examples/msg/app-bittorrent/peer.c

   1 /* Copyright (c) 2012-2017. 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 "peer.h"
   7 #include "tracker.h"
   8 #include "connection.h"
   9 #include "messages.h"
  10 #include <simgrid/msg.h>
  11 #include <xbt/RngStream.h>
  12 #include <limits.h>
  13
  14 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_CATEGORY(msg_peers, "Messages specific for the peers");
  15
  16 /*
  17  * User parameters for transferred file data. For the test, the default values are :
  18  * File size: 10 pieces * 5 blocks/piece * 16384 bytes/block = 819200 bytes
  19  */
  20 #define FILE_PIECES  10U
  21 #define PIECES_BLOCKS 5U
  22 #define BLOCK_SIZE  16384
  23 static const unsigned long int FILE_SIZE = FILE_PIECES * PIECES_BLOCKS * BLOCK_SIZE;
  24
  25 /** Number of blocks asked by each request */
  26 #define BLOCKS_REQUESTED 2
  27
  28 #define ENABLE_END_GAME_MODE 1
  29 #define SLEEP_DURATION 1
  30
  31 int count_pieces(unsigned int bitfield){
  32   int count=0;
  33   unsigned int n = bitfield;
  34   while (n){
  35     count += n & 1U;
  36     n >>= 1U ;
  37   }
  38   return count;
  39 }
  40
  41 int peer_has_not_piece(peer_t peer, unsigned int piece){
  42   return !(peer->bitfield & 1U<<piece);
  43 }
  44
  45 /** Check that a piece is not currently being download by the peer. */
  46 int peer_is_not_downloading_piece(peer_t peer, unsigned int piece){
  47   return !(peer->current_pieces & 1U<<piece);
  48 }
  49
  50 void get_status(char **status, unsigned int bitfield){
  51   for(int i=FILE_PIECES-1; i>=0; i--)
  52     (*status)[i]         = (bitfield & (1U << i)) ? '1' : '0';
  53   (*status)[FILE_PIECES] = '\0';
  54 }
  55
  56 /** Peer main function */
  57 int peer(int argc, char *argv[])
  58 {
  59   //Check arguments
  60   xbt_assert(argc == 3 || argc == 4, "Wrong number of arguments");
  61
  62   //Build peer object
  63   peer_t peer = peer_init(xbt_str_parse_int(argv[1],"Invalid ID: %s"), argc==4 ? 1:0);
  64
  65   //Retrieve deadline
  66   double deadline = xbt_str_parse_double(argv[2],"Invalid deadline: %s");
  67   xbt_assert(deadline > 0, "Wrong deadline supplied");
  68
  69   char *status = xbt_malloc0(FILE_PIECES+1);
  70   get_status(&status, peer->bitfield);
  71   XBT_INFO("Hi, I'm joining the network with id %d", peer->id);
  72   //Getting peer data from the tracker.
  73   if (get_peers_data(peer)) {
  74     XBT_DEBUG("Got %d peers from the tracker. Current status is: %s", xbt_dict_length(peer->peers), status);
  75     peer->begin_receive_time = MSG_get_clock();
  76     MSG_mailbox_set_async(peer->mailbox);
  77     if (has_finished(peer->bitfield)) {
  78       send_handshake_all(peer);
  79     } else {
  80       leech_loop(peer, deadline);
  81     }
  82     seed_loop(peer, deadline);
  83   } else {
  84     XBT_INFO("Couldn't contact the tracker.");
  85   }
  86
  87   get_status(&status, peer->bitfield);
  88   XBT_INFO("Here is my current status: %s", status);
  89   if (peer->comm_received) {
  90     MSG_comm_destroy(peer->comm_received);
  91   }
  92
  93   xbt_free(status);
  94   peer_free(peer);
  95   return 0;
  96 }
  97
  98 /** @brief Peer main loop when it is leeching.
