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

   1 /* Copyright (c) 2012-2022. 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 namespace sg4 = simgrid::s4u;
  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 constexpr unsigned long FILE_PIECES   = 10UL;
  21 constexpr unsigned long PIECES_BLOCKS = 5UL;
  22 constexpr int BLOCK_SIZE              = 16384;
  23
  24 /** Number of blocks asked by each request */
  25 constexpr unsigned long BLOCKS_REQUESTED = 2UL;
  26
  27 constexpr double SLEEP_DURATION     = 1.0;
  28 #define BITS_TO_BYTES(x) (((x) / 8 + (x) % 8) ? 1 : 0)
  29
  30 /** Message sizes
  31  * Sizes based on report by A. Legout et al, Understanding BitTorrent: An Experimental Perspective
  32  * http://hal.inria.fr/inria-00000156/en
  33  */
  34 constexpr unsigned message_size(MessageType type)
  35 {
  36   constexpr std::array<unsigned, 10> sizes{{/* HANDSHAKE     */ 68,
  37                                             /* CHOKE         */ 5,
  38                                             /* UNCHOKE       */ 5,
  39                                             /* INTERESTED    */ 5,
  40                                             /* NOTINTERESTED */ 5,
  41                                             /* HAVE          */ 9,
  42                                             /* BITFIELD      */ 5,
  43                                             /* REQUEST       */ 17,
  44                                             /* PIECE         */ 13,
  45                                             /* CANCEL        */ 17}};
  46   return sizes[static_cast<int>(type)];
  47 }
  48
  49 constexpr const char* message_name(MessageType type)
  50 {
  51   constexpr std::array<const char*, 10> names{{"HANDSHAKE", "CHOKE", "UNCHOKE", "INTERESTED", "NOTINTERESTED", "HAVE",
  52                                                "BITFIELD", "REQUEST", "PIECE", "CANCEL"}};
  53   return names[static_cast<int>(type)];
  54 }
  55
  56 Peer::Peer(std::vector<std::string> args)
  57 {
  58   // Check arguments
  59   xbt_assert(args.size() == 3 || args.size() == 4, "Wrong number of arguments");
  60   try {
  61     id       = std::stoi(args[1]);
  62     mailbox_ = sg4::Mailbox::by_name(std::to_string(id));
  63   } catch (const std::invalid_argument&) {
  64     throw std::invalid_argument("Invalid ID:" + args[1]);
  65   }
  66   random.set_seed(id);
  67
  68   try {
  69     deadline = std::stod(args[2]);
  70   } catch (const std::invalid_argument&) {
  71     throw std::invalid_argument("Invalid deadline:" + args[2]);
  72   }
  73   xbt_assert(deadline > 0, "Wrong deadline supplied");
  74
  75   if (args.size() == 4 && args[3] == "1") {
  76     bitfield_       = (1U << FILE_PIECES) - 1U;
  77     bitfield_blocks = (1ULL << (FILE_PIECES * PIECES_BLOCKS)) - 1ULL;
  78   }
  79   pieces_count.resize(FILE_PIECES);
  80
  81   XBT_INFO("Hi, I'm joining the network with id %d", id);
  82 }
  83
  84 /** Peer main function */
  85 void Peer::operator()()
  86 {
  87   // Getting peer data from the tracker.
  88   if (getPeersFromTracker()) {
  89     XBT_DEBUG("Got %zu peers from the tracker. Current status is: %s", connected_peers.size(), getStatus().c_str());
  90     begin_receive_time = sg4::Engine::get_clock();
  91     mailbox_->set_receiver(sg4::Actor::self());
  92     if (hasFinished()) {
  93       sendHandshakeToAllPeers();
  94     } else {
  95       leech();
  96     }
  97     seed();
  98   } else {
  99     XBT_INFO("Couldn't contact the tracker.");
 100   }
 101
 102   XBT_INFO("Here is my current status: %s", getStatus().c_str());
 103 }
 104
 105 bool Peer::getPeersFromTracker()
 106 {
 107   sg4::Mailbox* tracker_mailbox = sg4::Mailbox::by_name(TRACKER_MAILBOX);
 108   // Build the task to send to the tracker
 109   auto* peer_request = new TrackerQuery(id, mailbox_);
 110   try {
 111     XBT_DEBUG("Sending a peer request to the tracker.");
 112     tracker_mailbox->put(peer_request, TRACKER_COMM_SIZE, GET_PEERS_TIMEOUT);
 113   } catch (const simgrid::TimeoutException&) {
 114     XBT_DEBUG("Timeout expired when requesting peers to tracker");
 115     delete peer_request;
 116     return false;
 117   }
 118
 119   try {
 120     auto answer = mailbox_->get_unique<TrackerAnswer>(GET_PEERS_TIMEOUT);
 121     // Add the peers the tracker gave us to our peer list.
