]> git.donarmstrong.com Git - bamtools.git/commitdiff
Moved private implementation API files to internal directory for clearer separation...
authorderek <derekwbarnett@gmail.com>
Mon, 22 Nov 2010 18:02:38 +0000 (13:02 -0500)
committerderek <derekwbarnett@gmail.com>
Mon, 22 Nov 2010 18:02:38 +0000 (13:02 -0500)
20 files changed:
src/api/BamIndex.cpp
src/api/BamReader.cpp
src/api/BamReader_p.cpp [deleted file]
src/api/BamReader_p.h [deleted file]
src/api/BamStandardIndex.cpp [deleted file]
src/api/BamStandardIndex.h [deleted file]
src/api/BamToolsIndex.cpp [deleted file]
src/api/BamToolsIndex.h [deleted file]
src/api/BamWriter.cpp
src/api/BamWriter_p.cpp [deleted file]
src/api/BamWriter_p.h [deleted file]
src/api/CMakeLists.txt
src/api/internal/BamReader_p.cpp [new file with mode: 0644]
src/api/internal/BamReader_p.h [new file with mode: 0644]
src/api/internal/BamStandardIndex_p.cpp [new file with mode: 0644]
src/api/internal/BamStandardIndex_p.h [new file with mode: 0644]
src/api/internal/BamToolsIndex_p.cpp [new file with mode: 0644]
src/api/internal/BamToolsIndex_p.h [new file with mode: 0644]
src/api/internal/BamWriter_p.cpp [new file with mode: 0644]
src/api/internal/BamWriter_p.h [new file with mode: 0644]

index 053f8e96e485fce057265789d86a510ac922f8a2..d0230b7b166ec5425c77b1e33ea58bb265c15fc1 100644 (file)
@@ -3,7 +3,7 @@
 // Marth Lab, Department of Biology, Boston College
 // All rights reserved.
 // ---------------------------------------------------------------------------
-// Last modified: 19 November 2010 (DB)
+// Last modified: 22 November 2010 (DB)
 // ---------------------------------------------------------------------------
 // Provides index functionality - both for the default (standardized) BAM 
 // index format (.bai) as well as a BamTools-specific (nonstandard) index 
@@ -13,8 +13,8 @@
 #include <api/BamIndex.h>
 #include <api/BamReader.h>
 #include <api/BGZF.h>
-#include <api/BamStandardIndex.h>
-#include <api/BamToolsIndex.h>
+#include <api/internal/BamStandardIndex_p.h>
+#include <api/internal/BamToolsIndex_p.h>
 using namespace BamTools;
 using namespace BamTools::Internal;
 
index 26500455a7aadb9adecb722f8e06a2da044b1dd1..bd4bff98a71796aa15c0e6075e52eca0f3bc66e7 100644 (file)
@@ -3,13 +3,13 @@
 // Marth Lab, Department of Biology, Boston College
 // All rights reserved.
 // ---------------------------------------------------------------------------
-// Last modified: 19 November 2010 (DB)
+// Last modified: 22 November 2010 (DB)
 // ---------------------------------------------------------------------------
 // Provides the basic functionality for reading BAM files
 // ***************************************************************************
 
 #include <api/BamReader.h>
-#include <api/BamReader_p.h>
+#include <api/internal/BamReader_p.h>
 using namespace BamTools;
 using namespace BamTools::Internal;
 
diff --git a/src/api/BamReader_p.cpp b/src/api/BamReader_p.cpp
deleted file mode 100644 (file)
index 792be22..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,720 +0,0 @@
-// ***************************************************************************
-// BamReader_p.cpp (c) 2009 Derek Barnett
-// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
-// All rights reserved.