  99  *  @param peer peer data
 100  *  @param deadline time at which the peer has to leave
 101  */
 102 void leech_loop(peer_t peer, double deadline)
 103 {
 104   double next_choked_update = MSG_get_clock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 105   XBT_DEBUG("Start downloading.");
 106
 107   /* Send a "handshake" message to all the peers it got (since it couldn't have gotten more than 50 peers) */
 108   send_handshake_all(peer);
 109   XBT_DEBUG("Starting main leech loop");
 110
 111   while (MSG_get_clock() < deadline && count_pieces(peer->bitfield) < FILE_PIECES) {
 112     if (peer->comm_received == NULL) {
 113       peer->task_received = NULL;
 114       peer->comm_received = MSG_task_irecv(&peer->task_received, peer->mailbox);
 115     }
 116     if (MSG_comm_test(peer->comm_received)) {
 117       msg_error_t status = MSG_comm_get_status(peer->comm_received);
 118       MSG_comm_destroy(peer->comm_received);
 119       peer->comm_received = NULL;
 120       if (status == MSG_OK) {
 121         handle_message(peer, peer->task_received);
 122       }
 123     } else {
 124       //We don't execute the choke algorithm if we don't already have a piece
 125       if (MSG_get_clock() >= next_choked_update && count_pieces(peer->bitfield) > 0) {
 126         update_choked_peers(peer);
 127         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 128       } else {
 129         MSG_process_sleep(SLEEP_DURATION);
 130       }
 131     }
 132   }
 133   if (has_finished(peer->bitfield))
 134     XBT_DEBUG("%d becomes a seeder", peer->id);
 135 }
 136
 137 /** @brief Peer main loop when it is seeding
 138  *  @param peer peer data
 139  *  @param deadline time when the peer will leave
 140  */
 141 void seed_loop(peer_t peer, double deadline)
 142 {
 143   double next_choked_update = MSG_get_clock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 144   XBT_DEBUG("Start seeding.");
 145   //start the main seed loop
 146   while (MSG_get_clock() < deadline) {
 147     if (peer->comm_received == NULL) {
 148       peer->task_received = NULL;
 149       peer->comm_received = MSG_task_irecv(&peer->task_received, peer->mailbox);
 150     }
 151     if (MSG_comm_test(peer->comm_received)) {
 152       msg_error_t status = MSG_comm_get_status(peer->comm_received);
 153       MSG_comm_destroy(peer->comm_received);
 154       peer->comm_received = NULL;
 155       if (status == MSG_OK) {
 156         handle_message(peer, peer->task_received);
 157       }
 158     } else {
 159       if (MSG_get_clock() >= next_choked_update) {
 160         update_choked_peers(peer);
 161         //TODO: Change the choked peer algorithm when seeding.
 162         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 163       } else {
 164         MSG_process_sleep(SLEEP_DURATION);
 165       }
 166     }
 167   }
 168 }
 169
 170 /** @brief Retrieves the peer list from the tracker
 171  *  @param peer current peer data
 172  */
 173 int get_peers_data(peer_t peer)
 174 {
 175   int success = 0;
 176   double timeout = MSG_get_clock() + GET_PEERS_TIMEOUT;
 177
 178   //Build the task to send to the tracker
 179   tracker_task_data_t data = tracker_task_data_new(MSG_host_get_name(MSG_host_self()), peer->mailbox_tracker,
 180                                                    peer->id, 0, 0, FILE_SIZE);
 181   msg_task_t task_send = MSG_task_create(NULL, 0, TRACKER_COMM_SIZE, data);
 182   while ((success == 0) && MSG_get_clock() < timeout) {
 183     XBT_DEBUG("Sending a peer request to the tracker.");
 184     msg_error_t status = MSG_task_send_with_timeout(task_send, TRACKER_MAILBOX, GET_PEERS_TIMEOUT);
 185     if (status == MSG_OK) {
 186       success = 1;
 187     }
 188   }
 189
 190   success = 0;
 191   msg_task_t task_received = NULL;
 192   while ((success == 0) && MSG_get_clock() < timeout) {
 193     msg_comm_t comm_received = MSG_task_irecv(&task_received, peer->mailbox_tracker);
 194     msg_error_t status = MSG_comm_wait(comm_received, GET_PEERS_TIMEOUT);
 195     if (status == MSG_OK) {
 196       tracker_task_data_t data = MSG_task_get_data(task_received);
 197       unsigned i;
 198       int peer_id;
 199       //Add the peers the tracker gave us to our peer list.
 200       xbt_dynar_foreach(data->peers, i, peer_id) {
 201         if (peer_id != peer->id)
 202           xbt_dict_set_ext(peer->peers, (char *) &peer_id, sizeof(int), connection_new(peer_id), NULL);
 203       }
 204       success = 1;
 205       //free the communication and the task
 206       MSG_comm_destroy(comm_received);
 207       tracker_task_data_free(data);
 208       MSG_task_destroy(task_received);
 209     }
 210   }
 211
 212   return success;
 213 }
 214
 215 /** @brief Initialize the peer data.
 216  *  @param peer peer data
 217  *  @param id id of the peer to take in the network
 218  *  @param seed indicates if the peer is a seed.
