examples/msg/app-bittorrent/peer.c

   1 /* Copyright (c) 2012-2016. The SimGrid Team.
   2  * All rights reserved.                                                     */
   3
   4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   6
   7 #include "peer.h"
   8 #include "tracker.h"
   9 #include "connection.h"
  10 #include "messages.h"
  11 #include <simgrid/msg.h>
  12 #include <xbt/RngStream.h>
  13 #include <limits.h>
  14
  15 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_CATEGORY(msg_peers, "Messages specific for the peers");
  16
  17 //TODO: Let users change this
  18 /*
  19  * File transfered data
  20  * For the test, default values are :
  21  * File size: 10 pieces * 5 blocks/piece * 16384 bytes/block = 819200 bytes
  22  */
  23
  24 #define FILE_PIECES  10
  25 #define PIECES_BLOCKS 5
  26 #define BLOCK_SIZE  16384
  27 #define ENABLE_END_GAME_MODE 1
  28
  29 /** Number of blocks asked by each request */
  30 #define BLOCKS_REQUESTED 2
  31
  32 static const unsigned long int FILE_SIZE = FILE_PIECES * PIECES_BLOCKS * BLOCK_SIZE;
  33
  34 #define SLEEP_DURATION 1
  35
  36 /** Peer main function */
  37 int peer(int argc, char *argv[])
  38 {
  39   s_peer_t peer;
  40   //Check arguments
  41   xbt_assert(argc == 3 || argc == 4, "Wrong number of arguments");
  42   //Build peer object
  43   if (argc == 4) {
  44     peer_init(&peer, xbt_str_parse_int(argv[1],"Invalid ID: %s"), 1);
  45   } else {
  46     peer_init(&peer, xbt_str_parse_int(argv[1],"Invalid ID: %s"), 0);
  47   }
  48   //Retrieve deadline
  49   double deadline = xbt_str_parse_double(argv[2],"Invalid deadline: %s");
  50   xbt_assert(deadline > 0, "Wrong deadline supplied");
  51   XBT_INFO("Hi, I'm joining the network with id %d", peer.id);
  52   //Getting peer data from the tracker.
  53   if (get_peers_data(&peer)) {
  54     XBT_DEBUG("Got %d peers from the tracker", xbt_dict_length(peer.peers));
  55     XBT_DEBUG("Here is my current status: %s", peer.bitfield);
  56     peer.begin_receive_time = MSG_get_clock();
  57     MSG_mailbox_set_async(peer.mailbox);
  58     if (has_finished(peer.bitfield)) {
  59       peer.pieces = FILE_PIECES;
  60       send_handshake_all(&peer);
  61       seed_loop(&peer, deadline);
  62     } else {
  63       leech_loop(&peer, deadline);
  64       seed_loop(&peer, deadline);
  65     }
  66   } else {
  67     XBT_INFO("Couldn't contact the tracker.");
  68   }
  69
  70   XBT_INFO("Here is my current status: %s", peer.bitfield);
  71   if (peer.comm_received) {
  72     MSG_comm_destroy(peer.comm_received);
  73   }
  74
  75   peer_free(&peer);
  76   return 0;
  77 }
  78
  79 /** @brief Peer main loop when it is leeching.
  80  *  @param peer peer data
  81  *  @param deadline time at which the peer has to leave
  82  */
  83 void leech_loop(peer_t peer, double deadline)
  84 {
  85   double next_choked_update = MSG_get_clock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
  86   XBT_DEBUG("Start downloading.");
  87   /*
  88    * Send a "handshake" message to all the peers it got
  89    * (since it couldn't have gotten more than 50 peers)
  90    */
  91   send_handshake_all(peer);
  92   XBT_DEBUG("Starting main leech loop");
  93
  94   while (MSG_get_clock() < deadline && peer->pieces < FILE_PIECES) {
  95     if (peer->comm_received == NULL) {
  96       peer->task_received = NULL;
  97       peer->comm_received = MSG_task_irecv(&peer->task_received, peer->mailbox);
  98     }
  99     if (MSG_comm_test(peer->comm_received)) {
 100       msg_error_t status = MSG_comm_get_status(peer->comm_received);
 101       MSG_comm_destroy(peer->comm_received);
 102       peer->comm_received = NULL;
 103       if (status == MSG_OK) {
 104         handle_message(peer, peer->task_received);
 105       }
 106     } else {
 107       //We don't execute the choke algorithm if we don't already have a piece
 108       if (MSG_get_clock() >= next_choked_update && peer->pieces > 0) {
 109         update_choked_peers(peer);
 110         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 111       } else {
 112         MSG_process_sleep(SLEEP_DURATION);
 113       }
 114     }
 115   }
 116   if (peer->pieces == FILE_PIECES)
 117     XBT_DEBUG("%d becomes a seeder", peer->id);
 118
 119 }
 120
 121 /** @brief Peer main loop when it is seeding
 122  *  @param peer peer data
 123  *  @param deadline time when the peer will leave
 124  */
 125 void seed_loop(peer_t peer, double deadline)
 126 {
 127   double next_choked_update = MSG_get_clock() + UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 128   XBT_DEBUG("Start seeding.");
 129   //start the main seed loop
 130   while (MSG_get_clock() < deadline) {
 131     if (peer->comm_received == NULL) {
 132       peer->task_received = NULL;
 133       peer->comm_received = MSG_task_irecv(&peer->task_received, peer->mailbox);
 134     }
 135     if (MSG_comm_test(peer->comm_received)) {
 136       msg_error_t status = MSG_comm_get_status(peer->comm_received);
 137       MSG_comm_destroy(peer->comm_received);
 138       peer->comm_received = NULL;
 139       if (status == MSG_OK) {
 140         handle_message(peer, peer->task_received);
 141       }
 142     } else {
 143       if (MSG_get_clock() >= next_choked_update) {
 144         update_choked_peers(peer);
 145         //TODO: Change the choked peer algorithm when seeding.
