]> git.donarmstrong.com Git - bamtools.git/blobdiff - src/api/internal/BamMultiReader_p.cpp
Removed some debugging 'error string' messages that snuck into last
[bamtools.git] / src / api / internal / BamMultiReader_p.cpp
index 01cdf8f9d2c38a8a5d40946c3897424bfc045e63..55ae61589f14db98e42868a5b2683a57862025a2 100644 (file)
@@ -1,17 +1,17 @@
 // ***************************************************************************
 // BamMultiReader_p.cpp (c) 2010 Derek Barnett, Erik Garrison
 // Marth Lab, Department of Biology, Boston College
-// All rights reserved.
 // ---------------------------------------------------------------------------
-// Last modified: 23 December 2010 (DB)
+// Last modified: 14 October 2011 (DB)
 // ---------------------------------------------------------------------------
 // Functionality for simultaneously reading multiple BAM files
 // *************************************************************************
 
-#include <api/BamAlignment.h>
-#include <api/BamMultiReader.h>
-#include <api/internal/BamMultiMerger_p.h>
-#include <api/internal/BamMultiReader_p.h>
+#include "api/BamAlignment.h"
+#include "api/BamMultiReader.h"
+#include "api/SamConstants.h"
+#include "api/algorithms/Sort.h"
+#include "api/internal/BamMultiReader_p.h"
 using namespace BamTools;
 using namespace BamTools::Internal;
 
@@ -24,387 +24,607 @@ using namespace std;
 
 // ctor
 BamMultiReaderPrivate::BamMultiReaderPrivate(void)
-    : m_alignments(0)
-    , m_isCoreMode(false)
-    , m_isSortedByPosition(true)
+    : m_alignmentCache(0)
 { }
 
 // dtor
 BamMultiReaderPrivate::~BamMultiReaderPrivate(void) {
-
-    // close all open BAM readers
     Close();
-
-    // clean up alignment cache
-    delete m_alignments;
-    m_alignments = 0;
 }
 
-// close the BAM files
-void BamMultiReaderPrivate::Close(void) {
+// close all BAM files
+bool BamMultiReaderPrivate::Close(void) {
 
-    // clear out alignment cache
-    m_alignments->Clear();
+    m_errorString.clear();
 
-    // iterate over readers
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerIter = m_readers.begin();
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
-    for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
+    if ( CloseFiles(Filenames()) )
+        return true;
+    else {
+        const string currentError = m_errorString;
+        const string message = string("error encountered while closing all files: \n\t") + currentError;
+        SetErrorString("BamMultiReader::Close", message);
+        return false;
+    }
+}
+
+// close requested BAM file
+bool BamMultiReaderPrivate::CloseFile(const string& filename) {
 
-        // close reader
-        BamReader*    reader    = (*readerIter).first;
-        BamAlignment* alignment = (*readerIter).second;
-        if ( reader ) reader->Close();
+    m_errorString.clear();
 
-        // delete pointers
-        delete reader;
-        reader = 0;
-        delete alignment;
-        alignment = 0;
+    vector<string> filenames(1, filename);
+    if ( CloseFiles(filenames) )
+        return true;
+    else {
+        const string currentError = m_errorString;
+        const string message = string("error while closing file: ") + filename + "\n" + currentError;
+        SetErrorString("BamMultiReader::CloseFile", message);
+        return false;
     }
+}
 
-    // clear out readers
-    m_readers.clear();
+// close requested BAM files
+bool BamMultiReaderPrivate::CloseFiles(const vector<string>& filenames) {
 
-    // reset flags
-    m_isCoreMode = false;
-    m_isSortedByPosition = true;
-}
+    bool errorsEncountered = false;
+    m_errorString.clear();
 
-// saves index data to BAM index files (".bai"/".bti") where necessary, returns success/fail
-bool BamMultiReaderPrivate::CreateIndexes(bool useStandardIndex) {
+    // iterate over filenames
+    vector<string>::const_iterator filesIter = filenames.begin();
+    vector<string>::const_iterator filesEnd  = filenames.end();
+    for ( ; filesIter != filesEnd; ++filesIter ) {
+        const string& filename = (*filesIter);
+        if ( filename.empty() ) continue;
+
+        // iterate over readers
+        vector<MergeItem>::iterator readerIter = m_readers.begin();
+        vector<MergeItem>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
+        for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
+            MergeItem& item = (*readerIter);
+            BamReader* reader = item.Reader;
+            if ( reader == 0 ) continue;
+
+            // if reader matches requested filename
+            if ( reader->GetFilename() == filename ) {
+
+                // remove reader's entry from alignment cache
+                m_alignmentCache->Remove(reader);
+
+                // clean up reader & its alignment
+                if ( !reader->Close() ) {
+                    m_errorString.append(1, '\t');
+                    m_errorString.append(reader->GetErrorString());
+                    m_errorString.append(1, '\n');
+                    errorsEncountered = true;
+                }
+                delete reader;
+                reader = 0;
 
