]> git.donarmstrong.com Git - samtools.git/blobdiff - bam_plcmd.c
* allow to set min base q
[samtools.git] / bam_plcmd.c
index 34366332ecf895188c29b2a88e8a062d871ffe0d..2c3178c23874c27750bbaa3c3296d2bace171b4a 100644 (file)
@@ -6,6 +6,7 @@
 #include "faidx.h"
 #include "bam_maqcns.h"
 #include "bam_mcns.h"
+#include "bam2bcf.h"
 #include "khash.h"
 #include "glf.h"
 #include "kstring.h"
@@ -449,8 +450,16 @@ int bam_pileup(int argc, char *argv[])
  * mpileup *
  ***********/
 
+#define MPLP_VCF   0x1
+#define MPLP_VAR   0x2
+#define MPLP_AFALL 0x8
+#define MPLP_GLF   0x10
+#define MPLP_NO_COMP 0x20
+
+#define MPLP_AFS_BLOCK 0x10000
+
 typedef struct {
-       int vcf, max_mq, min_mq, var_only, prior_type;
+       int max_mq, min_mq, prior_type, flag, min_baseQ;
        double theta;
        char *reg, *fn_pos;
        faidx_t *fai;
@@ -476,17 +485,26 @@ static int mplp_func(void *data, bam1_t *b)
 static int mpileup(mplp_conf_t *conf, int n, char **fn)
 {
        mplp_aux_t **data;
-       mc_aux_t *ma = 0;
        int i, tid, pos, *n_plp, beg0 = 0, end0 = 1u<<29, ref_len, ref_tid;
        const bam_pileup1_t **plp;
        bam_mplp_t iter;
        bam_header_t *h = 0;
+       uint64_t N = 0;
        char *ref;
        khash_t(64) *hash = 0;
-       // allocate
+
+       mc_aux_t *ma = 0;
+
+       bcf_callaux_t *bca = 0;
+       bcf_callret1_t *bcr = 0;
+       bcf_call_t bc;
+       bcf_t *bp = 0;
+
+       memset(&bc, 0, sizeof(bcf_call_t));
        data = calloc(n, sizeof(void*));
        plp = calloc(n, sizeof(void*));
        n_plp = calloc(n, sizeof(int*));
+
        // read the header and initialize data
        for (i = 0; i < n; ++i) {
                bam_header_t *h_tmp;
@@ -518,14 +536,41 @@ static int mpileup(mplp_conf_t *conf, int n, char **fn)
        }
        if (conf->fn_pos) hash = load_pos(conf->fn_pos, h);
        // write the VCF header
-       if (conf->vcf) {
+       if (conf->flag & MPLP_GLF) {
+               kstring_t s;
+               s.l = s.m = 0; s.s = 0;
+               bp = bcf_open("-", (conf->flag&MPLP_NO_COMP)? "wu" : "w");
+               for (i = 0; i < h->n_targets; ++i) {
+                       kputs(h->target_name[i], &s);
+                       kputc('\0', &s);
+               }
+               bp->h.l_nm = s.l;
+               bp->h.name = malloc(s.l);
+               memcpy(bp->h.name, s.s, s.l);
+               s.l = 0;
+               for (i = 0; i < n; ++i) {
+                       const char *p;
+                       if ((p = strstr(fn[i], ".bam")) != 0)
+                               kputsn(fn[i], p - fn[i], &s);
+                       else kputs(fn[i], &s);
+                       kputc('\0', &s);
+               }
+               bp->h.l_smpl = s.l;
+               bp->h.sname = malloc(s.l);
+               memcpy(bp->h.sname, s.s, s.l);
+               bp->h.l_txt = 0;
+               free(s.s);
+               bcf_hdr_sync(&bp->h);
+               bcf_hdr_write(bp);
+       } else if (conf->flag & MPLP_VCF) {
                kstring_t s;
                s.l = s.m = 0; s.s = 0;
                puts("##fileformat=VCFv4.0");
                puts("##INFO=<ID=DP,Number=1,Type=Integer,Description=\"Total read depth\">");
-               puts("##INFO=<ID=AF,Number=1,Type=Float,Description=\"Posterior non-reference allele frequency\">");
-               puts("##INFO=<ID=AFEM,Number=1,Type=Float,Description=\"Prior-free non-reference allele frequency by EM\">");
+               puts("##INFO=<ID=AF,Number=1,Type=Float,Description=\"Non-reference allele frequency \\argmax_f P(D|f)\">");
+               puts("##INFO=<ID=AFE,Number=1,Type=Float,Description=\"Expected non-reference allele frequency\">");
                puts("##FILTER=<ID=Q13,Description=\"All min{baseQ,mapQ} below 13\">");
+               puts("##FILTER=<ID=FPE,Description=\"Floating point error\">");
                kputs("#CHROM\tPOS\tID\tREF\tALT\tQUAL\tFILTER\tINFO\tFORMAT", &s);
                for (i = 0; i < n; ++i) {
                        const char *p;
@@ -538,7 +583,10 @@ static int mpileup(mplp_conf_t *conf, int n, char **fn)
                free(s.s);
        }
        // mpileup
-       if (conf->vcf) {
+       if (conf->flag & MPLP_GLF) {
+               bca = bcf_call_init(-1., conf->min_baseQ);
+               bcr = calloc(n, sizeof(bcf_callret1_t));
+       } else if (conf->flag & MPLP_VCF) {
                ma = mc_init(n);
                mc_init_prior(ma, conf->prior_type, conf->theta);
        }
@@ -556,39 +604,43 @@ static int mpileup(mplp_conf_t *conf, int n, char **fn)
                        if (conf->fai) ref = fai_fetch(conf->fai, h->target_name[tid], &ref_len);