 146         next_choked_update += UPDATE_CHOKED_INTERVAL;
 147       } else {
 148         MSG_process_sleep(SLEEP_DURATION);
 149       }
 150     }
 151   }
 152 }
 153
 154 /** @brief Retrieves the peer list from the tracker
 155  *  @param peer current peer data
 156  */
 157 int get_peers_data(peer_t peer)
 158 {
 159   int success = 0, 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       comm_received = NULL;
 193     }
 194   }
 195
 196   return success;
 197 }
 198
 199 /** @brief Initialize the peer data.
 200  *  @param peer peer data
 201  *  @param id id of the peer to take in the network
 202  *  @param seed indicates if the peer is a seed.
 203  */
 204 void peer_init(peer_t peer, int id, int seed)
 205 {
 206   peer->id = id;
 207   snprintf(peer->mailbox,MAILBOX_SIZE-1, "%d", id);
 208   snprintf(peer->mailbox_tracker,MAILBOX_SIZE-1, "tracker_%d", id);
 209   peer->peers = xbt_dict_new();
 210   peer->active_peers = xbt_dict_new();
 211   peer->hostname = MSG_host_get_name(MSG_host_self());
 212
 213   peer->bitfield = xbt_new(char, FILE_PIECES + 1);
 214   peer->bitfield_blocks = xbt_new(char, (FILE_PIECES) * (PIECES_BLOCKS) + 1);
 215   if (seed) {
 216     memset(peer->bitfield, '1', sizeof(char) * (FILE_PIECES + 1));
 217     memset(peer->bitfield_blocks, '1', sizeof(char) * FILE_PIECES * (PIECES_BLOCKS));
 218   } else {
 219     memset(peer->bitfield, '0', sizeof(char) * (FILE_PIECES + 1));
 220     memset(peer->bitfield_blocks, '0', sizeof(char) * FILE_PIECES * (PIECES_BLOCKS));
 221   }
 222
 223   peer->bitfield[FILE_PIECES] = '\0';
 224   peer->pieces = 0;
 225
 226   peer->pieces_count = xbt_new0(short, FILE_PIECES);
 227
 228   peer->current_pieces = xbt_dynar_new(sizeof(int), NULL);
 229
 230   peer->stream = (RngStream)MSG_host_get_property_value(MSG_host_self(), "stream");
 231   peer->comm_received = NULL;
 232
 233   peer->round = 0;
 234 }
 235
 236 /** Destroys a poor peer object. */
 237 void peer_free(peer_t peer)
 238 {
 239   char *key;
 240   connection_t connection;
 241   xbt_dict_cursor_t cursor;
 242   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 243     connection_free(connection);
 244   }
 245   xbt_dict_free(&peer->peers);
 246   xbt_dict_free(&peer->active_peers);
 247   xbt_dynar_free(&peer->current_pieces);
 248   xbt_free(peer->pieces_count);
 249   xbt_free(peer->bitfield);
 250   xbt_free(peer->bitfield_blocks);
 251 }
 252
 253 /** @brief Returns if a peer has finished downloading the file
 254  *  @param bitfield peer bitfield
 255  */
 256 int has_finished(char *bitfield)
 257 {
 258   return ((memchr(bitfield, '0', sizeof(char) * FILE_PIECES) == NULL) ? 1 : 0);
 259 }
 260
 261 int nb_interested_peers(peer_t peer)
 262 {
 263   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
 264   char *key;
 265   connection_t connection;
 266   int nb = 0;
 267   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 268     if (connection->interested)
 269       nb++;
 270   }
 271   return nb;
 272 }
 273
 274 void update_active_peers_set(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 275 {
 276   if ((remote_peer->interested != 0) && (remote_peer->choked_upload == 0)) {
 277     //add in the active peers set
 278     xbt_dict_set_ext(peer->active_peers, (char *) &remote_peer->id, sizeof(int), remote_peer, NULL);
 279   } else if (xbt_dict_get_or_null_ext(peer->active_peers, (char *) &remote_peer->id, sizeof(int))) {
 280     xbt_dict_remove_ext(peer->active_peers, (char *) &remote_peer->id, sizeof(int));
 281   }
 282 }
 283
 284 /** @brief Handle a received message sent by another peer
 285  * @param peer Peer data
 286  * @param task task received.