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Last modified: 19 November 2010 (DB)
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Provides the basic functionality for reading BAM files
-// ***************************************************************************
-
-#include <api/BamReader.h>
-#include <api/BamReader_p.h>
-#include <api/BamStandardIndex.h>
-#include <api/BamToolsIndex.h>
-#include <api/BGZF.h>
-
-using namespace BamTools;
-using namespace BamTools::Internal;
-
-#include <algorithm>
-#include <iostream>
-#include <iterator>
-#include <vector>
-using namespace std;
-
-// constructor
-BamReaderPrivate::BamReaderPrivate(BamReader* parent)
-    : HeaderText("")
-    , Index(0)
-    , HasIndex(false)
-    , AlignmentsBeginOffset(0)
-//    , m_header(0)
-    , IndexCacheMode(BamIndex::LimitedIndexCaching)
-    , HasAlignmentsInRegion(true)
-    , Parent(parent)
-    , DNA_LOOKUP("=ACMGRSVTWYHKDBN")
-    , CIGAR_LOOKUP("MIDNSHP")
-{
-    IsBigEndian = SystemIsBigEndian();
-}
-
-// destructor
-BamReaderPrivate::~BamReaderPrivate(void) {
-    Close();
-}
-
-// adjusts requested region if necessary (depending on where data actually begins)
-void BamReaderPrivate::AdjustRegion(BamRegion& region) {
-
-    // check for valid index first
-    if ( Index == 0 ) return;
-
-    // see if any references in region have alignments
-    HasAlignmentsInRegion = false;
-    int currentId = region.LeftRefID;
-    while ( currentId <= region.RightRefID ) {
-       HasAlignmentsInRegion = Index->HasAlignments(currentId);
-       if ( HasAlignmentsInRegion ) break;
-       ++currentId;
-    }
-
-    // if no data found on any reference in region
-    if ( !HasAlignmentsInRegion ) return;
-
-    // if left bound of desired region had no data, use first reference that had data
-    // otherwise, leave requested region as-is
-    if ( currentId != region.LeftRefID ) {
-       region.LeftRefID = currentId;
-       region.LeftPosition = 0;
-    }
-}
-
-// fills out character data for BamAlignment data
-bool BamReaderPrivate::BuildCharData(BamAlignment& bAlignment) {
-
-    // calculate character lengths/offsets
-    const unsigned int dataLength     = bAlignment.SupportData.BlockLength - BAM_CORE_SIZE;
-    const unsigned int seqDataOffset  = bAlignment.SupportData.QueryNameLength + (bAlignment.SupportData.NumCigarOperations * 4);
-    const unsigned int qualDataOffset = seqDataOffset + (bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength+1)/2;
-    const unsigned int tagDataOffset  = qualDataOffset + bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength;
-    const unsigned int tagDataLength  = dataLength - tagDataOffset;
-
-    // set up char buffers
-    const char* allCharData = bAlignment.SupportData.AllCharData.data();
-    const char* seqData     = ((const char*)allCharData) + seqDataOffset;
-    const char* qualData    = ((const char*)allCharData) + qualDataOffset;
-         char* tagData     = ((char*)allCharData) + tagDataOffset;
-
-    // store alignment name (relies on null char in name as terminator)
-    bAlignment.Name.assign((const char*)(allCharData));
-
-    // save query sequence
-    bAlignment.QueryBases.clear();
-    bAlignment.QueryBases.reserve(bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength);
-    for (unsigned int i = 0; i < bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength; ++i) {
-       char singleBase = DNA_LOOKUP[ ( (seqData[(i/2)] >> (4*(1-(i%2)))) & 0xf ) ];
-       bAlignment.QueryBases.append(1, singleBase);
-    }
-
-    // save qualities, converting from numeric QV to 'FASTQ-style' ASCII character
-    bAlignment.Qualities.clear();
-    bAlignment.Qualities.reserve(bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength);
-    for (unsigned int i = 0; i < bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength; ++i) {
-       char singleQuality = (char)(qualData[i]+33);
-       bAlignment.Qualities.append(1, singleQuality);
-    }
-
-    // if QueryBases is empty (and this is a allowed case)
-    if ( bAlignment.QueryBases.empty() )
-       bAlignment.AlignedBases = bAlignment.QueryBases;
-
-    // if QueryBases contains data, then build AlignedBases using CIGAR data
-    else {
-
-       // resize AlignedBases
-       bAlignment.AlignedBases.clear();
-       bAlignment.AlignedBases.reserve(bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength);
-
-       // iterate over CigarOps
-       int k = 0;
-       vector<CigarOp>::const_iterator cigarIter = bAlignment.CigarData.begin();
-       vector<CigarOp>::const_iterator cigarEnd  = bAlignment.CigarData.end();
-       for ( ; cigarIter != cigarEnd; ++cigarIter ) {
-
-           const CigarOp& op = (*cigarIter);
-           switch(op.Type) {
-
-               case ('M') :
-               case ('I') :
-                   bAlignment.AlignedBases.append(bAlignment.QueryBases.substr(k, op.Length)); // for 'M', 'I' - write bases
-                   // fall through
-
-               case ('S') :
-                   k += op.Length;                                     // for 'S' - soft clip, skip over query bases