 122     for (auto const& peer_id : answer->getPeers())
 123       if (id != peer_id)
 124         connected_peers.try_emplace(peer_id, peer_id);
 125   } catch (const simgrid::TimeoutException&) {
 126     XBT_DEBUG("Timeout expired when requesting peers to tracker");
 127     return false;
 128   }
 129   return true;
 130 }
 131
 132 void Peer::sendHandshakeToAllPeers()
 133 {
 134   for (auto const& kv : connected_peers) {
 135     const Connection& remote_peer = kv.second;
 136     auto* handshake               = new Message(MessageType::HANDSHAKE, id, mailbox_);
 137     remote_peer.mailbox_->put_init(handshake, message_size(MessageType::HANDSHAKE))->detach();
 138     XBT_DEBUG("Sending a HANDSHAKE to %d", remote_peer.id);
 139   }
 140 }
 141
 142 void Peer::sendMessage(sg4::Mailbox* mailbox, MessageType type, uint64_t size)
 143 {
 144   XBT_DEBUG("Sending %s to %s", message_name(type), mailbox->get_cname());
 145   mailbox->put_init(new Message(type, id, bitfield_, mailbox_), size)->detach();
 146 }
 147
 148 void Peer::sendBitfield(sg4::Mailbox* mailbox)
 149 {
 150   XBT_DEBUG("Sending a BITFIELD to %s", mailbox->get_cname());
 151   mailbox
 152       ->put_init(new Message(MessageType::BITFIELD, id, bitfield_, mailbox_),
 153                  message_size(MessageType::BITFIELD) + BITS_TO_BYTES(FILE_PIECES))
 154       ->detach();
 155 }
 156
 157 void Peer::sendPiece(sg4::Mailbox* mailbox, unsigned int piece, int block_index, int block_length)
 158 {
 159   xbt_assert(not hasNotPiece(piece), "Tried to send a unavailable piece.");
 160   XBT_DEBUG("Sending the PIECE %u (%d,%d) to %s", piece, block_index, block_length, mailbox->get_cname());
 161   mailbox->put_init(new Message(MessageType::PIECE, id, mailbox_, piece, block_index, block_length), BLOCK_SIZE)
 162       ->detach();
 163 }
 164
 165 void Peer::sendHaveToAllPeers(unsigned int piece)
 166 {
 167   XBT_DEBUG("Sending HAVE message to all my peers");
 168   for (auto const& kv : connected_peers) {
 169     const Connection& remote_peer = kv.second;
 170     remote_peer.mailbox_->put_init(new Message(MessageType::HAVE, id, mailbox_, piece), message_size(MessageType::HAVE))
 171         ->detach();
 172   }
 173 }
 174
 175 void Peer::sendRequestTo(Connection* remote_peer, unsigned int piece)
 176 {
 177   remote_peer->current_piece = piece;
 178   xbt_assert(remote_peer->hasPiece(piece));
 179   int block_index = getFirstMissingBlockFrom(piece);
 180   if (block_index != -1) {
 181     int block_length = static_cast<int>(std::min(BLOCKS_REQUESTED, PIECES_BLOCKS - block_index));
 182     XBT_DEBUG("Sending a REQUEST to %s for piece %u (%d,%d)", remote_peer->mailbox_->get_cname(), piece, block_index,
 183               block_length);
 184     remote_peer->mailbox_
 185         ->put_init(new Message(MessageType::REQUEST, id, mailbox_, piece, block_index, block_length),
 186                    message_size(MessageType::REQUEST))
 187         ->detach();
 188   }
 189 }
 190
 191 std::string Peer::getStatus() const
 192 {
 193   std::string res;
 194   for (unsigned i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 195     res += (bitfield_ & (1U << i)) ? '1' : '0';
 196   return res;
 197 }
 198
 199 bool Peer::hasFinished() const
