examples/s4u/app-bittorrent/s4u_peer.cpp

   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 <climits>
   7 #include <xbt/ex.hpp>
   8
   9 #include "s4u_peer.hpp"
  10 #include "s4u_tracker.hpp"
  11
  12 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_CATEGORY(s4u_bt_peer, "Messages specific for the peers");
  13
  14 /*
  15  * User parameters for transferred file data. For the test, the default values are :
  16  * File size: 10 pieces * 5 blocks/piece * 16384 bytes/block = 819200 bytes
  17  */
  18 #define FILE_PIECES 10UL
  19 #define PIECES_BLOCKS 5UL
  20 #define BLOCK_SIZE 16384
  21
  22 /** Number of blocks asked by each request */
  23 #define BLOCKS_REQUESTED 2
  24
  25 #define ENABLE_END_GAME_MODE 1
  26 #define SLEEP_DURATION 1
  27 #define BITS_TO_BYTES(x) (((x) / 8 + (x) % 8) ? 1 : 0)
  28
  29 Peer::Peer(std::vector<std::string> args)
  30 {
  31   // Check arguments
  32   xbt_assert(args.size() == 3 || args.size() == 4, "Wrong number of arguments");
  33   try {
  34     id       = std::stoi(args[1]);
  35     mailbox_ = simgrid::s4u::Mailbox::byName(std::to_string(id));
  36   } catch (std::invalid_argument& ia) {
  37     throw std::invalid_argument(std::string("Invalid ID:") + args[1].c_str());
  38   }
  39
  40   try {
  41     deadline = std::stod(args[2]);
  42   } catch (std::invalid_argument& ia) {
  43     throw std::invalid_argument(std::string("Invalid deadline:") + args[2].c_str());
  44   }
  45   xbt_assert(deadline > 0, "Wrong deadline supplied");
  46
  47   stream = simgrid::s4u::this_actor::getHost()->extension<HostBittorrent>()->getStream();
  48
  49   if (args.size() == 4 && args[3] == "1") {
  50     bitfield_       = (1U << FILE_PIECES) - 1U;
  51     bitfield_blocks = (1ULL << (FILE_PIECES * PIECES_BLOCKS)) - 1ULL;
  52   }
  53   pieces_count = new short[FILE_PIECES]{0};
  54
  55   XBT_INFO("Hi, I'm joining the network with id %d", id);
  56 }
  57
  58 Peer::~Peer()
  59 {
  60   for (auto peer : connected_peers)
  61     delete peer.second;
  62   delete[] pieces_count;
  63 }
  64
  65 /** Peer main function */
  66 void Peer::operator()()
  67 {
  68   // Getting peer data from the tracker.
  69   if (getPeersFromTracker()) {
  70     XBT_DEBUG("Got %zu peers from the tracker. Current status is: %s", connected_peers.size(), getStatus().c_str());
  71     begin_receive_time = simgrid::s4u::Engine::getClock();
  72     mailbox_->setReceiver(simgrid::s4u::Actor::self());
  73     if (hasFinished()) {
  74       sendHandshakeToAllPeers();
  75     } else {
  76       leech();
  77     }
  78     seed();
  79   } else {
  80     XBT_INFO("Couldn't contact the tracker.");
  81   }
  82
  83   XBT_INFO("Here is my current status: %s", getStatus().c_str());
  84 }
  85
  86 bool Peer::getPeersFromTracker()
  87 {
  88   simgrid::s4u::MailboxPtr tracker_mailbox = simgrid::s4u::Mailbox::byName(TRACKER_MAILBOX);
  89   // Build the task to send to the tracker
  90   TrackerQuery* peer_request = new TrackerQuery(id, mailbox_);
  91   try {
  92     XBT_DEBUG("Sending a peer request to the tracker.");
  93     tracker_mailbox->put(peer_request, TRACKER_COMM_SIZE, GET_PEERS_TIMEOUT);
  94   } catch (xbt_ex& e) {
  95     if (e.category == timeout_error) {
  96       XBT_DEBUG("Timeout expired when requesting peers to tracker");
  97       delete peer_request;
  98       return false;
  99     }
 100   }
 101
 102   try {
 103     TrackerAnswer* answer = static_cast<TrackerAnswer*>(mailbox_->get(GET_PEERS_TIMEOUT));
 104     // Add the peers the tracker gave us to our peer list.
