]> git.donarmstrong.com Git - samtools.git/blobdiff - bam_plcmd.c
* added varFilter to vcfutils.pl
[samtools.git] / bam_plcmd.c
index 2c3178c23874c27750bbaa3c3296d2bace171b4a..e9b3507ba74df7a471c78ca6670f44aa4c3f167a 100644 (file)
@@ -5,8 +5,6 @@
 #include "sam.h"
 #include "faidx.h"
 #include "bam_maqcns.h"
-#include "bam_mcns.h"
-#include "bam2bcf.h"
 #include "khash.h"
 #include "glf.h"
 #include "kstring.h"
@@ -343,12 +341,12 @@ int bam_pileup(int argc, char *argv[])
     d->max_depth = 0;
        d->tid = -1; d->mask = BAM_DEF_MASK;
        d->c = bam_maqcns_init();
-       d->c->is_soap = 1; // change the default model
+       d->c->errmod = BAM_ERRMOD_MAQ2; // change the default model
        d->ido = bam_maqindel_opt_init();
        while ((c = getopt(argc, argv, "st:f:cT:N:r:l:d:im:gI:G:vM:S2aR:PA")) >= 0) {
                switch (c) {
-               case 'a': d->c->is_soap = 1; break;
-               case 'A': d->c->is_soap = 0; break;
+               case 'a': d->c->errmod = BAM_ERRMOD_SOAP; break;
+               case 'A': d->c->errmod = BAM_ERRMOD_MAQ; break;
                case 's': d->format |= BAM_PLF_SIMPLE; break;
                case 't': fn_list = strdup(optarg); break;
                case 'l': fn_pos = strdup(optarg); break;
@@ -377,6 +375,8 @@ int bam_pileup(int argc, char *argv[])
                default: fprintf(stderr, "Unrecognizd option '-%c'.\n", c); return 1;
                }
        }
+       if (d->c->errmod != BAM_ERRMOD_MAQ2) d->c->theta += 0.02;
+       if (d->c->theta > 1.0) d->c->theta = 1.0;
        if (fn_list) is_SAM = 1;
        if (optind == argc) {
                fprintf(stderr, "\n");
@@ -450,16 +450,18 @@ int bam_pileup(int argc, char *argv[])
  * mpileup *
  ***********/
 
-#define MPLP_VCF   0x1
-#define MPLP_VAR   0x2
-#define MPLP_AFALL 0x8
+#include <assert.h>
+#include "bam2bcf.h"
+#include "sample.h"
+
 #define MPLP_GLF   0x10
 #define MPLP_NO_COMP 0x20
-
-#define MPLP_AFS_BLOCK 0x10000
+#define MPLP_NO_ORPHAN 0x40
+#define MPLP_REALN   0x80
+#define MPLP_CAPQ    0x100
 
 typedef struct {
-       int max_mq, min_mq, prior_type, flag, min_baseQ;
+       int max_mq, min_mq, flag, min_baseQ;
        double theta;
        char *reg, *fn_pos;
        faidx_t *fai;
@@ -469,19 +471,62 @@ typedef struct {
 typedef struct {
        bamFile fp;
        bam_iter_t iter;
-       int min_mq;
+       int min_mq, flag, ref_id;
+       char *ref;
 } mplp_aux_t;
 
+typedef struct {
+       int n;
+       int *n_plp, *m_plp;
+       bam_pileup1_t **plp;
+} mplp_pileup_t;
+
 static int mplp_func(void *data, bam1_t *b)
 {
+       extern int bam_realn(bam1_t *b, const char *ref);
+       extern int bam_cap_mapQ(bam1_t *b, char *ref);
        mplp_aux_t *ma = (mplp_aux_t*)data;
-       int ret;
+       int ret, skip = 0;
        do {
+               int has_ref = (ma->ref && ma->ref_id == b->core.tid)? 1 : 0;
                ret = ma->iter? bam_iter_read(ma->fp, ma->iter, b) : bam_read1(ma->fp, b);
-       } while (b->core.qual < ma->min_mq && ret >= 0);
+               if (ret < 0) break;
+               skip = 0;
+               if (has_ref && (ma->flag&MPLP_REALN)) bam_realn(b, ma->ref);
+               if ((ma->flag&MPLP_CAPQ) && has_ref) {
+                       int q = bam_cap_mapQ(b, ma->ref);
+                       if (q < 0) skip = 1;
+                       else if (b->core.qual > q) b->core.qual = q;
+               } else if (b->core.flag&BAM_FUNMAP) skip = 1;
+               else if (b->core.qual < ma->min_mq) skip = 1; 
+               else if ((ma->flag&MPLP_NO_ORPHAN) && (b->core.flag&1) && !(b->core.flag&2)) skip = 1;
+       } while (skip);
        return ret;
 }
 