 200 {
 201   return bitfield_ == (1U << FILE_PIECES) - 1U;
 202 }
 203
 204 /** Indicates if the remote peer has a piece not stored by the local peer */
 205 bool Peer::isInterestedBy(const Connection* remote_peer) const
 206 {
 207   return remote_peer->bitfield & (bitfield_ ^ ((1 << FILE_PIECES) - 1));
 208 }
 209
 210 bool Peer::isInterestedByFree(const Connection* remote_peer) const
 211 {
 212   for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 213     if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i))
 214       return true;
 215   return false;
 216 }
 217
 218 void Peer::updatePiecesCountFromBitfield(unsigned int bitfield)
 219 {
 220   for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 221     if (bitfield & (1U << i))
 222       pieces_count[i]++;
 223 }
 224
 225 unsigned int Peer::countPieces(unsigned int bitfield) const
 226 {
 227   unsigned int count = 0U;
 228   unsigned int n     = bitfield;
 229   while (n) {
 230     count += n & 1U;
 231     n >>= 1U;
 232   }
 233   return count;
 234 }
 235
 236 int Peer::nbInterestedPeers() const
 237 {
 238   return static_cast<int>(std::count_if(connected_peers.begin(), connected_peers.end(),
 239                                         [](const auto& kv) { return kv.second.interested; }));
 240 }
 241
 242 void Peer::leech()
 243 {
 244   double next_choked_update = sg4::Engine::get_clock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 245   XBT_DEBUG("Start downloading.");
 246
 247   /* Send a "handshake" message to all the peers it got (since it couldn't have gotten more than 50 peers) */
 248   sendHandshakeToAllPeers();
 249   XBT_DEBUG("Starting main leech loop listening on mailbox: %s", mailbox_->get_cname());
 250
 251   while (sg4::Engine::get_clock() < deadline && countPieces(bitfield_) < FILE_PIECES) {
 252     if (comm_received == nullptr) {
 253       comm_received = mailbox_->get_async<Message>(&message);
 254     }
 255     if (comm_received->test()) {
 256       handleMessage();
 257       delete message;
 258       comm_received = nullptr;
 259     } else {
 260       // We don't execute the choke algorithm if we don't already have a piece
 261       if (sg4::Engine::get_clock() >= next_choked_update && countPieces(bitfield_) > 0) {
 262         updateChokedPeers();
 263         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 264       } else {
 265         sg4::this_actor::sleep_for(SLEEP_DURATION);
 266       }
 267     }
 268   }
 269   if (hasFinished())
 270     XBT_DEBUG("%d becomes a seeder", id);
 271 }
 272
 273 void Peer::seed()
 274 {
 275   double next_choked_update = sg4::Engine::get_clock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 276   XBT_DEBUG("Start seeding.");
 277   // start the main seed loop
 278   while (sg4::Engine::get_clock() < deadline) {
 279     if (comm_received == nullptr) {
 280       comm_received = mailbox_->get_async<Message>(&message);
 281     }
 282     if (comm_received->test()) {
 283       handleMessage();
 284       delete message;
 285       comm_received = nullptr;
 286     } else {
 287       if (sg4::Engine::get_clock() >= next_choked_update) {
 288         updateChokedPeers();
 289         // TODO: Change the choked peer algorithm when seeding.