 287  */
 288 void handle_message(peer_t peer, msg_task_t task)
 289 {
 290   message_t message = MSG_task_get_data(task);
 291   connection_t remote_peer;
 292   remote_peer = xbt_dict_get_or_null_ext(peer->peers, (char *) &message->peer_id, sizeof(int));
 293   switch (message->type) {
 294   case MESSAGE_HANDSHAKE:
 295     XBT_DEBUG("Received a HANDSHAKE from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 296     //Check if the peer is in our connection list.
 297     if (remote_peer == 0) {
 298       xbt_dict_set_ext(peer->peers, (char *) &message->peer_id, sizeof(int), connection_new(message->peer_id), NULL);
 299       send_handshake(peer, message->mailbox);
 300     }
 301     //Send our bitfield to the peer
 302     send_bitfield(peer, message->mailbox);
 303     break;
 304   case MESSAGE_BITFIELD:
 305     XBT_DEBUG("Recieved a BITFIELD message from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 306     //Update the pieces list
 307     update_pieces_count_from_bitfield(peer, message->bitfield);
 308     //Store the bitfield
 309     remote_peer->bitfield = xbt_strdup(message->bitfield);
 310     xbt_assert(!remote_peer->am_interested, "Should not be interested at first");
 311     if (is_interested(peer, remote_peer)) {
 312       remote_peer->am_interested = 1;
 313       send_interested(peer, message->mailbox);
 314     }
 315     break;
 316   case MESSAGE_INTERESTED:
 317     XBT_DEBUG("Recieved an INTERESTED message from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 318     xbt_assert((remote_peer != NULL), "A non-in-our-list peer has sent us a message. WTH ?");
 319     //Update the interested state of the peer.
 320     remote_peer->interested = 1;
 321     update_active_peers_set(peer, remote_peer);
 322     break;
 323   case MESSAGE_NOTINTERESTED:
 324     XBT_DEBUG("Received a NOTINTERESTED message from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 325     xbt_assert((remote_peer != NULL), "A non-in-our-list peer has sent us a message. WTH ?");
 326     remote_peer->interested = 0;
 327     update_active_peers_set(peer, remote_peer);
 328     break;
 329   case MESSAGE_UNCHOKE:
 330     xbt_assert((remote_peer != NULL), "A non-in-our-list peer has sent us a message. WTH ?");
 331     XBT_DEBUG("Received a UNCHOKE message from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 332     xbt_assert(remote_peer->choked_download, "WTF !!!");
 333     remote_peer->choked_download = 0;
 334     //Send requests to the peer, since it has unchoked us
 335     if (remote_peer->am_interested)
 336       request_new_piece_to_peer(peer, remote_peer);
 337     break;
 338   case MESSAGE_CHOKE:
 339     xbt_assert((remote_peer != NULL), "A non-in-our-list peer has sent us a message. WTH ?");
 340     XBT_DEBUG("Received a CHOKE message from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 341     xbt_assert(!remote_peer->choked_download, "WTF !!!");
 342     remote_peer->choked_download = 1;
 343     remove_current_piece(peer, remote_peer, remote_peer->current_piece);
 344     break;
 345   case MESSAGE_HAVE:
 346     XBT_DEBUG("Received a HAVE message from %s (%s) of piece %d", message->mailbox, message->issuer_host_name,
 347               message->index);
 348     xbt_assert(remote_peer->bitfield, "bitfield not received");
 349     xbt_assert((message->index >= 0 && message->index < FILE_PIECES), "Wrong HAVE message received");
 350     remote_peer->bitfield[message->index] = '1';
 351     peer->pieces_count[message->index]++;
 352     //If the piece is in our pieces, we tell the peer that we are interested.