-    bool result = true;
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerIter = m_readers.begin();
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
-    for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
-        BamReader* reader = (*readerIter).first;
-        result &= reader->CreateIndex(useStandardIndex);
+                // delete reader's alignment entry
+                BamAlignment* alignment = item.Alignment;
+                delete alignment;
+                alignment = 0;
+
+                // remove reader from reader list
+                m_readers.erase(readerIter);
+
+                // on match, just go on to next filename
+                // (no need to keep looking and item iterator is invalid now anyway)
+                break;
+            }
+        }
     }
-    return result;
+
+    // make sure alignment cache is cleaned up if all readers closed
+    if ( m_readers.empty() && m_alignmentCache ) {
+        m_alignmentCache->Clear();
+        delete m_alignmentCache;
+        m_alignmentCache = 0;
+    }
+
+    // return whether all readers closed OK
+    return !errorsEncountered;
 }
 
-const string BamMultiReaderPrivate::ExtractReadGroup(const string& headerLine) const {
+// creates index files for BAM files that don't have them
+bool BamMultiReaderPrivate::CreateIndexes(const BamIndex::IndexType& type) {
 
-    string readGroup("");
-    stringstream headerLineSs(headerLine);
-    string part;
+    bool errorsEncountered = false;
+    m_errorString.clear();
 
-    // parse @RG header line, looking for the ID: tag
-    while( getline(headerLineSs, part, '\t') ) {
-        stringstream partSs(part);
-        string subtag;
-        getline(partSs, subtag, ':');
-        if ( subtag == "ID" ) {
-            getline(partSs, readGroup, ':');
-            break;
+    // iterate over readers
+    vector<MergeItem>::iterator itemIter = m_readers.begin();
+    vector<MergeItem>::iterator itemEnd  = m_readers.end();
+    for ( ; itemIter != itemEnd; ++itemIter ) {
+        MergeItem& item = (*itemIter);
+        BamReader* reader = item.Reader;
+        if ( reader == 0 ) continue;
+
+        // if reader doesn't have an index, create one
+        if ( !reader->HasIndex() ) {
+            if ( !reader->CreateIndex(type) ) {
+                m_errorString.append(1, '\t');
+                m_errorString.append(reader->GetErrorString());
+                m_errorString.append(1, '\n');
+                errorsEncountered = true;
+            }
         }
     }
-    return readGroup;
+
+    // check for errors encountered before returning success/fail
+    if ( errorsEncountered ) {
+        const string currentError = m_errorString;
+        const string message = string("error while creating index files: ") + "\n" + currentError;
+        SetErrorString("BamMultiReader::CreateIndexes", message);
+        return false;
+    } else
+        return true;
 }
 
-// makes a virtual, unified header for all the bam files in the multireader
-const string BamMultiReaderPrivate::GetHeaderText(void) const {
+IMultiMerger* BamMultiReaderPrivate::CreateAlignmentCache(void) const {
+
+    // fetch SamHeader
+    SamHeader header = GetHeader();
 
-    // just spit single header out if only have one reader open
-    if ( m_readers.size() == 1 ) {
+    // if BAM files are sorted by position
+    if ( header.SortOrder == Constants::SAM_HD_SORTORDER_COORDINATE )
+        return new MultiMerger<Algorithms::Sort::ByPosition>();
 
+    // if BAM files are sorted by read name
+    if ( header.SortOrder == Constants::SAM_HD_SORTORDER_QUERYNAME )
+        return new MultiMerger<Algorithms::Sort::ByName>();
+
+    // otherwise "unknown" or "unsorted", use unsorted merger and just read in
+    return new MultiMerger<Algorithms::Sort::Unsorted>();
+}
 
-        vector<ReaderAlignment>::const_iterator readerBegin = m_readers.begin();
-        const ReaderAlignment& entry = (*readerBegin);
-        const BamReader* reader = entry.first;
-        if ( reader == 0 ) return "";
-        return reader->GetHeaderText();
+const vector<string> BamMultiReaderPrivate::Filenames(void) const {
+
+    // init filename container
+    vector<string> filenames;
+    filenames.reserve( m_readers.size() );
+
+    // iterate over readers
+    vector<MergeItem>::const_iterator itemIter = m_readers.begin();
+    vector<MergeItem>::const_iterator itemEnd  = m_readers.end();
+    for ( ; itemIter != itemEnd; ++itemIter ) {
+        const MergeItem& item = (*itemIter);
+        const BamReader* reader = item.Reader;
+        if ( reader == 0 ) continue;
+
+        // store filename if not empty
+        const string& filename = reader->GetFilename();
+        if ( !filename.empty() )
+            filenames.push_back(filename);
     }
 
-    string mergedHeader = "";
-    map<string, bool> readGroups;
+    // return result
+    return filenames;
+}
 
-    // foreach extraction entry (each BAM file)
-    vector<ReaderAlignment>::const_iterator readerBegin = m_readers.begin();
-    vector<ReaderAlignment>::const_iterator readerIter  = readerBegin;
-    vector<ReaderAlignment>::const_iterator readerEnd   = m_readers.end();
-    for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
+string BamMultiReaderPrivate::GetErrorString(void) const {
+    return m_errorString;
+}
+
+SamHeader BamMultiReaderPrivate::GetHeader(void) const {
+    const string& text = GetHeaderText();
+    return SamHeader(text);
+}
 
