examples/msg/app-bittorrent/peer.c

   1 /* Copyright (c) 2012-2016. 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 //TODO: Let users change this
  17 /*
  18  * File transfered data
  19  * For the test, default values are :
  20  * File size: 10 pieces * 5 blocks/piece * 16384 bytes/block = 819200 bytes
  21  */
  22
  23 #define FILE_PIECES  10
  24 #define PIECES_BLOCKS 5
  25 #define BLOCK_SIZE  16384
  26 #define ENABLE_END_GAME_MODE 1
  27
  28 /** Number of blocks asked by each request */
  29 #define BLOCKS_REQUESTED 2
  30
  31 static const unsigned long int FILE_SIZE = FILE_PIECES * PIECES_BLOCKS * BLOCK_SIZE;
  32
  33 #define SLEEP_DURATION 1
  34
  35 /** Peer main function */
  36 int peer(int argc, char *argv[])
  37 {
  38   s_peer_t peer;
  39   //Check arguments
  40   xbt_assert(argc == 3 || argc == 4, "Wrong number of arguments");
  41   //Build peer object
  42   if (argc == 4) {
  43     peer_init(&peer, xbt_str_parse_int(argv[1],"Invalid ID: %s"), 1);
  44   } else {
  45     peer_init(&peer, xbt_str_parse_int(argv[1],"Invalid ID: %s"), 0);
  46   }
  47   //Retrieve deadline
  48   double deadline = xbt_str_parse_double(argv[2],"Invalid deadline: %s");
  49   xbt_assert(deadline > 0, "Wrong deadline supplied");
  50   XBT_INFO("Hi, I'm joining the network with id %d", peer.id);
  51   //Getting peer data from the tracker.
  52   if (get_peers_data(&peer)) {
  53     XBT_DEBUG("Got %d peers from the tracker", xbt_dict_length(peer.peers));
  54     XBT_DEBUG("Here is my current status: %s", peer.bitfield);
  55     peer.begin_receive_time = MSG_get_clock();
  56     MSG_mailbox_set_async(peer.mailbox);
  57     if (has_finished(peer.bitfield)) {
  58       peer.pieces = FILE_PIECES;
  59       send_handshake_all(&peer);
  60       seed_loop(&peer, deadline);
  61     } else {
  62       leech_loop(&peer, deadline);
  63       seed_loop(&peer, deadline);
  64     }
  65   } else {
  66     XBT_INFO("Couldn't contact the tracker.");
  67   }
  68
  69   XBT_INFO("Here is my current status: %s", peer.bitfield);
  70   if (peer.comm_received) {
  71     MSG_comm_destroy(peer.comm_received);
  72   }
  73
  74   peer_free(&peer);
  75   return 0;
  76 }
  77
  78 /** @brief Peer main loop when it is leeching.
  79  *  @param peer peer data
  80  *  @param deadline time at which the peer has to leave
  81  */
  82 void leech_loop(peer_t peer, double deadline)
  83 {
  84   double next_choked_update = MSG_get_clock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
  85   XBT_DEBUG("Start downloading.");
  86   /*
  87    * Send a "handshake" message to all the peers it got
  88    * (since it couldn't have gotten more than 50 peers)
  89    */
  90   send_handshake_all(peer);
  91   XBT_DEBUG("Starting main leech loop");
  92
  93   while (MSG_get_clock() < deadline && peer->pieces < FILE_PIECES) {
  94     if (peer->comm_received == NULL) {
  95       peer->task_received = NULL;
  96       peer->comm_received = MSG_task_irecv(&peer->task_received, peer->mailbox);
  97     }
  98     if (MSG_comm_test(peer->comm_received)) {
  99       msg_error_t status = MSG_comm_get_status(peer->comm_received);
 100       MSG_comm_destroy(peer->comm_received);
 101       peer->comm_received = NULL;
 102       if (status == MSG_OK) {
 103         handle_message(peer, peer->task_received);
 104       }
 105     } else {
 106       //We don't execute the choke algorithm if we don't already have a piece
 107       if (MSG_get_clock() >= next_choked_update && peer->pieces > 0) {
 108         update_choked_peers(peer);
 109         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 110       } else {
 111         MSG_process_sleep(SLEEP_DURATION);
 112       }
 113     }
 114   }
 115   if (peer->pieces == FILE_PIECES)
 116     XBT_DEBUG("%d becomes a seeder", peer->id);
 117
 118 }
 119
 120 /** @brief Peer main loop when it is seeding
 121  *  @param peer peer data
 122  *  @param deadline time when the peer will leave
 123  */
 124 void seed_loop(peer_t peer, double deadline)
 125 {
 126   double next_choked_update = MSG_get_clock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 127   XBT_DEBUG("Start seeding.");
 128   //start the main seed loop
 129   while (MSG_get_clock() < deadline) {
 130     if (peer->comm_received == NULL) {
 131       peer->task_received = NULL;
 132       peer->comm_received = MSG_task_irecv(&peer->task_received, peer->mailbox);
 133     }
 134     if (MSG_comm_test(peer->comm_received)) {
 135       msg_error_t status = MSG_comm_get_status(peer->comm_received);
 136       MSG_comm_destroy(peer->comm_received);
 137       peer->comm_received = NULL;
 138       if (status == MSG_OK) {
 139         handle_message(peer, peer->task_received);
 140       }
 141     } else {
 142       if (MSG_get_clock() >= next_choked_update) {
 143         update_choked_peers(peer);
 144         //TODO: Change the choked peer algorithm when seeding.