 105     for (auto peer_id : *answer->getPeers())
 106       if (id != peer_id)
 107         connected_peers[peer_id] = new Connection(peer_id);
 108     delete answer;
 109   } catch (xbt_ex& e) {
 110     if (e.category == timeout_error) {
 111       XBT_DEBUG("Timeout expired when requesting peers to tracker");
 112       return false;
 113     }
 114   }
 115   return true;
 116 }
 117
 118 void Peer::sendHandshakeToAllPeers()
 119 {
 120   for (auto kv : connected_peers) {
 121     Connection* remote_peer = kv.second;
 122     Message* handshake      = new Message(MESSAGE_HANDSHAKE, id, mailbox_);
 123     remote_peer->mailbox_->put_init(handshake, MESSAGE_HANDSHAKE_SIZE)->detach();
 124     XBT_DEBUG("Sending a HANDSHAKE to %d", remote_peer->id);
 125   }
 126 }
 127
 128 void Peer::sendMessage(simgrid::s4u::MailboxPtr mailbox, e_message_type type, uint64_t size)
 129 {
 130   const char* type_names[6] = {"HANDSHAKE", "CHOKE", "UNCHOKE", "INTERESTED", "NOTINTERESTED", "CANCEL"};
 131   XBT_DEBUG("Sending %s to %s", type_names[type], mailbox->getName());
 132   mailbox->put_init(new Message(type, id, bitfield_, mailbox_), size)->detach();
 133 }
 134
 135 void Peer::sendBitfield(simgrid::s4u::MailboxPtr mailbox)
 136 {
 137   XBT_DEBUG("Sending a BITFIELD to %s", mailbox->getName());
 138   mailbox
 139       ->put_init(new Message(MESSAGE_BITFIELD, id, bitfield_, mailbox_),
 140                  MESSAGE_BITFIELD_SIZE + BITS_TO_BYTES(FILE_PIECES))
 141       ->detach();
 142 }
 143
 144 void Peer::sendPiece(simgrid::s4u::MailboxPtr mailbox, unsigned int piece, int block_index, int block_length)
 145 {
 146   xbt_assert(not hasNotPiece(piece), "Tried to send a unavailable piece.");
 147   XBT_DEBUG("Sending the PIECE %u (%d,%d) to %s", piece, block_index, block_length, mailbox->getName());
 148   mailbox->put_init(new Message(MESSAGE_PIECE, id, mailbox_, piece, block_index, block_length), BLOCK_SIZE)->detach();
 149 }
 150
 151 void Peer::sendHaveToAllPeers(unsigned int piece)
 152 {
 153   XBT_DEBUG("Sending HAVE message to all my peers");
 154   for (auto kv : connected_peers) {
 155     Connection* remote_peer = kv.second;
 156     remote_peer->mailbox_->put_init(new Message(MESSAGE_HAVE, id, mailbox_, piece), MESSAGE_HAVE_SIZE)->detach();
 157   }
 158 }
 159
 160 void Peer::sendRequestTo(Connection* remote_peer, unsigned int piece)
 161 {
 162   remote_peer->current_piece = piece;
 163   xbt_assert(remote_peer->hasPiece(piece));
 164   int block_index = getFirstMissingBlockFrom(piece);
 165   if (block_index != -1) {
 166     int block_length = MIN(BLOCKS_REQUESTED, PIECES_BLOCKS - block_index);
 167     XBT_DEBUG("Sending a REQUEST to %s for piece %u (%d,%d)", remote_peer->mailbox_->getName(), piece, block_index,
 168               block_length);
 169     remote_peer->mailbox_
 170         ->put_init(new Message(MESSAGE_REQUEST, id, mailbox_, piece, block_index, block_length), MESSAGE_REQUEST_SIZE)
 171         ->detach();
 172   }
 173 }
 174
 175 std::string Peer::getStatus()
 176 {
 177   std::string res = std::string("");
 178   for (int i = FILE_PIECES - 1; i >= 0; i--)
 179     res = std::string((bitfield_ & (1U << i)) ? "1" : "0") + res;
 180   return res;
 181 }
 182
 183 bool Peer::hasFinished()
 184 {
 185   return bitfield_ == (1U << FILE_PIECES) - 1U;
 186 }
 187
 188 /** Indicates if the remote peer has a piece not stored by the local peer */
 189 bool Peer::isInterestedBy(Connection* remote_peer)
 190 {
 191   return remote_peer->bitfield & (bitfield_ ^ ((1 << FILE_PIECES) - 1));
 192 }
 193
 194 bool Peer::isInterestedByFree(Connection* remote_peer)
 195 {
 196   for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 197     if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i))
 198       return true;
 199   return false;
 200 }
 201
 202 void Peer::updatePiecesCountFromBitfield(unsigned int bitfield)
 203 {