-        // get header from reader
-        const BamReader* reader = (*readerIter).first;
+// makes a virtual, unified header for all the bam files in the multireader
+string BamMultiReaderPrivate::GetHeaderText(void) const {
+
+    // N.B. - right now, simply copies all header data from first BAM,
+    //        and then appends RG's from other BAM files
+    // TODO: make this more intelligent wrt other header lines/fields
+
+    // if no readers open
+    const size_t numReaders = m_readers.size();
+    if ( numReaders == 0 ) return string();
+
+    // retrieve first reader's header
+    const MergeItem& firstItem = m_readers.front();
+    const BamReader* reader = firstItem.Reader;
+    if ( reader == 0 ) return string();
+    SamHeader mergedHeader = reader->GetHeader();
+
+    // iterate over any remaining readers (skipping the first)
+    for ( size_t i = 1; i < numReaders; ++i ) {
+        const MergeItem& item = m_readers.at(i);
+        const BamReader* reader = item.Reader;
         if ( reader == 0 ) continue;
-        string headerText = reader->GetHeaderText();
-        if ( headerText.empty() ) continue;
-
-        // store header text in lines
-        map<string, bool> currentFileReadGroups;
-        const vector<string> lines = SplitHeaderText(headerText);
-
-        // iterate over header lines
-        vector<string>::const_iterator linesIter = lines.begin();
-        vector<string>::const_iterator linesEnd  = lines.end();
-        for ( ; linesIter != linesEnd; ++linesIter ) {
-
-            // get next line from header, skip if empty
-            const string headerLine = (*linesIter);
-            if ( headerLine.empty() ) { continue; }
-
-            // if first file, save HD & SQ entries
-            if ( readerIter == readerBegin ) {
-                if ( headerLine.find("@HD") == 0 || headerLine.find("@SQ") == 0) {
-                    mergedHeader.append(headerLine.c_str());
-                    mergedHeader.append(1, '\n');
-                }
-            }
 
-            // (for all files) append RG entries if they are unique
-            if ( headerLine.find("@RG") == 0 ) {
-
-                // extract read group name from line
-                const string readGroup = ExtractReadGroup(headerLine);
-
-                // make sure not to duplicate @RG entries
-                if ( readGroups.find(readGroup) == readGroups.end() ) {
-                    mergedHeader.append(headerLine.c_str() );
-                    mergedHeader.append(1, '\n');
-                    readGroups[readGroup] = true;
-                    currentFileReadGroups[readGroup] = true;
-                } else {
-                    // warn iff we are reading one file and discover duplicated @RG tags in the header
-                    // otherwise, we emit no warning, as we might be merging multiple BAM files with identical @RG tags
-                    if ( currentFileReadGroups.find(readGroup) != currentFileReadGroups.end() ) {
-                        cerr << "WARNING: duplicate @RG tag " << readGroup
-                            << " entry in header of " << reader->GetFilename() << endl;
-                    }
-                }
-            }
-        }
+        // retrieve current reader's header
+        const SamHeader currentHeader = reader->GetHeader();
+
+        // append current reader's RG entries to merged header
+        // N.B. - SamReadGroupDictionary handles duplicate-checking
+        mergedHeader.ReadGroups.Add(currentHeader.ReadGroups);
+
+        // TODO: merge anything else??
     }
 
-    // return merged header text
-    return mergedHeader;
+    // return stringified header
+    return mergedHeader.ToString();
 }
 
 // get next alignment among all files
 bool BamMultiReaderPrivate::GetNextAlignment(BamAlignment& al) {
-    return LoadNextAlignment(al, false);
+    return PopNextCachedAlignment(al, true);
 }
 
 // get next alignment among all files without parsing character data from alignments
 bool BamMultiReaderPrivate::GetNextAlignmentCore(BamAlignment& al) {
-    return LoadNextAlignment(al, true);
+    return PopNextCachedAlignment(al, false);
 }
 
 // ---------------------------------------------------------------------------------------
 //
 // NB: The following GetReferenceX() functions assume that we have identical
-// references for all BAM files.  We enforce this by invoking the above
-// validation function (ValidateReaders) to verify that our reference data
-// is the same across all files on Open, so we will not encounter a situation
-// in which there is a mismatch and we are still live.
+// references for all BAM files.  We enforce this by invoking the
+// ValidateReaders() method to verify that our reference data is the same
+// across all files on Open - so we will not encounter a situation in which
+// there is a mismatch and we are still live.
 //
 // ---------------------------------------------------------------------------------------
 
 // returns the number of reference sequences
-const int BamMultiReaderPrivate::GetReferenceCount(void) const {
-    const ReaderAlignment& firstReader = m_readers.front();
-    const BamReader* reader = firstReader.first;
-    if ( reader ) return reader->GetReferenceCount();
-    else return 0;
+int BamMultiReaderPrivate::GetReferenceCount(void) const {
+
+    // handle empty multireader
+    if ( m_readers.empty() ) return 0;
+
+    // return reference count from first reader
+    const MergeItem& item = m_readers.front();
+    const BamReader* reader = item.Reader;
+    if ( reader == 0 ) return 0;
+    else
+        return reader->GetReferenceCount();
 }
 
 // returns vector of reference objects
 const RefVector BamMultiReaderPrivate::GetReferenceData(void) const {
-    const ReaderAlignment& firstReader = m_readers.front();
-    const BamReader* reader = firstReader.first;
-    if ( reader ) return reader->GetReferenceData();
-    else return RefVector();
+
+    // handle empty multireader
+    if ( m_readers.empty() ) return RefVector();
+
+    // return reference data from first BamReader
+    const MergeItem& item = m_readers.front();
+    const BamReader* reader = item.Reader;
+    if ( reader == 0 ) return RefVector();
+    else
+        return reader->GetReferenceData();
 }
 