 145         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 146       } else {
 147         MSG_process_sleep(SLEEP_DURATION);
 148       }
 149     }
 150   }
 151 }
 152
 153 /** @brief Retrieves the peer list from the tracker
 154  *  @param peer current peer data
 155  */
 156 int get_peers_data(peer_t peer)
 157 {
 158   int success = 0;
 159   int send_success = 0;
 160   double timeout = MSG_get_clock() + GET_PEERS_TIMEOUT;
 161   //Build the task to send to the tracker
 162   tracker_task_data_t data = tracker_task_data_new(MSG_host_get_name(MSG_host_self()), peer->mailbox_tracker,
 163                                                    peer->id, 0, 0, FILE_SIZE);
 164   //Build the task to send.
 165   msg_task_t task_send = MSG_task_create(NULL, 0, TRACKER_COMM_SIZE, data);
 166   msg_task_t task_received = NULL;
 167   msg_comm_t comm_received;
 168   while ((send_success == 0) && MSG_get_clock() < timeout) {
 169     XBT_DEBUG("Sending a peer request to the tracker.");
 170     msg_error_t status = MSG_task_send_with_timeout(task_send, TRACKER_MAILBOX, GET_PEERS_TIMEOUT);
 171     if (status == MSG_OK) {
 172       send_success = 1;
 173     }
 174   }
 175   while ((success ==0) && MSG_get_clock() < timeout) {
 176     comm_received = MSG_task_irecv(&task_received, peer->mailbox_tracker);
 177     msg_error_t status = MSG_comm_wait(comm_received, GET_PEERS_TIMEOUT);
 178     if (status == MSG_OK) {
 179       tracker_task_data_t data = MSG_task_get_data(task_received);
 180       unsigned i;
 181       int peer_id;
 182       //Add the peers the tracker gave us to our peer list.
 183       xbt_dynar_foreach(data->peers, i, peer_id) {
 184         if (peer_id != peer->id)
 185           xbt_dict_set_ext(peer->peers, (char *) &peer_id, sizeof(int), connection_new(peer_id), NULL);
 186       }
 187       success = 1;
 188       //free the communication and the task
 189       MSG_comm_destroy(comm_received);
 190       tracker_task_data_free(data);
 191       MSG_task_destroy(task_received);
 192     }
 193   }
 194
 195   return success;
 196 }
 197
 198 /** @brief Initialize the peer data.
 199  *  @param peer peer data
 200  *  @param id id of the peer to take in the network
 201  *  @param seed indicates if the peer is a seed.
 202  */
 203 void peer_init(peer_t peer, int id, int seed)
 204 {
 205   peer->id = id;
 206   snprintf(peer->mailbox,MAILBOX_SIZE-1, "%d", id);
 207   snprintf(peer->mailbox_tracker,MAILBOX_SIZE-1, "tracker_%d", id);
 208   peer->peers        = xbt_dict_new_homogeneous(NULL);
 209   peer->active_peers = xbt_dict_new_homogeneous(NULL);
 210   peer->hostname = MSG_host_get_name(MSG_host_self());
 211
 212   peer->bitfield = xbt_new(char, FILE_PIECES + 1);
 213   peer->bitfield_blocks = xbt_new(char, (FILE_PIECES) * (PIECES_BLOCKS) + 1);
 214   if (seed) {
 215     memset(peer->bitfield, '1', sizeof(char) * (FILE_PIECES + 1));
 216     memset(peer->bitfield_blocks, '1', sizeof(char) * FILE_PIECES * (PIECES_BLOCKS));
 217   } else {
 218     memset(peer->bitfield, '0', sizeof(char) * (FILE_PIECES + 1));
 219     memset(peer->bitfield_blocks, '0', sizeof(char) * FILE_PIECES * (PIECES_BLOCKS));
 220   }
 221
 222   peer->bitfield[FILE_PIECES] = '\0';
 223   peer->pieces = 0;
 224
 225   peer->pieces_count = xbt_new0(short, FILE_PIECES);
 226
 227   peer->current_pieces = xbt_dynar_new(sizeof(int), NULL);
 228
 229   peer->stream        = (RngStream)MSG_host_get_data(MSG_host_self());
 230   peer->comm_received = NULL;
 231
 232   peer->round = 0;
 233 }
 234
 235 /** Destroys a poor peer object. */
 236 void peer_free(peer_t peer)
 237 {
 238   char *key;
 239   connection_t connection;
 240   xbt_dict_cursor_t cursor;
 241   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 242     connection_free(connection);
 243   }
 244   xbt_dict_free(&peer->peers);
 245   xbt_dict_free(&peer->active_peers);
 246   xbt_dynar_free(&peer->current_pieces);
 247   xbt_free(peer->pieces_count);
 248   xbt_free(peer->bitfield);
 249   xbt_free(peer->bitfield_blocks);
 250 }
 251
 252 /** @brief Returns if a peer has finished downloading the file
 253  *  @param bitfield peer bitfield
 254  */
 255 int has_finished(char *bitfield)
 256 {
 257   return ((memchr(bitfield, '0', sizeof(char) * FILE_PIECES) == NULL) ? 1 : 0);
 258 }
 259
 260 int nb_interested_peers(peer_t peer)
 261 {
 262   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
 263   char *key;
