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[ieee754fpu.git] / src / add / test_buf_pipe.py
index e037a51e3566663863454058636b9147d4856ebd..37f2b31f8b0a3ce38d2067b569a28344e6ab7fd9 100644 (file)
@@ -1,48 +1,77 @@
-from nmigen import Module, Signal, Mux
+""" Unit tests for Buffered and Unbuffered pipelines
+
+    contains useful worked examples of how to use the Pipeline API,
+    including:
+
+    * Combinatorial Stage "Chaining"
+    * class-based data stages
+    * nmigen module-based data stages
+    * special nmigen module-based data stage, where the stage *is* the module
+    * Record-based data stages
+    * static-class data stages
+    * multi-stage pipelines (and how to connect them)
+    * how to *use* the pipelines (see Test5) - how to get data in and out
+
+"""
+
+from nmigen import Module, Signal, Mux, Const, Elaboratable
 from nmigen.hdl.rec import Record
 from nmigen.compat.sim import run_simulation
 from nmigen.cli import verilog, rtlil
 
 from example_buf_pipe import ExampleBufPipe, ExampleBufPipeAdd
 from nmigen.hdl.rec import Record
 from nmigen.compat.sim import run_simulation
 from nmigen.cli import verilog, rtlil
 
 from example_buf_pipe import ExampleBufPipe, ExampleBufPipeAdd
-from example_buf_pipe import ExamplePipeline, Pipeline, ExampleStageCls
-from example_buf_pipe import PrevControl, NextControl, BufferedPipeline
-from example_buf_pipe import StageChain
+from example_buf_pipe import ExamplePipeline, UnbufferedPipeline
+from example_buf_pipe import ExampleStageCls
+from example_buf_pipe import PrevControl, NextControl, BufferedHandshake
+from example_buf_pipe import StageChain, ControlBase, StageCls
+from singlepipe import UnbufferedPipeline2
+from singlepipe import SimpleHandshake
+from singlepipe import PassThroughHandshake
+from singlepipe import PassThroughStage
+from singlepipe import FIFOControl
+from singlepipe import RecordObject
+
+from random import randint, seed
 
 
-from random import randint
+#seed(4)
 
 
 def check_o_n_valid(dut, val):
 
 
 def check_o_n_valid(dut, val):
-    o_n_valid = yield dut.n.o_valid
+    o_n_valid = yield dut.n.valid_o
     assert o_n_valid == val
 
     assert o_n_valid == val
 
+def check_o_n_valid2(dut, val):
+    o_n_valid = yield dut.n.valid_o
+    assert o_n_valid == val
 
 
-def testbench(dut):
+
+def tbench(dut):
     #yield dut.i_p_rst.eq(1)
     #yield dut.i_p_rst.eq(1)
-    yield dut.n.i_ready.eq(0)
-    yield dut.p.o_ready.eq(0)
+    yield dut.n.ready_i.eq(0)
+    #yield dut.p.ready_o.eq(0)
     yield
     yield
     #yield dut.i_p_rst.eq(0)
     yield
     yield
     #yield dut.i_p_rst.eq(0)
-    yield dut.n.i_ready.eq(1)
-    yield dut.p.i_data.eq(5)
-    yield dut.p.i_valid.eq(1)
+    yield dut.n.ready_i.eq(1)
+    yield dut.p.data_i.eq(5)
+    yield dut.p.valid_i.eq(1)
     yield
 
     yield
 
-    yield dut.p.i_data.eq(7)
+    yield dut.p.data_i.eq(7)
     yield from check_o_n_valid(dut, 0) # effects of i_p_valid delayed
     yield
     yield from check_o_n_valid(dut, 1) # ok *now* i_p_valid effect is felt
 
     yield from check_o_n_valid(dut, 0) # effects of i_p_valid delayed
     yield
     yield from check_o_n_valid(dut, 1) # ok *now* i_p_valid effect is felt
 
-    yield dut.p.i_data.eq(2)
+    yield dut.p.data_i.eq(2)
     yield
     yield
-    yield dut.n.i_ready.eq(0) # begin going into "stall" (next stage says ready)
-    yield dut.p.i_data.eq(9)
+    yield dut.n.ready_i.eq(0) # begin going into "stall" (next stage says ready)
+    yield dut.p.data_i.eq(9)
     yield
     yield
-    yield dut.p.i_valid.eq(0)
-    yield dut.p.i_data.eq(12)
+    yield dut.p.valid_i.eq(0)
+    yield dut.p.data_i.eq(12)
     yield
     yield
-    yield dut.p.i_data.eq(32)
-    yield dut.n.i_ready.eq(1)
+    yield dut.p.data_i.eq(32)
+    yield dut.n.ready_i.eq(1)
     yield
     yield from check_o_n_valid(dut, 1) # buffer still needs to output
     yield
     yield
     yield from check_o_n_valid(dut, 1) # buffer still needs to output
     yield
@@ -52,42 +81,42 @@ def testbench(dut):
     yield
 
 
     yield
 
 
-def testbench2(dut):
+def tbench2(dut):
     #yield dut.p.i_rst.eq(1)
     #yield dut.p.i_rst.eq(1)
-    yield dut.n.i_ready.eq(0)
-    #yield dut.p.o_ready.eq(0)
+    yield dut.n.ready_i.eq(0)
+    #yield dut.p.ready_o.eq(0)
     yield
     yield
     #yield dut.p.i_rst.eq(0)
     yield
     yield
     #yield dut.p.i_rst.eq(0)
-    yield dut.n.i_ready.eq(1)
-    yield dut.p.i_data.eq(5)
-    yield dut.p.i_valid.eq(1)
+    yield dut.n.ready_i.eq(1)
+    yield dut.p.data_i.eq(5)
+    yield dut.p.valid_i.eq(1)
     yield
 
     yield
 
-    yield dut.p.i_data.eq(7)
-    yield from check_o_n_valid(dut, 0) # effects of i_p_valid delayed 2 clocks
+    yield dut.p.data_i.eq(7)
+    yield from check_o_n_valid2(dut, 0) # effects of i_p_valid delayed 2 clocks
     yield
     yield
-    yield from check_o_n_valid(dut, 0) # effects of i_p_valid delayed 2 clocks
+    yield from check_o_n_valid2(dut, 0) # effects of i_p_valid delayed 2 clocks
 