 290         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 291       } else {
 292         sg4::this_actor::sleep_for(SLEEP_DURATION);
 293       }
 294     }
 295   }
 296 }
 297
 298 void Peer::updateActivePeersSet(Connection* remote_peer)
 299 {
 300   if (remote_peer->interested && not remote_peer->choked_upload)
 301     active_peers.insert(remote_peer);
 302   else
 303     active_peers.erase(remote_peer);
 304 }
 305
 306 void Peer::handleMessage()
 307 {
 308   XBT_DEBUG("Received a %s message from %s", message_name(message->type), message->return_mailbox->get_cname());
 309
 310   auto known_peer         = connected_peers.find(message->peer_id);
 311   Connection* remote_peer = (known_peer == connected_peers.end()) ? nullptr : &known_peer->second;
 312   xbt_assert(remote_peer != nullptr || message->type == MessageType::HANDSHAKE,
 313              "The impossible did happened: A not-in-our-list peer sent us a message.");
 314
 315   switch (message->type) {
 316     case MessageType::HANDSHAKE:
 317       // Check if the peer is in our connection list.
 318       if (remote_peer == nullptr) {
 319         XBT_DEBUG("This peer %d was unknown, answer to its handshake", message->peer_id);
 320         connected_peers.try_emplace(message->peer_id, message->peer_id);
 321         sendMessage(message->return_mailbox, MessageType::HANDSHAKE, message_size(MessageType::HANDSHAKE));
 322       }
 323       // Send our bitfield to the peer
 324       sendBitfield(message->return_mailbox);
 325       break;
 326     case MessageType::BITFIELD:
 327       // Update the pieces list
 328       updatePiecesCountFromBitfield(message->bitfield);
 329       // Store the bitfield
 330       remote_peer->bitfield = message->bitfield;
 331       xbt_assert(not remote_peer->am_interested, "Should not be interested at first");
 332       if (isInterestedBy(remote_peer)) {
 333         remote_peer->am_interested = true;
 334         sendMessage(message->return_mailbox, MessageType::INTERESTED, message_size(MessageType::INTERESTED));
 335       }
 336       break;
 337     case MessageType::INTERESTED:
 338       // Update the interested state of the peer.
 339       remote_peer->interested = true;
 340       updateActivePeersSet(remote_peer);
 341       break;
 342     case MessageType::NOTINTERESTED:
 343       remote_peer->interested = false;
 344       updateActivePeersSet(remote_peer);
 345       break;
 346     case MessageType::UNCHOKE:
 347       xbt_assert(remote_peer->choked_download);
 348       remote_peer->choked_download = false;
 349       // Send requests to the peer, since it has unchoked us
 350       if (remote_peer->am_interested)
 351         requestNewPieceTo(remote_peer);
 352       break;
 353     case MessageType::CHOKE:
 354       xbt_assert(not remote_peer->choked_download);
 355       remote_peer->choked_download = true;
 356       if (remote_peer->current_piece != -1)
 357         removeCurrentPiece(remote_peer, remote_peer->current_piece);
 358       break;
 359     case MessageType::HAVE:
 360       XBT_DEBUG("\t for piece %d", message->piece);
 361       xbt_assert((message->piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(message->piece) < FILE_PIECES),
 362                  "Wrong HAVE message received");
 363       remote_peer->bitfield = remote_peer->bitfield | (1U << static_cast<unsigned int>(message->piece));
 364       pieces_count[message->piece]++;
 365       // If the piece is in our pieces, we tell the peer that we are interested.
 366       if (not remote_peer->am_interested && hasNotPiece(message->piece)) {
 367         remote_peer->am_interested = true;
 368         sendMessage(message->return_mailbox, MessageType::INTERESTED, message_size(MessageType::INTERESTED));
 369         if (not remote_peer->choked_download)
 370           requestNewPieceTo(remote_peer);
 371       }
 372       break;
 373     case MessageType::REQUEST:
 374       xbt_assert(remote_peer->interested);
 375       xbt_assert((message->piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(message->piece) < FILE_PIECES),
 376                  "Wrong HAVE message received");
 377       if (not remote_peer->choked_upload) {
 378         XBT_DEBUG("\t for piece %d (%d,%d)", message->piece, message->block_index,
 379                   message->block_index + message->block_length);
 380         if (not hasNotPiece(message->piece)) {
 381           sendPiece(message->return_mailbox, message->piece, message->block_index, message->block_length);
 382         }
 383       } else {
 384         XBT_DEBUG("\t for piece %d but he is choked.", message->peer_id);
 385       }
 386       break;
 387     case MessageType::PIECE:
 388       XBT_DEBUG(" \t for piece %d (%d,%d)", message->piece, message->block_index,
 389                 message->block_index + message->block_length);
 390       xbt_assert(not remote_peer->choked_download);
 391       xbt_assert(not remote_peer->choked_download, "Can't received a piece if I'm choked !");
 392       xbt_assert((message->piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(message->piece) < FILE_PIECES),
 393                  "Wrong piece received");
 394       // TODO: Execute a computation.