 264   connection_t connection;
 265   int nb = 0;
 266   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 267     if (connection->interested)
 268       nb++;
 269   }
 270   return nb;
 271 }
 272
 273 void update_active_peers_set(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 274 {
 275   if ((remote_peer->interested != 0) && (remote_peer->choked_upload == 0)) {
 276     //add in the active peers set
 277     xbt_dict_set_ext(peer->active_peers, (char *) &remote_peer->id, sizeof(int), remote_peer, NULL);
 278   } else if (xbt_dict_get_or_null_ext(peer->active_peers, (char *) &remote_peer->id, sizeof(int))) {
 279     xbt_dict_remove_ext(peer->active_peers, (char *) &remote_peer->id, sizeof(int));
 280   }
 281 }
 282
 283 /** @brief Handle a received message sent by another peer
 284  * @param peer Peer data
 285  * @param task task received.
 286  */
 287 void handle_message(peer_t peer, msg_task_t task)
 288 {
 289   message_t message = MSG_task_get_data(task);
 290   connection_t remote_peer;
 291   remote_peer = xbt_dict_get_or_null_ext(peer->peers, (char *) &message->peer_id, sizeof(int));
 292   switch (message->type) {
 293   case MESSAGE_HANDSHAKE:
 294     XBT_DEBUG("Received a HANDSHAKE from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 295     //Check if the peer is in our connection list.
 296     if (remote_peer == 0) {
 297       xbt_dict_set_ext(peer->peers, (char *) &message->peer_id, sizeof(int), connection_new(message->peer_id), NULL);
 298       send_handshake(peer, message->mailbox);
 299     }
 300     //Send our bitfield to the peer
 301     send_bitfield(peer, message->mailbox);
 302     break;
 303   case MESSAGE_BITFIELD:
 304     XBT_DEBUG("Recieved a BITFIELD message from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 305     //Update the pieces list
 306     update_pieces_count_from_bitfield(peer, message->bitfield);
 307     //Store the bitfield
 308     remote_peer->bitfield = xbt_strdup(message->bitfield);
 309     xbt_assert(!remote_peer->am_interested, "Should not be interested at first");
 310     if (is_interested(peer, remote_peer)) {
 311       remote_peer->am_interested = 1;
 312       send_interested(peer, message->mailbox);
 313     }
 314     break;
 315   case MESSAGE_INTERESTED:
 316     XBT_DEBUG("Recieved an INTERESTED message from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 317     xbt_assert((remote_peer != NULL), "A non-in-our-list peer has sent us a message. WTH ?");
 318     //Update the interested state of the peer.
 319     remote_peer->interested = 1;
 320     update_active_peers_set(peer, remote_peer);
 321     break;
 322   case MESSAGE_NOTINTERESTED:
 323     XBT_DEBUG("Received a NOTINTERESTED message from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 324     xbt_assert((remote_peer != NULL), "A non-in-our-list peer has sent us a message. WTH ?");
 325     remote_peer->interested = 0;
 326     update_active_peers_set(peer, remote_peer);
 327     break;
 328   case MESSAGE_UNCHOKE:
 329     xbt_assert((remote_peer != NULL), "A non-in-our-list peer has sent us a message. WTH ?");
 330     XBT_DEBUG("Received a UNCHOKE message from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 331     xbt_assert(remote_peer->choked_download);
 332     remote_peer->choked_download = 0;
 333     //Send requests to the peer, since it has unchoked us
 334     if (remote_peer->am_interested)
 335       request_new_piece_to_peer(peer, remote_peer);
 336     break;
 337   case MESSAGE_CHOKE:
 338     xbt_assert((remote_peer != NULL), "A non-in-our-list peer has sent us a message. WTH ?");
 339     XBT_DEBUG("Received a CHOKE message from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 340     xbt_assert(!remote_peer->choked_download);
 341     remote_peer->choked_download = 1;
 342     remove_current_piece(peer, remote_peer, remote_peer->current_piece);
 343     break;
 344   case MESSAGE_HAVE:
 345     XBT_DEBUG("Received a HAVE message from %s (%s) of piece %d", message->mailbox, message->issuer_host_name,
 346               message->index);
 347     xbt_assert(remote_peer->bitfield, "bitfield not received");
 348     xbt_assert((message->index >= 0 && message->index < FILE_PIECES), "Wrong HAVE message received");
 349     remote_peer->bitfield[message->index] = '1';
 350     peer->pieces_count[message->index]++;
 351     //If the piece is in our pieces, we tell the peer that we are interested.
