请将上述两段代码进行功能合并，实现流水灯与呼吸灯的模式转换，使用Verilog HDL

以下是一个可能的实现：

module led_controller(
    input clk,
    input rst,
    input mode_switch,
    output reg [2:0] led_out
);

// 定义计数器
reg [3:0] counter;

// 定义呼吸灯亮度值
reg [3:0] brightness;

// 定义呼吸灯计数器和方向
reg [3:0] breath_counter;
reg breath_direction;

// 定义流水灯计数器和方向
reg [2:0] shift_counter;
reg shift_direction;

// 初始化
always @(posedge clk or posedge rst) begin
    if (rst) begin
        counter <= 0;
        brightness <= 0;
        breath_counter <= 0;
        breath_direction <= 0;
        shift_counter <= 0;
        shift_direction <= 0;
        led_out <= 0;
    end else begin
        // 计数器递增
        counter <= counter + 1;

        // 呼吸灯模式下更新亮度值
        if (mode_switch) begin
            if (breath_direction == 0) begin
                brightness <= brightness + 1;
                if (brightness == 15) breath_direction <= 1;
            end else begin
                brightness <= brightness - 1;
                if (brightness == 0) breath_direction <= 0;
            end
        end

        // 流水灯模式下更新计数器和方向
        if (!mode_switch) begin
            if (shift_direction == 0) begin
                shift_counter <= shift_counter + 1;
                if (shift_counter == 7) shift_direction <= 1;
            end else begin
                shift_counter <= shift_counter - 1;
                if (shift_counter == 0) shift_direction <= 0;
            end
        end

        // 呼吸灯模式下更新LED输出
        if (mode_switch) begin
            if (counter == brightness) led_out <= {1,1,1};
            else led_out <= 0;
        end

        // 流水灯模式下更新LED输出
        if (!mode_switch) begin
            case (shift_counter)
                0: led_out <= {1,0,0};
                1: led_out <= {0,1,0};
                2: led_out <= {0,0,1};
                3: led_out <= {0,0,0};
                4: led_out <= {0,0,1};
                5: led_out <= {0,1,0};
                6: led_out <= {1,0,0};
            endcase
        end
    end
end

endmodule

这个模块包含一个计数器，在每个时钟周期中递增。如果开关处于流水灯模式，则使用计数器来控制流水灯的移动方向和速度。如果开关处于呼吸灯模式，则使用计数器来控制呼吸灯的亮度值。此外，还有一个呼吸灯计数器和方向变量，用于控制呼吸灯的逐渐变亮和逐渐变暗。最后，使用 `case` 语句根据计数器的值来控制LED输出。