 // returns refID from reference name
-const int BamMultiReaderPrivate::GetReferenceID(const string& refName) const {
-    const ReaderAlignment& firstReader = m_readers.front();
-    const BamReader* reader = firstReader.first;
-    if ( reader ) return reader->GetReferenceID(refName);
-    else return -1; // ERROR case - how to report
-}
+int BamMultiReaderPrivate::GetReferenceID(const string& refName) const {
 
-// ---------------------------------------------------------------------------------------
+    // handle empty multireader
+    if ( m_readers.empty() ) return -1;
 
-// checks if any readers still have alignments
-bool BamMultiReaderPrivate::HasOpenReaders(void) {
-    return ( m_alignments->Size() > 0 );
+    // return reference ID from first BamReader
+    const MergeItem& item = m_readers.front();
+    const BamReader* reader = item.Reader;
+    if ( reader == 0 ) return -1;
+    else
+        return reader->GetReferenceID(refName);
 }
+// ---------------------------------------------------------------------------------------
 
-// returns whether underlying BAM readers ALL have an index loaded
+// returns true if all readers have index data available
 // this is useful to indicate whether Jump() or SetRegion() are possible
-bool BamMultiReaderPrivate::IsIndexLoaded(void) const {
-    bool ok = true;
-    vector<ReaderAlignment>::const_iterator readerIter = m_readers.begin();
-    vector<ReaderAlignment>::const_iterator readerEnd  = m_readers.end();
+bool BamMultiReaderPrivate::HasIndexes(void) const {
+
+    // handle empty multireader
+    if ( m_readers.empty() )
+        return false;
+
+    bool result = true;
+
+    // iterate over readers
+    vector<MergeItem>::const_iterator readerIter = m_readers.begin();
+    vector<MergeItem>::const_iterator readerEnd  = m_readers.end();
     for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
-        const BamReader* reader = (*readerIter).first;
-        if ( reader ) ok &= reader->IsIndexLoaded();
+        const MergeItem& item = (*readerIter);
+        const BamReader* reader = item.Reader;
+        if ( reader  == 0 ) continue;
+
+        // see if current reader has index data
+        result &= reader->HasIndex();
     }
-    return ok;
+
+    return result;
 }
 
-// jumps to specified region(refID, leftBound) in BAM files, returns success/fail
-bool BamMultiReaderPrivate::Jump(int refID, int position) {
+// returns true if multireader has open readers
+bool BamMultiReaderPrivate::HasOpenReaders(void) {
 
-    bool ok = true;
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerIter = m_readers.begin();
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
+    // iterate over readers
+    vector<MergeItem>::const_iterator readerIter = m_readers.begin();
+    vector<MergeItem>::const_iterator readerEnd  = m_readers.end();
     for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
-        BamReader* reader = (*readerIter).first;
+        const MergeItem& item = (*readerIter);
+        const BamReader* reader = item.Reader;
         if ( reader == 0 ) continue;
 
-        ok &= reader->Jump(refID, position);
-        if ( !ok ) {
-            cerr << "ERROR: could not jump " << reader->GetFilename()
-                 << " to " << refID << ":" << position << endl;
-            exit(1);
-        }
+        // return true whenever an open reader is found
+        if ( reader->IsOpen() ) return true;
     }
 
-    if (ok) UpdateAlignments();
-    return ok;
+    // no readers open
+    return false;
 }
 
-bool BamMultiReaderPrivate::LoadNextAlignment(BamAlignment& al, bool coreMode) {
+// performs random-access jump using (refID, position) as a left-bound
+bool BamMultiReaderPrivate::Jump(int refID, int position) {
 
-    // bail out if no more data to process
-    if ( !HasOpenReaders() ) return false;
+    // NB: While it may make sense to track readers in which we can
+    // successfully Jump, in practice a failure of Jump means "no
+    // alignments here."  It makes sense to simply accept the failure,
+    // UpdateAlignments(), and continue.
+
+    // iterate over readers
+    vector<MergeItem>::iterator readerIter = m_readers.begin();
+    vector<MergeItem>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
+    for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
+        MergeItem& item = (*readerIter);
+        BamReader* reader = item.Reader;
+        if ( reader == 0 ) continue;
 
-    // "pop" next alignment and reader
-    ReaderAlignment nextReaderAlignment = m_alignments->TakeFirst();
-    BamReader*    reader    = nextReaderAlignment.first;
-    BamAlignment* alignment = nextReaderAlignment.second;
+        // jump in each BamReader to position of interest
+        reader->Jump(refID, position);
+    }
 
-    // save it by copy to our argument
-    al = BamAlignment(*alignment);
+    // returns status of cache update
+    return UpdateAlignmentCache();
+}
 
-    // peek to next alignment & store in cache
-    m_isCoreMode = coreMode;
-    SaveNextAlignment(reader,alignment);
+// locate (& load) index files for BAM readers that don't already have one loaded
+bool BamMultiReaderPrivate::LocateIndexes(const BamIndex::IndexType& preferredType) {
 