-                   break;
-
-               case ('D') :
-                   bAlignment.AlignedBases.append(op.Length, '-');     // for 'D' - write gap character
-                   break;
-
-               case ('P') :
-                   bAlignment.AlignedBases.append( op.Length, '*' );   // for 'P' - write padding character
-                   break;
-
-               case ('N') :
-                   bAlignment.AlignedBases.append( op.Length, 'N' );  // for 'N' - write N's, skip bases in original query sequence
-                   break;
-
-               case ('H') :
-                   break;  // for 'H' - hard clip, do nothing to AlignedBases, move to next op
-
-               default:
-                   fprintf(stderr, "ERROR: Invalid Cigar op type\n"); // shouldn't get here
-                   exit(1);
-           }
-       }
-    }
-
-    // -----------------------
-    // Added: 3-25-2010 DB
-    // Fixed: endian-correctness for tag data
-    // -----------------------
-    if ( IsBigEndian ) {
-       int i = 0;
-       while ( (unsigned int)i < tagDataLength ) {
-
-           i += 2; // skip tag type (e.g. "RG", "NM", etc)
-           uint8_t type = toupper(tagData[i]);     // lower & upper case letters have same meaning
-           ++i;                                    // skip value type
-
-           switch (type) {
-
-               case('A') :
-               case('C') :
-                   ++i;
-                   break;
-
-               case('S') :
-                   SwapEndian_16p(&tagData[i]);
-                   i += sizeof(uint16_t);
-                   break;
-
-               case('F') :
-               case('I') :
-                   SwapEndian_32p(&tagData[i]);
-                   i += sizeof(uint32_t);
-                   break;
-
-               case('D') :
-                   SwapEndian_64p(&tagData[i]);
-                   i += sizeof(uint64_t);
-                   break;
-
-               case('H') :
-               case('Z') :
-                   while (tagData[i]) { ++i; }
-                   ++i; // increment one more for null terminator
-                   break;
-
-               default :
-                   fprintf(stderr, "ERROR: Invalid tag value type\n"); // shouldn't get here
-                   exit(1);
-           }
-       }
-    }
-
-    // store TagData
-    bAlignment.TagData.clear();
-    bAlignment.TagData.resize(tagDataLength);
-    memcpy((char*)bAlignment.TagData.data(), tagData, tagDataLength);
-
-    // clear the core-only flag
-    bAlignment.SupportData.HasCoreOnly = false;
-
-    // return success
-    return true;
-}
-
-// clear index data structure
-void BamReaderPrivate::ClearIndex(void) {
-    delete Index;
-    Index = 0;
-    HasIndex = false;
-}
-
-// closes the BAM file
-void BamReaderPrivate::Close(void) {
-
-    // close BGZF file stream
-    mBGZF.Close();
-
-    // clear out index data
-    ClearIndex();
-
-    // clear out header data
-    HeaderText.clear();
-//    if ( m_header ) {
-//     delete m_header;
-//     m_header = 0;
-//    }
-
-    // clear out region flags
-    Region.clear();
-}
-
-// creates index for BAM file, saves to file
-// default behavior is to create the BAM standard index (".bai")
-// set flag to false to create the BamTools-specific index (".bti")
-bool BamReaderPrivate::CreateIndex(bool useStandardIndex) {
-
-    // clear out prior index data
-    ClearIndex();
-
-    // create index based on type requested
-    if ( useStandardIndex )
-       Index = new BamStandardIndex(&mBGZF, Parent);
-    else
-       Index = new BamToolsIndex(&mBGZF, Parent);
-
-    // set index cache mode to full for writing
-    Index->SetCacheMode(BamIndex::FullIndexCaching);
-
-    // build new index
-    bool ok = true;
-    ok &= Index->Build();
-    HasIndex = ok;
-
-    // mark empty references
-    MarkReferences();
-
-    // attempt to save index data to file
-    ok &= Index->Write(Filename);
-
-    // set client's desired index cache mode
-    Index->SetCacheMode(IndexCacheMode);
-
-    // return success/fail of both building & writing index
-    return ok;
-}
-
-const string BamReaderPrivate::GetHeaderText(void) const {
-
-    return HeaderText;
-
-//    if ( m_header )
-//     return m_header->Text();
-//    else
-//     return string("");
-}
-
-// get next alignment (from specified region, if given)
-bool BamReaderPrivate::GetNextAlignment(BamAlignment& bAlignment) {
-
-    // if valid alignment found, attempt to parse char data, and return success/failure
-    if ( GetNextAlignmentCore(bAlignment) )
-       return BuildCharData(bAlignment);
-
-    // no valid alignment found
-    else return false;
-}
-
-// retrieves next available alignment core data (returns success/fail)
-// ** DOES NOT parse any character data (read name, bases, qualities, tag data)
-//    these can be accessed, if necessary, from the supportData
-// useful for operations requiring ONLY positional or other alignment-related information
-bool BamReaderPrivate::GetNextAlignmentCore(BamAlignment& bAlignment) {
-
-    // if region is set but has no alignments