 352     if ((remote_peer->am_interested == 0) &&
 353          peer->bitfield[message->index] == '0') {
 354       remote_peer->am_interested = 1;
 355       send_interested(peer, message->mailbox);
 356       if (remote_peer->choked_download == 0)
 357         request_new_piece_to_peer(peer, remote_peer);
 358     }
 359     break;
 360   case MESSAGE_REQUEST:
 361     xbt_assert(remote_peer->interested);
 362
 363     xbt_assert((message->index >= 0 && message->index < FILE_PIECES), "Wrong request received");
 364     if (remote_peer->choked_upload == 0) {
 365       XBT_DEBUG("Received a REQUEST from %s (%s) for %d (%d,%d)", message->mailbox, message->issuer_host_name,
 366                 message->index, message->block_index, message->block_index + message->block_length);
 367       if (peer->bitfield[message->index] == '1') {
 368         send_piece(peer, message->mailbox, message->index, message->block_index, message->block_length);
 369       }
 370     } else {
 371       XBT_DEBUG("Received a REQUEST from %s (%s) for %d but he is choked.", message->mailbox,
 372                 message->issuer_host_name, message->peer_id);
 373     }
 374     break;
 375   case MESSAGE_PIECE:
 376     XBT_DEBUG("Received piece %d (%d,%d) from %s (%s)", message->index, message->block_index,
 377               message->block_index + message->block_length, message->mailbox, message->issuer_host_name);
 378     xbt_assert(!remote_peer->choked_download);
 379     xbt_assert(remote_peer->am_interested || ENABLE_END_GAME_MODE,
 380                "Can't received a piece if I'm not interested wihtout end-game mode!"
 381                "piece (%d) bitfield(%s) remote bitfield(%s)", message->index, peer->bitfield, remote_peer->bitfield);
 382     xbt_assert(remote_peer->choked_download != 1, "Can't received a piece if I'm choked !");
 383     xbt_assert((message->index >= 0 && message->index < FILE_PIECES), "Wrong piece received");
 384     //TODO: Execute à computation.
 385       if (peer->bitfield[message->index] == '0') {
 386         update_bitfield_blocks(peer, message->index, message->block_index, message->block_length);
 387         if (piece_complete(peer, message->index)) {
 388           //Removing the piece from our piece list
 389           remove_current_piece(peer, remote_peer, message->index);
 390           //Setting the fact that we have the piece
 391           peer->bitfield[message->index] = '1';
 392           peer->pieces++;
 393           XBT_DEBUG("My status is now %s", peer->bitfield);
 394           //Sending the information to all the peers we are connected to
 395           send_have(peer, message->index);
 396           //sending UNINTERSTED to peers that doesn't have what we want.
 397           update_interested_after_receive(peer);
 398         } else {                // piece not completed
 399           send_request_to_peer(peer, remote_peer, message->index);      // ask for the next block
 400         }
 401       } else {
 402         XBT_DEBUG("However, we already have it");
 403         xbt_assert(ENABLE_END_GAME_MODE, "Should not happen because we don't use end game mode !");
 404         request_new_piece_to_peer(peer, remote_peer);
 405       }
 406     break;
 407   case MESSAGE_CANCEL:
 408     XBT_DEBUG("The received CANCEL from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 409     break;
 410   default:
 411     THROW_IMPOSSIBLE;
 412   }
 413   //Update the peer speed.
