece);
 339       break;
 340     case MESSAGE_HAVE:
 341       XBT_DEBUG("\t for piece %d", message->piece);
 342       xbt_assert((message->piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(message->piece) < FILE_PIECES),
 343                  "Wrong HAVE message received");
 344       remote_peer->bitfield = remote_peer->bitfield | (1U << static_cast<unsigned int>(message->piece));
 345       pieces_count[message->piece]++;
 346       // If the piece is in our pieces, we tell the peer that we are interested.
 347       if (not remote_peer->am_interested && hasNotPiece(message->piece)) {
 348         remote_peer->am_interested = true;
 349         sendMessage(message->return_mailbox, MESSAGE_INTERESTED, MESSAGE_INTERESTED_SIZE);
 350         if (not remote_peer->choked_download)
 351           requestNewPieceTo(remote_peer);
 352       }
 353       break;
 354     case MESSAGE_REQUEST:
 355       xbt_assert(remote_peer->interested);
 356       xbt_assert((message->piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(message->piece) < FILE_PIECES),
 357                  "Wrong HAVE message received");
 358       if (not remote_peer->choked_upload) {
 359         XBT_DEBUG("\t for piece %d (%d,%d)", message->piece, message->block_index,
 360                   message->block_index + message->block_length);
 361         if (not hasNotPiece(message->piece)) {
 362           sendPiece(message->return_mailbox, message->piece, message->block_index, message->block_length);
 363         }
 364       } else {
 365         XBT_DEBUG("\t for piece %d but he is choked.", message->peer_id);
 366       }
 367       break;
 368     case MESSAGE_PIECE:
 369       XBT_DEBUG(" \t for piece %d (%d,%d)", message->piece, message->block_index,
 370                 message->block_index + message->block_length);
 371       xbt_assert(not remote_peer->choked_download);
 372       xbt_assert(remote_peer->am_interested || ENABLE_END_GAME_MODE,
 373                  "Can't received a piece if I'm not interested without end-game mode!"
 374                  "piece (%d) bitfield (%u) remote bitfield (%u)",
 375                  message->piece, bitfield_, remote_peer->bitfield);
 376       xbt_assert(not remote_peer->choked_download, "Can't received a piece if I'm choked !");
 377       xbt_assert((message->piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(message->piece) < FILE_PIECES),
 378                  "Wrong piece received");
 379       // TODO: Execute a computation.
 380       if (hasNotPiece(static_cast<unsigned int>(message->piece))) {
 381         updateBitfieldBlocks(message->piece, message->block_index, message->block_length);
 382         if (hasCompletedPiece(static_cast<unsigned int>(message->piece))) {
 383           // Removing the piece from our piece list
 384           removeCurrentPiece(remote_peer, message->piece);
 385           // Setting the fact that we have the piece
 386           bitfield_ = bitfield_ | (1U << static_cast<unsigned int>(message->piece));
 387           XBT_DEBUG("My status is now %s", getStatus().c_str());
 388           // Sending the information to all the peers we are connected to
 389           sendHaveToAllPeers(message->piece);
 390           // sending UNINTERESTED to peers that do not have what we want.
 391           updateInterestedAfterReceive();
 392         } else {                                      // piece not completed
 393           sendRequestTo(remote_peer, message->piece); // ask for the next block
 394         }
 395       } else {
 396         XBT_DEBUG("However, we already have it");
 397         xbt_assert(ENABLE_END_GAME_MODE, "Should not happen because we don't use end game mode !");
 398         requestNewPieceTo(remote_peer);
 399       }
 400       break;
 401     case MESSAGE_CANCEL:
 402       break;
 403     default:
 404       THROW_IMPOSSIBLE;
 405   }
 406   // Update the peer speed.
 407   if (remote_peer) {
 408     remote_peer->addSpeedValue(1.0 / (simgrid::s4u::Engine::get_clock() - begin_receive_time));
 409   }
 410   begin_receive_time = simgrid::s4u::Engine::get_clock();
 411 }
 412
 413 /** Selects the appropriate piece to download and requests it to the remote_peer */
 414 void Peer::requestNewPieceTo(Connection* remote_peer)
 415 {
 416   int piece = selectPieceToDownload(remote_peer);
 417   if (piece != -1) {
 418     current_pieces |= (1U << (unsigned int)piece);
 419     sendRequestTo(remote_peer, piece);
 420   }
 421 }
 422
 423 void Peer::removeCurrentPiece(Connection* remote_peer, unsigned int current_piece)
 424 {
 425   current_pieces &= ~(1U << current_piece);
 426   remote_peer->current_piece = -1;
 427 }
 428
 429 /** @brief Return the piece to be downloaded
 430  * There are two cases (as described in "Bittorrent Architecture Protocol", Ryan Toole :
 431  * If a piece is partially downloaded, this piece will be selected prioritarily
 432  * If the peer has strictly less than 4 pieces, he chooses a piece at random.