 
-    yield dut.p.i_data.eq(2)
+    yield dut.p.data_i.eq(2)
     yield
     yield
-    yield from check_o_n_valid(dut, 1) # ok *now* i_p_valid effect is felt
-    yield dut.n.i_ready.eq(0) # begin going into "stall" (next stage says ready)
-    yield dut.p.i_data.eq(9)
+    yield from check_o_n_valid2(dut, 1) # ok *now* i_p_valid effect is felt
+    yield dut.n.ready_i.eq(0) # begin going into "stall" (next stage says ready)
+    yield dut.p.data_i.eq(9)
     yield
     yield
-    yield dut.p.i_valid.eq(0)
-    yield dut.p.i_data.eq(12)
+    yield dut.p.valid_i.eq(0)
+    yield dut.p.data_i.eq(12)
     yield
     yield
-    yield dut.p.i_data.eq(32)
-    yield dut.n.i_ready.eq(1)
+    yield dut.p.data_i.eq(32)
+    yield dut.n.ready_i.eq(1)
     yield
     yield
-    yield from check_o_n_valid(dut, 1) # buffer still needs to output
+    yield from check_o_n_valid2(dut, 1) # buffer still needs to output
     yield
     yield
-    yield from check_o_n_valid(dut, 1) # buffer still needs to output
+    yield from check_o_n_valid2(dut, 1) # buffer still needs to output
     yield
     yield
-    yield from check_o_n_valid(dut, 1) # buffer still needs to output
+    yield from check_o_n_valid2(dut, 1) # buffer still needs to output
     yield
     yield
-    yield from check_o_n_valid(dut, 0) # buffer outputted, *now* we're done.
+    yield from check_o_n_valid2(dut, 0) # buffer outputted, *now* we're done.
     yield
     yield
     yield
     yield
     yield
     yield
@@ -112,16 +141,16 @@ class Test3:
                     send = True
                 else:
                     send = randint(0, send_range) != 0
                     send = True
                 else:
                     send = randint(0, send_range) != 0
-                o_p_ready = yield self.dut.p.o_ready
+                o_p_ready = yield self.dut.p.ready_o
                 if not o_p_ready:
                     yield
                     continue
                 if send and self.i != len(self.data):
                 if not o_p_ready:
                     yield
                     continue
                 if send and self.i != len(self.data):
-                    yield self.dut.p.i_valid.eq(1)
-                    yield self.dut.p.i_data.eq(self.data[self.i])
+                    yield self.dut.p.valid_i.eq(1)
+                    yield self.dut.p.data_i.eq(self.data[self.i])
                     self.i += 1
                 else:
                     self.i += 1
                 else:
-                    yield self.dut.p.i_valid.eq(0)
+                    yield self.dut.p.valid_i.eq(0)
                 yield
 
     def rcv(self):
                 yield
 
     def rcv(self):
@@ -129,22 +158,31 @@ class Test3:
             stall_range = randint(0, 3)
             for j in range(randint(1,10)):
                 stall = randint(0, stall_range) != 0
             stall_range = randint(0, 3)
             for j in range(randint(1,10)):
                 stall = randint(0, stall_range) != 0
-                yield self.dut.n.i_ready.eq(stall)
+                yield self.dut.n.ready_i.eq(stall)
                 yield
                 yield
-                o_n_valid = yield self.dut.n.o_valid
-                i_n_ready = yield self.dut.n.i_ready
+                o_n_valid = yield self.dut.n.valid_o
+                i_n_ready = yield self.dut.n.ready_i_test
                 if not o_n_valid or not i_n_ready:
                     continue
                 if not o_n_valid or not i_n_ready:
                     continue
-                o_data = yield self.dut.n.o_data
-                self.resultfn(o_data, self.data[self.o], self.i, self.o)
+                data_o = yield self.dut.n.data_o
+                self.resultfn(data_o, self.data[self.o], self.i, self.o)
                 self.o += 1
                 if self.o == len(self.data):
                     break
 
                 self.o += 1
                 if self.o == len(self.data):
                     break
 
-def test3_resultfn(o_data, expected, i, o):
-    assert o_data == expected + 1, \
+def resultfn_3(data_o, expected, i, o):
+    assert data_o == expected + 1, \
                 "%d-%d data %x not match %x\n" \
                 "%d-%d data %x not match %x\n" \
-                % (i, o, o_data, expected)
+                % (i, o, data_o, expected)
+
+def data_placeholder():
+        data = []
+        for i in range(num_tests):
+            d = PlaceHolder()
+            d.src1 = randint(0, 1<<16-1)
+            d.src2 = randint(0, 1<<16-1)
+            data.append(d)
+        return data
 
 def data_dict():
         data = []
 
 def data_dict():
         data = []
@@ -155,9 +193,10 @@ def data_dict():
 
 
 class Test5:
 
 
 class Test5:
-    def __init__(self, dut, resultfn, data=None):
+    def __init__(self, dut, resultfn, data=None, stage_ctl=False):
         self.dut = dut
         self.resultfn = resultfn
         self.dut = dut
         self.resultfn = resultfn
+        self.stage_ctl = stage_ctl
         if data:
             self.data = data
         else:
         if data:
             self.data = data
         else:
@@ -175,49 +214,51 @@ class Test5:
                     send = True
                 else:
                     send = randint(0, send_range) != 0
                     send = True
                 else:
                     send = randint(0, send_range) != 0
-                o_p_ready = yield self.dut.p.o_ready
+                #send = True
+                o_p_ready = yield self.dut.p.ready_o
                 if not o_p_ready:
                     yield
                     continue
                 if send and self.i != len(self.data):
                 if not o_p_ready:
                     yield
                     continue
                 if send and self.i != len(self.data):
-                    yield self.dut.p.i_valid.eq(1)
+                    yield self.dut.p.valid_i.eq(1)
                     for v in self.dut.set_input(self.data[self.i]):
                         yield v
                     self.i += 1
                 else:
                     for v in self.dut.set_input(self.data[self.i]):
                         yield v
                     self.i += 1
                 else:
-                    yield self.dut.p.i_valid.eq(0)
+                    yield self.dut.p.valid_i.eq(0)
                 yield
 
     def rcv(self):
         while self.o != len(self.data):
             stall_range = randint(0, 3)
             for j in range(randint(1,10)):
                 yield
 