 395       if (hasNotPiece(static_cast<unsigned int>(message->piece))) {
 396         updateBitfieldBlocks(message->piece, message->block_index, message->block_length);
 397         if (hasCompletedPiece(static_cast<unsigned int>(message->piece))) {
 398           // Removing the piece from our piece list
 399           removeCurrentPiece(remote_peer, message->piece);
 400           // Setting the fact that we have the piece
 401           bitfield_ = bitfield_ | (1U << static_cast<unsigned int>(message->piece));
 402           XBT_DEBUG("My status is now %s", getStatus().c_str());
 403           // Sending the information to all the peers we are connected to
 404           sendHaveToAllPeers(message->piece);
 405           // sending UNINTERESTED to peers that do not have what we want.
 406           updateInterestedAfterReceive();
 407         } else {                                      // piece not completed
 408           sendRequestTo(remote_peer, message->piece); // ask for the next block
 409         }
 410       } else {
 411         XBT_DEBUG("However, we already have it");
 412         requestNewPieceTo(remote_peer);
 413       }
 414       break;
 415     case MessageType::CANCEL:
 416       break;
 417     default:
 418       THROW_IMPOSSIBLE;
 419   }
 420   // Update the peer speed.
 421   if (remote_peer) {
 422     remote_peer->addSpeedValue(1.0 / (sg4::Engine::get_clock() - begin_receive_time));
 423   }
 424   begin_receive_time = sg4::Engine::get_clock();
 425 }
 426
 427 /** Selects the appropriate piece to download and requests it to the remote_peer */
 428 void Peer::requestNewPieceTo(Connection* remote_peer)
 429 {
 430   int piece = selectPieceToDownload(remote_peer);
 431   if (piece != -1) {
 432     current_pieces |= (1U << (unsigned int)piece);
 433     sendRequestTo(remote_peer, piece);
 434   }
 435 }
 436
 437 void Peer::removeCurrentPiece(Connection* remote_peer, unsigned int current_piece)
 438 {
 439   current_pieces &= ~(1U << current_piece);
 440   remote_peer->current_piece = -1;
 441 }
 442
 443 /** @brief Return the piece to be downloaded
 444  * There are two cases (as described in "Bittorrent Architecture Protocol", Ryan Toole :
 445  * If a piece is partially downloaded, this piece will be selected prioritarily
 446  * If the peer has strictly less than 4 pieces, he chooses a piece at random.
 447  * If the peer has more than pieces, he downloads the pieces that are the less replicated (rarest policy).
 448  * If all pieces have been downloaded or requested, we select a random requested piece (endgame mode).