 353     if ((remote_peer->am_interested == 0) &&
 354          peer->bitfield[message->index] == '0') {
 355       remote_peer->am_interested = 1;
 356       send_interested(peer, message->mailbox);
 357       if (remote_peer->choked_download == 0)
 358         request_new_piece_to_peer(peer, remote_peer);
 359     }
 360     break;
 361   case MESSAGE_REQUEST:
 362     xbt_assert(remote_peer->interested, "WTF !!!");
 363
 364     xbt_assert((message->index >= 0 && message->index < FILE_PIECES), "Wrong request received");
 365     if (remote_peer->choked_upload == 0) {
 366       XBT_DEBUG("Received a REQUEST from %s (%s) for %d (%d,%d)", message->mailbox, message->issuer_host_name,
 367                 message->index, message->block_index, message->block_index + message->block_length);
 368       if (peer->bitfield[message->index] == '1') {
 369         send_piece(peer, message->mailbox, message->index, message->block_index, message->block_length);
 370       }
 371     } else {
 372       XBT_DEBUG("Received a REQUEST from %s (%s) for %d but he is choked.", message->mailbox,
 373                 message->issuer_host_name, message->peer_id);
 374     }
 375     break;
 376   case MESSAGE_PIECE:
 377     XBT_DEBUG("Received piece %d (%d,%d) from %s (%s)", message->index, message->block_index,
 378               message->block_index + message->block_length, message->mailbox, message->issuer_host_name);
 379     xbt_assert(!remote_peer->choked_download, "WTF !!!");
 380     xbt_assert(remote_peer->am_interested || ENABLE_END_GAME_MODE,
 381                "Can't received a piece if I'm not interested wihtout end-game mode!"
 382                "piece (%d) bitfield(%s) remote bitfield(%s)", message->index, peer->bitfield, remote_peer->bitfield);
 383     xbt_assert(remote_peer->choked_download != 1, "Can't received a piece if I'm choked !");
 384     xbt_assert((message->index >= 0 && message->index < FILE_PIECES), "Wrong piece received");
 385     //TODO: Execute à computation.
 386       if (peer->bitfield[message->index] == '0') {
 387         update_bitfield_blocks(peer, message->index, message->block_index, message->block_length);
 388         if (piece_complete(peer, message->index)) {
 389           //Removing the piece from our piece list
 390           remove_current_piece(peer, remote_peer, message->index);
 391           //Setting the fact that we have the piece
 392           peer->bitfield[message->index] = '1';
 393           peer->pieces++;
 394           XBT_DEBUG("My status is now %s", peer->bitfield);
 395           //Sending the information to all the peers we are connected to
 396           send_have(peer, message->index);
 397           //sending UNINTERSTED to peers that doesn't have what we want.
 398           update_interested_after_receive(peer);
 399         } else {                // piece not completed
 400           send_request_to_peer(peer, remote_peer, message->index);      // ask for the next block
 401         }
 402       } else {
 403         XBT_DEBUG("However, we already have it");
 404         xbt_assert(ENABLE_END_GAME_MODE, "Should not happen because we don't use end game mode !");
 405         request_new_piece_to_peer(peer, remote_peer);
 406       }
 407     break;
 408   case MESSAGE_CANCEL:
 409     XBT_DEBUG("The received CANCEL from %s (%s)", message->mailbox, message->issuer_host_name);
 410     break;
 411   }
 412   //Update the peer speed.
 413   if (remote_peer) {
 414     connection_add_speed_value(remote_peer, 1.0 / (MSG_get_clock() - peer->begin_receive_time));
 415   }
 416   peer->begin_receive_time = MSG_get_clock();
 417
 418   task_message_free(task);
 419 }
 420
 421 /** Selects the appropriate piece to download and requests it to the remote_peer */
 422 void request_new_piece_to_peer(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 423 {
 424   int piece = select_piece_to_download(peer, remote_peer);
 425   if (piece != -1) {
 426     xbt_dynar_push_as(peer->current_pieces, int, piece);
 427     send_request_to_peer(peer, remote_peer, piece);
 428   }
 429 }
 430
 431 /** remove current_piece from the list of currently downloaded pieces. */
 432 void remove_current_piece(peer_t peer, connection_t remote_peer, int current_piece)
 433 {
 434   int piece_index = -1, piece;
 435   unsigned int i;
 436   xbt_dynar_foreach(peer->current_pieces, i, piece) {
 437     if (piece == current_piece) {
 438       piece_index = i;
 439       break;
 440     }
 441   }
 442   if (piece_index != -1)
 443     xbt_dynar_remove_at(peer->current_pieces, piece_index, NULL);
 444   remote_peer->current_piece = -1;
 445 }
 446
 447 /** @brief Updates the list of who has a piece from a bitfield
 448  *  @param peer peer we want to update the list
 449  *  @param bitfield bitfield
 450  */
 451 void update_pieces_count_from_bitfield(peer_t peer, char *bitfield)
 452 {
 453   int i;
 454   for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 455     if (bitfield[i] == '1') {
 456       peer->pieces_count[i]++;
 457     }
 458   }
 459 }
 460
 461 /** @brief Return the piece to be downloaded
 462  * There are two cases (as described in "Bittorrent Architecture Protocol", Ryan Toole :
 463  * If a piece is partially downloaded, this piece will be selected prioritarily
 464  * If the peer has strictly less than 4 pieces, he chooses a piece at random.