     def rcv(self):
         while self.o != len(self.data):
             stall_range = randint(0, 3)
             for j in range(randint(1,10)):
-                stall = randint(0, stall_range) != 0
-                yield self.dut.n.i_ready.eq(stall)
+                ready = randint(0, stall_range) != 0
+                #ready = True
+                yield self.dut.n.ready_i.eq(ready)
                 yield
                 yield
-                o_n_valid = yield self.dut.n.o_valid
-                i_n_ready = yield self.dut.n.i_ready
+                o_n_valid = yield self.dut.n.valid_o
+                i_n_ready = yield self.dut.n.ready_i_test
                 if not o_n_valid or not i_n_ready:
                     continue
                 if not o_n_valid or not i_n_ready:
                     continue
-                if isinstance(self.dut.n.o_data, Record):
-                    o_data = {}
-                    dod = self.dut.n.o_data
+                if isinstance(self.dut.n.data_o, Record):
+                    data_o = {}
+                    dod = self.dut.n.data_o
                     for k, v in dod.fields.items():
                     for k, v in dod.fields.items():
-                        o_data[k] = yield v
+                        data_o[k] = yield v
                 else:
                 else:
-                    o_data = yield self.dut.n.o_data
-                self.resultfn(o_data, self.data[self.o], self.i, self.o)
+                    data_o = yield self.dut.n.data_o
+                self.resultfn(data_o, self.data[self.o], self.i, self.o)
                 self.o += 1
                 if self.o == len(self.data):
                     break
 
                 self.o += 1
                 if self.o == len(self.data):
                     break
 
-def test5_resultfn(o_data, expected, i, o):
+def resultfn_5(data_o, expected, i, o):
     res = expected[0] + expected[1]
     res = expected[0] + expected[1]
-    assert o_data == res, \
+    assert data_o == res, \
                 "%d-%d data %x not match %s\n" \
                 "%d-%d data %x not match %s\n" \
-                % (i, o, o_data, repr(expected))
+                % (i, o, data_o, repr(expected))
 
 
-def testbench4(dut):
+def tbench4(dut):
     data = []
     for i in range(num_tests):
         #data.append(randint(0, 1<<16-1))
     data = []
     for i in range(num_tests):
         #data.append(randint(0, 1<<16-1))
@@ -227,72 +268,60 @@ def testbench4(dut):
     while True:
         stall = randint(0, 3) != 0
         send = randint(0, 5) != 0
     while True:
         stall = randint(0, 3) != 0
         send = randint(0, 5) != 0
-        yield dut.n.i_ready.eq(stall)
-        o_p_ready = yield dut.p.o_ready
+        yield dut.n.ready_i.eq(stall)
+        o_p_ready = yield dut.p.ready_o
         if o_p_ready:
             if send and i != len(data):
         if o_p_ready:
             if send and i != len(data):
-                yield dut.p.i_valid.eq(1)
-                yield dut.p.i_data.eq(data[i])
+                yield dut.p.valid_i.eq(1)
+                yield dut.p.data_i.eq(data[i])
                 i += 1
             else:
                 i += 1
             else:
-                yield dut.p.i_valid.eq(0)
+                yield dut.p.valid_i.eq(0)
         yield
         yield
-        o_n_valid = yield dut.n.o_valid
-        i_n_ready = yield dut.n.i_ready
+        o_n_valid = yield dut.n.valid_o
+        i_n_ready = yield dut.n.ready_i_test
         if o_n_valid and i_n_ready:
         if o_n_valid and i_n_ready:
-            o_data = yield dut.n.o_data
-            assert o_data == data[o] + 2, "%d-%d data %x not match %x\n" \
-                                        % (i, o, o_data, data[o])
+            data_o = yield dut.n.data_o
+            assert data_o == data[o] + 2, "%d-%d data %x not match %x\n" \
+                                        % (i, o, data_o, data[o])
             o += 1
             if o == len(data):
                 break
 
             o += 1
             if o == len(data):
                 break
 
+######################################################################
+# Test 2 and 4
+######################################################################
 
 
-class ExampleBufPipe2:
-    """
-        connect these:  ------|---------------|
-                              v               v
-        i_p_valid >>in  pipe1 o_n_valid out>> i_p_valid >>in  pipe2
-        o_p_ready <<out pipe1 i_n_ready <<in  o_p_ready <<out pipe2
-        p_i_data  >>in  pipe1 p_i_data  out>> n_o_data  >>in  pipe2
+class ExampleBufPipe2(ControlBase):
+    """ Example of how to do chained pipeline stages.
     """
     """
-    def __init__(self):
-        self.pipe1 = ExampleBufPipe()
-        self.pipe2 = ExampleBufPipe()
-
-        # input
-        self.p = PrevControl()
-        self.p.i_data = Signal(32) # >>in - comes in from the PREVIOUS stage
-
-        # output
-        self.n = NextControl()
-        self.n.o_data = Signal(32) # out>> - goes out to the NEXT stage
 
     def elaborate(self, platform):
 
     def elaborate(self, platform):
-        m = Module()
-        m.submodules.pipe1 = self.pipe1
-        m.submodules.pipe2 = self.pipe2
+        m = ControlBase.elaborate(self, platform)
 
 
-        # connect inter-pipe input/output valid/ready/data
-        m.d.comb += self.pipe1.connect_to_next(self.pipe2)
+        pipe1 = ExampleBufPipe()
+        pipe2 = ExampleBufPipe()
 
 
-        # inputs/outputs to the module: pipe1 connections here (LHS)
-        m.d.comb += self.pipe1.connect_in(self)
+        m.submodules.pipe1 = pipe1
+        m.submodules.pipe2 = pipe2
 