 219  */
 220 peer_t peer_init(int id, int seed)
 221 {
 222   peer_t peer = xbt_new(s_peer_t,1);
 223   peer->id = id;
 224   peer->hostname = MSG_host_get_name(MSG_host_self());
 225
 226   snprintf(peer->mailbox,MAILBOX_SIZE-1, "%d", id);
 227   snprintf(peer->mailbox_tracker,MAILBOX_SIZE-1, "tracker_%d", id);
 228   peer->peers        = xbt_dict_new_homogeneous(NULL);
 229   peer->active_peers = xbt_dict_new_homogeneous(NULL);
 230
 231   if (seed) {
 232     peer->bitfield = (1U<<FILE_PIECES)-1U;
 233     peer->bitfield_blocks = (1ULL<<(FILE_PIECES * PIECES_BLOCKS))-1ULL  ;
 234   } else {
 235     peer->bitfield = 0;
 236     peer->bitfield_blocks = 0;
 237   }
 238
 239   peer->current_pieces = 0;
 240
 241   peer->pieces_count = xbt_new0(short, FILE_PIECES);
 242
 243   peer->stream        = (RngStream)MSG_host_get_data(MSG_host_self());
 244   peer->comm_received = NULL;
 245
 246   peer->round = 0;
 247
 248   return peer;
 249 }
 250
 251 /** Destroys a poor peer object. */
 252 void peer_free(peer_t peer)
 253 {
 254   char *key;
 255   connection_t connection;
 256   xbt_dict_cursor_t cursor;
 257   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 258     connection_free(connection);
 259   }
 260   xbt_dict_free(&peer->peers);
 261   xbt_dict_free(&peer->active_peers);
 262   xbt_free(peer->pieces_count);
 263   xbt_free(peer);
 264 }
 265
 266 /** @brief Returns if a peer has finished downloading the file
 267  *  @param bitfield peer bitfield
 268  */
 269 int has_finished(unsigned int bitfield)
 270 {
 271   return bitfield == (1U<<FILE_PIECES)-1U;
 272 }
 273
 274 int nb_interested_peers(peer_t peer)
 275 {
 276   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
 277   char *key;
 278   connection_t connection;
 279   int nb = 0;
 280   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 281     if (connection->interested)
 282       nb++;
 283   }
 284   return nb;
 285 }
 286
 287 void update_active_peers_set(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 288 {
 289   if ((remote_peer->interested != 0) && (remote_peer->choked_upload == 0)) {
 290     //add in the active peers set
 291     xbt_dict_set_ext(peer->active_peers, (char *) &remote_peer->id, sizeof(int), remote_peer, NULL);
 292   } else if (xbt_dict_get_or_null_ext(peer->active_peers, (char *) &remote_peer->id, sizeof(int))) {
 293     xbt_dict_remove_ext(peer->active_peers, (char *) &remote_peer->id, sizeof(int));
 294   }
 295 }
 296
 297 /** @brief Handle a received message sent by another peer
 298  * @param peer Peer data
 299  * @param task task received.
 300  */
 301 void handle_message(peer_t peer, msg_task_t task)
 302 {
 303   const char* type_names[10] =
 304   {"HANDSHAKE","CHOKE","UNCHOKE","INTERESTED","NOTINTERESTED","HAVE","BITFIELD","REQUEST", "PIECE", "CANCEL" };
 305   message_t message = MSG_task_get_data(task);
 306   XBT_DEBUG("Received a %s message from %s (%s)", type_names[message->type], message->mailbox,
 307                                                   message->issuer_host_name);
 308
 309   connection_t remote_peer;
 310   remote_peer = xbt_dict_get_or_null_ext(peer->peers, (char *) &message->peer_id, sizeof(int));
 311
 312   switch (message->type) {
 313   case MESSAGE_HANDSHAKE:
 314     //Check if the peer is in our connection list.
 315     if (remote_peer == 0) {
 316       xbt_dict_set_ext(peer->peers, (char *) &message->peer_id, sizeof(int), connection_new(message->peer_id), NULL);
 317       send_handshake(peer, message->mailbox);
 318     }
 319     //Send our bitfield to the peer
 320     send_bitfield(peer, message->mailbox);
 321     break;
 322   case MESSAGE_BITFIELD:
 323     //Update the pieces list
 324     update_pieces_count_from_bitfield(peer, message->bitfield);
 325     //Store the bitfield
 326     remote_peer->bitfield = message->bitfield;
 327     xbt_assert(!remote_peer->am_interested, "Should not be interested at first");
 328     if (is_interested(peer, remote_peer)) {
 329       remote_peer->am_interested = 1;
 330       send_interested(peer, message->mailbox);
 331     }
 332     break;
 333   case MESSAGE_INTERESTED:
 334     xbt_assert((remote_peer != NULL), "A non-in-our-list peer has sent us a message. WTH ?");
 335     //Update the interested state of the peer.