 204   for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 205     if (bitfield & (1U << i))
 206       pieces_count[i]++;
 207 }
 208
 209 unsigned int Peer::countPieces(unsigned int bitfield)
 210 {
 211   unsigned int count = 0U;
 212   unsigned int n     = bitfield;
 213   while (n) {
 214     count += n & 1U;
 215     n >>= 1U;
 216   }
 217   return count;
 218 }
 219
 220 int Peer::nbInterestedPeers()
 221 {
 222   int nb = 0;
 223   for (auto kv : connected_peers)
 224     if (kv.second->interested)
 225       nb++;
 226   return nb;
 227 }
 228
 229 void Peer::leech()
 230 {
 231   double next_choked_update = simgrid::s4u::Engine::getClock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 232   XBT_DEBUG("Start downloading.");
 233
 234   /* Send a "handshake" message to all the peers it got (since it couldn't have gotten more than 50 peers) */
 235   sendHandshakeToAllPeers();
 236   XBT_DEBUG("Starting main leech loop listening on mailbox: %s", mailbox_->getName());
 237
 238   void* data = nullptr;
 239   while (simgrid::s4u::Engine::getClock() < deadline && countPieces(bitfield_) < FILE_PIECES) {
 240     if (comm_received == nullptr) {
 241       comm_received = mailbox_->get_async(&data);
 242     }
 243     if (comm_received->test()) {
 244       message = static_cast<Message*>(data);
 245       handleMessage();
 246       delete message;
 247       comm_received = nullptr;
 248     } else {
 249       // We don't execute the choke algorithm if we don't already have a piece
 250       if (simgrid::s4u::Engine::getClock() >= next_choked_update && countPieces(bitfield_) > 0) {
 251         updateChokedPeers();
 252         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 253       } else {
 254         simgrid::s4u::this_actor::sleep_for(SLEEP_DURATION);
 255       }
 256     }
 257   }
 258   if (hasFinished())
 259     XBT_DEBUG("%d becomes a seeder", id);
 260 }
 261
 262 void Peer::seed()
 263 {
 264   double next_choked_update = simgrid::s4u::Engine::getClock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 265   XBT_DEBUG("Start seeding.");
 266   // start the main seed loop
 267   void* data = nullptr;
 268   while (simgrid::s4u::Engine::getClock() < deadline) {
 269     if (comm_received == nullptr) {
 270       comm_received = mailbox_->get_async(&data);
 271     }
 272     if (comm_received->test()) {
 273       message = static_cast<Message*>(data);
 274       handleMessage();
 275       delete message;
 276       comm_received = nullptr;
 277     } else {
 278       if (simgrid::s4u::Engine::getClock() >= next_choked_update) {
 279         updateChokedPeers();
 280         // TODO: Change the choked peer algorithm when seeding.
 281         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 282       } else {
 283         simgrid::s4u::this_actor::sleep_for(SLEEP_DURATION);
 284       }
 285     }
 286   }
 287 }
 288
 289 void Peer::updateActivePeersSet(Connection* remote_peer)
 290 {
 291   if (remote_peer->interested && not remote_peer->choked_upload)
 292     active_peers.insert(remote_peer);
 293   else
 294     active_peers.erase(remote_peer);
 295 }
 296
 297 void Peer::handleMessage()
 298 {
 299   const char* type_names[10] = {"HANDSHAKE", "CHOKE",    "UNCHOKE", "INTERESTED", "NOTINTERESTED",
 300                                 "HAVE",      "BITFIELD", "REQUEST", "PIECE",      "CANCEL"};
 301
 302   XBT_DEBUG("Received a %s message from %s", type_names[message->type], message->return_mailbox->getName());
 303
 304   auto known_peer         = connected_peers.find(message->peer_id);
 305   Connection* remote_peer = (known_peer == connected_peers.end()) ? nullptr : known_peer->second;
 306   xbt_assert(remote_peer != nullptr || message->type == MESSAGE_HANDSHAKE,
 307              "The impossible did happened: A not-in-our-list peer sent us a message.");
 308
 309   switch (message->type) {
 310     case MESSAGE_HANDSHAKE:
 311       // Check if the peer is in our connection list.
