module fifo(clock,reset,read,write,fifo_in,fifo_out,fifo_empty,fifo_half,fifo_full);
input clock,reset,read,write;
input [7:0] fifo_in;
output [7:0] fifo_out;
output fifo_empty,fifo_half,fifo_full;  //表示存储单元使用情况的标志位

reg [7:0] fifo_out;
reg [2:0] read_ptr,write_ptr,counter;  //读，写指针及计数器
reg [7:0] ram [7:0];  //8个8位的存储单元
wire fifo_empty,fifo_half,fifo_full;

always@(posedge clock)   //复位信号有效时给系统复位
 if (reset)
    begin 
       read_ptr=0;
       write_ptr=0;
       counter=0;
       fifo_out=0;
    end
 else                        //做读（数据输出），写（数据输入）操作
     case({read,write})
      2'b00:         //没有读写指令
        counter=counter; 
        
      2'b01:    //写指令，数据输入FIFO
        begin
          ram[write_ptr]=fifo_in;   //将输入数据写入存储单元
          counter=counter+1;   //每写入一个数就让计数器加1
          write_ptr=(write_ptr==7)?0:write_ptr+1;
          
         /*写指针加1，若指针指向最后一个存储单元（write_ptr==7）,则把指针指向第一个存储单元*/
        end   
        
      2'b10:  //读指令，数据从FIFO输出
         begin
           fifo_out=ram[read_ptr];  //将存储单元的数据输出
           counter=counter-1;     //每读出一个数就让计数器减1
           read_ptr=(read_ptr==7)?0:read_ptr+1; 
           /*读指针加1，若指针指向最后一个存储单元（read _ptr ==7）,则把指针指向第一个存储单元*/
           
         end
         
       2'b11:    //读写指令，同时做数据输入和输出
          begin
            if(counter==0)    //存储单元是空的，所以当前输入数据可以直接输出
              fifo_out=fifo_in;
              else
                begin 
                   ram[write_ptr]=fifo_in;
                   fifo_out=ram[read_ptr];
                   write_ptr=(write_ptr==7)?0:write_ptr+1;
                   read_ptr=(read_ptr==7)?0:read_ptr+1;
                end
           end     
       endcase

assign fifo_empty=(counter==0);  //存储单元都是空的时候将标志位fifo_empty置1
   assign fifo_full=(counter==7);   //存储单元都满了的情况下将标志位fifo_full置1
   assign fifo_half=(counter==4);    //存储单元占用了一半的时候将标志位fifo_half置1

endmodule