 336     remote_peer->interested = 1;
 337     update_active_peers_set(peer, remote_peer);
 338     break;
 339   case MESSAGE_NOTINTERESTED:
 340     xbt_assert((remote_peer != NULL), "A non-in-our-list peer has sent us a message. WTH ?");
 341     remote_peer->interested = 0;
 342     update_active_peers_set(peer, remote_peer);
 343     break;
 344   case MESSAGE_UNCHOKE:
 345     xbt_assert((remote_peer != NULL), "A non-in-our-list peer has sent us a message. WTH ?");
 346     xbt_assert(remote_peer->choked_download);
 347     remote_peer->choked_download = 0;
 348     //Send requests to the peer, since it has unchoked us
 349     if (remote_peer->am_interested)
 350       request_new_piece_to_peer(peer, remote_peer);
 351     break;
 352   case MESSAGE_CHOKE:
 353     xbt_assert((remote_peer != NULL), "A non-in-our-list peer has sent us a message. WTH ?");
 354     xbt_assert(!remote_peer->choked_download);
 355     remote_peer->choked_download = 1;
 356     if (remote_peer->current_piece != -1)
 357       remove_current_piece(peer, remote_peer, remote_peer->current_piece);
 358     break;
 359   case MESSAGE_HAVE:
 360     XBT_DEBUG("\t for piece %d", message->index);
 361     xbt_assert((message->index >= 0 && message->index < FILE_PIECES), "Wrong HAVE message received");
 362     remote_peer->bitfield = remote_peer->bitfield | (1U<<message->index);
 363     peer->pieces_count[message->index]++;
 364     //If the piece is in our pieces, we tell the peer that we are interested.
 365     if ((remote_peer->am_interested == 0) && peer_has_not_piece(peer,message->index)) {
 366       remote_peer->am_interested = 1;
 367       send_interested(peer, message->mailbox);
 368       if (remote_peer->choked_download == 0)
 369         request_new_piece_to_peer(peer, remote_peer);
 370     }
 371     break;
 372   case MESSAGE_REQUEST:
 373     xbt_assert(remote_peer->interested);
 374     xbt_assert((message->index >= 0 && message->index < FILE_PIECES), "Wrong request received");
 375     if (remote_peer->choked_upload == 0) {
 376       XBT_DEBUG("\t for piece %d (%d,%d)", message->index, message->block_index,
 377                                            message->block_index + message->block_length);
 378       if (!peer_has_not_piece(peer, message->index)) {
 379         send_piece(peer, message->mailbox, message->index, message->block_index, message->block_length);
 380       }
 381     } else {
 382       XBT_DEBUG("\t for piece %d but he is choked.",  message->peer_id);
 383     }
 384     break;
 385   case MESSAGE_PIECE:
 386     XBT_DEBUG(" \t for piece %d (%d,%d)", message->index, message->block_index,
 387                                         message->block_index + message->block_length);
 388     xbt_assert(!remote_peer->choked_download);
 389     xbt_assert(remote_peer->am_interested || ENABLE_END_GAME_MODE,
 390                "Can't received a piece if I'm not interested wihtout end-game mode!"
 391                "piece (%d) bitfield(%u) remote bitfield(%u)", message->index, peer->bitfield, remote_peer->bitfield);
 392     xbt_assert(remote_peer->choked_download != 1, "Can't received a piece if I'm choked !");
 393     xbt_assert((message->index >= 0 && message->index < FILE_PIECES), "Wrong piece received");
 394     //TODO: Execute à computation.
 395     if (peer_has_not_piece(peer,message->index)) {
 396       update_bitfield_blocks(peer, message->index, message->block_index, message->block_length);
 397       if (piece_complete(peer, message->index)) {
 398         //Removing the piece from our piece list
 399         remove_current_piece(peer, remote_peer, message->index);
 400         //Setting the fact that we have the piece
 401         peer->bitfield = peer->bitfield | (1U<<message->index);
 402         char* status = xbt_malloc0(FILE_PIECES+1);
 403         get_status(&status, peer->bitfield);
 404         XBT_DEBUG("My status is now %s", status);
 405         xbt_free(status);
 406         //Sending the information to all the peers we are connected to
 407         send_have(peer, message->index);
 408         //sending UNINTERESTED to peers that do not have what we want.
 409         update_interested_after_receive(peer);
 410       } else {                // piece not completed
 411         send_request_to_peer(peer, remote_peer, message->index);      // ask for the next block
 412       }
 413     } else {
 414       XBT_DEBUG("However, we already have it");
 415       xbt_assert(ENABLE_END_GAME_MODE, "Should not happen because we don't use end game mode !");
 416       request_new_piece_to_peer(peer, remote_peer);
 417     }
 418     break;
 419   case MESSAGE_CANCEL:
 420     break;
 421   default:
 422     THROW_IMPOSSIBLE;
 423   }
 424   //Update the peer speed.