 312       if (remote_peer == nullptr) {
 313         XBT_DEBUG("This peer %d was unknown, answer to its handshake", message->peer_id);
 314         connected_peers[message->peer_id] = new Connection(message->peer_id);
 315         sendMessage(message->return_mailbox, MESSAGE_HANDSHAKE, MESSAGE_HANDSHAKE_SIZE);
 316       }
 317       // Send our bitfield to the peer
 318       sendBitfield(message->return_mailbox);
 319       break;
 320     case MESSAGE_BITFIELD:
 321       // Update the pieces list
 322       updatePiecesCountFromBitfield(message->bitfield);
 323       // Store the bitfield
 324       remote_peer->bitfield = message->bitfield;
 325       xbt_assert(not remote_peer->am_interested, "Should not be interested at first");
 326       if (isInterestedBy(remote_peer)) {
 327         remote_peer->am_interested = true;
 328         sendMessage(message->return_mailbox, MESSAGE_INTERESTED, MESSAGE_INTERESTED_SIZE);
 329       }
 330       break;
 331     case MESSAGE_INTERESTED:
 332       // Update the interested state of the peer.
 333       remote_peer->interested = true;
 334       updateActivePeersSet(remote_peer);
 335       break;
 336     case MESSAGE_NOTINTERESTED:
 337       remote_peer->interested = false;
 338       updateActivePeersSet(remote_peer);
 339       break;
 340     case MESSAGE_UNCHOKE:
 341       xbt_assert(remote_peer->choked_download);
 342       remote_peer->choked_download = false;
 343       // Send requests to the peer, since it has unchoked us
 344       if (remote_peer->am_interested)
 345         requestNewPieceTo(remote_peer);
 346       break;
 347     case MESSAGE_CHOKE:
 348       xbt_assert(not remote_peer->choked_download);
 349       remote_peer->choked_download = true;
 350       if (remote_peer->current_piece != -1)
 351         removeCurrentPiece(remote_peer, remote_peer->current_piece);
 352       break;
 353     case MESSAGE_HAVE:
 354       XBT_DEBUG("\t for piece %d", message->piece);
 355       xbt_assert((message->piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(message->piece) < FILE_PIECES),
 356                  "Wrong HAVE message received");
 357       remote_peer->bitfield = remote_peer->bitfield | (1U << static_cast<unsigned int>(message->piece));
 358       pieces_count[message->piece]++;
 359       // If the piece is in our pieces, we tell the peer that we are interested.
 360       if (not remote_peer->am_interested && hasNotPiece(message->piece)) {
 361         remote_peer->am_interested = true;
 362         sendMessage(message->return_mailbox, MESSAGE_INTERESTED, MESSAGE_INTERESTED_SIZE);
 363         if (not remote_peer->choked_download)
 364           requestNewPieceTo(remote_peer);
 365       }
 366       break;
 367     case MESSAGE_REQUEST:
 368       xbt_assert(remote_peer->interested);
 369       xbt_assert((message->piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(message->piece) < FILE_PIECES),
 370                  "Wrong HAVE message received");
 371       if (not remote_peer->choked_upload) {
 372         XBT_DEBUG("\t for piece %d (%d,%d)", message->piece, message->block_index,
 373                   message->block_index + message->block_length);
 374         if (not hasNotPiece(message->piece)) {
 375           sendPiece(message->return_mailbox, message->piece, message->block_index, message->block_length);
 376         }
 377       } else {
 378         XBT_DEBUG("\t for piece %d but he is choked.", message->peer_id);
 379       }
 380       break;
 381     case MESSAGE_PIECE:
 382       XBT_DEBUG(" \t for piece %d (%d,%d)", message->piece, message->block_index,
 383                 message->block_index + message->block_length);
 384       xbt_assert(not remote_peer->choked_download);
 385       xbt_assert(remote_peer->am_interested || ENABLE_END_GAME_MODE,
 386                  "Can't received a piece if I'm not interested without end-game mode!"