 433  * If the peer has more than pieces, he downloads the pieces that are the less replicated (rarest policy).
 434  * If all pieces have been downloaded or requested, we select a random requested piece (endgame mode).
 435  * @param remote_peer: information about the connection
 436  * @return the piece to download if possible. -1 otherwise
 437  */
 438 int Peer::selectPieceToDownload(Connection* remote_peer)
 439 {
 440   int piece = partiallyDownloadedPiece(remote_peer);
 441   // strict priority policy
 442   if (piece != -1)
 443     return piece;
 444
 445   // end game mode
 446   if (countPieces(current_pieces) >= (FILE_PIECES - countPieces(bitfield_)) && isInterestedBy(remote_peer)) {
 447     if (not ENABLE_END_GAME_MODE)
 448       return -1;
 449     int nb_interesting_pieces = 0;
 450     // compute the number of interesting pieces
 451     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 452       if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i))
 453         nb_interesting_pieces++;
 454
 455     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0);
 456     // get a random interesting piece
 457     std::uniform_int_distribution<int> dist(0, nb_interesting_pieces - 1);
 458     int random_piece_index = dist(generator);
 459     int current_index      = 0;
 460     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 461       if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i)) {
 462         if (random_piece_index == current_index) {
 463           piece = i;
 464           break;
 465         }
 466         current_index++;
 467       }
 468     }
 469     xbt_assert(piece != -1);
 470     return piece;
 471   }
 472   // Random first policy
 473   if (countPieces(bitfield_) < 4 && isInterestedByFree(remote_peer)) {
 474     int nb_interesting_pieces = 0;
 475     // compute the number of interesting pieces
 476     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 477       if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i))
 478         nb_interesting_pieces++;
 479     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0);
 480     // get a random interesting piece
 481     std::uniform_int_distribution<int> dist(0, nb_interesting_pieces - 1);
 482     int random_piece_index = dist(generator);
 483     int current_index      = 0;
 484     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 485       if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i)) {
 486         if (random_piece_index == current_index) {
 487           piece = i;
 488           break;
 489         }
 490         current_index++;
 491       }
 492     }
 493     xbt_assert(piece != -1);
 494     return piece;
 495   } else { // Rarest first policy
 496     short min         = SHRT_MAX;
 497     int nb_min_pieces = 0;
 498     int current_index = 0;
 499     // compute the smallest number of copies of available pieces
 500     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 501       if (pieces_count[i] < min && hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i))
 502         min = pieces_count[i];
 503     }
 504
 505     xbt_assert(min != SHRT_MAX || not isInterestedByFree(remote_peer));
 506     // compute the number of rarest pieces
 507     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 508       if (pieces_count[i] == min && hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i))
 509         nb_min_pieces++;
 510
 511     xbt_assert(nb_min_pieces != 0 || not isInterestedByFree(remote_peer));
 512     // get a random rarest piece
 513     int random_rarest_index = 0;
 514     if (nb_min_pieces > 0) {
 515       std::uniform_int_distribution<int> dist(0, nb_min_pieces - 1);
 516       random_rarest_index = dist(generator);
 517     }
 518     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 519       if (pieces_count[i] == min && hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i)) {
 520         if (random_rarest_index == current_index) {
 521           piece = i;
 522           break;
 523         }
 524         current_index++;
 525       }
 526
 527     xbt_assert(piece != -1 || not isInterestedByFree(remote_peer));
 528     return piece;
 529   }
 530 }
 531
 532 void Peer::updateChokedPeers()
 533 {
 534   if (nbInterestedPeers() == 0)
 535     return;
 536   XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers %zu active peers", id, active_peers.size());
 537   // update the current round
 538   round_                  = (round_ + 1) % 3;
 539   Connection* chosen_peer = nullptr;
 540   // select first active peer and remove it from the set
 541   Connection* choked_peer;
 542   if (active_peers.empty()) {
 543     choked_peer = nullptr;
 544   } else {
 545     choked_peer = *active_peers.begin();
 546     active_peers.erase(choked_peer);
 547   }
 548
 549   /**If we are currently seeding, we unchoke the peer which has been unchoked the last time.*/
 550   if (hasFinished()) {
 551     double unchoke_time = simgrid::s4u::Engine::get_clock() + 1;
 552     for (auto& kv : connected_peers) {
 553       Connection& remote_peer = kv.second;
 554       if (remote_peer.last_unchoke < unchoke_time && remote_peer.interested && remote_peer.choked_upload) {
 555         unchoke_time = remote_peer.last_unchoke;
 556         chosen_peer  = &remote_peer;
 557       }
 558     }
 559   } else {
 560     // Random optimistic unchoking
 561     if (round_ == 0) {
 562       int j = 0;
 563       do {
 564         // We choose a random peer to unchoke.