 425   if (remote_peer) {
 426     connection_add_speed_value(remote_peer, 1.0 / (MSG_get_clock() - peer->begin_receive_time));
 427   }
 428   peer->begin_receive_time = MSG_get_clock();
 429
 430   task_message_free(task);
 431 }
 432
 433 /** Selects the appropriate piece to download and requests it to the remote_peer */
 434 void request_new_piece_to_peer(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 435 {
 436   int piece = select_piece_to_download(peer, remote_peer);
 437   if (piece != -1) {
 438     peer->current_pieces|= (1U << (unsigned int) piece);
 439     send_request_to_peer(peer, remote_peer, piece);
 440   }
 441 }
 442
 443 /** remove current_piece from the list of currently downloaded pieces. */
 444 void remove_current_piece(peer_t peer, connection_t remote_peer, unsigned int current_piece)
 445 {
 446   peer->current_pieces &= ~(1U << current_piece);
 447   remote_peer->current_piece = -1;
 448 }
 449
 450 /** @brief Updates the list of who has a piece from a bitfield
 451  *  @param peer peer we want to update the list
 452  *  @param bitfield bitfield
 453  */
 454 void update_pieces_count_from_bitfield(peer_t peer, unsigned int bitfield)
 455 {
 456   for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 457     if ((bitfield & (1U << i))) {
 458       peer->pieces_count[i]++;
 459     }
 460   }
 461 }
 462
 463 /** @brief Return the piece to be downloaded
 464  * There are two cases (as described in "Bittorrent Architecture Protocol", Ryan Toole :
 465  * If a piece is partially downloaded, this piece will be selected prioritarily
 466  * If the peer has strictly less than 4 pieces, he chooses a piece at random.
 467  * If the peer has more than pieces, he downloads the pieces that are the less replicated (rarest policy).
 468  * If all pieces have been downloaded or requested, we select a random requested piece (endgame mode).
 469  * @param peer: local peer
 470  * @param remote_peer: information about the connection
 471  * @return the piece to download if possible. -1 otherwise
 472  */
 473 int select_piece_to_download(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 474 {
 475   int piece = partially_downloaded_piece(peer, remote_peer);
 476   // strict priority policy
 477   if (piece != -1)
 478     return piece;
 479
 480   // end game mode
 481   if (count_pieces(peer->current_pieces) >= (FILE_PIECES - count_pieces(peer->bitfield)) &&
 482       (is_interested(peer, remote_peer) != 0)) {
 483 #if ENABLE_END_GAME_MODE == 0
 484       return -1;
 485 #endif
 486     int nb_interesting_pieces = 0;
 487     // compute the number of interesting pieces
 488     for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 489       if (peer_has_not_piece(peer,i) && connection_has_piece(remote_peer,i)) {
 490         nb_interesting_pieces++;
 491       }
 492     }
 493     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0);
 494     // get a random interesting piece
 495     int random_piece_index = RngStream_RandInt(peer->stream, 0, nb_interesting_pieces - 1);
 496     int current_index = 0;
 497     for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 498       if (peer_has_not_piece(peer,i) && connection_has_piece(remote_peer,i)) {
 499         if (random_piece_index == current_index) {
 500           piece = i;
 501           break;
 502         }
 503         current_index++;
 504       }
 505     }
 506     xbt_assert(piece != -1);
 507     return piece;
 508   }
 509   // Random first policy
 510   if (count_pieces(peer->bitfield) < 4 && (is_interested_and_free(peer, remote_peer) != 0)) {
 511     int nb_interesting_pieces = 0;
 512     // compute the number of interesting pieces
 513     for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 514       if (peer_has_not_piece(peer, i) && connection_has_piece(remote_peer,i) && peer_is_not_downloading_piece(peer, i)) {
 515         nb_interesting_pieces++;
 516       }
 517     }
 518     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0);
 519     // get a random interesting piece
 520     int random_piece_index = RngStream_RandInt(peer->stream, 0, nb_interesting_pieces - 1);
 521     int current_index = 0;
 522     for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 523       if (peer_has_not_piece(peer, i) && connection_has_piece(remote_peer,i) && peer_is_not_downloading_piece(peer, i)) {
 524         if (random_piece_index == current_index) {
 525           piece = i;
 526           break;
 527         }
 528         current_index++;
 529       }
 530     }
 531     xbt_assert(piece != -1);
 532     return piece;
 533   } else {                      // Rarest first policy
 534     short min = SHRT_MAX;
 535     int nb_min_pieces = 0;
 536     int current_index = 0;
 537     // compute the smallest number of copies of available pieces
 538     for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 539       if (peer->pieces_count[i] < min && peer_has_not_piece(peer, i) && connection_has_piece(remote_peer,i) &&
 540           peer_is_not_downloading_piece(peer, i))
 541         min = peer->pieces_count[i];
 542     }
 543     xbt_assert(min != SHRT_MAX || (is_interested_and_free(peer, remote_peer) ==0));
 544     // compute the number of rarest pieces
 545     for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 546       if (peer->pieces_count[i] == min && peer_has_not_piece(peer, i) && connection_has_piece(remote_peer,i) &&