-    if ( !Region.isNull() && !HasAlignmentsInRegion )
-       return false;
-
-    // if valid alignment available
-    if ( LoadNextAlignment(bAlignment) ) {
-
-       // set core-only flag
-       bAlignment.SupportData.HasCoreOnly = true;
-
-       // if region not specified with at least a left boundary, return success
-       if ( !Region.isLeftBoundSpecified() ) return true;
-
-       // determine region state (before, within, after)
-       BamReaderPrivate::RegionState state = IsOverlap(bAlignment);
-
-       // if alignment lies after region, return false
-       if ( state == AFTER_REGION ) return false;
-
-       while ( state != WITHIN_REGION ) {
-           // if no valid alignment available (likely EOF) return failure
-           if ( !LoadNextAlignment(bAlignment) ) return false;
-           // if alignment lies after region, return false (no available read within region)
-           state = IsOverlap(bAlignment);
-           if ( state == AFTER_REGION ) return false;
-       }
-
-       // return success (alignment found that overlaps region)
-       return true;
-    }
-
-    // no valid alignment
-    else return false;
-}
-
-// returns RefID for given RefName (returns References.size() if not found)
-int BamReaderPrivate::GetReferenceID(const string& refName) const {
-
-    // retrieve names from reference data
-    vector<string> refNames;
-    RefVector::const_iterator refIter = References.begin();
-    RefVector::const_iterator refEnd  = References.end();
-    for ( ; refIter != refEnd; ++refIter)
-       refNames.push_back( (*refIter).RefName );
-
-    // return 'index-of' refName ( if not found, returns refNames.size() )
-    return distance(refNames.begin(), find(refNames.begin(), refNames.end(), refName));
-}
-
-// returns region state - whether alignment ends before, overlaps, or starts after currently specified region
-// this *internal* method should ONLY called when (at least) IsLeftBoundSpecified == true
-BamReaderPrivate::RegionState BamReaderPrivate::IsOverlap(BamAlignment& bAlignment) {
-
-    // if alignment is on any reference sequence before left bound
-    if ( bAlignment.RefID < Region.LeftRefID ) return BEFORE_REGION;
-
-    // if alignment starts on left bound reference
-    else if ( bAlignment.RefID == Region.LeftRefID ) {
-
-       // if alignment starts at or after left boundary
-       if ( bAlignment.Position >= Region.LeftPosition) {
-
-           // if right boundary is specified AND
-           // left/right boundaries are on same reference AND
-           // alignment starts past right boundary
-           if ( Region.isRightBoundSpecified() &&
-                Region.LeftRefID == Region.RightRefID &&
-                bAlignment.Position > Region.RightPosition )
-               return AFTER_REGION;
-
-           // otherwise, alignment is within region
-           return WITHIN_REGION;
-       }
-
-       // alignment starts before left boundary
-       else {
-           // check if alignment overlaps left boundary
-           if ( bAlignment.GetEndPosition() >= Region.LeftPosition ) return WITHIN_REGION;
-           else return BEFORE_REGION;
-       }
-    }
-
-    // alignment starts on a reference after the left bound
-    else {
-
-       // if region has a right boundary
-       if ( Region.isRightBoundSpecified() ) {
-
-           // alignment is on reference between boundaries
-           if ( bAlignment.RefID < Region.RightRefID ) return WITHIN_REGION;
-
-           // alignment is on reference after right boundary
-           else if ( bAlignment.RefID > Region.RightRefID ) return AFTER_REGION;
-
-           // alignment is on right bound reference
-           else {
-               // check if alignment starts before or at right boundary
-               if ( bAlignment.Position <= Region.RightPosition ) return WITHIN_REGION;
-               else return AFTER_REGION;
-           }
-       }
-
-       // otherwise, alignment is after left bound reference, but there is no right boundary
-       else return WITHIN_REGION;
-    }
-}
-
-// load BAM header data
-void BamReaderPrivate::LoadHeaderData(void) {
-
-//    m_header = new BamHeader(&mBGZF);
-//    bool headerLoadedOk = m_header->Load();
-//    if ( !headerLoadedOk )
-//     cerr << "BamReader could not load header" << endl;
-
-    // check to see if proper BAM header
-    char buffer[4];
-    if (mBGZF.Read(buffer, 4) != 4) {
-       fprintf(stderr, "Could not read header type\n");
-       exit(1);
-    }
-
-    if (strncmp(buffer, "BAM\001", 4)) {
-       fprintf(stderr, "wrong header type!\n");
-       exit(1);
-    }
-
-    // get BAM header text length
-    mBGZF.Read(buffer, 4);
-    unsigned int headerTextLength = BgzfData::UnpackUnsignedInt(buffer);
-    if ( IsBigEndian ) SwapEndian_32(headerTextLength);
-
-    // get BAM header text
-    char* headerText = (char*)calloc(headerTextLength + 1, 1);
-    mBGZF.Read(headerText, headerTextLength);
-    HeaderText = (string)((const char*)headerText);
-
-    // clean up calloc-ed temp variable
-    free(headerText);
-}
-