-    // return success
-    return true;
+    bool errorsEncountered = false;
+    m_errorString.clear();
+
+    // iterate over readers
+    vector<MergeItem>::iterator readerIter = m_readers.begin();
+    vector<MergeItem>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
+    for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
+        MergeItem& item = (*readerIter);
+        BamReader* reader = item.Reader;
+        if ( reader == 0 ) continue;
+
+        // if reader has no index, try to locate one
+        if ( !reader->HasIndex() ) {
+            if ( !reader->LocateIndex(preferredType) ) {
+                m_errorString.append(1, '\t');
+                m_errorString.append(reader->GetErrorString());
+                m_errorString.append(1, '\n');
+                errorsEncountered = true;
+            }
+        }
+    }
+
+    // check for errors encountered before returning success/fail
+    if ( errorsEncountered ) {
+        const string currentError = m_errorString;
+        const string message = string("error while locating index files: ") + "\n" + currentError;
+        SetErrorString("BamMultiReader::LocatingIndexes", message);
+        return false;
+    } else
+        return true;
 }
 
 // opens BAM files
-bool BamMultiReaderPrivate::Open(const vector<string>& filenames,
-                                 bool openIndexes,
-                                 bool coreMode,
-                                 bool preferStandardIndex)
-{
-    // store core mode flag
-    m_isCoreMode = coreMode;
-
-    // first clear out any prior alignment cache prior data
-    if ( m_alignments ) {
-        m_alignments->Clear();
-        delete m_alignments;
-        m_alignments = 0;
-    }
+bool BamMultiReaderPrivate::Open(const vector<string>& filenames) {
 
-    // create alignment cache based on sorting mode
-    if ( m_isSortedByPosition )
-        m_alignments = new PositionMultiMerger;
-    else
-        m_alignments = new ReadNameMultiMerger;
+    m_errorString.clear();
+
+    // put all current readers back at beginning (refreshes alignment cache)
+    if ( !Rewind() ) {
+        const string currentError = m_errorString;
+        const string message = string("unable to rewind existing readers: \n\t") + currentError;
+        SetErrorString("BamMultiReader::Open", message);
+        return false;
+    }
 
     // iterate over filenames
+    bool errorsEncountered = false;
     vector<string>::const_iterator filenameIter = filenames.begin();
     vector<string>::const_iterator filenameEnd  = filenames.end();
     for ( ; filenameIter != filenameEnd; ++filenameIter ) {
-        const string filename = (*filenameIter);
+        const string& filename = (*filenameIter);
+        if ( filename.empty() ) continue;
 
-        bool openedOk = true;
+        // attempt to open BamReader
         BamReader* reader = new BamReader;
-        openedOk = reader->Open(filename, "", openIndexes, preferStandardIndex);
+        const bool readerOpened = reader->Open(filename);
+
+        // if opened OK, store it
+        if ( readerOpened )
+            m_readers.push_back( MergeItem(reader, new BamAlignment) );
 
-        // if file opened ok
-        if ( openedOk ) {
+        // otherwise store error & clean up invalid reader
+        else {
+            m_errorString.append(1, '\t');
+            m_errorString += string("unable to open file: ") + filename;
+            m_errorString.append(1, '\n');
+            errorsEncountered = true;
 
-            // try to read first alignment
-            bool fileOk = true;
-            BamAlignment* alignment = new BamAlignment;
-            fileOk &= ( coreMode ? reader->GetNextAlignmentCore(*alignment)
-                                 : reader->GetNextAlignment(*alignment) );
+            delete reader;
+            reader = 0;
+        }
+    }
 
-            if ( fileOk ) {
+    // check for errors while opening
+    if ( errorsEncountered ) {
+        const string currentError = m_errorString;
+        const string message = string("unable to open all files: \t\n") + currentError;
+        SetErrorString("BamMultiReader::Open", message);
+        return false;
+    }
 
-                m_readers.push_back( make_pair(reader, alignment) );
-                m_alignments->Add( make_pair(reader, alignment) );
+    // check for BAM file consistency
+    if ( !ValidateReaders() ) {
+        const string currentError = m_errorString;
+        const string message = string("unable to open inconsistent files: \t\n") + currentError;
+        SetErrorString("BamMultiReader::Open", message);
+        return false;
+    }
 
-            } else {
-                cerr << "WARNING: could not read first alignment in "
-                     << filename << ", ignoring file" << endl;
+    // update alignment cache
+    return UpdateAlignmentCache();
+}
+
+bool BamMultiReaderPrivate::OpenFile(const std::string& filename) {
+    vector<string> filenames(1, filename);
+    if ( Open(filenames) )
+        return true;
+    else {
+        const string currentError = m_errorString;
+        const string message = string("could not open file: ") + filename + "\n\t" + currentError;
+        SetErrorString("BamMultiReader::OpenFile", message);
+        return false;
+    }
+}
 
