]> git.rkrishnan.org Git - functorrent.git/blobdiff - src/FuncTorrent/Peer.hs
get rid of (some of) the compiler warnings
[functorrent.git] / src / FuncTorrent / Peer.hs
index 798f60acf0712eef0c0644b320c8fe97750cb212..dba33bc288e876bf720dc174317d9c8d9af22575 100644 (file)
 {-# LANGUAGE OverloadedStrings #-}
 module FuncTorrent.Peer
     (Peer(..),
-     handShake
+     handlePeerMsgs
     ) where
 
-import Prelude hiding (lookup, concat, replicate, splitAt)
+import Prelude hiding (lookup, concat, replicate, splitAt, writeFile)
 
-import System.IO
-import Data.ByteString (ByteString, unpack, concat, hGet, hPut, singleton)
-import Data.ByteString.Char8 (replicate, pack)
+import System.IO (Handle, BufferMode(..), hSetBuffering)
+import Data.ByteString (ByteString, pack, unpack, concat, hGet, hPut, singleton, writeFile)
+import Data.ByteString.Lazy (fromStrict, fromChunks, toStrict)
+import qualified Data.ByteString.Char8 as BC (replicate, pack, length)
 import Network (connectTo, PortID(..))
+import Data.Binary (Binary(..), decode, encode)
+import Data.Binary.Put (putWord32be, putWord16be, putWord8)
+import Data.Binary.Get (getWord32be, getWord16be, getWord8, runGet)
+import Control.Monad (replicateM, liftM, forM)
+import Control.Applicative ((<$>), liftA3)
+import Data.Bits
+import Data.Word (Word8)
+import Data.Map (Map, fromList, toList, (!), mapWithKey, adjust)
+
+import FuncTorrent.Metainfo (Info(..), Metainfo(..))
+import FuncTorrent.Utils (splitN, splitNum)
 
 type ID = String
 type IP = String
 type Port = Integer
 
-data PeerState = PeerState { am_choking :: Bool
-                           , am_interested :: Bool
-                           , peer_choking :: Bool
-                           , peer_interested :: Bool }
+-- PeerState is a misnomer
+data PeerState = PeerState { handle :: Handle
+                           , peer :: Peer
+                           , meChoking :: Bool
+                           , meInterested :: Bool
+                           , heChoking :: Bool
+                           , heInterested :: Bool}
+
+data PieceDlState = Pending
+                  | InProgress
+                  | Have
+                  deriving (Show, Eq)
+
+-- todo - map with index to a new data structure (peers who have that piece amd state)
+data PieceData = PieceData { peers :: [Peer]        -- ^ list of peers who have this piece
+                           , state :: PieceDlState  -- ^ state of the piece from download perspective.
+                           , hash  :: ByteString    -- ^ piece hash
+                           , len :: Integer }       -- ^ piece length
+
+-- which piece is with which peers
+type PieceMap = Map Integer PieceData
 
 -- | Peer is a PeerID, IP address, port tuple
 data Peer = Peer ID IP Port
           deriving (Show, Eq)
 
-data Msg = HandShakeMsg ByteString ID
-         | KeepAliveMsg
-         | ChokeMsg
-         | UnChokeMsg
-         | InterestedMsg
-         | NotInterestedMsg
-         | HaveMsg Integer
-         | BitFieldMsg Integer
-         | RequestMsg Integer Integer Integer
-         | PieceMsg Integer Integer Integer
-         | CancelMsg Integer Integer Integer
-         | PortMsg Port
-         deriving (Show)
+data PeerMsg = KeepAliveMsg
+             | ChokeMsg
+             | UnChokeMsg
+             | InterestedMsg
+             | NotInterestedMsg
+             | HaveMsg Integer
+             | BitFieldMsg ByteString
+             | RequestMsg Integer Integer Integer
+             | PieceMsg Integer Integer ByteString
+             | CancelMsg Integer Integer Integer
+             | PortMsg Port
+             deriving (Show)
+
+-- Make the initial Piece map, with the assumption that no peer has the
+-- piece and that every piece is pending download.
+mkPieceMap :: Integer -> ByteString -> [Integer] -> PieceMap
+mkPieceMap numPieces pieceHash pLengths = fromList kvs
+  where kvs = [(i, PieceData { peers = []
+                             , state = Pending
+                             , hash = h
+                             , len = pLen })
+              | (i, h, pLen) <- zip3 [0..numPieces] hashes pLengths]
+        hashes = splitN (fromIntegral numPieces) pieceHash
+
+havePiece :: PieceMap -> Integer -> Bool
+havePiece pm index =
+  state (pm ! index) == Have
 
 genHandShakeMsg :: ByteString -> String -> ByteString
 genHandShakeMsg infoHash peer_id = concat [pstrlen, pstr, reserved, infoHash, peerID]
   where pstrlen = singleton 19
-        pstr = pack "BitTorrent protocol"
-        reserved = replicate 8 '\0'
-        peerID = pack peer_id
+        pstr = BC.pack "BitTorrent protocol"
+        reserved = BC.replicate 8 '\0'
+        peerID = BC.pack peer_id
 