 
-        # now pipe2 connections (RHS)
-        m.d.comb += self.pipe2.connect_out(self)
+        m.d.comb += self.connect([pipe1, pipe2])
 
         return m
 
 
 
         return m
 
 
-class ExampleBufPipeChain2(BufferedPipeline):
+######################################################################
+# Test 9
+######################################################################
+
+class ExampleBufPipeChain2(BufferedHandshake):
     """ connects two stages together as a *single* combinatorial stage.
     """
     def __init__(self):
         stage1 = ExampleStageCls()
         stage2 = ExampleStageCls()
         combined = StageChain([stage1, stage2])
     """ connects two stages together as a *single* combinatorial stage.
     """
     def __init__(self):
         stage1 = ExampleStageCls()
         stage2 = ExampleStageCls()
         combined = StageChain([stage1, stage2])
-        BufferedPipeline.__init__(self, combined)
+        BufferedHandshake.__init__(self, combined)
 
 
 def data_chain2():
 
 
 def data_chain2():
@@ -302,34 +331,41 @@ def data_chain2():
         return data
 
 
         return data
 
 
-def test9_resultfn(o_data, expected, i, o):
+def resultfn_9(data_o, expected, i, o):
     res = expected + 2
     res = expected + 2
-    assert o_data == res, \
-                "%d-%d data %x not match %s\n" \
-                % (i, o, o_data, repr(expected))
+    assert data_o == res, \
+                "%d-%d received data %x not match expected %x\n" \
+                % (i, o, data_o, res)
 
 
 
 
-class SetLessThan:
+######################################################################
+# Test 6 and 10
+######################################################################
+
+class SetLessThan(Elaboratable):
     def __init__(self, width, signed):
     def __init__(self, width, signed):
-        self.src1 = Signal((width, signed))
-        self.src2 = Signal((width, signed))
-        self.output = Signal(width)
+        self.m = Module()
+        self.src1 = Signal((width, signed), name="src1")
+        self.src2 = Signal((width, signed), name="src2")
+        self.output = Signal(width, name="out")
 
     def elaborate(self, platform):
 
     def elaborate(self, platform):
-        m = Module()
-        m.d.comb += self.output.eq(Mux(self.src1 < self.src2, 1, 0))
-        return m
+        self.m.d.comb += self.output.eq(Mux(self.src1 < self.src2, 1, 0))
+        return self.m
 
 
 
 
-class LTStage:
+class LTStage(StageCls):
+    """ module-based stage example
+    """
     def __init__(self):
         self.slt = SetLessThan(16, True)
 
     def __init__(self):
         self.slt = SetLessThan(16, True)
 
-    def ispec(self):
-        return (Signal(16), Signal(16))
+    def ispec(self, name):
+        return (Signal(16, name="%s_sig1" % name),
+                Signal(16, name="%s_sig2" % name))
 
 
-    def ospec(self):
-        return Signal(16)
+    def ospec(self, name):
+        return Signal(16, "%s_out" % name)
 
     def setup(self, m, i):
         self.o = Signal(16)
 
     def setup(self, m, i):
         self.o = Signal(16)
@@ -342,7 +378,13 @@ class LTStage:
         return self.o
 
 
         return self.o
 
 
-class LTStageDerived(SetLessThan):
+class LTStageDerived(SetLessThan, StageCls):
+    """ special version of a nmigen module where the module is also a stage
+
+        shows that you don't actually need to combinatorially connect
+        to the outputs, or add the module as a submodule: just return
+        the module output parameter(s) from the Stage.process() function
+    """
 
     def __init__(self):
         SetLessThan.__init__(self, 16, True)
 
     def __init__(self):
         SetLessThan.__init__(self, 16, True)
@@ -362,38 +404,42 @@ class LTStageDerived(SetLessThan):
         return self.output
 
 
         return self.output
 
 
-class ExampleLTPipeline(Pipeline):
-    """ an example of how to use the combinatorial pipeline.
+class ExampleLTPipeline(UnbufferedPipeline):
+    """ an example of how to use the unbuffered pipeline.
     """
 
     def __init__(self):
         stage = LTStage()
     """
 
     def __init__(self):
         stage = LTStage()
-        Pipeline.__init__(self, stage)
+        UnbufferedPipeline.__init__(self, stage)
 
 
 
 
-class ExampleLTBufferedPipeDerived(BufferedPipeline):
-    """ an example of how to use the combinatorial pipeline.
+class ExampleLTBufferedPipeDerived(BufferedHandshake):
+    """ an example of how to use the buffered pipeline.
     """
 
     def __init__(self):
         stage = LTStageDerived()
     """
 
     def __init__(self):
         stage = LTStageDerived()
-        BufferedPipeline.__init__(self, stage)
+        BufferedHandshake.__init__(self, stage)
 
 
 
 
-def test6_resultfn(o_data, expected, i, o):
+def resultfn_6(data_o, expected, i, o):
     res = 1 if expected[0] < expected[1] else 0
     res = 1 if expected[0] < expected[1] else 0
-    assert o_data == res, \
+    assert data_o == res, \
                 "%d-%d data %x not match %s\n" \
                 "%d-%d data %x not match %s\n" \
-                % (i, o, o_data, repr(expected))
+                % (i, o, data_o, repr(expected))
+
 
 
+######################################################################
+# Test 7
+######################################################################
 
 
-class ExampleAddRecordStage:
+class ExampleAddRecordStage(StageCls):
     """ example use of a Record
     """
 
     record_spec = [('src1', 16), ('src2', 16)]
     def ispec(self):
     """ example use of a Record
     """
 
     record_spec = [('src1', 16), ('src2', 16)]
     def ispec(self):
-        """ returns a tuple of input signals which will be the incoming data
+        """ returns a Record using the specification
         """
         return Record(self.record_spec)
 
         """
         return Record(self.record_spec)
 
@@ -401,26 +447,79 @@ class ExampleAddRecordStage:
         return Record(self.record_spec)
 
     def process(self, i):
         return Record(self.record_spec)
 
     def process(self, i):
-        """ process the input data (sums the values in the tuple) and returns it
+        """ process the input data, returning a dictionary with key names
+            that exactly match the Record's attributes.
         """
         return {'src1': i.src1 + 1,
                 'src2': i.src2 + 1}
 
         """
         return {'src1': i.src1 + 1,
                 'src2': i.src2 + 1}
 
+######################################################################
+# Test 11
+######################################################################
+
+class ExampleAddRecordPlaceHolderStage(StageCls):
+    """ example use of a Record, with a placeholder as the processing result
+    """
 