-// load existing index data from BAM index file (".bti" OR ".bai"), return success/fail
-bool BamReaderPrivate::LoadIndex(const bool lookForIndex, const bool preferStandardIndex) {
-
-    // clear out any existing index data
-    ClearIndex();
-
-    // if no index filename provided, so we need to look for available index files
-    if ( IndexFilename.empty() ) {
-
-       // attempt to load BamIndex based on current Filename provided & preferStandardIndex flag
-       const BamIndex::PreferredIndexType type = (preferStandardIndex ? BamIndex::STANDARD : BamIndex::BAMTOOLS);
-       Index = BamIndex::FromBamFilename(Filename, &mBGZF, Parent, type);
-
-       // if null, return failure
-       if ( Index == 0 ) return false;
-
-       // generate proper IndexFilename based on type of index created
-       IndexFilename = Filename + Index->Extension();
-    }
-
-    else {
-
-       // attempt to load BamIndex based on IndexFilename provided by client
-       Index = BamIndex::FromIndexFilename(IndexFilename, &mBGZF, Parent);
-
-       // if null, return failure
-       if ( Index == 0 ) return false;
-    }
-
-    // set cache mode for BamIndex
-    Index->SetCacheMode(IndexCacheMode);
-
-    // loading the index data from file
-    HasIndex = Index->Load(IndexFilename);
-
-    // mark empty references
-    MarkReferences();
-
-    // return index status
-    return HasIndex;
-}
-
-// populates BamAlignment with alignment data under file pointer, returns success/fail
-bool BamReaderPrivate::LoadNextAlignment(BamAlignment& bAlignment) {
-
-    // read in the 'block length' value, make sure it's not zero
-    char buffer[4];
-    mBGZF.Read(buffer, 4);
-    bAlignment.SupportData.BlockLength = BgzfData::UnpackUnsignedInt(buffer);
-    if ( IsBigEndian ) { SwapEndian_32(bAlignment.SupportData.BlockLength); }
-    if ( bAlignment.SupportData.BlockLength == 0 ) return false;
-
-    // read in core alignment data, make sure the right size of data was read
-    char x[BAM_CORE_SIZE];
-    if ( mBGZF.Read(x, BAM_CORE_SIZE) != BAM_CORE_SIZE ) return false;
-
-    if ( IsBigEndian ) {
-       for ( int i = 0; i < BAM_CORE_SIZE; i+=sizeof(uint32_t) )
-           SwapEndian_32p(&x[i]);
-    }
-
-    // set BamAlignment 'core' and 'support' data
-    bAlignment.RefID    = BgzfData::UnpackSignedInt(&x[0]);
-    bAlignment.Position = BgzfData::UnpackSignedInt(&x[4]);
-
-    unsigned int tempValue = BgzfData::UnpackUnsignedInt(&x[8]);
-    bAlignment.Bin        = tempValue >> 16;
-    bAlignment.MapQuality = tempValue >> 8 & 0xff;
-    bAlignment.SupportData.QueryNameLength = tempValue & 0xff;
-
-    tempValue = BgzfData::UnpackUnsignedInt(&x[12]);
-    bAlignment.AlignmentFlag = tempValue >> 16;
-    bAlignment.SupportData.NumCigarOperations = tempValue & 0xffff;
-
-    bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength = BgzfData::UnpackUnsignedInt(&x[16]);
-    bAlignment.MateRefID    = BgzfData::UnpackSignedInt(&x[20]);
-    bAlignment.MatePosition = BgzfData::UnpackSignedInt(&x[24]);
-    bAlignment.InsertSize   = BgzfData::UnpackSignedInt(&x[28]);
-
-    // set BamAlignment length
-    bAlignment.Length = bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength;
-
-    // read in character data - make sure proper data size was read
-    bool readCharDataOK = false;
-    const unsigned int dataLength = bAlignment.SupportData.BlockLength - BAM_CORE_SIZE;
-    char* allCharData = (char*)calloc(sizeof(char), dataLength);
-
-    if ( mBGZF.Read(allCharData, dataLength) == (signed int)dataLength) {
-
-       // store 'allCharData' in supportData structure
-       bAlignment.SupportData.AllCharData.assign((const char*)allCharData, dataLength);
-
-       // set success flag
-       readCharDataOK = true;
-
-       // save CIGAR ops
-       // need to calculate this here so that  BamAlignment::GetEndPosition() performs correctly,
-       // even when GetNextAlignmentCore() is called
-       const unsigned int cigarDataOffset = bAlignment.SupportData.QueryNameLength;
-       uint32_t* cigarData = (uint32_t*)(allCharData + cigarDataOffset);
-       CigarOp op;
-       bAlignment.CigarData.clear();
-       bAlignment.CigarData.reserve(bAlignment.SupportData.NumCigarOperations);
-       for (unsigned int i = 0; i < bAlignment.SupportData.NumCigarOperations; ++i) {
-
-           // swap if necessary
-           if ( IsBigEndian ) SwapEndian_32(cigarData[i]);
-
-           // build CigarOp structure
-           op.Length = (cigarData[i] >> BAM_CIGAR_SHIFT);
-           op.Type   = CIGAR_LOOKUP[ (cigarData[i] & BAM_CIGAR_MASK) ];
-
-           // save CigarOp
-           bAlignment.CigarData.push_back(op);
-       }
-    }
-
-    free(allCharData);
-    return readCharDataOK;
-}
-
-// loads reference data from BAM file
-void BamReaderPrivate::LoadReferenceData(void) {
-
-    // get number of reference sequences
-    char buffer[4];
-    mBGZF.Read(buffer, 4);
-    unsigned int numberRefSeqs = BgzfData::UnpackUnsignedInt(buffer);
-    if ( IsBigEndian ) SwapEndian_32(numberRefSeqs);
-    if ( numberRefSeqs == 0 ) return;
-    References.reserve((int)numberRefSeqs);