 414   if (remote_peer) {
 415     connection_add_speed_value(remote_peer, 1.0 / (MSG_get_clock() - peer->begin_receive_time));
 416   }
 417   peer->begin_receive_time = MSG_get_clock();
 418
 419   task_message_free(task);
 420 }
 421
 422 /** Selects the appropriate piece to download and requests it to the remote_peer */
 423 void request_new_piece_to_peer(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 424 {
 425   int piece = select_piece_to_download(peer, remote_peer);
 426   if (piece != -1) {
 427     xbt_dynar_push_as(peer->current_pieces, int, piece);
 428     send_request_to_peer(peer, remote_peer, piece);
 429   }
 430 }
 431
 432 /** remove current_piece from the list of currently downloaded pieces. */
 433 void remove_current_piece(peer_t peer, connection_t remote_peer, int current_piece)
 434 {
 435   int piece_index = xbt_dynar_search_or_negative(peer->current_pieces, &current_piece);
 436   if (piece_index != -1)
 437     xbt_dynar_remove_at(peer->current_pieces, piece_index, NULL);
 438   remote_peer->current_piece = -1;
 439 }
 440
 441 /** @brief Updates the list of who has a piece from a bitfield
 442  *  @param peer peer we want to update the list
 443  *  @param bitfield bitfield
 444  */
 445 void update_pieces_count_from_bitfield(peer_t peer, char *bitfield)
 446 {
 447   int i;
 448   for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 449     if (bitfield[i] == '1') {
 450       peer->pieces_count[i]++;
 451     }
 452   }
 453 }
 454
 455 /** @brief Return the piece to be downloaded
 456  * There are two cases (as described in "Bittorrent Architecture Protocol", Ryan Toole :
 457  * If a piece is partially downloaded, this piece will be selected prioritarily
 458  * If the peer has strictly less than 4 pieces, he chooses a piece at random.
 459  * If the peer has more than pieces, he downloads the pieces that are the less replicated (rarest policy).
 460  * If all pieces have been downloaded or requested, we select a random requested piece (endgame mode).
 461  * @param peer: local peer
 462  * @param remote_peer: information about the connection
 463  * @return the piece to download if possible. -1 otherwise
 464  */
 465 int select_piece_to_download(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 466 {
 467   int piece = partially_downloaded_piece(peer, remote_peer);
 468   // strict priority policy
 469   if (piece != -1)
 470     return piece;
 471
 472   // end game mode
 473   if (xbt_dynar_length(peer->current_pieces) >= (FILE_PIECES - peer->pieces) &&
 474       (is_interested(peer, remote_peer) != 0)) {
 475 #if ENABLE_END_GAME_MODE == 0
 476       return -1;
 477 #endif
 478     int i;
 479     int nb_interesting_pieces = 0;
 480     int current_index = 0;
 481     // compute the number of interesting pieces
 482     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 483       if (peer->bitfield[i] == '0' && remote_peer->bitfield[i] == '1') {
 484         nb_interesting_pieces++;
 485       }
 486     }
 487     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0);
 488     // get a random interesting piece
 489     int random_piece_index = RngStream_RandInt(peer->stream, 0, nb_interesting_pieces - 1);
 490     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 491       if (peer->bitfield[i] == '0' && remote_peer->bitfield[i] == '1') {
 492         if (random_piece_index == current_index) {
 493           piece = i;
 494           break;
 495         }
 496         current_index++;
 497       }
 498     }
 499     xbt_assert(piece != -1);
 500     return piece;
 501   }
 502   // Random first policy
 503   if (peer->pieces < 4 && (is_interested_and_free(peer, remote_peer) != 0)) {
 504     int i;
 505     int nb_interesting_pieces = 0;
 506     int current_index = 0;
 507     // compute the number of interesting pieces
 508     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 509       if (peer->bitfield[i] == '0' && remote_peer->bitfield[i] == '1' &&
 510           (in_current_pieces(peer, i) == 0)) {
 511         nb_interesting_pieces++;
 512       }
 513     }
 514     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0);
 515     // get a random interesting piece
 516     int random_piece_index = RngStream_RandInt(peer->stream, 0, nb_interesting_pieces - 1);
 517     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 518       if (peer->bitfield[i] == '0' && remote_peer->bitfield[i] == '1' &&
 519           (in_current_pieces(peer, i) == 0)) {
 520         if (random_piece_index == current_index) {
 521           piece = i;
 522           break;
 523         }
 524         current_index++;
 525       }
 526     }
 527     xbt_assert(piece != -1);
 528     return piece;
 529   } else {                      // Rarest first policy
 530     int i;
 531     short min = SHRT_MAX;
 532     int nb_min_pieces = 0;
 533     int current_index = 0;
 534     // compute the smallest number of copies of available pieces
 535     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 536       if (peer->pieces_count[i] < min && peer->bitfield[i] == '0' &&
 537           remote_peer->bitfield[i] == '1' && (in_current_pieces(peer, i) == 0))
 538         min = peer->pieces_count[i];
 539     }
 540     xbt_assert(min != SHRT_MAX ||
 541                (is_interested_and_free(peer, remote_peer) ==0));
 542     // compute the number of rarest pieces