 565         std::unordered_map<int, Connection>::iterator chosen_peer_it = connected_peers.begin();
 566         std::uniform_int_distribution<int> dist(0, connected_peers.size() - 1);
 567         std::advance(chosen_peer_it, dist(generator));
 568         chosen_peer = &chosen_peer_it->second;
 569         if (not chosen_peer->interested || not chosen_peer->choked_upload)
 570           chosen_peer = nullptr;
 571         else
 572           XBT_DEBUG("Nothing to do, keep going");
 573         j++;
 574       } while (chosen_peer == nullptr && j < MAXIMUM_PEERS);
 575     } else {
 576       // Use the "fastest download" policy.
 577       double fastest_speed = 0.0;
 578       for (auto& kv : connected_peers) {
 579         Connection& remote_peer = kv.second;
 580         if (remote_peer.peer_speed > fastest_speed && remote_peer.choked_upload && remote_peer.interested) {
 581           fastest_speed = remote_peer.peer_speed;
 582           chosen_peer   = &remote_peer;
 583         }
 584       }
 585     }
 586   }
 587
 588   if (chosen_peer != nullptr)
 589     XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers unchoked (%d) ; int (%d) ; choked (%d) ", id, chosen_peer->id,
 590               chosen_peer->interested, chosen_peer->choked_upload);
 591
 592   if (choked_peer != chosen_peer) {
 593     if (choked_peer != nullptr) {
 594       xbt_assert(not choked_peer->choked_upload, "Tries to choked a choked peer");
 595       choked_peer->choked_upload = true;
 596       updateActivePeersSet(choked_peer);
 597       XBT_DEBUG("(%d) Sending a CHOKE to %d", id, choked_peer->id);
 598       sendMessage(choked_peer->mailbox_, MESSAGE_CHOKE, MESSAGE_CHOKE_SIZE);
 599     }
 600     if (chosen_peer != nullptr) {
 601       xbt_assert((chosen_peer->choked_upload), "Tries to unchoked an unchoked peer");
 602       chosen_peer->choked_upload = false;
 603       active_peers.insert(chosen_peer);
 604       chosen_peer->last_unchoke = simgrid::s4u::Engine::get_clock();
 605       XBT_DEBUG("(%d) Sending a UNCHOKE to %d", id, chosen_peer->id);
 606       updateActivePeersSet(chosen_peer);
 607       sendMessage(chosen_peer->mailbox_, MESSAGE_UNCHOKE, MESSAGE_UNCHOKE_SIZE);
 608     }
 609   }
 610 }
 611
 612 /** @brief Update "interested" state of peers: send "not interested" to peers that don't have any more pieces we want.*/
 613 void Peer::updateInterestedAfterReceive()
 614 {
 615   for (auto& kv : connected_peers) {
 616     Connection& remote_peer = kv.second;
 617     if (remote_peer.am_interested) {
 618       bool interested = false;
 619       // Check if the peer still has a piece we want.
 620       for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 621         if (hasNotPiece(i) && remote_peer.hasPiece(i)) {
 622           interested = true;
 623           break;
 624         }
 625
 626       if (not interested) { // no more piece to download from connection
 627         remote_peer.am_interested = false;
 628         sendMessage(remote_peer.mailbox_, MESSAGE_NOTINTERESTED, MESSAGE_NOTINTERESTED_SIZE);
 629       }
 630     }
 631   }
 632 }
 633
 634 void Peer::updateBitfieldBlocks(int piece, int block_index, int block_length)
 635 {
 636   xbt_assert((piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(piece) <= FILE_PIECES), "Wrong piece.");
 637   xbt_assert((block_index >= 0 && static_cast<unsigned int>(block_index) <= PIECES_BLOCKS), "Wrong block : %d.",
 638              block_index);
 639   for (int i = block_index; i < (block_index + block_length); i++)
 640     bitfield_blocks |= (1ULL << static_cast<unsigned int>(piece * PIECES_BLOCKS + i));
 641 }
 642
 643 bool Peer::hasCompletedPiece(unsigned int piece)
 644 {
 645   for (unsigned int i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++)
 646     if (not(bitfield_blocks & 1ULL << (piece * PIECES_BLOCKS + i)))
 647       return false;
 648   return true;
 649 }
 650
 651 int Peer::getFirstMissingBlockFrom(int piece)
 652 {
 653   for (unsigned int i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++)
 654     if (not(bitfield_blocks & 1ULL << (piece * PIECES_BLOCKS + i)))
 655       return i;
 656   return -1;
 657 }
 658
 659 /** Returns a piece that is partially downloaded and stored by the remote peer if any -1 otherwise. */
 660 int Peer::partiallyDownloadedPiece(Connection* remote_peer)
 661 {
 662   for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 663     if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i) && getFirstMissingBlockFrom(i) > 0)
 664       return i;
 665   return -1;
 666 }