 
-class ExampleAddRecordPipe(Pipeline):
+    record_spec = [('src1', 16), ('src2', 16)]
+    def ispec(self):
+        """ returns a Record using the specification
+        """
+        return Record(self.record_spec)
+
+    def ospec(self):
+        return Record(self.record_spec)
+
+    def process(self, i):
+        """ process the input data, returning a PlaceHolder class instance
+            with attributes that exactly match those of the Record.
+        """
+        o = PlaceHolder()
+        o.src1 = i.src1 + 1
+        o.src2 = i.src2 + 1
+        return o
+
+
+# a dummy class that may have stuff assigned to instances once created
+class PlaceHolder: pass
+
+
+class ExampleAddRecordPipe(UnbufferedPipeline):
     """ an example of how to use the combinatorial pipeline.
     """
 
     def __init__(self):
         stage = ExampleAddRecordStage()
     """ an example of how to use the combinatorial pipeline.
     """
 
     def __init__(self):
         stage = ExampleAddRecordStage()
-        Pipeline.__init__(self, stage)
+        UnbufferedPipeline.__init__(self, stage)
 
 
 
 
-def test7_resultfn(o_data, expected, i, o):
+def resultfn_7(data_o, expected, i, o):
     res = (expected['src1'] + 1, expected['src2'] + 1)
     res = (expected['src1'] + 1, expected['src2'] + 1)
-    assert o_data['src1'] == res[0] and o_data['src2'] == res[1], \
+    assert data_o['src1'] == res[0] and data_o['src2'] == res[1], \
+                "%d-%d data %s not match %s\n" \
+                % (i, o, repr(data_o), repr(expected))
+
+
+class ExampleAddRecordPlaceHolderPipe(UnbufferedPipeline):
+    """ an example of how to use the combinatorial pipeline.
+    """
+
+    def __init__(self):
+        stage = ExampleAddRecordPlaceHolderStage()
+        UnbufferedPipeline.__init__(self, stage)
+
+
+def resultfn_test11(data_o, expected, i, o):
+    res1 = expected.src1 + 1
+    res2 = expected.src2 + 1
+    assert data_o['src1'] == res1 and data_o['src2'] == res2, \
                 "%d-%d data %s not match %s\n" \
                 "%d-%d data %s not match %s\n" \
-                % (i, o, repr(o_data), repr(expected))
+                % (i, o, repr(data_o), repr(expected))
+
+
+######################################################################
+# Test 8
+######################################################################
 
 
 class Example2OpClass:
 
 
 class Example2OpClass:
@@ -436,7 +535,7 @@ class Example2OpClass:
         return [self.op1.eq(i.op1), self.op2.eq(i.op2)]
 
 
         return [self.op1.eq(i.op1), self.op2.eq(i.op2)]
 
 
-class ExampleAddClassStage:
+class ExampleAddClassStage(StageCls):
     """ an example of how to use the buffered pipeline, as a class instance
     """
 
     """ an example of how to use the buffered pipeline, as a class instance
     """
 
@@ -449,7 +548,7 @@ class ExampleAddClassStage:
         """ returns an output signal which will happen to contain the sum
             of the two inputs
         """
         """ returns an output signal which will happen to contain the sum
             of the two inputs
         """
-        return Signal(16)
+        return Signal(16, name="add2_out")
 
     def process(self, i):
         """ process the input data (sums the values in the tuple) and returns it
 
     def process(self, i):
         """ process the input data (sums the values in the tuple) and returns it
@@ -457,13 +556,13 @@ class ExampleAddClassStage:
         return i.op1 + i.op2
 
 
         return i.op1 + i.op2
 
 
-class ExampleBufPipeAddClass(BufferedPipeline):
+class ExampleBufPipeAddClass(BufferedHandshake):
     """ an example of how to use the buffered pipeline, using a class instance
     """
 
     def __init__(self):
         addstage = ExampleAddClassStage()
     """ an example of how to use the buffered pipeline, using a class instance
     """
 
     def __init__(self):
         addstage = ExampleAddClassStage()
-        BufferedPipeline.__init__(self, addstage)
+        BufferedHandshake.__init__(self, addstage)
 
 
 class TestInputAdd:
 
 
 class TestInputAdd:
@@ -477,11 +576,11 @@ class TestInputAdd:
         self.op2 = op2
 
 
         self.op2 = op2
 
 
-def test8_resultfn(o_data, expected, i, o):
+def resultfn_8(data_o, expected, i, o):
     res = expected.op1 + expected.op2 # these are a TestInputAdd instance
     res = expected.op1 + expected.op2 # these are a TestInputAdd instance
-    assert o_data == res, \
-                "%d-%d data %x not match %s\n" \
-                % (i, o, o_data, repr(expected))
+    assert data_o == res, \
+                "%d-%d data %s res %x not match %s\n" \
+                % (i, o, repr(data_o), res, repr(expected))
 
 def data_2op():
         data = []
 
 def data_2op():
         data = []
@@ -490,44 +589,476 @@ def data_2op():
         return data
 