-
-    // iterate over all references in header
-    for (unsigned int i = 0; i != numberRefSeqs; ++i) {
-
-       // get length of reference name
-       mBGZF.Read(buffer, 4);
-       unsigned int refNameLength = BgzfData::UnpackUnsignedInt(buffer);
-       if ( IsBigEndian ) SwapEndian_32(refNameLength);
-       char* refName = (char*)calloc(refNameLength, 1);
-
-       // get reference name and reference sequence length
-       mBGZF.Read(refName, refNameLength);
-       mBGZF.Read(buffer, 4);
-       int refLength = BgzfData::UnpackSignedInt(buffer);
-       if ( IsBigEndian ) SwapEndian_32(refLength);
-
-       // store data for reference
-       RefData aReference;
-       aReference.RefName   = (string)((const char*)refName);
-       aReference.RefLength = refLength;
-       References.push_back(aReference);
-
-       // clean up calloc-ed temp variable
-       free(refName);
-    }
-}
-
-// mark references with no alignment data
-void BamReaderPrivate::MarkReferences(void) {
-
-    // ensure index is available
-    if ( !HasIndex ) return;
-
-    // mark empty references
-    for ( int i = 0; i < (int)References.size(); ++i )
-       References.at(i).RefHasAlignments = Index->HasAlignments(i);
-}
-
-// opens BAM file (and index)
-bool BamReaderPrivate::Open(const string& filename, const string& indexFilename, const bool lookForIndex, const bool preferStandardIndex) {
-
-    // store filenames
-    Filename = filename;
-    IndexFilename = indexFilename;
-
-    // open the BGZF file for reading, return false on failure
-    if ( !mBGZF.Open(filename, "rb") ) return false;
-
-    // retrieve header text & reference data
-    LoadHeaderData();
-    LoadReferenceData();
-
-    // store file offset of first alignment
-    AlignmentsBeginOffset = mBGZF.Tell();
-
-    // if no index filename provided
-    if ( IndexFilename.empty() ) {
-
-       // client did not specify that index SHOULD be found
-       // useful for cases where sequential access is all that is required
-       if ( !lookForIndex ) return true;
-
-       // otherwise, look for index file, return success/fail
-       return LoadIndex(lookForIndex, preferStandardIndex) ;
-    }
-
-    // client supplied an index filename
-    // attempt to load index data, return success/fail
-    return LoadIndex(lookForIndex, preferStandardIndex);
-}
-
-// returns BAM file pointer to beginning of alignment data
-bool BamReaderPrivate::Rewind(void) {
-
-    // rewind to first alignment, return false if unable to seek
-    if ( !mBGZF.Seek(AlignmentsBeginOffset) ) return false;
-
-    // retrieve first alignment data, return false if unable to read
-    BamAlignment al;
-    if ( !LoadNextAlignment(al) ) return false;
-
-    // reset default region info using first alignment in file
-    Region.clear();
-    HasAlignmentsInRegion = true;
-
-    // rewind back to beginning of first alignment
-    // return success/fail of seek
-    return mBGZF.Seek(AlignmentsBeginOffset);
-}
-
-// change the index caching behavior
-void BamReaderPrivate::SetIndexCacheMode(const BamIndex::BamIndexCacheMode mode) {
-    IndexCacheMode = mode;
-    if ( Index == 0 ) return;
-    Index->SetCacheMode(mode);
-}
-
-// asks Index to attempt a Jump() to specified region
-// returns success/failure
-bool BamReaderPrivate::SetRegion(const BamRegion& region) {
-
-    // clear out any prior BamReader region data
-    //
-    // N.B. - this is cleared so that BamIndex now has free reign to call
-    // GetNextAlignmentCore() and do overlap checking without worrying about BamReader
-    // performing any overlap checking of its own and moving on to the next read... Calls
-    // to GetNextAlignmentCore() with no Region set, simply return the next alignment.
-    // This ensures that the Index is able to do just that. (All without exposing
-    // LoadNextAlignment() to the public API, and potentially confusing clients with the nomenclature)
-    Region.clear();
-
-    // check for existing index
-    if ( !HasIndex ) return false;
-
-    // adjust region if necessary to reflect where data actually begins
-    BamRegion adjustedRegion(region);
-    AdjustRegion(adjustedRegion);
-
-    // if no data present, return true
-    // not an error, but BamReader knows that no data is there for future alignment access
-    // (this is useful in a MultiBamReader setting where some BAM files may lack data in regions
-    // that other BAMs have data)
-    if ( !HasAlignmentsInRegion ) {
-       Region = adjustedRegion;
-       return true;
-    }
-
-    // attempt jump to user-specified region return false if jump could not be performed at all
-    // (invalid index, unknown reference, etc)
-    //
-    // Index::Jump() is allowed to modify the HasAlignmentsInRegion flag
-    //  * This covers case where a region is requested that lies beyond the last alignment on a reference
-    //    If this occurs, any subsequent calls to GetNexAlignment[Core] simply return false
-    //    BamMultiReader is then able to successfully pull alignments from a region from multiple files
-    //    even if one or more have no data.