-handShake :: Peer -> ByteString -> String -> IO ByteString
-handShake (Peer _ ip port) infoHash peerid = do
+handShake :: Peer -> ByteString -> String -> IO Handle
+handShake peer@(Peer _ ip port) infoHash peerid = do
   let hs = genHandShakeMsg infoHash peerid
-  handle <- connectTo ip (PortNumber (fromIntegral port))
-  hSetBuffering handle LineBuffering
-  hPut handle hs
-  rlenBS <- hGet handle 1
-  let rlen = fromIntegral $ (unpack rlenBS) !! 0
-  hGet handle rlen
-
--- sendMsg :: Peer -> Handle -> PeerMsg -> IO ()
+  h <- connectTo ip (PortNumber (fromIntegral port))
+  hSetBuffering h LineBuffering
+  hPut h hs
+  putStrLn $ "--> handhake to peer: " ++ show peer
+  _ <- hGet h (length (unpack hs))
+  putStrLn $ "<-- handshake from peer: " ++ show peer
+  return h
+
+instance Binary PeerMsg where
+  put msg = case msg of
+             KeepAliveMsg -> putWord32be 0
+             ChokeMsg -> do putWord32be 1
+                            putWord8 0
+             UnChokeMsg -> do putWord32be 1
+                              putWord8 1
+             InterestedMsg -> do putWord32be 1
+                                 putWord8 2
+             NotInterestedMsg -> do putWord32be 1
+                                    putWord8 3
+             HaveMsg i -> do putWord32be 5
+                             putWord8 4
+                             putWord32be (fromIntegral i)
+             BitFieldMsg bf -> do putWord32be $ fromIntegral (1 + bfListLen)
+                                  putWord8 5
+                                  mapM_ putWord8 bfList
+                                    where bfList = unpack bf
+                                          bfListLen = length bfList
+             RequestMsg i o l -> do putWord32be 13
+                                    putWord8 6
+                                    putWord32be (fromIntegral i)
+                                    putWord32be (fromIntegral o)
+                                    putWord32be (fromIntegral l)
+             PieceMsg i o b -> do putWord32be $ fromIntegral (9 + blocklen)
+                                  putWord8 7
+                                  putWord32be (fromIntegral i)
+                                  putWord32be (fromIntegral o)
+                                  mapM_ putWord8 blockList
+                                    where blockList = unpack b
+                                          blocklen = length blockList
+             CancelMsg i o l -> do putWord32be 13
+                                   putWord8 8
+                                   putWord32be (fromIntegral i)
+                                   putWord32be (fromIntegral o)
+                                   putWord32be (fromIntegral l)
+             PortMsg p -> do putWord32be 3
+                             putWord8 9
+                             putWord16be (fromIntegral p)
+  get = do
+    l <- getWord32be
+    msgid <- getWord8
+    case msgid of
+     0 -> return ChokeMsg
+     1 -> return UnChokeMsg
+     2 -> return InterestedMsg
+     3 -> return NotInterestedMsg
+     4 -> liftM (HaveMsg . fromIntegral) getWord32be
+     5 -> liftM (BitFieldMsg . pack) (replicateM (fromIntegral l - 1) getWord8)
+     6 -> liftA3 RequestMsg getInteger getInteger getInteger
+       where getInteger = fromIntegral <$> getWord32be
+     7 -> liftA3 PieceMsg getInteger getInteger (pack  <$> replicateM (fromIntegral l - 9) getWord8)
+       where getInteger = fromIntegral <$> getWord32be
+     8 -> liftA3 CancelMsg getInteger getInteger getInteger
+       where getInteger = fromIntegral <$> getWord32be
+     9 -> liftM (PortMsg . fromIntegral) getWord16be
+     _ -> error ("unknown message ID: " ++ show msgid)
+
+getMsg :: Handle -> IO PeerMsg
+getMsg h = do
+  lBS <- hGet h 4
+  let l = bsToInt lBS
+  if l == 0
+    then return KeepAliveMsg
+    else do
+    msg <- hGet h l
+    return $ decode $ fromStrict $ concat [lBS, msg]
+
+sendMsg :: Handle -> PeerMsg -> IO ()
+sendMsg h msg =
+  let bsMsg = toStrict $ encode msg
+  in
+   hPut h bsMsg
+
+bsToInt :: ByteString -> Int
+bsToInt x = fromIntegral (runGet getWord32be (fromChunks (return x)))
+
+bitfieldToList :: [Word8] -> [Integer]
+bitfieldToList bs = go bs 0
+  where go [] _ = []
+        go (b:bs') pos =
+          let setBits = [pos*8 + toInteger i | i <- [0..8], testBit b i]
+          in
+           setBits ++ go bs' (pos + 1)
+
+createDummyFile :: FilePath -> Int -> IO ()
+createDummyFile path size =
+  writeFile path (BC.replicate size '\0')
+
+-- loop1 :: shake hands with all peers, find out the pieces they have, form PieceData.
 -- recvMsg :: Peer -> Handle -> Msg
+msgLoop :: PeerState -> PieceMap -> IO ()
+msgLoop pState pieceStatus | meInterested pState == False &&
+                            heChoking pState == True = do