+static void group_smpl(mplp_pileup_t *m, bam_sample_t *sm, kstring_t *buf,
+                                          int n, char *const*fn, int *n_plp, const bam_pileup1_t **plp)
+{
+       int i, j;
+       memset(m->n_plp, 0, m->n * sizeof(int));
+       for (i = 0; i < n; ++i) {
+               for (j = 0; j < n_plp[i]; ++j) {
+                       const bam_pileup1_t *p = plp[i] + j;
+                       uint8_t *q;
+                       int id = -1;
+                       q = bam_aux_get(p->b, "RG");
+                       if (q) id = bam_smpl_rg2smid(sm, fn[i], (char*)q+1, buf);
+                       if (id < 0) id = bam_smpl_rg2smid(sm, fn[i], 0, buf);
+                       assert(id >= 0 && id < m->n);
+                       if (m->n_plp[id] == m->m_plp[id]) {
+                               m->m_plp[id] = m->m_plp[id]? m->m_plp[id]<<1 : 8;
+                               m->plp[id] = realloc(m->plp[id], sizeof(bam_pileup1_t) * m->m_plp[id]);
+                       }
+                       m->plp[id][m->n_plp[id]++] = *p;
+               }
+       }
+}
+
 static int mpileup(mplp_conf_t *conf, int n, char **fn)
 {
        mplp_aux_t **data;
@@ -489,29 +534,36 @@ static int mpileup(mplp_conf_t *conf, int n, char **fn)
        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;
 
-       mc_aux_t *ma = 0;
-
        bcf_callaux_t *bca = 0;
        bcf_callret1_t *bcr = 0;
        bcf_call_t bc;
        bcf_t *bp = 0;
+       bcf_hdr_t *bh = 0;
 
+       bam_sample_t *sm = 0;
+       kstring_t buf;
+       mplp_pileup_t gplp;
+
+       memset(&gplp, 0, sizeof(mplp_pileup_t));
+       memset(&buf, 0, sizeof(kstring_t));
        memset(&bc, 0, sizeof(bcf_call_t));
        data = calloc(n, sizeof(void*));
        plp = calloc(n, sizeof(void*));
        n_plp = calloc(n, sizeof(int*));
+       sm = bam_smpl_init();
 