 
         return data
 
 
-num_tests = 100
+######################################################################
+# Test 12
+######################################################################
+
+class ExampleStageDelayCls(StageCls, Elaboratable):
+    """ an example of how to use the buffered pipeline, in a static class
+        fashion
+    """
+
+    def __init__(self, valid_trigger=2):
+        self.count = Signal(2)
+        self.valid_trigger = valid_trigger
+
+    def ispec(self):
+        return Signal(16, name="example_input_signal")
+
+    def ospec(self):
+        return Signal(16, name="example_output_signal")
+
+    @property
+    def d_ready(self):
+        """ data is ready to be accepted when this is true
+        """
+        return (self.count == 1)# | (self.count == 3)
+        return Const(1)
+
+    def d_valid(self, ready_i):
+        """ data is valid at output when this is true
+        """
+        return self.count == self.valid_trigger
+        return Const(1)
+
+    def process(self, i):
+        """ process the input data and returns it (adds 1)
+        """
+        return i + 1
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = Module()
+        m.d.sync += self.count.eq(self.count + 1)
+        return m
+
+
+class ExampleBufDelayedPipe(BufferedHandshake):
+
+    def __init__(self):
+        stage = ExampleStageDelayCls(valid_trigger=2)
+        BufferedHandshake.__init__(self, stage, stage_ctl=True)
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = BufferedHandshake.elaborate(self, platform)
+        m.submodules.stage = self.stage
+        return m
+
+
+def data_chain1():
+        data = []
+        for i in range(num_tests):
+            data.append(1<<((i*3)%15))
+            #data.append(randint(0, 1<<16-2))
+            #print (hex(data[-1]))
+        return data
+
+
+def resultfn_12(data_o, expected, i, o):
+    res = expected + 1
+    assert data_o == res, \
+                "%d-%d data %x not match %x\n" \
+                % (i, o, data_o, res)
+
+
+######################################################################
+# Test 13
+######################################################################
+
+class ExampleUnBufDelayedPipe(BufferedHandshake):
+
+    def __init__(self):
+        stage = ExampleStageDelayCls(valid_trigger=3)
+        BufferedHandshake.__init__(self, stage, stage_ctl=True)
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = BufferedHandshake.elaborate(self, platform)
+        m.submodules.stage = self.stage
+        return m
+
+######################################################################
+# Test 15
+######################################################################
+
+class ExampleBufModeAdd1Pipe(SimpleHandshake):
+
+    def __init__(self):
+        stage = ExampleStageCls()
+        SimpleHandshake.__init__(self, stage)
+
+
+######################################################################
+# Test 16
+######################################################################
+
+class ExampleBufModeUnBufPipe(ControlBase):
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = ControlBase.elaborate(self, platform)
+
+        pipe1 = ExampleBufModeAdd1Pipe()
+        pipe2 = ExampleBufAdd1Pipe()
+
+        m.submodules.pipe1 = pipe1
+        m.submodules.pipe2 = pipe2
+
+        m.d.comb += self.connect([pipe1, pipe2])
+
+        return m
+
+######################################################################
+# Test 17
+######################################################################
+
+class ExampleUnBufAdd1Pipe2(UnbufferedPipeline2):
+
+    def __init__(self):
+        stage = ExampleStageCls()
+        UnbufferedPipeline2.__init__(self, stage)
+
+
+######################################################################
+# Test 18
+######################################################################
+
+class PassThroughTest(PassThroughHandshake):
+
+    def iospecfn(self):
+        return Signal(16, "out")
+
+    def __init__(self):
+        stage = PassThroughStage(self.iospecfn)
+        PassThroughHandshake.__init__(self, stage)
+
+def resultfn_identical(data_o, expected, i, o):
+    res = expected
+    assert data_o == res, \
+                "%d-%d data %x not match %x\n" \
+                % (i, o, data_o, res)
+
+
+######################################################################
+# Test 19
+######################################################################
+
+class ExamplePassAdd1Pipe(PassThroughHandshake):
+
+    def __init__(self):
+        stage = ExampleStageCls()
+        PassThroughHandshake.__init__(self, stage)
+
+
+class ExampleBufPassThruPipe(ControlBase):
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = ControlBase.elaborate(self, platform)
+
+        # XXX currently fails: any other permutation works fine.
+        # p1=u,p2=b ok p1=u,p2=u ok p1=b,p2=b ok
+        # also fails using UnbufferedPipeline as well
+        pipe1 = ExampleBufModeAdd1Pipe()
+        pipe2 = ExamplePassAdd1Pipe()
+
+        m.submodules.pipe1 = pipe1
+        m.submodules.pipe2 = pipe2
+
+        m.d.comb += self.connect([pipe1, pipe2])
+
+        return m
+
+
+######################################################################
+# Test 20
+######################################################################
+
+def iospecfn():
+    return Signal(16, name="d_in")
+
+class FIFOTest16(FIFOControl):
+
+    def __init__(self):
+        stage = PassThroughStage(iospecfn)
+        FIFOControl.__init__(self, 2, stage)
+
+
+######################################################################
+# Test 21
+######################################################################
+
+class ExampleFIFOPassThruPipe1(ControlBase):
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = ControlBase.elaborate(self, platform)
+
+        pipe1 = FIFOTest16()
+        pipe2 = FIFOTest16()
+        pipe3 = ExamplePassAdd1Pipe()
+
+        m.submodules.pipe1 = pipe1
+        m.submodules.pipe2 = pipe2
+        m.submodules.pipe3 = pipe3
+
+        m.d.comb += self.connect([pipe1, pipe2, pipe3])
+
+        return m
+
+
+######################################################################
+# Test 22
+######################################################################
+
+class Example2OpRecord(RecordObject):
+    def __init__(self):
+        RecordObject.__init__(self)
+        self.op1 = Signal(16)
+        self.op2 = Signal(16)
+
+
+class ExampleAddRecordObjectStage(StageCls):
+
+    def ispec(self):
+        """ returns an instance of an Example2OpRecord.
+        """
+        return Example2OpRecord()
+
+    def ospec(self):
+        """ returns an output signal which will happen to contain the sum
+            of the two inputs
+        """
+        return Signal(16)
+
+    def process(self, i):
+        """ process the input data (sums the values in the tuple) and returns it
+        """
+        return i.op1 + i.op2
+
+
+class ExampleRecordHandshakeAddClass(SimpleHandshake):
+
+    def __init__(self):
+        addstage = ExampleAddRecordObjectStage()
+        SimpleHandshake.__init__(self, stage=addstage)
+
+
+######################################################################
+# Test 23
+######################################################################
+
+def iospecfnrecord():
+    return Example2OpRecord()
+
+class FIFOTestRecordControl(FIFOControl):
+
+    def __init__(self):
+        stage = PassThroughStage(iospecfnrecord)
+        FIFOControl.__init__(self, 2, stage)
+
+
+class ExampleFIFORecordObjectPipe(ControlBase):
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = ControlBase.elaborate(self, platform)
+
+        pipe1 = FIFOTestRecordControl()
+        pipe2 = ExampleRecordHandshakeAddClass()
+
+        m.submodules.pipe1 = pipe1
+        m.submodules.pipe2 = pipe2
+
+        m.d.comb += self.connect([pipe1, pipe2])
+
+        return m
+
+
+######################################################################
+# Test 24
+######################################################################
+
+class FIFOTestRecordAddStageControl(FIFOControl):
+
+    def __init__(self):
+        stage = ExampleAddRecordObjectStage()
+        FIFOControl.__init__(self, 2, stage)
+
+
+
+######################################################################
+# Test 25
+######################################################################
+
+class FIFOTestAdd16(FIFOControl):
+
+    def __init__(self):
+        stage = ExampleStageCls()
+        FIFOControl.__init__(self, 2, stage)
+
+
+class ExampleFIFOAdd2Pipe(ControlBase):
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = ControlBase.elaborate(self, platform)
+
+        pipe1 = FIFOTestAdd16()
+        pipe2 = FIFOTestAdd16()
+
+        m.submodules.pipe1 = pipe1
+        m.submodules.pipe2 = pipe2
+
+        m.d.comb += self.connect([pipe1, pipe2])
+
+        return m
+
+
+######################################################################
+# Test 26
+######################################################################
+
+def iospecfn24():
+    return (Signal(16, name="src1"), Signal(16, name="src2"))
+
+class FIFOTest2x16(FIFOControl):
+
+    def __init__(self):
+        stage = PassThroughStage(iospecfn2)
+        FIFOControl.__init__(self, 2, stage)
+
+
+######################################################################
+# Test 997
+######################################################################
+
+class ExampleBufPassThruPipe2(ControlBase):
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = ControlBase.elaborate(self, platform)
+
+        # XXX currently fails: any other permutation works fine.
+        # p1=u,p2=b ok p1=u,p2=u ok p1=b,p2=b ok
+        # also fails using UnbufferedPipeline as well
+        #pipe1 = ExampleUnBufAdd1Pipe()
+        #pipe2 = ExampleBufAdd1Pipe()
+        pipe1 = ExampleBufAdd1Pipe()
+        pipe2 = ExamplePassAdd1Pipe()
+
+        m.submodules.pipe1 = pipe1
+        m.submodules.pipe2 = pipe2
+
+        m.d.comb += self.connect([pipe1, pipe2])
+
+        return m
+
+
+######################################################################
+# Test 998
+######################################################################
+
+class ExampleBufPipe3(ControlBase):
+    """ Example of how to do delayed pipeline, where the stage signals
+        whether it is ready.
+    """
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = ControlBase.elaborate(self, platform)
+
+        pipe1 = ExampleBufDelayedPipe()
+        pipe2 = ExampleBufPipe()
+
+        m.submodules.pipe1 = pipe1
+        m.submodules.pipe2 = pipe2
+
+        m.d.comb += self.connect([pipe1, pipe2])
+
+        return m
+
+######################################################################
+# Test 999 - XXX FAILS
+# http://bugs.libre-riscv.org/show_bug.cgi?id=57
+######################################################################
+
+class ExampleBufAdd1Pipe(BufferedHandshake):
+
+    def __init__(self):
+        stage = ExampleStageCls()
+        BufferedHandshake.__init__(self, stage)
+
+
+class ExampleUnBufAdd1Pipe(UnbufferedPipeline):
+
+    def __init__(self):
+        stage = ExampleStageCls()
+        UnbufferedPipeline.__init__(self, stage)
+
+
+class ExampleBufUnBufPipe(ControlBase):
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = ControlBase.elaborate(self, platform)
+
+        # XXX currently fails: any other permutation works fine.
+        # p1=u,p2=b ok p1=u,p2=u ok p1=b,p2=b ok
+        # also fails using UnbufferedPipeline as well
+        #pipe1 = ExampleUnBufAdd1Pipe()
+        #pipe2 = ExampleBufAdd1Pipe()
+        pipe1 = ExampleBufAdd1Pipe()
+        pipe2 = ExampleUnBufAdd1Pipe()
+
+        m.submodules.pipe1 = pipe1
+        m.submodules.pipe2 = pipe2
+
+        m.d.comb += self.connect([pipe1, pipe2])
+
+        return m
+
+
+######################################################################
+# Unit Tests
+######################################################################
+
+num_tests = 10
 