 543     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 544       if (peer->pieces_count[i] == min && peer->bitfield[i] == '0' &&
 545           remote_peer->bitfield[i] == '1' && (in_current_pieces(peer, i) ==0))
 546         nb_min_pieces++;
 547     }
 548     xbt_assert(nb_min_pieces != 0 ||
 549                (is_interested_and_free(peer, remote_peer)==0));
 550     // get a random rarest piece
 551     int random_rarest_index = RngStream_RandInt(peer->stream, 0, nb_min_pieces - 1);
 552     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 553       if (peer->pieces_count[i] == min && peer->bitfield[i] == '0' &&
 554           remote_peer->bitfield[i] == '1' && (in_current_pieces(peer, i)==0)) {
 555         if (random_rarest_index == current_index) {
 556           piece = i;
 557           break;
 558         }
 559         current_index++;
 560       }
 561     }
 562     xbt_assert(piece != -1 || (is_interested_and_free(peer, remote_peer) == 0));
 563     return piece;
 564   }
 565 }
 566
 567 /** @brief Update the list of current choked and unchoked peers, using the choke algorithm
 568  *  @param peer the current peer
 569  */
 570 void update_choked_peers(peer_t peer)
 571 {
 572   if (nb_interested_peers(peer) == 0)
 573     return;
 574   XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers %d active peers", peer->id, xbt_dict_size(peer->active_peers));
 575   //update the current round
 576   peer->round = (peer->round + 1) % 3;
 577   char *key;
 578   char *key_choked=NULL;
 579   connection_t peer_choosed = NULL;
 580   connection_t peer_choked = NULL;
 581   //remove a peer from the list
 582   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
 583   xbt_dict_cursor_first(peer->active_peers, &cursor);
 584   if (xbt_dict_length(peer->active_peers) > 0) {
 585     key_choked = xbt_dict_cursor_get_key(cursor);
 586     peer_choked = xbt_dict_cursor_get_data(cursor);
 587   }
 588   xbt_dict_cursor_free(&cursor);
 589
 590   /**If we are currently seeding, we unchoke the peer which has been unchoked the last time.*/
 591   if (peer->pieces == FILE_PIECES) {
 592     connection_t connection;
 593     double unchoke_time = MSG_get_clock() + 1;
 594
 595     xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 596       if (connection->last_unchoke < unchoke_time &&
 597           (connection->interested != 0) && (connection->choked_upload != 0)) {
 598         unchoke_time = connection->last_unchoke;
 599         peer_choosed = connection;
 600       }
 601     }
 602   } else {
 603     //Random optimistic unchoking
 604     if (peer->round == 0) {
 605       int j = 0;
 606       do {
 607         //We choose a random peer to unchoke.
 608         int id_chosen = RngStream_RandInt(peer->stream, 0, xbt_dict_length(peer->peers) - 1);
 609         int i = 0;
 610         connection_t connection;
 611         xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 612           if (i == id_chosen) {
 613             peer_choosed = connection;
 614             break;
 615           }
 616           i++;
 617         }
 618         xbt_dict_cursor_free(&cursor);
 619         if (peer_choosed == NULL)
 620           THROWF(unknown_error, 0, "A peer should have be selected at this point");
 621         else if ((peer_choosed->interested == 0) || (peer_choosed->choked_upload == 0))
 622           peer_choosed = NULL;
 623         else
 624           XBT_DEBUG("Nothing to do, keep going");
 625         j++;
 626       } while (peer_choosed == NULL && j < MAXIMUM_PAIRS);
 627     } else {
 628       //Use the "fastest download" policy.
 629       connection_t connection;
 630       double fastest_speed = 0.0;
 631       xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 632         if (connection->peer_speed > fastest_speed &&
 633             (connection->choked_upload != 0) && (connection->interested != 0)) {
 634           peer_choosed = connection;
 635           fastest_speed = connection->peer_speed;
 636         }
 637       }
 638     }
 639   }
 640
 641   if (peer_choosed != NULL)
 642     XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers unchoked (%d) ; int (%d) ; choked (%d) ",
 643               peer->id, peer_choosed->id, peer_choosed->interested, peer_choosed->choked_upload);
 644
 645   if (peer_choked != peer_choosed) {
 646     if (peer_choked != NULL) {
 647       xbt_assert((!peer_choked->choked_upload), "Tries to choked a choked peer");
 648       peer_choked->choked_upload = 1;
 649       xbt_assert((*((int *) key_choked) == peer_choked->id));
 650       update_active_peers_set(peer, peer_choked);
 651       XBT_DEBUG("(%d) Sending a CHOKE to %d", peer->id, peer_choked->id);
 652       send_choked(peer, peer_choked->mailbox);
 653     }
 654     if (peer_choosed != NULL) {
 655       xbt_assert((peer_choosed->choked_upload), "Tries to unchoked an unchoked peer");
 656       peer_choosed->choked_upload = 0;
 657       xbt_dict_set_ext(peer->active_peers, (char *) &peer_choosed->id, sizeof(int), peer_choosed, NULL);
 658       peer_choosed->last_unchoke = MSG_get_clock();
 659       XBT_DEBUG("(%d) Sending a UNCHOKE to %d", peer->id, peer_choosed->id);
 660       update_active_peers_set(peer, peer_choosed);
 661       send_unchoked(peer, peer_choosed->mailbox);
 662     }
 663   }
 664 }
 665
 666 /** @brief Update "interested" state of peers: send "not interested" to peers that don't have any more pieces we want.