 465  * If the peer has more than pieces, he downloads the pieces that are the less replicated (rarest policy).
 466  * If all pieces have been downloaded or requested, we select a random requested piece (endgame mode).
 467  * @param peer: local peer
 468  * @param remote_peer: information about the connection
 469  * @return the piece to download if possible. -1 otherwise
 470  */
 471 int select_piece_to_download(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 472 {
 473   int piece = -1;
 474
 475   piece = partially_downloaded_piece(peer, remote_peer);
 476   // strict priority policy
 477   if (piece != -1)
 478     return piece;
 479
 480   // end game mode
 481   if (xbt_dynar_length(peer->current_pieces) >= (FILE_PIECES - peer->pieces) &&
 482       (is_interested(peer, remote_peer) != 0)) {
 483     if(ENABLE_END_GAME_MODE == 0)
 484       return -1;
 485     int i;
 486     int nb_interesting_pieces = 0;
 487     int random_piece_index, current_index = 0;
 488     // compute the number of interesting pieces
 489     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 490       if (peer->bitfield[i] == '0' && remote_peer->bitfield[i] == '1') {
 491         nb_interesting_pieces++;
 492       }
 493     }
 494     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0, "WTF !!!");
 495     // get a random interesting piece
 496     random_piece_index = RngStream_RandInt(peer->stream, 0, nb_interesting_pieces - 1);
 497     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 498       if (peer->bitfield[i] == '0' && remote_peer->bitfield[i] == '1') {
 499         if (random_piece_index == current_index) {
 500           piece = i;
 501           break;
 502         }
 503         current_index++;
 504       }
 505     }
 506     xbt_assert(piece != -1, "WTF !!!");
 507     return piece;
 508   }
 509   // Random first policy
 510   if (peer->pieces < 4 && (is_interested_and_free(peer, remote_peer) != 0)) {
 511     int i;
 512     int nb_interesting_pieces = 0;
 513     int random_piece_index, current_index = 0;
 514     // compute the number of interesting pieces
 515     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 516       if (peer->bitfield[i] == '0' && remote_peer->bitfield[i] == '1' &&
 517           (in_current_pieces(peer, i) == 0)) {
 518         nb_interesting_pieces++;
 519       }
 520     }
 521     xbt_assert(nb_interesting_pieces != 0, "WTF !!!");
 522     // get a random interesting piece
 523     random_piece_index = RngStream_RandInt(peer->stream, 0, nb_interesting_pieces - 1);
 524     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 525       if (peer->bitfield[i] == '0' && remote_peer->bitfield[i] == '1' &&
 526           (in_current_pieces(peer, i) == 0)) {
 527         if (random_piece_index == current_index) {
 528           piece = i;
 529           break;
 530         }
 531         current_index++;
 532       }
 533     }
 534     xbt_assert(piece != -1, "WTF !!!");
 535     return piece;
 536   } else {                      // Rarest first policy
 537     int i;
 538     short min = SHRT_MAX;
 539     int nb_min_pieces = 0;
 540     int random_rarest_index, current_index = 0;
 541     // compute the smallest number of copies of available pieces
 542     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 543       if (peer->pieces_count[i] < min && peer->bitfield[i] == '0' &&
 544           remote_peer->bitfield[i] == '1' && (in_current_pieces(peer, i) == 0))
 545         min = peer->pieces_count[i];
 546     }
 547     xbt_assert(min != SHRT_MAX ||
 548                (is_interested_and_free(peer, remote_peer) ==0), "WTF !!!");
 549     // compute the number of rarest pieces
 550     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 551       if (peer->pieces_count[i] == min && peer->bitfield[i] == '0' &&
 552           remote_peer->bitfield[i] == '1' && (in_current_pieces(peer, i) ==0))
 553         nb_min_pieces++;
 554     }
 555     xbt_assert(nb_min_pieces != 0 ||
 556                (is_interested_and_free(peer, remote_peer)==0), "WTF !!!");
 557     // get a random rarest piece
 558     random_rarest_index = RngStream_RandInt(peer->stream, 0, nb_min_pieces - 1);
 559     for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 560       if (peer->pieces_count[i] == min && peer->bitfield[i] == '0' &&
 561           remote_peer->bitfield[i] == '1' && (in_current_pieces(peer, i)==0)) {
 562         if (random_rarest_index == current_index) {
 563           piece = i;
 564           break;
 565         }
 566         current_index++;
 567       }
 568     }
 569     xbt_assert(piece != -1 ||
 570                (is_interested_and_free(peer, remote_peer) == 0), "WTF !!!");
 571     return piece;
 572   }