 547           peer_is_not_downloading_piece(peer, i))
 548         nb_min_pieces++;
 549     }
 550     xbt_assert(nb_min_pieces != 0 || (is_interested_and_free(peer, remote_peer)==0));
 551     // get a random rarest piece
 552     int random_rarest_index = RngStream_RandInt(peer->stream, 0, nb_min_pieces - 1);
 553     for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 554       if (peer->pieces_count[i] == min && peer_has_not_piece(peer, i) && connection_has_piece(remote_peer,i) &&
 555           peer_is_not_downloading_piece(peer, i)) {
 556         if (random_rarest_index == current_index) {
 557           piece = i;
 558           break;
 559         }
 560         current_index++;
 561       }
 562     }
 563     xbt_assert(piece != -1 || (is_interested_and_free(peer, remote_peer) == 0));
 564     return piece;
 565   }
 566 }
 567
 568 /** @brief Update the list of current choked and unchoked peers, using the choke algorithm
 569  *  @param peer the current peer
 570  */
 571 void update_choked_peers(peer_t peer)
 572 {
 573   if (nb_interested_peers(peer) == 0)
 574     return;
 575   XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers %d active peers", peer->id, xbt_dict_size(peer->active_peers));
 576   //update the current round
 577   peer->round = (peer->round + 1) % 3;
 578   char *key;
 579   char *key_choked=NULL;
 580   connection_t peer_choosed = NULL;
 581   connection_t peer_choked = NULL;
 582   //remove a peer from the list
 583   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
 584   xbt_dict_cursor_first(peer->active_peers, &cursor);
 585   if (xbt_dict_length(peer->active_peers) > 0) {
 586     key_choked = xbt_dict_cursor_get_key(cursor);
 587     peer_choked = xbt_dict_cursor_get_data(cursor);
 588   }
 589   xbt_dict_cursor_free(&cursor);
 590
 591   /**If we are currently seeding, we unchoke the peer which has been unchoked the last time.*/
 592   if (has_finished(peer->bitfield)) {
 593     connection_t connection;
 594     double unchoke_time = MSG_get_clock() + 1;
 595
 596     xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 597       if (connection->last_unchoke < unchoke_time &&
 598           (connection->interested != 0) && (connection->choked_upload != 0)) {
 599         unchoke_time = connection->last_unchoke;
 600         peer_choosed = connection;
 601       }
 602     }
 603   } else {
 604     //Random optimistic unchoking
 605     if (peer->round == 0) {
 606       int j = 0;
 607       do {
 608         //We choose a random peer to unchoke.
 609         int id_chosen = RngStream_RandInt(peer->stream, 0, xbt_dict_length(peer->peers) - 1);
 610         int i = 0;
 611         connection_t connection;
 612         xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 613           if (i == id_chosen) {
 614             peer_choosed = connection;
 615             break;
 616           }
 617           i++;
 618         }
 619         xbt_dict_cursor_free(&cursor);
 620         if (peer_choosed == NULL)
 621           THROWF(unknown_error, 0, "A peer should have be selected at this point");
 622         else if ((peer_choosed->interested == 0) || (peer_choosed->choked_upload == 0))
 623           peer_choosed = NULL;
 624         else
 625           XBT_DEBUG("Nothing to do, keep going");
 626         j++;
 627       } while (peer_choosed == NULL && j < MAXIMUM_PAIRS);
 628     } else {
 629       //Use the "fastest download" policy.
 630       connection_t connection;
 631       double fastest_speed = 0.0;
 632       xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 633         if (connection->peer_speed > fastest_speed &&
 634             (connection->choked_upload != 0) && (connection->interested != 0)) {
 635           peer_choosed = connection;
 636           fastest_speed = connection->peer_speed;
 637         }
 638       }
 639     }
 640   }
 641
 642   if (peer_choosed != NULL)
 643     XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers unchoked (%d) ; int (%d) ; choked (%d) ",
 644               peer->id, peer_choosed->id, peer_choosed->interested, peer_choosed->choked_upload);
 645
 646   if (peer_choked != peer_choosed) {
 647     if (peer_choked != NULL) {
 648       xbt_assert((!peer_choked->choked_upload), "Tries to choked a choked peer");
 649       peer_choked->choked_upload = 1;
 650       xbt_assert((*((int *) key_choked) == peer_choked->id));
 651       update_active_peers_set(peer, peer_choked);
 652       XBT_DEBUG("(%d) Sending a CHOKE to %d", peer->id, peer_choked->id);
 653       send_choked(peer, peer_choked->mailbox);
 654     }
 655     if (peer_choosed != NULL) {
 656       xbt_assert((peer_choosed->choked_upload), "Tries to unchoked an unchoked peer");
 657       peer_choosed->choked_upload = 0;
 658       xbt_dict_set_ext(peer->active_peers, (char *) &peer_choosed->id, sizeof(int), peer_choosed, NULL);
 659       peer_choosed->last_unchoke = MSG_get_clock();
 660       XBT_DEBUG("(%d) Sending a UNCHOKE to %d", peer->id, peer_choosed->id);
 661       update_active_peers_set(peer, peer_choosed);
 662       send_unchoked(peer, peer_choosed->mailbox);
 663     }
 664   }
 665 }
 666
 667 /** @brief Update "interested" state of peers: send "not interested" to peers that don't have any more pieces we want.