 667  *  @param peer our peer data
 668  */
 669 void update_interested_after_receive(peer_t peer)
 670 {
 671   char *key;
 672   xbt_dict_cursor_t cursor;
 673   connection_t connection;
 674   int interested;
 675   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 676     interested = 0;
 677     if (connection->am_interested != 0) {
 678       xbt_assert(connection->bitfield, "Bitfield not received");
 679       //Check if the peer still has a piece we want.
 680       int i;
 681       for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 682         if (connection->bitfield[i] == '1' && peer->bitfield[i] == '0') {
 683           interested = 1;
 684           break;
 685         }
 686       }
 687       if (!interested) {        //no more piece to download from connection
 688         connection->am_interested = 0;
 689         send_notinterested(peer, connection->mailbox);
 690       }
 691     }
 692   }
 693 }
 694
 695 void update_bitfield_blocks(peer_t peer, int index, int block_index, int block_length)
 696 {
 697   int i;
 698   xbt_assert((index >= 0 && index <= FILE_PIECES), "Wrong piece.");
 699   xbt_assert((block_index >= 0 && block_index <= PIECES_BLOCKS), "Wrong block : %d.", block_index);
 700   for (i = block_index; i < (block_index + block_length); i++) {
 701     peer->bitfield_blocks[index * PIECES_BLOCKS + i] = '1';
 702   }
 703 }
 704
 705 /** Returns if a peer has completed the download of a piece */
 706 int piece_complete(peer_t peer, int index)
 707 {
 708   int i;
 709   for (i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++) {
 710     if (peer->bitfield_blocks[index * PIECES_BLOCKS + i] == '0') {
 711       return 0;
 712     }
 713   }
 714   return 1;
 715 }
 716
 717 /** Returns the first block that a peer doesn't have in a piece. If the peer has all blocks of the piece, returns -1. */
 718 int get_first_block(peer_t peer, int piece)
 719 {
 720   int i;
 721   for (i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++) {
 722     if (peer->bitfield_blocks[piece * PIECES_BLOCKS + i] == '0') {
 723       return i;
 724     }
 725   }
 726   return -1;
 727 }
 728
 729 /** Indicates if the remote peer has a piece not stored by the local peer */
 730 int is_interested(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 731 {
 732   xbt_assert(remote_peer->bitfield, "Bitfield not received");
 733   for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 734     if (remote_peer->bitfield[i] == '1' && peer->bitfield[i] == '0') {
 735       return 1;
 736     }
 737   }
 738   return 0;
 739 }
 740
 741 /** Indicates if the remote peer has a piece not stored by the local peer nor requested by the local peer */
 742 int is_interested_and_free(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 743 {
 744   xbt_assert(remote_peer->bitfield, "Bitfield not received");
 745   for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 746     if (remote_peer->bitfield[i] == '1' && peer->bitfield[i] == '0' &&
 747         (in_current_pieces(peer, i) == 0)) {
 748       return 1;
 749     }
 750   }
 751   return 0;
 752 }
 753
 754 /** Returns a piece that is partially downloaded and stored by the remote peer if any -1 otherwise. */
 755 int partially_downloaded_piece(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 756 {
 757   xbt_assert(remote_peer->bitfield, "Bitfield not received");
 758   for (int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 759     if (remote_peer->bitfield[i] == '1' && peer->bitfield[i] == '0' &&
 760         (in_current_pieces(peer, i) == 0)) {
 761       if (get_first_block(peer, i) > 0)
 762         return i;
 763     }
 764   }
 765   return -1;
 766 }
 767
 768 /** @brief Send request messages to a peer that have unchoked us
 769  *  @param peer peer
 770  *  @param remote_peer peer data to the peer we want to send the request
 771  */
 772 void send_request_to_peer(peer_t peer, connection_t remote_peer, int piece)
 773 {
 774   remote_peer->current_piece = piece;
 775   xbt_assert(remote_peer->bitfield, "bitfield not received");
 776   xbt_assert(remote_peer->bitfield[piece] == '1');
 777   int block_index = get_first_block(peer, piece);
 778   if (block_index != -1) {
 779     int block_length = PIECES_BLOCKS - block_index;
 780     block_length = MIN(BLOCKS_REQUESTED, block_length);
 781     send_request(peer, remote_peer->mailbox, piece, block_index, block_length);
 782   }
 783 }
 784
 785 /** Indicates if a piece is currently being downloaded by the peer. */
 786 int in_current_pieces(peer_t peer, int piece)
 787 {
 788   return xbt_dynar_member(peer->current_pieces, &piece);
 789 }
 790
 791 /***********************************************************
 792  *
 793  *  Low level message functions
 794  *
 795  ***********************************************************/
 796
 797 /** @brief Send a "interested" message to a peer
 798  *  @param peer peer data
 799  *  @param mailbox destination mailbox
 800  */
 801 void send_interested(peer_t peer, const char *mailbox)
 802 {
 803   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_INTERESTED, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 804                                      task_message_size(MESSAGE_INTERESTED));
 805   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 806   XBT_DEBUG("Sending INTERESTED to %s", mailbox);
 807 }
 808
 809 /** @brief Send a "not interested" message to a peer
 810  *  @param peer peer data
 811  *  @param mailbox destination mailbox
 812  */
 813 void send_notinterested(peer_t peer, const char *mailbox)
 814 {
 815   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_NOTINTERESTED, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 816                                      task_message_size(MESSAGE_NOTINTERESTED));
 817   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 818   XBT_DEBUG("Sending NOTINTERESTED to %s", mailbox);
 819 }
 820
 821 /** @brief Send a handshake message to all the peers the peer has.