 573 }
 574
 575 /** @brief Update the list of current choked and unchoked peers, using the choke algorithm
 576  *  @param peer the current peer
 577  */
 578 void update_choked_peers(peer_t peer)
 579 {
 580   if (nb_interested_peers(peer) == 0)
 581     return;
 582   XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers %d active peers", peer->id, xbt_dict_size(peer->active_peers));
 583   //update the current round
 584   peer->round = (peer->round + 1) % 3;
 585   char *key, *key_choked=NULL;
 586   connection_t peer_choosed = NULL;
 587   connection_t peer_choked = NULL;
 588   //remove a peer from the list
 589   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
 590   xbt_dict_cursor_first(peer->active_peers, &cursor);
 591   if (xbt_dict_length(peer->active_peers) > 0) {
 592     key_choked = xbt_dict_cursor_get_key(cursor);
 593     peer_choked = xbt_dict_cursor_get_data(cursor);
 594   }
 595   xbt_dict_cursor_free(&cursor);
 596
 597   /**If we are currently seeding, we unchoke the peer which has been unchoked the last time.*/
 598   if (peer->pieces == FILE_PIECES) {
 599     connection_t connection;
 600     double unchoke_time = MSG_get_clock() + 1;
 601
 602     xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 603       if (connection->last_unchoke < unchoke_time &&
 604           (connection->interested != 0) && (connection->choked_upload != 0)) {
 605         unchoke_time = connection->last_unchoke;
 606         peer_choosed = connection;
 607       }
 608     }
 609   } else {
 610     //Random optimistic unchoking
 611     if (peer->round == 0) {
 612       int j = 0;
 613       do {
 614         //We choose a random peer to unchoke.
 615         int id_chosen = RngStream_RandInt(peer->stream, 0, xbt_dict_length(peer->peers) - 1);
 616         int i = 0;
 617         connection_t connection;
 618         xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 619           if (i == id_chosen) {
 620             peer_choosed = connection;
 621             break;
 622           }
 623           i++;
 624         }
 625         xbt_dict_cursor_free(&cursor);
 626         if ((peer_choosed->interested == 0) ||
 627             (peer_choosed->choked_upload == 0)) {
 628           peer_choosed = NULL;
 629         }
 630         j++;
 631       } while (peer_choosed == NULL && j < MAXIMUM_PAIRS);
 632     } else {
 633       //Use the "fastest download" policy.
 634       connection_t connection;
 635       double fastest_speed = 0.0;
 636       xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 637         if (connection->peer_speed > fastest_speed &&
 638             (connection->choked_upload != 0) && (connection->interested != 0)) {
 639           peer_choosed = connection;
 640           fastest_speed = connection->peer_speed;
 641         }
 642       }
 643     }
 644   }
 645
 646   if (peer_choosed != NULL)
 647     XBT_DEBUG("(%d) update_choked peers unchoked (%d) ; int (%d) ; choked (%d) ",
 648               peer->id, peer_choosed->id, peer_choosed->interested, peer_choosed->choked_upload);
 649
 650   if (peer_choked != peer_choosed) {
 651     if (peer_choked != NULL) {
 652       xbt_assert((!peer_choked->choked_upload), "Tries to choked a choked peer");
 653       peer_choked->choked_upload = 1;
 654       xbt_assert((*((int *) key_choked) == peer_choked->id), "WTF !!!");
 655       update_active_peers_set(peer, peer_choked);
 656       XBT_DEBUG("(%d) Sending a CHOKE to %d", peer->id, peer_choked->id);
 657       send_choked(peer, peer_choked->mailbox);
 658     }
 659     if (peer_choosed != NULL) {
 660       xbt_assert((peer_choosed->choked_upload), "Tries to unchoked an unchoked peer");
 661       peer_choosed->choked_upload = 0;
 662       xbt_dict_set_ext(peer->active_peers, (char *) &peer_choosed->id, sizeof(int), peer_choosed, NULL);
 663       peer_choosed->last_unchoke = MSG_get_clock();
 664       XBT_DEBUG("(%d) Sending a UNCHOKE to %d", peer->id, peer_choosed->id);
 665       update_active_peers_set(peer, peer_choosed);
 666       send_unchoked(peer, peer_choosed->mailbox);
 667     }
 668   }
 669 }
 670
 671 /** @brief Update "interested" state of peers: send "not interested" to peers that don't have any more pieces we want.
 672  *  @param peer our peer data
 673  */
 674 void update_interested_after_receive(peer_t peer)
 675 {
 676   char *key;
 677   xbt_dict_cursor_t cursor;
 678   connection_t connection;
 679   int interested;
 680   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, connection) {
 681     interested = 0;
 682     if (connection->am_interested != 0) {
 683       xbt_assert(connection->bitfield, "Bitfield not received");
 684       //Check if the peer still has a piece we want.