 668  *  @param peer our peer data
 669  */
 670 void update_interested_after_receive(peer_t peer)
 671 {
 672   char *key;
 673   xbt_dict_cursor_t cursor;
 674   connection_t connection;
 675   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 676     int interested = 0;
 677     if (connection->am_interested != 0) {
 678       //Check if the peer still has a piece we want.
 679       for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 680         if (peer_has_not_piece(peer, i) && connection_has_piece(connection,i)) {
 681           interested = 1;
 682           break;
 683         }
 684       }
 685       if (!interested) {        //no more piece to download from connection
 686         connection->am_interested = 0;
 687         send_notinterested(peer, connection->mailbox);
 688       }
 689     }
 690   }
 691 }
 692
 693 void update_bitfield_blocks(peer_t peer, int index, int block_index, int block_length)
 694 {
 695   xbt_assert((index >= 0 && index <= FILE_PIECES), "Wrong piece.");
 696   xbt_assert((block_index >= 0 && block_index <= PIECES_BLOCKS), "Wrong block : %d.", block_index);
 697   for (int i = block_index; i < (block_index + block_length); i++) {
 698     peer->bitfield_blocks |= (1ULL<<(unsigned int)(index * PIECES_BLOCKS + i));
 699   }
 700 }
 701
 702 /** Returns if a peer has completed the download of a piece */
 703 int piece_complete(peer_t peer, int index)
 704 {
 705   for (int i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++) {
 706     if (!(peer->bitfield_blocks & 1ULL<<(index * PIECES_BLOCKS + i))) {
 707       return 0;
 708     }
 709   }
 710   return 1;
 711 }
 712
 713 /** Returns the first block that a peer doesn't have in a piece. If the peer has all blocks of the piece, returns -1. */
 714 int get_first_block(peer_t peer, int piece)
 715 {
 716   for (int i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++) {
 717     if (!(peer->bitfield_blocks & 1ULL<<(piece * PIECES_BLOCKS + i))) {
 718       return i;
 719     }
 720   }
 721   return -1;
 722 }
 723
 724 /** Indicates if the remote peer has a piece not stored by the local peer */
 725 int is_interested(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 726 {
 727   return remote_peer->bitfield & (peer->bitfield^((1<<FILE_PIECES)-1));
 728 }
 729
 730 /** Indicates if the remote peer has a piece not stored by the local peer nor requested by the local peer */
 731 int is_interested_and_free(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 732 {
 733   for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 734     if (peer_has_not_piece(peer, i) && connection_has_piece(remote_peer,i) && peer_is_not_downloading_piece(peer, i)) {
 735       return 1;
 736     }
 737   }
 738   return 0;
 739 }
 740
 741 /** Returns a piece that is partially downloaded and stored by the remote peer if any -1 otherwise. */
 742 int partially_downloaded_piece(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 743 {
 744   for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 745     if (peer_has_not_piece(peer, i) && connection_has_piece(remote_peer,i)&& peer_is_not_downloading_piece(peer, i)) {
 746       if (get_first_block(peer, i) > 0)
 747         return i;
 748     }
 749   }
 750   return -1;
 751 }
 752
 753 /** @brief Send request messages to a peer that have unchoked us
 754  *  @param peer peer
 755  *  @param remote_peer peer data to the peer we want to send the request
 756  */
 757 void send_request_to_peer(peer_t peer, connection_t remote_peer, int piece)
 758 {
 759   remote_peer->current_piece = piece;
 760   xbt_assert(connection_has_piece(remote_peer,piece));
 761   int block_index = get_first_block(peer, piece);
 762   if (block_index != -1) {
 763     int block_length = MIN(BLOCKS_REQUESTED, PIECES_BLOCKS - block_index);
 764     send_request(peer, remote_peer->mailbox, piece, block_index, block_length);
 765   }
 766 }
 767
 768 /***********************************************************
 769  *
 770  *  Low level message functions
 771  *
 772  ***********************************************************/
 773
 774 /** @brief Send a "interested" message to a peer
 775  *  @param peer peer data
 776  *  @param mailbox destination mailbox
 777  */
 778 void send_interested(peer_t peer, const char *mailbox)
 779 {
 780   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_INTERESTED, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 781                                      task_message_size(MESSAGE_INTERESTED));
 782   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 783   XBT_DEBUG("Sending INTERESTED to %s", mailbox);
 784 }
 785
 786 /** @brief Send a "not interested" message to a peer
 787  *  @param peer peer data
 788  *  @param mailbox destination mailbox
 789  */
 790 void send_notinterested(peer_t peer, const char *mailbox)
 791 {
 792   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_NOTINTERESTED, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 793                                      task_message_size(MESSAGE_NOTINTERESTED));
 794   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 795   XBT_DEBUG("Sending NOTINTERESTED to %s", mailbox);
 796 }
 797
 798 /** @brief Send a handshake message to all the peers the peer has.