 449  * @param remote_peer: information about the connection
 450  * @return the piece to download if possible. -1 otherwise
 451  */
 452 int Peer::selectPieceToDownload(const Connection* remote_peer)
 453 {
 454   int piece = partiallyDownloadedPiece(remote_peer);
 455   // strict priority policy
 456   if (piece != -1)
 457     return piece;
 458
 459   // end game mode
 460   if (countPieces(current_pieces) >= (FILE_PIECES - countPieces(bitfield_)) && isInterestedBy(remote_peer)) {
 461     int nb_interesting_pieces = 0;
 462     // compute the number of interesting pieces
 463     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 464       if (remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i))
 465         nb_interesting_pieces++;
 466
 467     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0);
 468     // get a random interesting piece
 469     int random_piece_index = random.uniform_int(0, nb_interesting_pieces - 1);
 470     int current_index      = 0;
 471     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 472       if (remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i)) {
 473         if (random_piece_index == current_index) {
 474           piece = i;
 475           break;
 476         }
 477         current_index++;
 478       }
 479     }
 480     xbt_assert(piece != -1);
 481     return piece;
 482   }
 483   // Random first policy
 484   if (countPieces(bitfield_) < 4 && isInterestedByFree(remote_peer)) {
 485     int nb_interesting_pieces = 0;
 486     // compute the number of interesting pieces
 487     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 488       if (remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i) && isNotDownloadingPiece(i))
 489         nb_interesting_pieces++;
 490     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0);
 491     // get a random interesting piece
 492     int random_piece_index = random.uniform_int(0, nb_interesting_pieces - 1);
 493     int current_index      = 0;
 494     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 495       if (remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i) && isNotDownloadingPiece(i)) {
 496         if (random_piece_index == current_index) {
 497           piece = i;
 498           break;
 499         }
 500         current_index++;
 501       }
 502     }
 503     xbt_assert(piece != -1);
 504     return piece;
 505   } else { // Rarest first policy
 506     short min         = SHRT_MAX;
 507     int nb_min_pieces = 0;
 508     int current_index = 0;
 509     // compute the smallest number of copies of available pieces
 510     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 511       if (pieces_count[i] < min && remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i) && isNotDownloadingPiece(i))
 512         min = pieces_count[i];
 513     }
 514
 515     xbt_assert(min != SHRT_MAX || not isInterestedByFree(remote_peer));
 516     // compute the number of rarest pieces
 517     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 518       if (pieces_count[i] == min && remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i) && isNotDownloadingPiece(i))
 519         nb_min_pieces++;
 520
 521     xbt_assert(nb_min_pieces != 0 || not isInterestedByFree(remote_peer));
 522     // get a random rarest piece
 523     int random_rarest_index = 0;
 524     if (nb_min_pieces > 0) {
 525       random_rarest_index = random.uniform_int(0, nb_min_pieces - 1);
 526     }
 527     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 528       if (pieces_count[i] == min && remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i) && isNotDownloadingPiece(i)) {
 529         if (random_rarest_index == current_index) {
 530           piece = i;
 531           break;
 532         }
 533         current_index++;
 534       }
 535
 536     xbt_assert(piece != -1 || not isInterestedByFree(remote_peer));
 537     return piece;
 538   }
 539 }
 540
 541 void Peer::updateChokedPeers()
 542 {
 543   if (nbInterestedPeers() == 0)
 544     return;
 545   XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers %zu active peers", id, active_peers.size());
 546   // update the current round
 547   round_                  = (round_ + 1) % 3;
 548   Connection* chosen_peer = nullptr;
 549   // select first active peer and remove it from the set
 550   Connection* choked_peer;
 551   if (active_peers.empty()) {
 552     choked_peer = nullptr;
 553   } else {
 554     choked_peer = *active_peers.begin();
 555     active_peers.erase(choked_peer);
 556   }
 557
 558   /**If we are currently seeding, we unchoke the peer which has been unchoked the last time.*/
 559   if (hasFinished()) {
 560     double unchoke_time = sg4::Engine::get_clock() + 1;
 561     for (auto& kv : connected_peers) {
 562       Connection& remote_peer = kv.second;
 563       if (remote_peer.last_unchoke < unchoke_time && remote_peer.interested && remote_peer.choked_upload) {
 564         unchoke_time = remote_peer.last_unchoke;
 565         chosen_peer  = &remote_peer;
 566       }
 567     }
 568   } else {
 569     // Random optimistic unchoking
 570     if (round_ == 0) {
 571       int j = 0;
 572       do {
 573         // We choose a random peer to unchoke.
 574         auto chosen_peer_it = connected_peers.begin();
 575         std::advance(chosen_peer_it, random.uniform_int(0, static_cast<int>(connected_peers.size() - 1)));
 576         chosen_peer = &chosen_peer_it->second;
 577         if (not chosen_peer->interested || not chosen_peer->choked_upload)
 578           chosen_peer = nullptr;
 579         else
 580           XBT_DEBUG("Nothing to do, keep going");
 581         j++;
 582       } while (chosen_peer == nullptr && j < MAXIMUM_PEERS);
 583     } else {
 584       // Use the "fastest download" policy.