 685       int i;
 686       for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 687         if (connection->bitfield[i] == '1' && peer->bitfield[i] == '0') {
 688           interested = 1;
 689           break;
 690         }
 691       }
 692       if (!interested) {        //no more piece to download from connection
 693         connection->am_interested = 0;
 694         send_notinterested(peer, connection->mailbox);
 695       }
 696     }
 697   }
 698 }
 699
 700 void update_bitfield_blocks(peer_t peer, int index, int block_index, int block_length)
 701 {
 702   int i;
 703   xbt_assert((index >= 0 && index <= FILE_PIECES), "Wrong piece.");
 704   xbt_assert((block_index >= 0 && block_index <= PIECES_BLOCKS), "Wrong block : %d.", block_index);
 705   for (i = block_index; i < (block_index + block_length); i++) {
 706     peer->bitfield_blocks[index * PIECES_BLOCKS + i] = '1';
 707   }
 708 }
 709
 710 /** Returns if a peer has completed the download of a piece */
 711 int piece_complete(peer_t peer, int index)
 712 {
 713   int i;
 714   for (i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++) {
 715     if (peer->bitfield_blocks[index * PIECES_BLOCKS + i] == '0') {
 716       return 0;
 717     }
 718   }
 719   return 1;
 720 }
 721
 722 /** Returns the first block that a peer doesn't have in a piece. If the peer has all blocks of the piece, returns -1. */
 723 int get_first_block(peer_t peer, int piece)
 724 {
 725   int i;
 726   for (i = 0; i < PIECES_BLOCKS; i++) {
 727     if (peer->bitfield_blocks[piece * PIECES_BLOCKS + i] == '0') {
 728       return i;
 729     }
 730   }
 731   return -1;
 732 }
 733
 734 /** Indicates if the remote peer has a piece not stored by the local peer */
 735 int is_interested(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 736 {
 737   xbt_assert(remote_peer->bitfield, "Bitfield not received");
 738   int i;
 739   for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 740     if (remote_peer->bitfield[i] == '1' && peer->bitfield[i] == '0') {
 741       return 1;
 742     }
 743   }
 744   return 0;
 745 }
 746
 747 /** Indicates if the remote peer has a piece not stored by the local peer nor requested by the local peer */
 748 int is_interested_and_free(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 749 {
 750   xbt_assert(remote_peer->bitfield, "Bitfield not received");
 751   int i;
 752   for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 753     if (remote_peer->bitfield[i] == '1' && peer->bitfield[i] == '0' &&
 754         (in_current_pieces(peer, i) == 0)) {
 755       return 1;
 756     }
 757   }
 758   return 0;
 759 }
 760
 761 /** Returns a piece that is partially downloaded and stored by the remote peer if any -1 otherwise. */
 762 int partially_downloaded_piece(peer_t peer, connection_t remote_peer)
 763 {
 764   xbt_assert(remote_peer->bitfield, "Bitfield not received");
 765   int i;
 766   for (i = 0; i < FILE_PIECES; i++) {
 767     if (remote_peer->bitfield[i] == '1' && peer->bitfield[i] == '0' &&
 768         (in_current_pieces(peer, i) == 0)) {
 769       if (get_first_block(peer, i) > 0)
 770         return i;
 771     }
 772   }
 773   return -1;
 774 }
 775
 776 /** @brief Send request messages to a peer that have unchoked us
 777  *  @param peer peer
 778  *  @param remote_peer peer data to the peer we want to send the request
 779  */
 780 void send_request_to_peer(peer_t peer, connection_t remote_peer, int piece)
 781 {
 782   remote_peer->current_piece = piece;
 783   int block_index, block_length;
 784   xbt_assert(remote_peer->bitfield, "bitfield not received");
 785   xbt_assert(remote_peer->bitfield[piece] == '1', "WTF !!!");
 786   block_index = get_first_block(peer, piece);
 787   if (block_index != -1) {
 788     block_length = PIECES_BLOCKS - block_index;
 789     block_length = MIN(BLOCKS_REQUESTED, block_length);
 790     send_request(peer, remote_peer->mailbox, piece, block_index, block_length);
 791   }
 792 }
 793
 794 /** Indicates if a piece is currently being downloaded by the peer. */
 795 int in_current_pieces(peer_t peer, int piece)
 796 {
 797   unsigned i;
 798   int peer_piece;
 799   xbt_dynar_foreach(peer->current_pieces, i, peer_piece) {
 800     if (peer_piece == piece) {
 801       return 1;
 802     }
 803   }
 804   return 0;
 805 }
 806
 807 /***********************************************************
 808  *
 809  *  Low level message functions
 810  *
 811  ***********************************************************/
 812
 813 /** @brief Send a "interested" message to a peer
 814  *  @param peer peer data
 815  *  @param mailbox destination mailbox
 816  */
 817 void send_interested(peer_t peer, const char *mailbox)
 818 {
 819   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_INTERESTED, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 820                                      task_message_size(MESSAGE_INTERESTED));
 821   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 822   XBT_DEBUG("Sending INTERESTED to %s", mailbox);
 823 }
 824
 825 /** @brief Send a "not interested" message to a peer
 826  *  @param peer peer data
 827  *  @param mailbox destination mailbox
 828  */
 829 void send_notinterested(peer_t peer, const char *mailbox)
 830 {
 831   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_NOTINTERESTED, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 832                                      task_message_size(MESSAGE_NOTINTERESTED));
 833   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 834   XBT_DEBUG("Sending NOTINTERESTED to %s", mailbox);
 835 }
 836
 837 /** @brief Send a handshake message to all the peers the peer has.