 387                  "piece (%d) bitfield (%u) remote bitfield (%u)",
 388                  message->piece, bitfield_, remote_peer->bitfield);
 389       xbt_assert(not remote_peer->choked_download, "Can't received a piece if I'm choked !");
 390       xbt_assert((message->piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(message->piece) < FILE_PIECES),
 391                  "Wrong piece received");
 392       // TODO: Execute a computation.
 393       if (hasNotPiece(static_cast<unsigned int>(message->piece))) {
 394         updateBitfieldBlocks(message->piece, message->block_index, message->block_length);
 395         if (hasCompletedPiece(static_cast<unsigned int>(message->piece))) {
 396           // Removing the piece from our piece list
 397           removeCurrentPiece(remote_peer, message->piece);
 398           // Setting the fact that we have the piece
 399           bitfield_ = bitfield_ | (1U << static_cast<unsigned int>(message->piece));
 400           XBT_DEBUG("My status is now %s", getStatus().c_str());
 401           // Sending the information to all the peers we are connected to
 402           sendHaveToAllPeers(message->piece);
 403           // sending UNINTERESTED to peers that do not have what we want.
 404           updateInterestedAfterReceive();
 405         } else {                                      // piece not completed
 406           sendRequestTo(remote_peer, message->piece); // ask for the next block
 407         }
 408       } else {
 409         XBT_DEBUG("However, we already have it");
 410         xbt_assert(ENABLE_END_GAME_MODE, "Should not happen because we don't use end game mode !");
 411         requestNewPieceTo(remote_peer);
 412       }
 413       break;
 414     case MESSAGE_CANCEL:
 415       break;
 416     default:
 417       THROW_IMPOSSIBLE;
 418   }
 419   // Update the peer speed.
 420   if (remote_peer) {
 421     remote_peer->addSpeedValue(1.0 / (simgrid::s4u::Engine::getClock() - begin_receive_time));
 422   }
 423   begin_receive_time = simgrid::s4u::Engine::getClock();
 424 }
 425
 426 /** Selects the appropriate piece to download and requests it to the remote_peer */
 427 void Peer::requestNewPieceTo(Connection* remote_peer)
 428 {
 429   int piece = selectPieceToDownload(remote_peer);
 430   if (piece != -1) {
 431     current_pieces |= (1U << (unsigned int)piece);
 432     sendRequestTo(remote_peer, piece);
 433   }
 434 }
 435
 436 void Peer::removeCurrentPiece(Connection* remote_peer, unsigned int current_piece)
 437 {
 438   current_pieces &= ~(1U << current_piece);
 439   remote_peer->current_piece = -1;
 440 }
 441
 442 /** @brief Return the piece to be downloaded
 443  * There are two cases (as described in "Bittorrent Architecture Protocol", Ryan Toole :
 444  * If a piece is partially downloaded, this piece will be selected prioritarily
 445  * If the peer has strictly less than 4 pieces, he chooses a piece at random.
 446  * If the peer has more than pieces, he downloads the pieces that are the less replicated (rarest policy).
 447  * If all pieces have been downloaded or requested, we select a random requested piece (endgame mode).