 if __name__ == '__main__':
 
 if __name__ == '__main__':
-    print ("test 1")
-    dut = ExampleBufPipe()
-    run_simulation(dut, testbench(dut), vcd_name="test_bufpipe.vcd")
+    if False:
+        print ("test 1")
+        dut = ExampleBufPipe()
+        run_simulation(dut, tbench(dut), vcd_name="test_bufpipe.vcd")
+
+        print ("test 2")
+        dut = ExampleBufPipe2()
+        run_simulation(dut, tbench2(dut), vcd_name="test_bufpipe2.vcd")
+        ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+                 dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+                 [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+        vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+        with open("test_bufpipe2.il", "w") as f:
+            f.write(vl)
 
 
-    print ("test 2")
-    dut = ExampleBufPipe2()
-    run_simulation(dut, testbench2(dut), vcd_name="test_bufpipe2.vcd")
 
     print ("test 3")
     dut = ExampleBufPipe()
 
     print ("test 3")
     dut = ExampleBufPipe()
-    test = Test3(dut, test3_resultfn)
+    test = Test3(dut, resultfn_3)
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_bufpipe3.vcd")
 
     print ("test 3.5")
     dut = ExamplePipeline()
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_bufpipe3.vcd")
 
     print ("test 3.5")
     dut = ExamplePipeline()
-    test = Test3(dut, test3_resultfn)
+    test = Test3(dut, resultfn_3)
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_combpipe3.vcd")
 
     print ("test 4")
     dut = ExampleBufPipe2()
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_combpipe3.vcd")
 
     print ("test 4")
     dut = ExampleBufPipe2()
-    run_simulation(dut, testbench4(dut), vcd_name="test_bufpipe4.vcd")
+    run_simulation(dut, tbench4(dut), vcd_name="test_bufpipe4.vcd")
 
     print ("test 5")
     dut = ExampleBufPipeAdd()
 
     print ("test 5")
     dut = ExampleBufPipeAdd()
-    test = Test5(dut, test5_resultfn)
+    test = Test5(dut, resultfn_5, stage_ctl=True)
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_bufpipe5.vcd")
 
     print ("test 6")
     dut = ExampleLTPipeline()
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_bufpipe5.vcd")
 
     print ("test 6")
     dut = ExampleLTPipeline()
-    test = Test5(dut, test6_resultfn)
+    test = Test5(dut, resultfn_6)
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_ltcomb6.vcd")
 
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_ltcomb6.vcd")
 