-    if ( !Index->Jump(adjustedRegion, &HasAlignmentsInRegion) ) return false;
-
-    // save region and return success
-    Region = adjustedRegion;
-    return true;
-}
diff --git a/src/api/BamReader_p.h b/src/api/BamReader_p.h
deleted file mode 100644 (file)
index 8c3172f..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,137 +0,0 @@
-// ***************************************************************************
-// BamReader_p.h (c) 2010 Derek Barnett
-// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
-// All rights reserved.
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Last modified: 19 November 2010 (DB)
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Provides the basic functionality for reading BAM files
-// ***************************************************************************
-
-#ifndef BAMREADER_P_H
-#define BAMREADER_P_H
-
-//  -------------
-//  W A R N I N G
-//  -------------
-//
-// This file is not part of the BamTools API.  It exists purely as an
-// implementation detail. This header file may change from version to version
-// without notice, or even be removed.
-//
-// We mean it.
-
-#include <api/BamAlignment.h>
-#include <api/BamIndex.h>
-#include <api/BGZF.h>
-#include <string>
-
-namespace BamTools {
-
-class BamReader;
-
-namespace Internal {
-
-class BamReaderPrivate {
-
-    // enums
-    public: enum RegionState { BEFORE_REGION = 0
-                            , WITHIN_REGION
-                            , AFTER_REGION
-                            };
-
-    // ctor & dtor
-    public:
-       BamReaderPrivate(BamReader* parent);
-       ~BamReaderPrivate(void);
-
-    // 'public' interface to BamReader
-    public:
-
-       // file operations
-       void Close(void);
-       bool Open(const std::string& filename,
-                 const std::string& indexFilename,
-                 const bool lookForIndex,
-                 const bool preferStandardIndex);
-       bool Rewind(void);
-       bool SetRegion(const BamRegion& region);
-
-       // access alignment data
-       bool GetNextAlignment(BamAlignment& bAlignment);
-       bool GetNextAlignmentCore(BamAlignment& bAlignment);
-
-       // access auxiliary data
-       const std::string GetHeaderText(void) const;
-       int GetReferenceID(const std::string& refName) const;
-
-       // index operations
-       bool CreateIndex(bool useStandardIndex);
-       void SetIndexCacheMode(const BamIndex::BamIndexCacheMode mode);
-
-    // 'internal' methods
-    public:
-
-       // ---------------------------------------
-       // reading alignments and auxiliary data
-
-       // adjusts requested region if necessary (depending on where data actually begins)
-       void AdjustRegion(BamRegion& region);
-       // fills out character data for BamAlignment data
-       bool BuildCharData(BamAlignment& bAlignment);
-       // checks to see if alignment overlaps current region
-       RegionState IsOverlap(BamAlignment& bAlignment);
-       // retrieves header text from BAM file
-       void LoadHeaderData(void);
-       // retrieves BAM alignment under file pointer
-       bool LoadNextAlignment(BamAlignment& bAlignment);
-       // builds reference data structure from BAM file
-       void LoadReferenceData(void);
-       // mark references with 'HasAlignments' status
-       void MarkReferences(void);
-
-       // ---------------------------------
-       // index file handling
-
-       // clear out inernal index data structure
-       void ClearIndex(void);
-       // loads index from BAM index file
-       bool LoadIndex(const bool lookForIndex, const bool preferStandardIndex);
-
-    // data members
-    public:
-
-       // general file data
-       BgzfData  mBGZF;
-       std::string HeaderText;
-       BamIndex* Index;
-       RefVector References;
-       bool      HasIndex;
-       int64_t   AlignmentsBeginOffset;
-       std::string    Filename;
-       std::string    IndexFilename;
-
-//     Internal::BamHeader* m_header;
-
-       // index caching mode
-       BamIndex::BamIndexCacheMode IndexCacheMode;
-
-       // system data
-       bool IsBigEndian;
-
-       // user-specified region values
-       BamRegion Region;
-       bool HasAlignmentsInRegion;
-
-       // parent BamReader
-       BamReader* Parent;
-
-       // BAM character constants
-       const char* DNA_LOOKUP;
-       const char* CIGAR_LOOKUP;
-};
-
-} // namespace Internal
-} // namespace BamTools
-
-#endif // BAMREADER_P_H
diff --git a/src/api/BamStandardIndex.cpp b/src/api/BamStandardIndex.cpp
deleted file mode 100644 (file)
index 28db076..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,910 +0,0 @@
-// ***************************************************************************
-// BamStandardIndex.cpp (c) 2010 Derek Barnett
-// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
-// All rights reserved.