 838  *  @param peer peer data
 839  */
 840 void send_handshake_all(peer_t peer)
 841 {
 842   connection_t remote_peer;
 843   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
 844   char *key;
 845   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, remote_peer) {
 846     msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_HANDSHAKE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 847                                        task_message_size(MESSAGE_HANDSHAKE));
 848     MSG_task_dsend(task, remote_peer->mailbox, task_message_free);
 849     XBT_DEBUG("Sending a HANDSHAKE to %s", remote_peer->mailbox);
 850   }
 851 }
 852
 853 /** @brief Send a "handshake" message to an user
 854  *  @param peer peer data
 855  *  @param mailbox mailbox where to we send the message
 856  */
 857 void send_handshake(peer_t peer, const char *mailbox)
 858 {
 859   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_HANDSHAKE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 860                                      task_message_size(MESSAGE_HANDSHAKE));
 861   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 862   XBT_DEBUG("Sending a HANDSHAKE to %s", mailbox);
 863 }
 864
 865 /** Send a "choked" message to a peer. */
 866 void send_choked(peer_t peer, const char *mailbox)
 867 {
 868   XBT_DEBUG("Sending a CHOKE to %s", mailbox);
 869   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_CHOKE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 870                     task_message_size(MESSAGE_CHOKE));
 871   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 872 }
 873
 874 /** Send a "unchoked" message to a peer */
 875 void send_unchoked(peer_t peer, const char *mailbox)
 876 {
 877   XBT_DEBUG("Sending a UNCHOKE to %s", mailbox);
 878   msg_task_t task = task_message_new(MESSAGE_UNCHOKE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id,
 879                                      task_message_size(MESSAGE_UNCHOKE));
 880   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 881 }
 882
 883 /** Send a "HAVE" message to all peers we are connected to */
 884 void send_have(peer_t peer, int piece)
 885 {
 886   XBT_DEBUG("Sending HAVE message to all my peers");
 887   connection_t remote_peer;
 888   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
 889   char *key;
 890   xbt_dict_foreach(peer->peers, cursor, key, remote_peer) {
 891     msg_task_t task = task_message_index_new(MESSAGE_HAVE, peer->hostname, peer->mailbox, peer->id, piece,
 892                                              task_message_size(MESSAGE_HAVE));
 893     MSG_task_dsend(task, remote_peer->mailbox, task_message_free);
 894   }
 895 }
 896
 897 /** @brief Send a bitfield message to all the peers the peer has.
 898  *  @param peer peer data
 899  */
 900 void send_bitfield(peer_t peer, const char *mailbox)
 901 {
 902   XBT_DEBUG("Sending a BITFIELD to %s", mailbox);
 903   msg_task_t task = task_message_bitfield_new(peer->hostname, peer->mailbox, peer->id, peer->bitfield, FILE_PIECES);
 904   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 905 }
 906
 907 /** Send a "request" message to a pair, containing a request for a piece */
 908 void send_request(peer_t peer, const char *mailbox, int piece, int block_index, int block_length)
 909 {
 910   XBT_DEBUG("Sending a REQUEST to %s for piece %d (%d,%d)", mailbox, piece, block_index, block_length);
 911   msg_task_t task = task_message_request_new(peer->hostname, peer->mailbox, peer->id, piece, block_index, block_length);
 912   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 913 }
 914
 915 /** Send a "piece" message to a pair, containing a piece of the file */
 916 void send_piece(peer_t peer, const char *mailbox, int piece, int block_index, int block_length)
 917 {
 918   XBT_DEBUG("Sending the PIECE %d (%d,%d) to %s", piece, block_index, block_length, mailbox);
 919   xbt_assert(piece >= 0, "Tried to send a piece that doesn't exist.");
 920   xbt_assert((peer->bitfield[piece] == '1'), "Tried to send a piece that we doesn't have.");
 921   msg_task_t task = task_message_piece_new(peer->hostname, peer->mailbox, peer->id, piece, block_index, block_length,
 922                                            BLOCK_SIZE);
 923   MSG_task_dsend(task, mailbox, task_message_free);
 924 }