 448  * @param remote_peer: information about the connection
 449  * @return the piece to download if possible. -1 otherwise
 450  */
 451 int Peer::selectPieceToDownload(Connection* remote_peer)
 452 {
 453   int piece = partiallyDownloadedPiece(remote_peer);
 454   // strict priority policy
 455   if (piece != -1)
 456     return piece;
 457
 458   // end game mode
 459   if (countPieces(current_pieces) >= (FILE_PIECES - countPieces(bitfield_)) && isInterestedBy(remote_peer)) {
 460 #if ENABLE_END_GAME_MODE == 0
 461     return -1;
 462 #endif
 463     int nb_interesting_pieces = 0;
 464     // compute the number of interesting pieces
 465     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 466       if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i))
 467         nb_interesting_pieces++;
 468
 469     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0);
 470     // get a random interesting piece
 471     int random_piece_index = RngStream_RandInt(stream, 0, nb_interesting_pieces - 1);
 472     int current_index      = 0;
 473     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 474       if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i)) {
 475         if (random_piece_index == current_index) {
 476           piece = i;
 477           break;
 478         }
 479         current_index++;
 480       }
 481     }
 482     xbt_assert(piece != -1);
 483     return piece;
 484   }
 485   // Random first policy
 486   if (countPieces(bitfield_) < 4 && isInterestedByFree(remote_peer)) {
 487     int nb_interesting_pieces = 0;
 488     // compute the number of interesting pieces
 489     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 490       if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i))
 491         nb_interesting_pieces++;
 492     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0);
 493     // get a random interesting piece
 494     int random_piece_index = RngStream_RandInt(stream, 0, nb_interesting_pieces - 1);
 495     int current_index      = 0;
 496     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 497       if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i)) {
 498         if (random_piece_index == current_index) {
 499           piece = i;
 500           break;
 501         }
 502         current_index++;
 503       }
 504     }
 505     xbt_assert(piece != -1);
 506     return piece;
 507   } else { // Rarest first policy
 508     short min         = SHRT_MAX;
 509     int nb_min_pieces = 0;
 510     int current_index = 0;
 511     // compute the smallest number of copies of available pieces
 512     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 513       if (pieces_count[i] < min && hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i))
 514         min = pieces_count[i];
 515     }
 516
 517     xbt_assert(min != SHRT_MAX || not isInterestedByFree(remote_peer));
 518     // compute the number of rarest pieces
 519     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 520       if (pieces_count[i] == min && hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i))
 521         nb_min_pieces++;
 522
 523     xbt_assert(nb_min_pieces != 0 || not isInterestedByFree(remote_peer));
 524     // get a random rarest piece
 525     int random_rarest_index = RngStream_RandInt(stream, 0, nb_min_pieces - 1);
 526     for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 527       if (pieces_count[i] == min && hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i)) {
 528         if (random_rarest_index == current_index) {
 529           piece = i;
 530           break;
 531         }
 532         current_index++;
 533       }
 534
 535     xbt_assert(piece != -1 || not isInterestedByFree(remote_peer));
 536     return piece;
 537   }
 538 }
 539
 540 void Peer::updateChokedPeers()
 541 {
 542   if (nbInterestedPeers() == 0)
 543     return;
 544   XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers %zu active peers", id, active_peers.size());
 545   // update the current round
 546   round_                  = (round_ + 1) % 3;
 547   Connection* chosen_peer = nullptr;
 548   // select first active peer and remove it from the set
 549   Connection* choked_peer = *(active_peers.begin());
 550   active_peers.erase(choked_peer);
 551
 552   /**If we are currently seeding, we unchoke the peer which has been unchoked the last time.*/
 553   if (hasFinished()) {
 554     Connection* remote_peer;
 555     double unchoke_time = simgrid::s4u::Engine::getClock() + 1;
 556     for (auto kv : connected_peers) {
 557       remote_peer = kv.second;
 558       if (remote_peer->last_unchoke < unchoke_time && remote_peer->interested && remote_peer->choked_upload) {
 559         unchoke_time = remote_peer->last_unchoke;
 560         chosen_peer  = remote_peer;
 561       }
 562     }
 563   } else {
 564     // Random optimistic unchoking
 565     if (round_ == 0) {
 566       int j = 0;
 567       do {
 568         // We choose a random peer to unchoke.
 569         std::unordered_map<int, Connection*>::iterator chosen_peer_it = connected_peers.begin();
 570         std::advance(chosen_peer_it, RngStream_RandInt(stream, 0, connected_peers.size() - 1));
 571         chosen_peer = chosen_peer_it->second;
 572         if (chosen_peer == nullptr)
 573           THROWF(unknown_error, 0, "A peer should have be selected at this point");
 574         else if (not chosen_peer->interested || not chosen_peer->choked_upload)
 575           chosen_peer = nullptr;
 576         else
 577           XBT_DEBUG("Nothing to do, keep going");
 578         j++;
 579       } while (chosen_peer == nullptr && j < MAXIMUM_PEERS);
 580     } else {
 581       // Use the "fastest download" policy.
