#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define NUM_SIM_CYCLES 1000000


// returns 1 with probability T

int
toss( float T )
{
  float foo = (float) rand();
  float randmax = (float) RAND_MAX ;
  float bar =  foo / randmax;

  return ( bar < T  ) ? 1 : 0;
}

int main(){

   int simCycles;

   int Q11;
   int Q12;
   int Q21;

   float prob_11 = 0.48;

   float prob_12;
   float prob_21;

   for ( prob_12 = 0.2; prob_12 < 0.6; ) {

     prob_12 += 0.01;
     prob_21 = prob_12;

     Q11 = 0;
     Q12 = 0;
     Q21 = 0;

     for ( simCycles = 0; simCycles < NUM_SIM_CYCLES; simCycles++ ) {

       // model arrivals
       Q11 += toss( prob_11 );
       Q12 += toss( prob_12 );
       Q21 += toss( prob_21 );
  
       // model maximum matching scheduler
       if ( Q11 == 0 ) { // no contention for outputs 
         Q12 = (Q12==0) ? 0 : Q12 - 1;
         Q21 = (Q21==0) ? 0 : Q21 - 1;
       }
       else {
         if ( Q12 == 0 && Q21 == 0 ) { // no contention for outputs 
           Q11--;
         }
         else if ( Q12 > 0 && Q21 > 0 ) { 
           // max match dictates we remove pkts from Q12 and Q21
           Q12--; Q21--;
         }
         else if ( Q12 > 0 && Q21 == 0 ) {
           // pkts only at Q11 and Q21; randomly choose between them
           if ( toss(0.5) ) {
             Q11--;
           }
           else {
             Q12--;
           }
         }
         else { 
           // must be that Q12 == 0 && Q21 > 0 
           // contention for output 1, resolve randomly
           if ( toss(0.5) ) {
             Q11--;
           }
           else {
             Q21--;
           }
        }
      }
    }
    printf("p_12=p_21 = %.2f, queues lengths %d : %d : %d\n", prob_12, Q11, Q12, Q21 );
  }
}