        // read the header and initialize data
        for (i = 0; i < n; ++i) {
                bam_header_t *h_tmp;
                data[i] = calloc(1, sizeof(mplp_aux_t));
                data[i]->min_mq = conf->min_mq;
+               data[i]->flag = conf->flag;
                data[i]->fp = bam_open(fn[i], "r");
                h_tmp = bam_header_read(data[i]->fp);
+               bam_smpl_add(sm, fn[i], h_tmp->text);
                if (conf->reg) {
                        int beg, end;
                        bam_index_t *idx;
@@ -534,61 +586,39 @@ static int mpileup(mplp_conf_t *conf, int n, char **fn)
                        bam_header_destroy(h_tmp);
                }
        }
+       gplp.n = sm->n;
+       gplp.n_plp = calloc(sm->n, sizeof(int));
+       gplp.m_plp = calloc(sm->n, sizeof(int));
+       gplp.plp = calloc(sm->n, sizeof(void*));
+
+       fprintf(stderr, "[%s] %d samples in %d input files\n", __func__, sm->n, n);
        if (conf->fn_pos) hash = load_pos(conf->fn_pos, h);
        // write the VCF header
        if (conf->flag & MPLP_GLF) {
                kstring_t s;
+               bh = calloc(1, sizeof(bcf_hdr_t));
                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);
+               bh->l_nm = s.l;
+               bh->name = malloc(s.l);
+               memcpy(bh->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);
+               for (i = 0; i < sm->n; ++i) {
+                       kputs(sm->smpl[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;
+               bh->l_smpl = s.l;
+               bh->sname = malloc(s.l);
+               memcpy(bh->sname, s.s, s.l);
+               bh->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=\"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;
-                       kputc('\t', &s);
-                       if ((p = strstr(fn[i], ".bam")) != 0)
-                               kputsn(fn[i], p - fn[i], &s);
-                       else kputs(fn[i], &s);
-               }
-               puts(s.s);
-               free(s.s);
-       }
-       // mpileup
-       if (conf->flag & MPLP_GLF) {
+               bcf_hdr_sync(bh);
+               bcf_hdr_write(bp, bh);
                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);
+               bcr = calloc(sm->n, sizeof(bcf_callret1_t));
        }
        ref_tid = -1; ref = 0;
        iter = bam_mplp_init(n, mplp_func, (void**)data);
@@ -600,73 +630,23 @@ static int mpileup(mplp_conf_t *conf, int n, char **fn)
                        if (k == kh_end(hash)) continue;
                }
                if (tid != ref_tid) {
-                       free(ref);
+                       free(ref); ref = 0;
                        if (conf->fai) ref = fai_fetch(conf->fai, h->target_name[tid], &ref_len);
+                       for (i = 0; i < n; ++i) data[i]->ref = ref, data[i]->ref_id = tid;
                        ref_tid = tid;
                }
                if (conf->flag & MPLP_GLF) {
                        int _ref0, ref16;
                        bcf1_t *b = calloc(1, sizeof(bcf1_t));
+                       group_smpl(&gplp, sm, &buf, n, fn, n_plp, plp);
                        _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);
+                       for (i = 0; i < gplp.n; ++i)
+                               bcf_call_glfgen(gplp.n_plp[i], gplp.plp[i], ref16, bca, bcr + i);
+                       bcf_call_combine(gplp.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_write(bp, bh, b);
                        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]];
-                       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->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) {
-                               putchar("ACGTN"[r.alt]);
-                               if (r.alt2 >= 0 && r.alt2 < 4) printf(",%c", "ACGT"[r.alt2]);
-                       } else putchar('.');
-                       printf("\t%d\t", qref);
-                       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];
-                               for (j = 0; j < n_plp[i]; ++j) {
-                                       int q = plp[i][j].b->core.qual;
-                                       if (q > conf->max_mq) q = conf->max_mq;
-                                       sqr_sum += q * q;
-                               }
-                       }
-                       rms_q = (int)(sqrt((double)sqr_sum / depth) + .499);
-                       printf("DP=%d;MQ=%d", depth, rms_q);
-                       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 (tot) {
-                               for (i = 0; i < n; ++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) {
@@ -688,16 +668,18 @@ 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);
+       bam_smpl_destroy(sm); free(buf.s);
+       for (i = 0; i < gplp.n; ++i) free(gplp.plp[i]);
+       free(gplp.plp); free(gplp.n_plp); free(gplp.m_plp);
        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);
+       bcf_hdr_destroy(bh); bcf_call_destroy(bca); free(bc.PL); free(bcr);
        bam_mplp_destroy(iter);
        bam_header_destroy(h);
        for (i = 0; i < n; ++i) {
@@ -715,21 +697,11 @@ int bam_mpileup(int argc, char *argv[])
        mplp_conf_t mplp;
        memset(&mplp, 0, sizeof(mplp_conf_t));
        mplp.max_mq = 60;
-       mplp.prior_type = MC_PTYPE_FULL;
        mplp.theta = 1e-3;
        mplp.min_baseQ = 13;
-       while ((c = getopt(argc, argv, "gvVcFSP:f:r:l:VM:q:t:Q:u")) >= 0) {
+       while ((c = getopt(argc, argv, "gf:r:l:M:q:t:Q:uaORC")) >= 0) {
                switch (c) {
                case 't': mplp.theta = atof(optarg); 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;
@@ -737,17 +709,16 @@ int bam_mpileup(int argc, char *argv[])
                case 'r': mplp.reg = strdup(optarg); break;
                case 'l': mplp.fn_pos = strdup(optarg); 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 'a': mplp.flag |= MPLP_NO_ORPHAN | MPLP_REALN; break;
+               case 'O': mplp.flag |= MPLP_NO_ORPHAN; break;
+               case 'C': mplp.flag |= MPLP_CAPQ; break;
+               case 'R': mplp.flag |= MPLP_REALN; 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");
@@ -755,15 +726,13 @@ int bam_mpileup(int argc, char *argv[])
                fprintf(stderr, "         -r STR      region in which pileup is generated [null]\n");
                fprintf(stderr, "         -l FILE     list of positions (format: chr pos) [null]\n");
                fprintf(stderr, "         -M INT      cap mapping quality at INT [%d]\n", mplp.max_mq);
+               fprintf(stderr, "         -Q INT      min base quality [%d]\n", mplp.min_baseQ);
                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, "         -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, "         -g          generate BCF output\n");
+               fprintf(stderr, "         -u          do not compress BCF output\n");
                fprintf(stderr, "\n");
-               fprintf(stderr, "Notes: Assuming error independency and diploid individuals.\n\n");
+               fprintf(stderr, "Notes: Assuming diploid individuals.\n\n");
                return 1;
        }
        mpileup(&mplp, argc - optind, argv + optind);