 822  *  @param peer peer data
 823  */
 824 void send_handshake_all(peer_t peer)
 825 {
 826   connection_t remote_peer;
 827   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
 828   char *key;
 829   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, remote_peer) {
 830     msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_HANDSHAKE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 831                                        task_message_size(MESSAGE_HANDSHAKE));
 832     MSG_task_dsend(task, remote_peer->mailbox, task_message_free);
 833     XBT_DEBUG("Sending a HANDSHAKE to %s", remote_peer->mailbox);
 834   }
 835 }
 836
 837 /** @brief Send a "handshake" message to an user
 838  *  @param peer peer data
 839  *  @param mailbox mailbox where to we send the message
 840  */
 841 void send_handshake(peer_t peer, const char *mailbox)
 842 {
 843   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_HANDSHAKE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 844                                      task_message_size(MESSAGE_HANDSHAKE));
 845   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 846   XBT_DEBUG("Sending a HANDSHAKE to %s", mailbox);
 847 }
 848
 849 /** Send a "choked" message to a peer. */
 850 void send_choked(peer_t peer, const char *mailbox)
 851 {
 852   XBT_DEBUG("Sending a CHOKE to %s", mailbox);
 853   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_CHOKE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 854                     task_message_size(MESSAGE_CHOKE));
 855   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 856 }
 857
 858 /** Send a "unchoked" message to a peer */
 859 void send_unchoked(peer_t peer, const char *mailbox)
 860 {
 861   XBT_DEBUG("Sending a UNCHOKE to %s", mailbox);
 862   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_UNCHOKE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 863                                      task_message_size(MESSAGE_UNCHOKE));
 864   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 865 }
 866
 867 /** Send a "HAVE" message to all peers we are connected to */
 868 void send_have(peer_t peer, int piece)
 869 {
 870   XBT_DEBUG("Sending HAVE message to all my peers");
 871   connection_t remote_peer;
 872   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
 873   char *key;
 874   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, remote_peer) {
 875     msg_task_t task = task_message_index_new(MESSAGE_HAVE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id, piece,
 876                                              task_message_size(MESSAGE_HAVE));
 877     MSG_task_dsend(task, remote_peer->mailbox, task_message_free);
 878   }
 879 }
 880
 881 /** @brief Send a bitfield message to all the peers the peer has.
 882  *  @param peer peer data
 883  */
 884 void send_bitfield(peer_t peer, const char *mailbox)
 885 {
 886   XBT_DEBUG("Sending a BITFIELD to %s", mailbox);
 887   msg_task_t task = task_message_bitfield_new(peer->hostname, peer->mailbox, peer->id, peer->bitfield, FILE_PIECES);
 888   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 889 }
 890
 891 /** Send a "request" message to a pair, containing a request for a piece */
 892 void send_request(peer_t peer, const char *mailbox, int piece, int block_index, int block_length)
 893 {
 894   XBT_DEBUG("Sending a REQUEST to %s for piece %d (%d,%d)", mailbox, piece, block_index, block_length);
 895   msg_task_t task = task_message_request_new(peer->hostname, peer->mailbox, peer->id, piece, block_index, block_length);
 896   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 897 }
 898
 899 /** Send a "piece" message to a pair, containing a piece of the file */
 900 void send_piece(peer_t peer, const char *mailbox, int piece, int block_index, int block_length)
 901 {
 902   XBT_DEBUG("Sending the PIECE %d (%d,%d) to %s", piece, block_index, block_length, mailbox);
 903   xbt_assert(piece >= 0, "Tried to send a piece that doesn't exist.");
 904   xbt_assert((peer->bitfield[piece] == '1'), "Tried to send a piece that we doesn't have.");
 905   msg_task_t task = task_message_piece_new(peer->hostname, peer->mailbox, peer->id, piece, block_index, block_length,
 906                                            BLOCK_SIZE);
 907   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 908 }