 585       double fastest_speed = 0.0;
 586       for (auto& kv : connected_peers) {
 587         Connection& remote_peer = kv.second;
 588         if (remote_peer.peer_speed > fastest_speed && remote_peer.choked_upload && remote_peer.interested) {
 589           fastest_speed = remote_peer.peer_speed;
 590           chosen_peer   = &remote_peer;
 591         }
 592       }
 593     }
 594   }
 595
 596   if (chosen_peer != nullptr)
 597     XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers unchoked (%d) ; int (%d) ; choked (%d) ", id, chosen_peer->id,
 598               chosen_peer->interested, chosen_peer->choked_upload);
 599
 600   if (choked_peer != chosen_peer) {
 601     if (choked_peer != nullptr) {
 602       xbt_assert(not choked_peer->choked_upload, "Tries to choked a choked peer");
 603       choked_peer->choked_upload = true;
 604       updateActivePeersSet(choked_peer);
 605       XBT_DEBUG("(%d) Sending a CHOKE to %d", id, choked_peer->id);
 606       sendMessage(choked_peer->mailbox_, MessageType::CHOKE, message_size(MessageType::CHOKE));
 607     }
 608     if (chosen_peer != nullptr) {
 609       xbt_assert((chosen_peer->choked_upload), "Tries to unchoked an unchoked peer");
 610       chosen_peer->choked_upload = false;
 611       active_peers.insert(chosen_peer);
 612       chosen_peer->last_unchoke = sg4::Engine::get_clock();
 613       XBT_DEBUG("(%d) Sending a UNCHOKE to %d", id, chosen_peer->id);
 614       updateActivePeersSet(chosen_peer);
 615       sendMessage(chosen_peer->mailbox_, MessageType::UNCHOKE, message_size(MessageType::UNCHOKE));
 616     }
 617   }
 618 }
 619
 620 /** @brief Update "interested" state of peers: send "not interested" to peers that don't have any more pieces we want.*/
 621 void Peer::updateInterestedAfterReceive()
 622 {
 623   for (auto& kv : connected_peers) {
 624     Connection& remote_peer = kv.second;
 625     if (remote_peer.am_interested) {
 626       bool interested = false;
 627       // Check if the peer still has a piece we want.
 628       for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 629         if (remotePeerHasMissingPiece(&remote_peer, i)) {
 630           interested = true;
 631           break;
 632         }
 633
 634       if (not interested) { // no more piece to download from connection
 635         remote_peer.am_interested = false;
 636         sendMessage(remote_peer.mailbox_, MessageType::NOTINTERESTED, message_size(MessageType::NOTINTERESTED));
 637       }
 638     }
 639   }
 640 }
 641
 642 void Peer::updateBitfieldBlocks(int piece, int block_index, int block_length)
 643 {
 644   xbt_assert((piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(piece) <= FILE_PIECES), "Wrong piece.");
 645   xbt_assert((block_index >= 0 && static_cast<unsigned int>(block_index) <= PIECES_BLOCKS), "Wrong block : %d.",
 646              block_index);
 647   for (int i = block_index; i < (block_index + block_length); i++)
 648     bitfield_blocks |= (1ULL << static_cast<unsigned int>(piece * PIECES_BLOCKS + i));
 649 }
 650
 651 bool Peer::hasCompletedPiece(unsigned int piece) const
 652 {
 653   for (unsigned int i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++)
 654     if (not(bitfield_blocks & 1ULL << (piece * PIECES_BLOCKS + i)))
 655       return false;
 656   return true;
 657 }
 658
 659 int Peer::getFirstMissingBlockFrom(int piece) const
 660 {
 661   for (unsigned int i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++)
 662     if (not(bitfield_blocks & 1ULL << (piece * PIECES_BLOCKS + i)))
 663       return i;
 664   return -1;
 665 }
 666
 667 /** Returns a piece that is partially downloaded and stored by the remote peer if any -1 otherwise. */
 668 int Peer::partiallyDownloadedPiece(const Connection* remote_peer) const
 669 {
 670   for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 671     if (remotePeerHasMissingPiece(remote_peer, i) && isNotDownloadingPiece(i) && getFirstMissingBlockFrom(i) > 0)
 672       return i;
 673   return -1;
 674 }