Faits: Faits: A. S._ a été mis au bénéfice d'un quart de rente d'invalidité à partir du 1er février 1998, puis d'une demi-rente pour cas pénible à partir du 1er janvier 2001, en raison de troubles fonctionnels du membre inférieur droit et de lombo-dorsalgies (décisions des 21 janvier, 24 février et 15 avril 2003). Dans un courrier du 23 juin 2003 adressé à l'Office cantonal de l'assurance-invalidité du canton de Genève (ci-après: l'office AI), S._ a sollicité la révision de son droit à la rente. Par courrier du 26 juin 2003, réitéré le 27 août suivant, l'assuré a été invité à produire tout document attestant une aggravation de son état de santé. Sans réponse de l'assuré, l'office AI n'est pas entré en matière sur la demande (décision du 5 septembre 2003). Dans le cadre de la procédure d'opposition, l'assuré a produit un rapport médical de son médecin traitant, le docteur F._, du 18 octobre 2003. Après avoir requis des informations complémentaires de ce praticien, l'office AI est entré en matière sur la demande de révision, mais l'a cependant rejetée sur la base des éléments au dossier (décision du 29 mars 2004). Dans le cadre de la procédure d'opposition, l'assuré a produit un rapport médical de son médecin traitant, le docteur F._, du 18 octobre 2003. Après avoir requis des informations complémentaires de ce praticien, l'office AI est entré en matière sur la demande de révision, mais l'a cependant rejetée sur la base des éléments au dossier (décision du 29 mars 2004). B. S._ a déféré la décision sur opposition au Tribunal cantonal des assurances sociales du canton de Genève. Après que la cause a été gardée à juger, le prénommé a produit un rapport médical du 3 juillet 2004 du docteur R._, spécialiste en psychiatrie, lequel lui a été retourné quelques jours plus tard par le tribunal. Par jugement du 24 août 2004, le Tribunal cantonal des assurances a débouté l'assuré de ses conclusions. B. S._ a déféré la décision sur opposition au Tribunal cantonal des assurances sociales du canton de Genève. Après que la cause a été gardée à juger, le prénommé a produit un rapport médical du 3 juillet 2004 du docteur R._, spécialiste en psychiatrie, lequel lui a été retourné quelques jours plus tard par le tribunal. Par jugement du 24 août 2004, le Tribunal cantonal des assurances a débouté l'assuré de ses conclusions. C. S._ interjette recours de droit administratif contre ce jugement, dont il demande l'annulation. Sous suite de dépens, il conclut au renvoi de la cause au Tribunal cantonal des assurances sociales pour nouveau jugement au sens des considérants. Il sollicite en outre le bénéfice de l'assistance judiciaire. L'office AI conclut au rejet du recours, tandis que l'Office fédéral des assurances sociales a renoncé à se déterminer. L'office AI conclut au rejet du recours, tandis que l'Office fédéral des assurances sociales a renoncé à se déterminer. D. Au cours de l'instruction, le Tribunal fédéral des assurances a requis du recourant la production de divers documents, dont l'intimé a pris connaissance.