-    ports = [dut.p.i_valid, dut.n.i_ready,
-             dut.n.o_valid, dut.p.o_ready] + \
-             list(dut.p.i_data) + [dut.n.o_data]
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             list(dut.p.data_i) + [dut.n.data_o]
     vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
     with open("test_ltcomb_pipe.il", "w") as f:
         f.write(vl)
     vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
     with open("test_ltcomb_pipe.il", "w") as f:
         f.write(vl)
@@ -535,43 +1066,243 @@ if __name__ == '__main__':
     print ("test 7")
     dut = ExampleAddRecordPipe()
     data=data_dict()
     print ("test 7")
     dut = ExampleAddRecordPipe()
     data=data_dict()
-    test = Test5(dut, test7_resultfn, data=data)
-    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_addrecord.vcd")
-
-    ports = [dut.p.i_valid, dut.n.i_ready,
-             dut.n.o_valid, dut.p.o_ready,
-             dut.p.i_data.src1, dut.p.i_data.src2,
-             dut.n.o_data.src1, dut.n.o_data.src2]
+    test = Test5(dut, resultfn_7, data=data)
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o,
+             dut.p.data_i.src1, dut.p.data_i.src2,
+             dut.n.data_o.src1, dut.n.data_o.src2]
     vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
     with open("test_recordcomb_pipe.il", "w") as f:
         f.write(vl)
     vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
     with open("test_recordcomb_pipe.il", "w") as f:
         f.write(vl)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_addrecord.vcd")
 
     print ("test 8")
     dut = ExampleBufPipeAddClass()
     data=data_2op()
 
     print ("test 8")
     dut = ExampleBufPipeAddClass()
     data=data_2op()
-    test = Test5(dut, test8_resultfn, data=data)
+    test = Test5(dut, resultfn_8, data=data)
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_bufpipe8.vcd")
 
     print ("test 9")
     dut = ExampleBufPipeChain2()
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_bufpipe8.vcd")
 
     print ("test 9")
     dut = ExampleBufPipeChain2()
-    ports = [dut.p.i_valid, dut.n.i_ready,
-             dut.n.o_valid, dut.p.o_ready] + \
-             [dut.p.i_data] + [dut.n.o_data]
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
     vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
     with open("test_bufpipechain2.il", "w") as f:
         f.write(vl)
 
     data = data_chain2()
     vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
     with open("test_bufpipechain2.il", "w") as f:
         f.write(vl)
 
     data = data_chain2()
-    test = Test5(dut, test9_resultfn, data=data)
+    test = Test5(dut, resultfn_9, data=data)
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv],
                         vcd_name="test_bufpipechain2.vcd")
 
     print ("test 10")
     dut = ExampleLTBufferedPipeDerived()
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv],
                         vcd_name="test_bufpipechain2.vcd")
 
     print ("test 10")
     dut = ExampleLTBufferedPipeDerived()
-    test = Test5(dut, test6_resultfn)
+    test = Test5(dut, resultfn_6)
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_ltbufpipe10.vcd")
     vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
     with open("test_ltbufpipe10.il", "w") as f:
         f.write(vl)
 
     run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_ltbufpipe10.vcd")
     vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
     with open("test_ltbufpipe10.il", "w") as f:
         f.write(vl)
 
+    print ("test 11")
+    dut = ExampleAddRecordPlaceHolderPipe()
+    data=data_placeholder()
+    test = Test5(dut, resultfn_test11, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_addrecord.vcd")
+
+
+    print ("test 12")
+    dut = ExampleBufDelayedPipe()
+    data = data_chain1()
+    test = Test5(dut, resultfn_12, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_bufpipe12.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_bufpipe12.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 13")
+    dut = ExampleUnBufDelayedPipe()
+    data = data_chain1()
+    test = Test5(dut, resultfn_12, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_unbufpipe13.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_unbufpipe13.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 15")
+    dut = ExampleBufModeAdd1Pipe()
+    data = data_chain1()
+    test = Test5(dut, resultfn_12, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_bufunbuf15.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_bufunbuf15.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 16")
+    dut = ExampleBufModeUnBufPipe()
+    data = data_chain1()
+    test = Test5(dut, resultfn_9, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_bufunbuf16.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_bufunbuf16.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 17")
+    dut = ExampleUnBufAdd1Pipe2()
+    data = data_chain1()
+    test = Test5(dut, resultfn_12, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_unbufpipe17.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_unbufpipe17.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 18")
+    dut = PassThroughTest()
+    data = data_chain1()
+    test = Test5(dut, resultfn_identical, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_passthru18.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_passthru18.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 19")
+    dut = ExampleBufPassThruPipe()
+    data = data_chain1()
+    test = Test5(dut, resultfn_9, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_bufpass19.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_bufpass19.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 20")
+    dut = FIFOTest16()
+    data = data_chain1()
+    test = Test5(dut, resultfn_identical, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_fifo20.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_fifo20.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 21")
+    dut = ExampleFIFOPassThruPipe1()
+    data = data_chain1()
+    test = Test5(dut, resultfn_12, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_fifopass21.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_fifopass21.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 22")
+    dut = ExampleRecordHandshakeAddClass()
+    data=data_2op()
+    test = Test5(dut, resultfn_8, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_addrecord22.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i.op1, dut.p.data_i.op2] + \
+             [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_addrecord22.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 23")
+    dut = ExampleFIFORecordObjectPipe()
+    data=data_2op()
+    test = Test5(dut, resultfn_8, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_addrecord23.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i.op1, dut.p.data_i.op2] + \
+             [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_addrecord23.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 24")
+    dut = FIFOTestRecordAddStageControl()
+    data=data_2op()
+    test = Test5(dut, resultfn_8, data=data)
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i.op1, dut.p.data_i.op2] + \
+             [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_addrecord24.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_addrecord24.vcd")
+
+    print ("test 25")
+    dut = ExampleFIFOAdd2Pipe()
+    data = data_chain1()
+    test = Test5(dut, resultfn_9, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_add2pipe25.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_add2pipe25.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 997")
+    dut = ExampleBufPassThruPipe2()
+    data = data_chain1()
+    test = Test5(dut, resultfn_9, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_bufpass997.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_bufpass997.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 998 (fails, bug)")
+    dut = ExampleBufPipe3()
+    data = data_chain1()
+    test = Test5(dut, resultfn_9, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_bufpipe14.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_bufpipe14.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
+
+    print ("test 999 (expected to fail, which is a bug)")
+    dut = ExampleBufUnBufPipe()
+    data = data_chain1()
+    test = Test5(dut, resultfn_9, data=data)
+    run_simulation(dut, [test.send, test.rcv], vcd_name="test_bufunbuf999.vcd")
+    ports = [dut.p.valid_i, dut.n.ready_i,
+             dut.n.valid_o, dut.p.ready_o] + \
+             [dut.p.data_i] + [dut.n.data_o]
+    vl = rtlil.convert(dut, ports=ports)
+    with open("test_bufunbuf999.il", "w") as f:
+        f.write(vl)