 799  *  @param peer peer data
 800  */
 801 void send_handshake_all(peer_t peer)
 802 {
 803   connection_t remote_peer;
 804   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
 805   char *key;
 806   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, remote_peer) {
 807     msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_HANDSHAKE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 808                                        task_message_size(MESSAGE_HANDSHAKE));
 809     MSG_task_dsend(task, remote_peer->mailbox, task_message_free);
 810     XBT_DEBUG("Sending a HANDSHAKE to %s", remote_peer->mailbox);
 811   }
 812 }
 813
 814 /** @brief Send a "handshake" message to an user
 815  *  @param peer peer data
 816  *  @param mailbox mailbox where to we send the message
 817  */
 818 void send_handshake(peer_t peer, const char *mailbox)
 819 {
 820   XBT_DEBUG("Sending a HANDSHAKE to %s", mailbox);
 821   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_HANDSHAKE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 822                                      task_message_size(MESSAGE_HANDSHAKE));
 823   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 824 }
 825
 826 /** Send a "choked" message to a peer. */
 827 void send_choked(peer_t peer, const char *mailbox)
 828 {
 829   XBT_DEBUG("Sending a CHOKE to %s", mailbox);
 830   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_CHOKE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 831                     task_message_size(MESSAGE_CHOKE));
 832   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 833 }
 834
 835 /** Send a "unchoked" message to a peer */
 836 void send_unchoked(peer_t peer, const char *mailbox)
 837 {
 838   XBT_DEBUG("Sending a UNCHOKE to %s", mailbox);
 839   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_UNCHOKE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 840                                      task_message_size(MESSAGE_UNCHOKE));
 841   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 842 }
 843
 844 /** Send a "HAVE" message to all peers we are connected to */
 845 void send_have(peer_t peer, int piece)
 846 {
 847   XBT_DEBUG("Sending HAVE message to all my peers");
 848   connection_t remote_peer;
 849   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
 850   char *key;
 851   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, remote_peer) {
 852     msg_task_t task = task_message_index_new(MESSAGE_HAVE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id, piece,
 853                                              task_message_size(MESSAGE_HAVE));
 854     MSG_task_dsend(task, remote_peer->mailbox, task_message_free);
 855   }
 856 }
 857
 858 /** @brief Send a bitfield message to all the peers the peer has.
 859  *  @param peer peer data
 860  */
 861 void send_bitfield(peer_t peer, const char *mailbox)
 862 {
 863   XBT_DEBUG("Sending a BITFIELD to %s", mailbox);
 864   msg_task_t task = task_message_bitfield_new(peer->hostname, peer->mailbox, peer->id, peer->bitfield, FILE_PIECES);
 865   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 866 }
 867
 868 /** Send a "request" message to a pair, containing a request for a piece */
 869 void send_request(peer_t peer, const char *mailbox, int piece, int block_index, int block_length)
 870 {
 871   XBT_DEBUG("Sending a REQUEST to %s for piece %d (%d,%d)", mailbox, piece, block_index, block_length);
 872   msg_task_t task = task_message_request_new(peer->hostname, peer->mailbox, peer->id, piece, block_index, block_length);
 873   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 874 }
 875
 876 /** Send a "piece" message to a pair, containing a piece of the file */
 877 void send_piece(peer_t peer, const char *mailbox, int piece, int block_index, int block_length)
 878 {
 879   XBT_DEBUG("Sending the PIECE %d (%d,%d) to %s", piece, block_index, block_length, mailbox);
 880   xbt_assert(piece >= 0, "Tried to send a piece that doesn't exist.");
 881   xbt_assert(!peer_has_not_piece(peer,piece), "Tried to send a piece that we doesn't have.");
 882   msg_task_t task = task_message_piece_new(peer->hostname, peer->mailbox, peer->id, piece, block_index, block_length,
 883                                            BLOCK_SIZE);
 884   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 885 }