-                // if only file available & could not be read, return failure
-                if ( filenames.size() == 1 )
-                    return false;
+bool BamMultiReaderPrivate::OpenIndexes(const vector<string>& indexFilenames) {
+
+    // TODO: This needs to be cleaner - should not assume same order.
+    //       And either way, shouldn't start at first reader.  Should start at
+    //       first reader without an index?
+
+    // make sure same number of index filenames as readers
+    if ( m_readers.size() != indexFilenames.size() ) {
+        const string message("size of index file list does not match current BAM file count");
+        SetErrorString("BamMultiReader::OpenIndexes", message);
+        return false;
+    }
+
+    bool errorsEncountered = false;
+    m_errorString.clear();
+
+    // iterate over BamReaders
+    vector<string>::const_iterator indexFilenameIter = indexFilenames.begin();
+    vector<string>::const_iterator indexFilenameEnd  = indexFilenames.end();
+    vector<MergeItem>::iterator readerIter = m_readers.begin();
+    vector<MergeItem>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
+    for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
+        MergeItem& item = (*readerIter);
+        BamReader* reader = item.Reader;
+
+        // open index filename on reader
+        if ( reader ) {
+            const string& indexFilename = (*indexFilenameIter);
+            if ( !reader->OpenIndex(indexFilename) ) {
+                m_errorString.append(1, '\t');
+                m_errorString += reader->GetErrorString();
+                m_errorString.append(1, '\n');
+                errorsEncountered = true;
             }
         }
 
-        // TODO; any further error handling when openedOK is false ??
-        else return false;
+        // increment filename iterator, skip if no more index files to open
+        if ( ++indexFilenameIter == indexFilenameEnd )
+            break;
     }
 
-    // files opened ok, at least one alignment could be read,
-    // now need to check that all files use same reference data
-    ValidateReaders();
+    // return success/fail
+    if ( errorsEncountered ) {
+        const string currentError = m_errorString;
+        const string message = string("could not open all index files: \n\t") + currentError;
+        SetErrorString("BamMultiReader::OpenIndexes", message);
+        return false;
+    } else
+        return true;
+}
+
+bool BamMultiReaderPrivate::PopNextCachedAlignment(BamAlignment& al, const bool needCharData) {
+
+    // skip if no alignments available
+    if ( m_alignmentCache == 0 || m_alignmentCache->IsEmpty() )
+        return false;
+
+    // pop next merge item entry from cache
+    MergeItem item = m_alignmentCache->TakeFirst();
+    BamReader* reader = item.Reader;
+    BamAlignment* alignment = item.Alignment;
+    if ( reader == 0 || alignment == 0 )
+        return false;
+
+    // set char data if requested
+    if ( needCharData ) {
+        alignment->BuildCharData();
+        alignment->Filename = reader->GetFilename();
+    }
+
+    // store cached alignment into destination parameter (by copy)
+    al = *alignment;
+
+    // load next alignment from reader & store in cache
+    SaveNextAlignment(reader, alignment);
     return true;
 }
 
-// print associated filenames to stdout
-void BamMultiReaderPrivate::PrintFilenames(void) const {
+// returns BAM file pointers to beginning of alignment data & resets alignment cache
+bool BamMultiReaderPrivate::Rewind(void) {
+
+    // skip if no readers open
+    if ( m_readers.empty() )
+        return true;
 
-    vector<ReaderAlignment>::const_iterator readerIter = m_readers.begin();
-    vector<ReaderAlignment>::const_iterator readerEnd  = m_readers.end();
-    for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
-        const BamReader* reader = (*readerIter).first;
-        if ( reader == 0 ) continue;
-        cout << reader->GetFilename() << endl;
+    // attempt to rewind files
+    if ( !RewindReaders() ) {
+        const string currentError = m_errorString;
+        const string message = string("could not rewind readers: \n\t") + currentError;
+        SetErrorString("BamMultiReader::Rewind", message);
+        return false;
     }
+
+    // return status of cache update
+    return UpdateAlignmentCache();
 }
 
 // returns BAM file pointers to beginning of alignment data
-bool BamMultiReaderPrivate::Rewind(void) {
+bool BamMultiReaderPrivate::RewindReaders(void) {
 
-    bool result = true;
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerIter = m_readers.begin();
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
+    m_errorString.clear();
+    bool errorsEncountered = false;
+
+    // iterate over readers
+    vector<MergeItem>::iterator readerIter = m_readers.begin();
+    vector<MergeItem>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
     for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
-        BamReader* reader = (*readerIter).first;
+        MergeItem& item = (*readerIter);
+        BamReader* reader = item.Reader;
         if ( reader == 0 ) continue;
-        result &= reader->Rewind();
+
+        // attempt rewind on BamReader
+        if ( !reader->Rewind() ) {
+            m_errorString.append(1, '\t');
+            m_errorString.append( reader->GetErrorString() );
+            m_errorString.append(1, '\n');
+            errorsEncountered = true;
+        }
     }
-    return result;
+
+    return !errorsEncountered;
 }
 
 void BamMultiReaderPrivate::SaveNextAlignment(BamReader* reader, BamAlignment* alignment) {
 
-    // must be in core mode && sorting by position to call GNACore()
-    if ( m_isCoreMode && m_isSortedByPosition ) {
-        if ( reader->GetNextAlignmentCore(*alignment) )
-            m_alignments->Add( make_pair(reader, alignment) );
-    }
+    // if can read alignment from reader, store in cache
+    //
+    // N.B. - lazy building of alignment's char data - populated only:
+    //        automatically by alignment cache to maintain its sorting OR
+    //        on demand from client call to future call to GetNextAlignment()
 
-    // not in core mode and/or sorting by readname, must call GNA()
-    else {
-        if ( reader->GetNextAlignment(*alignment) )
-            m_alignments->Add( make_pair(reader, alignment) );
-    }
+    if ( reader->GetNextAlignmentCore(*alignment) )
+        m_alignmentCache->Add( MergeItem(reader, alignment) );
 }
 