                        ref_tid = tid;
                }
-               if (conf->vcf) {
-                       double f0, f, fpost, pref = -1.0; // the reference allele frequency
-                       int j, _ref, _alt, _ref0, depth, rms_q, _ref0b, is_var = 0, qref = 0;
+               if (conf->flag & MPLP_GLF) {
+                       int _ref0, ref16;
+                       bcf1_t *b = calloc(1, sizeof(bcf1_t));
+                       _ref0 = (ref && pos < ref_len)? ref[pos] : 'N';
+                       ref16 = bam_nt16_table[_ref0];
+                       for (i = 0; i < n; ++i)
+                               bcf_call_glfgen(n_plp[i], plp[i], ref16, bca, bcr + i);
+                       bcf_call_combine(n, bcr, ref16, &bc);
+                       bcf_call2bcf(tid, pos, &bc, b);
+                       bcf_write(bp, b);
+                       //fprintf(stderr, "%d,%d,%d\n", b->tid, b->pos, b->l_str);
+                       bcf_destroy(b);
+               } else if (conf->flag & MPLP_VCF) {
+                       mc_rst_t r;
+                       int j, _ref0, depth, rms_q, _ref0b, is_var = 0, qref = 0, level = 2, tot;
                        uint64_t sqr_sum;
                        _ref0 = _ref0b = (ref && pos < ref_len)? ref[pos] : 'N';
                        _ref0 = bam_nt16_nt4_table[bam_nt16_table[_ref0]];
-                       f = f0 = fpost = mc_freq0(_ref0, n_plp, plp, ma, &_ref, &_alt);
-                       if (f >= 0.0) {
-                               double q, flast = f;
-                               for (j = 0; j < 10; ++j) {
-                                       f = mc_freq_iter(flast, ma);
-//                                     printf("%lg->%lg\n", flast, f);
-                                       if (fabs(f - flast) < 1e-3) break;
-                                       flast = f;
-                               }
-                               pref = mc_ref_prob(ma);
-                               fpost = mc_freq_post(ma);
-                               if (1. - f < 1e-4) f = 1.;
-                               if (1. - fpost < 1e-4) fpost = 1.;
-                               is_var = (pref < .5);
-                               q = is_var? pref : 1. - pref;
+                       tot = mc_cal(_ref0, n_plp, plp, ma, &r, level);
+                       if (tot) { // has good bases
+                               double q;
+                               is_var = (r.p_ref < .5);
+                               q = is_var? r.p_ref : 1. - r.p_ref;
                                if (q < 1e-308) q = 1e-308;
                                qref = (int)(-3.434 * log(q) + .499);
                                if (qref > 99) qref = 99;
                        }
-                       if (conf->var_only && !is_var) continue;
+                       if ((conf->flag & MPLP_VAR) && !is_var) continue;
+                       ++N; // number of processed lines
                        printf("%s\t%d\t.\t%c\t", h->target_name[tid], pos + 1, _ref0b);
                        if (is_var) {
-                               if (_ref0 == _ref) putchar("ACGTN"[_alt]);
-                               else printf("%c,%c", "ACGTN"[_ref], "ACGTN"[_alt]);
+                               putchar("ACGTN"[r.alt]);
+                               if (r.alt2 >= 0 && r.alt2 < 4) printf(",%c", "ACGT"[r.alt2]);
                        } else putchar('.');
                        printf("\t%d\t", qref);
-                       if (f0 < 0.) printf("Q13\t");
+                       if (!tot) printf("Q13\t");
+                       else if (r.f_exp < 0.) printf("FPE\t");
                        else printf(".\t");
                        for (i = depth = 0, sqr_sum = 0; i < n; ++i) {
                                depth += n_plp[i];
@@ -600,16 +652,21 @@ static int mpileup(mplp_conf_t *conf, int n, char **fn)
                        }
                        rms_q = (int)(sqrt((double)sqr_sum / depth) + .499);
                        printf("DP=%d;MQ=%d", depth, rms_q);
-                       if (fpost >= 0. && fpost <= 1.) printf(";AF=%.3lg", 1. - fpost);
-                       if (f >= 0. && f <= 1.) printf(";AFEM=%.3lg", 1. - f);
+                       if (tot) {
+                               printf(";AF=%.3lf", 1. - r.f_em);
+                               if (level >= 2) printf(";AFE=%.3lf", 1-r.f_exp);
+                               if (conf->flag & MPLP_AFALL)
+                                       printf(";AF0=%.3lf;AFN=%.3lf", 1-r.f_naive, 1-r.f_nielsen);
+                       }
                        printf("\tGT:GQ:DP");
-                       if (fpost >= 0. && fpost <= 1.) {