 582       double fastest_speed = 0.0;
 583       for (auto kv : connected_peers) {
 584         Connection* remote_peer = kv.second;
 585         if (remote_peer->peer_speed > fastest_speed && remote_peer->choked_upload && remote_peer->interested) {
 586           chosen_peer   = remote_peer;
 587           fastest_speed = remote_peer->peer_speed;
 588         }
 589       }
 590     }
 591   }
 592
 593   if (chosen_peer != nullptr)
 594     XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers unchoked (%d) ; int (%d) ; choked (%d) ", id, chosen_peer->id,
 595               chosen_peer->interested, chosen_peer->choked_upload);
 596
 597   if (choked_peer != chosen_peer) {
 598     if (choked_peer != nullptr) {
 599       xbt_assert(not choked_peer->choked_upload, "Tries to choked a choked peer");
 600       choked_peer->choked_upload = true;
 601       updateActivePeersSet(choked_peer);
 602       XBT_DEBUG("(%d) Sending a CHOKE to %d", id, choked_peer->id);
 603       sendMessage(choked_peer->mailbox_, MESSAGE_CHOKE, MESSAGE_CHOKE_SIZE);
 604     }
 605     if (chosen_peer != nullptr) {
 606       xbt_assert((chosen_peer->choked_upload), "Tries to unchoked an unchoked peer");
 607       chosen_peer->choked_upload = false;
 608       active_peers.insert(chosen_peer);
 609       chosen_peer->last_unchoke = simgrid::s4u::Engine::getClock();
 610       XBT_DEBUG("(%d) Sending a UNCHOKE to %d", id, chosen_peer->id);
 611       updateActivePeersSet(chosen_peer);
 612       sendMessage(chosen_peer->mailbox_, MESSAGE_UNCHOKE, MESSAGE_UNCHOKE_SIZE);
 613     }
 614   }
 615 }
 616
 617 /** @brief Update "interested" state of peers: send "not interested" to peers that don't have any more pieces we want.*/
 618 void Peer::updateInterestedAfterReceive()
 619 {
 620   for (auto kv : connected_peers) {
 621     Connection* remote_peer = kv.second;
 622     if (remote_peer->am_interested) {
 623       bool interested = false;
 624       // Check if the peer still has a piece we want.
 625       for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 626         if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i)) {
 627           interested = true;
 628           break;
 629         }
 630
 631       if (not interested) { // no more piece to download from connection
 632         remote_peer->am_interested = false;
 633         sendMessage(remote_peer->mailbox_, MESSAGE_NOTINTERESTED, MESSAGE_NOTINTERESTED_SIZE);
 634       }
 635     }
 636   }
 637 }
 638
 639 void Peer::updateBitfieldBlocks(int piece, int block_index, int block_length)
 640 {
 641   xbt_assert((piece >= 0 && static_cast<unsigned int>(piece) <= FILE_PIECES), "Wrong piece.");
 642   xbt_assert((block_index >= 0 && static_cast<unsigned int>(block_index) <= PIECES_BLOCKS), "Wrong block : %d.",
 643              block_index);
 644   for (int i = block_index; i < (block_index + block_length); i++)
 645     bitfield_blocks |= (1ULL << static_cast<unsigned int>(piece * PIECES_BLOCKS + i));
 646 }
 647
 648 bool Peer::hasCompletedPiece(unsigned int piece)
 649 {
 650   for (unsigned int i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++)
 651     if (not(bitfield_blocks & 1ULL << (piece * PIECES_BLOCKS + i)))
 652       return false;
 653   return true;
 654 }
 655
 656 int Peer::getFirstMissingBlockFrom(int piece)
 657 {
 658   for (unsigned int i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++)
 659     if (not(bitfield_blocks & 1ULL << (piece * PIECES_BLOCKS + i)))
 660       return i;
 661   return -1;
 662 }
 663
 664 /** Returns a piece that is partially downloaded and stored by the remote peer if any -1 otherwise. */
 665 int Peer::partiallyDownloadedPiece(Connection* remote_peer)
 666 {
 667   for (unsigned int i = 0; i < FILE_PIECES; i++)
 668     if (hasNotPiece(i) && remote_peer->hasPiece(i) && isNotDownloadingPiece(i) && getFirstMissingBlockFrom(i) > 0)
 669       return i;
 670   return -1;
 671 }