-// sets the index caching mode on the readers
-void BamMultiReaderPrivate::SetIndexCacheMode(const BamIndex::BamIndexCacheMode mode) {
-
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerIter = m_readers.begin();
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
-    for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
-        BamReader* reader = (*readerIter).first;
-        if ( reader == 0 ) continue;
-        reader->SetIndexCacheMode(mode);
-    }
+void BamMultiReaderPrivate::SetErrorString(const string& where, const string& what) const {
+    static const string SEPARATOR = ": ";
+    m_errorString = where + SEPARATOR + what;
 }
 
 bool BamMultiReaderPrivate::SetRegion(const BamRegion& region) {
@@ -414,104 +634,107 @@ bool BamMultiReaderPrivate::SetRegion(const BamRegion& region) {
     // alignments here."  It makes sense to simply accept the failure,
     // UpdateAlignments(), and continue.
 
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerIter = m_readers.begin();
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
+    // iterate over alignments
+    vector<MergeItem>::iterator readerIter = m_readers.begin();
+    vector<MergeItem>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
     for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
-        BamReader* reader = (*readerIter).first;
+        MergeItem& item = (*readerIter);
+        BamReader* reader = item.Reader;
         if ( reader == 0 ) continue;
-        if ( !reader->SetRegion(region) ) {
-            cerr << "ERROR: could not jump " << reader->GetFilename() << " to "
-                 << region.LeftRefID  << ":" << region.LeftPosition   << ".."
-                 << region.RightRefID << ":" << region.RightPosition  << endl;
-        }
-    }
 
-    UpdateAlignments();
-    return true;
-}
-
-void BamMultiReaderPrivate::SetSortOrder(const BamMultiReader::SortOrder& order) {
-
-    const BamMultiReader::SortOrder oldSortOrder = ( m_isSortedByPosition ? BamMultiReader::SortedByPosition
-                                                                          : BamMultiReader::SortedByReadName ) ;
-    // skip if no change needed
-    if ( oldSortOrder == order ) return;
-
-    // create new alignment cache
-    IBamMultiMerger* newAlignmentCache(0);
-    if ( order == BamMultiReader::SortedByPosition ) {
-        newAlignmentCache = new PositionMultiMerger;
-        m_isSortedByPosition = true;
-    }
-    else {
-        newAlignmentCache = new ReadNameMultiMerger;
-        m_isSortedByPosition = false;
-    }
-
-    // copy old cache contents to new cache
-    while ( m_alignments->Size() > 0 ) {
-        ReaderAlignment value = m_alignments->TakeFirst();
-        newAlignmentCache->Add(value);
+        // set region of interest
+        reader->SetRegion(region);
     }
 
-    // remove old cache structure & point to new cache
-    delete m_alignments;
-    m_alignments = newAlignmentCache;
+    // return status of cache update
+    return UpdateAlignmentCache();
 }
 
 // updates our alignment cache
-void BamMultiReaderPrivate::UpdateAlignments(void) {
+bool BamMultiReaderPrivate::UpdateAlignmentCache(void) {
+
+    // create alignment cache if not created yet
+    if ( m_alignmentCache == 0 ) {
+        m_alignmentCache = CreateAlignmentCache();
+        if ( m_alignmentCache == 0 ) {
+            SetErrorString("BamMultiReader::UpdateAlignmentCache", "unable to create new alignment cache");
+            return false;
+        }
+    }
 
-    // clear the cache
-    m_alignments->Clear();
+    // clear any prior cache data
+    m_alignmentCache->Clear();
 
     // iterate over readers
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerIter = m_readers.begin();
-    vector<ReaderAlignment>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
+    vector<MergeItem>::iterator readerIter = m_readers.begin();
+    vector<MergeItem>::iterator readerEnd  = m_readers.end();
     for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
-        BamReader* reader = (*readerIter).first;
-        BamAlignment* alignment = (*readerIter).second;
-        if ( reader == 0 ) continue;
+        MergeItem& item = (*readerIter);
+        BamReader* reader = item.Reader;
+        BamAlignment* alignment = item.Alignment;
+        if ( reader == 0 || alignment == 0 ) continue;
+
+        // save next alignment from each reader in cache
         SaveNextAlignment(reader, alignment);
     }
-}
 
-// splits the entire header into a list of strings
-const vector<string> BamMultiReaderPrivate::SplitHeaderText(const string& headerText) const {
-    stringstream header(headerText);
-    vector<string> lines;
-    string item;
-    while ( getline(header, item) )
-        lines.push_back(item);
-    return lines;
+    // if we get here, ok
+    return true;
 }
 
 // ValidateReaders checks that all the readers point to BAM files representing
 // alignments against the same set of reference sequences, and that the
 // sequences are identically ordered.  If these checks fail the operation of
 // the multireader is undefined, so we force program exit.
-void BamMultiReaderPrivate::ValidateReaders(void) const {
+bool BamMultiReaderPrivate::ValidateReaders(void) const {
+
+    m_errorString.clear();
+
+    // skip if 0 or 1 readers opened
+    if ( m_readers.empty() || (m_readers.size() == 1) )
+        return true;
 