+                       if (tot) {
                                for (i = 0; i < n; ++i) {
-                                       int x = mc_call_gt(ma, fpost, i);
+                                       int x = mc_call_gt(ma, r.f_exp, i);
                                        printf("\t%c/%c:%d:%d", "10"[((x&3)==2)], "10"[((x&3)>0)], x>>2, n_plp[i]);
                                }
                        } else for (i = 0; i < n; ++i) printf("\t./.:0:0");
                        putchar('\n');
+                       if (N % MPLP_AFS_BLOCK == 0) mc_dump_afs(ma);
                } else {
                        printf("%s\t%d\t%c", h->target_name[tid], pos + 1, (ref && pos < ref_len)? ref[pos] : 'N');
                        for (i = 0; i < n; ++i) {
@@ -631,12 +688,15 @@ static int mpileup(mplp_conf_t *conf, int n, char **fn)
                        putchar('\n');
                }
        }
+       bcf_close(bp);
+       if (conf->flag&MPLP_VCF) mc_dump_afs(ma);
        if (hash) { // free the hash table
                khint_t k;
                for (k = kh_begin(hash); k < kh_end(hash); ++k)
                        if (kh_exist(hash, k)) free(kh_val(hash, k));
                kh_destroy(64, hash);
        }
+       bcf_call_destroy(bca); free(bc.PL); free(bcr);
        mc_destroy(ma);
        bam_mplp_destroy(iter);
        bam_header_destroy(h);
@@ -657,22 +717,37 @@ int bam_mpileup(int argc, char *argv[])
        mplp.max_mq = 60;
        mplp.prior_type = MC_PTYPE_FULL;
        mplp.theta = 1e-3;
-       while ((c = getopt(argc, argv, "f:r:l:VvM:q:t:2")) >= 0) {
+       mplp.min_baseQ = 13;
+       while ((c = getopt(argc, argv, "gvVcFSP:f:r:l:VM:q:t:Q:u")) >= 0) {
                switch (c) {
                case 't': mplp.theta = atof(optarg); break;
-               case '2': mplp.prior_type = MC_PTYPE_COND2; break;
+               case 'P':
+                       if (strcmp(optarg, "full") == 0) mplp.prior_type = MC_PTYPE_FULL;
+                       else if (strcmp(optarg, "cond2") == 0) mplp.prior_type = MC_PTYPE_COND2;
+                       else if (strcmp(optarg, "flat") == 0) mplp.prior_type = MC_PTYPE_FLAT;
+                       else {
+                               fprintf(stderr, "[%s] unrecognized prior type.\n", __func__);
+                               return 1;
+                       }
+                       break;
                case 'f':
                        mplp.fai = fai_load(optarg);
                        if (mplp.fai == 0) return 1;
                        break;
                case 'r': mplp.reg = strdup(optarg); break;
                case 'l': mplp.fn_pos = strdup(optarg); break;
-               case 'v': mplp.var_only = 1; break;
-               case 'V': mplp.vcf = 1; break;
+               case 'g': mplp.flag |= MPLP_GLF; break;
+               case 'V':
+               case 'c': mplp.flag |= MPLP_VCF; break;
+               case 'F': mplp.flag |= MPLP_AFALL; break;
+               case 'v': mplp.flag |= MPLP_VAR; break;
+               case 'u': mplp.flag |= MPLP_NO_COMP; break;
                case 'M': mplp.max_mq = atoi(optarg); break;
                case 'q': mplp.min_mq = atoi(optarg); break;
+               case 'Q': mplp.min_baseQ = atoi(optarg); break;
                }
        }
+       if (mplp.flag&MPLP_GLF) mplp.flag &= ~MPLP_VCF;
        if (argc == 1) {
                fprintf(stderr, "\n");
                fprintf(stderr, "Usage:   samtools mpileup [options] in1.bam [in2.bam [...]]\n\n");
@@ -682,9 +757,11 @@ int bam_mpileup(int argc, char *argv[])
                fprintf(stderr, "         -M INT      cap mapping quality at INT [%d]\n", mplp.max_mq);
                fprintf(stderr, "         -q INT      filter out alignment with MQ smaller than INT [%d]\n", mplp.min_mq);
                fprintf(stderr, "         -t FLOAT    scaled mutation rate [%lg]\n", mplp.theta);
-               fprintf(stderr, "         -V          generate VCF output (SNP calling)\n");
+               fprintf(stderr, "         -P STR      prior: full, flat, cond2 [full]\n");
+               fprintf(stderr, "         -Q INT      min base quality [%d]\n", mplp.min_baseQ);
+               fprintf(stderr, "         -c          generate VCF output (consensus calling)\n");
+               fprintf(stderr, "         -g          generate GLF output\n");
                fprintf(stderr, "         -v          show variant sites only\n");
-               fprintf(stderr, "         -2          conditional prior\n");
                fprintf(stderr, "\n");
                fprintf(stderr, "Notes: Assuming error independency and diploid individuals.\n\n");
                return 1;