+                              -- if me NOT Interested and she is Choking, tell her that
+                              -- I am interested.
+                              let h = handle pState
+                              sendMsg h InterestedMsg
+                              putStrLn $ "--> InterestedMsg to peer: " ++ show (peer pState)
+                              msgLoop (pState { meInterested = True }) pieceStatus
+                          | meInterested pState == True &&
+                            heChoking pState == False =
+                              -- if me Interested and she not Choking, send her a request
+                              -- for a piece.
+                              case pickPiece pieceStatus of
+                               Nothing -> putStrLn "Nothing to download"
+                               Just workPiece -> do
+                                 let pLen = len (pieceStatus ! workPiece)
+                                 _ <- downloadPiece (handle pState) workPiece pLen
+                                 -- sendMsg (handle state) (RequestMsg workPiece 0 pLen)
+                                 -- putStrLn $ "--> RequestMsg for Piece " ++ (show workPiece) ++ "to peer: " ++ show (peer state) ++ " of length: " ++ show pLen
+                                 -- msg <- getMsg (handle state)
+                                 -- putStrLn $ "<-- " ++ show msg ++ "from peer: " ++ show (peer state)
+                                 msgLoop pState (adjust (\pieceData -> pieceData { state = Have }) workPiece pieceStatus)
+                          | otherwise = do
+                              msg <- getMsg (handle pState)
+                              putStrLn $ "<-- " ++ show msg ++ "from peer: " ++ show (peer pState)
+                              case msg of
+                               KeepAliveMsg -> do
+                                 sendMsg (handle pState) KeepAliveMsg
+                                 putStrLn $ "--> " ++ "KeepAliveMsg to peer: " ++ show (peer pState)
+                                 msgLoop pState pieceStatus
+                               BitFieldMsg bss -> do
+                                 let pieceList = bitfieldToList (unpack bss)
+                                     pieceStatus' = updatePieceAvailability pieceStatus (peer pState) pieceList
+                                 print pieceList
+                                 -- for each pieceIndex in pieceList, make an entry in the pieceStatus
+                                 -- map with pieceIndex as the key and modify the value to add the peer.
+                                 -- download each of the piece in order
+                                 msgLoop pState pieceStatus'
+                               UnChokeMsg -> do
+                                 msgLoop (pState { heChoking = False }) pieceStatus
+                               _ -> do
+                                 msgLoop pState pieceStatus
+
+-- simple algorithm to pick piece.
+-- pick the first piece from 0 that is not downloaded yet.
+pickPiece :: PieceMap -> Maybe Integer
+pickPiece m =
+  let pieceList = toList m
+      allPending = filter (\(_, v) -> state v == Pending) pieceList
+  in
+   case allPending of
+    [] -> Nothing
+    ((i, _):_) -> Just i
+
+updatePieceAvailability :: PieceMap -> Peer -> [Integer] -> PieceMap
+updatePieceAvailability pieceStatus p pieceList =
+  mapWithKey (\k pd -> if k `elem` pieceList
+                       then (pd { peers = p : (peers pd) })
+                       else pd) pieceStatus
+
+handlePeerMsgs :: Peer -> Metainfo -> String -> IO ()
+handlePeerMsgs p m peerId = do
+  h <- handShake p (infoHash m) peerId
+  let state = PeerState { handle = h
+                        , peer = p
+                        , heInterested = False
+                        , heChoking = True
+                        , meInterested = False
+                        , meChoking = True }
+      pieceHash = pieces (info m)
+      numPieces = (toInteger . (`quot` 20) . BC.length) pieceHash
+      pLen = pieceLength (info m)
+      fileLen = lengthInBytes (info m)
+      pieceStatus = mkPieceMap numPieces pieceHash (splitNum fileLen pLen)
+  msgLoop state pieceStatus
+  
+downloadPiece :: Handle -> Integer -> Integer -> IO [PeerMsg]
+downloadPiece h index pieceLength = do
+  let chunks = splitNum pieceLength 16384
+  forM (zip [0..] chunks) (\(i, pLen) -> do
+                              sendMsg h (RequestMsg index (i*pLen) pLen)
+                              putStrLn $ "--> " ++ "RequestMsg for Piece " ++ (show index) ++ ", part: " ++ show i ++ " of length: " ++ show pLen
+                              -- putStrLn $ "--> RequestMsg for Piece " ++ (show workPiece) ++ "to peer: " ++ show (peer state) ++ " of length: " ++ show pLen
+                              getMsg h)