-    // retrieve first reader data
-    const BamReader* firstReader = m_readers.front().first;
-    if ( firstReader == 0 ) return; // signal error?
-    const RefVector firstReaderRefData = firstReader->GetReferenceData();
+    // retrieve first reader
+    const MergeItem& firstItem = m_readers.front();
+    const BamReader* firstReader = firstItem.Reader;
+    if ( firstReader == 0 ) return false;
+
+    // retrieve first reader's header data
+    const SamHeader& firstReaderHeader = firstReader->GetHeader();
+    const string& firstReaderSortOrder = firstReaderHeader.SortOrder;
+
+    // retrieve first reader's reference data
+    const RefVector& firstReaderRefData = firstReader->GetReferenceData();
     const int firstReaderRefCount = firstReader->GetReferenceCount();
     const int firstReaderRefSize = firstReaderRefData.size();
 
     // iterate over all readers
-    vector<ReaderAlignment>::const_iterator readerIter = m_readers.begin();
-    vector<ReaderAlignment>::const_iterator readerEnd  = m_readers.end();
+    vector<MergeItem>::const_iterator readerIter = m_readers.begin();
+    vector<MergeItem>::const_iterator readerEnd  = m_readers.end();
     for ( ; readerIter != readerEnd; ++readerIter ) {
+        const MergeItem& item = (*readerIter);
+        BamReader* reader = item.Reader;
+        if ( reader == 0 ) continue;
+
+        // get current reader's header data
+        const SamHeader& currentReaderHeader = reader->GetHeader();
+        const string& currentReaderSortOrder = currentReaderHeader.SortOrder;
+
+        // check compatible sort order
+        if ( currentReaderSortOrder != firstReaderSortOrder ) {
+            const string message = string("mismatched sort order in ") + reader->GetFilename() +
+                                   ", expected " + firstReaderSortOrder +
+                                   ", but found " + currentReaderSortOrder;
+            SetErrorString("BamMultiReader::ValidateReaders", message);
+            return false;
+        }
 
-        // get current reader data
-        BamReader* reader = (*readerIter).first;
-        if ( reader == 0 ) continue; // error?
+        // get current reader's reference data
         const RefVector currentReaderRefData = reader->GetReferenceData();
         const int currentReaderRefCount = reader->GetReferenceCount();
         const int currentReaderRefSize  = currentReaderRefData.size();
 
-        // init container iterators
+        // init reference data iterators
         RefVector::const_iterator firstRefIter   = firstReaderRefData.begin();
         RefVector::const_iterator firstRefEnd    = firstReaderRefData.end();
         RefVector::const_iterator currentRefIter = currentReaderRefData.begin();
@@ -520,16 +743,17 @@ void BamMultiReaderPrivate::ValidateReaders(void) const {
         if ( (currentReaderRefCount != firstReaderRefCount) ||
              (firstReaderRefSize    != currentReaderRefSize) )
         {
-            cerr << "ERROR: mismatched number of references in " << reader->GetFilename()
-                 << " expected " << firstReaderRefCount
-                 << " reference sequences but only found " << currentReaderRefCount << endl;
-            exit(1);
+            stringstream s("");
+            s << "mismatched reference count in " << reader->GetFilename()
+              << ", expected " << firstReaderRefCount
+              << ", but found " << currentReaderRefCount;
+            SetErrorString("BamMultiReader::ValidateReaders", s.str());
+            return false;
         }
 
         // this will be ok; we just checked above that we have identically-sized sets of references
         // here we simply check if they are all, in fact, equal in content
         while ( firstRefIter != firstRefEnd ) {
-
             const RefData& firstRef   = (*firstRefIter);
             const RefData& currentRef = (*currentRefIter);
 
@@ -537,24 +761,31 @@ void BamMultiReaderPrivate::ValidateReaders(void) const {
             if ( (firstRef.RefName   != currentRef.RefName) ||
                  (firstRef.RefLength != currentRef.RefLength) )
             {
-                cerr << "ERROR: mismatched references found in " << reader->GetFilename()
-                     << " expected: " << endl;
+                stringstream s("");
+                s << "mismatched references found in" << reader->GetFilename()
+                  << "expected: " << endl;
+
+                // print first reader's reference data
                 RefVector::const_iterator refIter = firstReaderRefData.begin();
                 RefVector::const_iterator refEnd  = firstReaderRefData.end();
                 for ( ; refIter != refEnd; ++refIter ) {
                     const RefData& entry = (*refIter);
-                    cerr << entry.RefName << " " << entry.RefLength << endl;
+                    stringstream s("");
+                    s << entry.RefName << " " << endl;
                 }
 
-                cerr << "but found: " << endl;
+                s << "but found: " << endl;
+
+                // print current reader's reference data
                 refIter = currentReaderRefData.begin();
                 refEnd  = currentReaderRefData.end();
                 for ( ; refIter != refEnd; ++refIter ) {
                     const RefData& entry = (*refIter);
-                    cerr << entry.RefName << " " << entry.RefLength << endl;
+                    s << entry.RefName << " " << entry.RefLength << endl;
                 }
 
-                exit(1);
+                SetErrorString("BamMultiReader::ValidateReaders", s.str());
+                return false;
             }
 
             // update iterators
@@ -562,4 +793,7 @@ void BamMultiReaderPrivate::ValidateReaders(void) const {
             ++currentRefIter;
         }
     }
+
+    // if we get here, everything checks out
+    return true;
 }