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Last modified: 19 November 2010 (DB)
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Provides index operations for the standardized BAM index format (".bai")
-// ***************************************************************************
-
-#include <api/BamAlignment.h>
-#include <api/BamReader.h>
-#include <api/BamStandardIndex.h>
-#include <api/BGZF.h>
-using namespace BamTools;
-using namespace BamTools::Internal;
-
-#include <cstdio>
-#include <cstdlib>
-#include <algorithm>
-#include <iostream>
-#include <map>
-using namespace std;
-
-BamStandardIndex::BamStandardIndex(BgzfData* bgzf, BamReader* reader)
-    : BamIndex(bgzf, reader)
-    , m_dataBeginOffset(0)
-    , m_hasFullDataCache(false)
-{
-    m_isBigEndian = BamTools::SystemIsBigEndian();
-}
-
-BamStandardIndex::~BamStandardIndex(void) {
-    ClearAllData();
-}
-
-// calculate bins that overlap region
-int BamStandardIndex::BinsFromRegion(const BamRegion& region,
-                                    const bool isRightBoundSpecified,
-                                    uint16_t bins[MAX_BIN])
-{
-    // get region boundaries
-    uint32_t begin = (unsigned int)region.LeftPosition;
-    uint32_t end;
-
-    // if right bound specified AND left&right bounds are on same reference
-    // OK to use right bound position
-    if ( isRightBoundSpecified && ( region.LeftRefID == region.RightRefID ) )
-       end = (unsigned int)region.RightPosition;
-
-    // otherwise, use end of left bound reference as cutoff
-    else
-       end = (unsigned int)m_references.at(region.LeftRefID).RefLength - 1;
-
-    // initialize list, bin '0' always a valid bin
-    int i = 0;
-    bins[i++] = 0;
-
-    // get rest of bins that contain this region
-    unsigned int k;
-    for (k =    1 + (begin>>26); k <=    1 + (end>>26); ++k) { bins[i++] = k; }
-    for (k =    9 + (begin>>23); k <=    9 + (end>>23); ++k) { bins[i++] = k; }
-    for (k =   73 + (begin>>20); k <=   73 + (end>>20); ++k) { bins[i++] = k; }
-    for (k =  585 + (begin>>17); k <=  585 + (end>>17); ++k) { bins[i++] = k; }
-    for (k = 4681 + (begin>>14); k <= 4681 + (end>>14); ++k) { bins[i++] = k; }
-
-    // return number of bins stored
-    return i;
-}
-
-// creates index data (in-memory) from current reader data
-bool BamStandardIndex::Build(void) {
-
-    // be sure reader & BGZF file are valid & open for reading
-    if ( m_reader == 0 || m_BGZF == 0 || !m_BGZF->IsOpen )
-       return false;
-
-    // move file pointer to beginning of alignments
-    m_reader->Rewind();
-
-    // get reference count, reserve index space
-    const int numReferences = (int)m_references.size();
-    m_indexData.clear();
-    m_hasFullDataCache = false;
-    SetReferenceCount(numReferences);
-
-    // sets default constant for bin, ID, offset, coordinate variables
-    const uint32_t defaultValue = 0xffffffffu;
-
-    // bin data
-    uint32_t saveBin(defaultValue);
-    uint32_t lastBin(defaultValue);
-
-    // reference ID data
-    int32_t saveRefID(defaultValue);
-    int32_t lastRefID(defaultValue);
-
-    // offset data
-    uint64_t saveOffset = m_BGZF->Tell();
-    uint64_t lastOffset = saveOffset;
-
-    // coordinate data
-    int32_t lastCoordinate = defaultValue;
-
-    BamAlignment bAlignment;
-    while ( m_reader->GetNextAlignmentCore(bAlignment) ) {
-
-       // change of chromosome, save ID, reset bin
-       if ( lastRefID != bAlignment.RefID ) {
-           lastRefID = bAlignment.RefID;
-           lastBin   = defaultValue;
-       }
-
-       // if lastCoordinate greater than BAM position - file not sorted properly
-       else if ( lastCoordinate > bAlignment.Position ) {
-           fprintf(stderr, "BAM file not properly sorted:\n");
-           fprintf(stderr, "Alignment %s : %d > %d on reference (id = %d)", bAlignment.Name.c_str(),
-                   lastCoordinate, bAlignment.Position, bAlignment.RefID);
-           exit(1);
-       }
-
-       // if valid reference && BAM bin spans some minimum cutoff (smaller bin ids span larger regions)
-       if ( (bAlignment.RefID >= 0) && (bAlignment.Bin < 4681) ) {
-
-           // save linear offset entry (matched to BAM entry refID)
-           BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.find(bAlignment.RefID);
-           if ( indexIter == m_indexData.end() ) return false; // error
-           ReferenceIndex& refIndex = (*indexIter).second;
-           LinearOffsetVector& offsets = refIndex.Offsets;
-           SaveLinearOffset(offsets, bAlignment, lastOffset);
-       }
-
-       // if current BamAlignment bin != lastBin, "then possibly write the binning index"
-       if ( bAlignment.Bin != lastBin ) {
-
-           // if not first time through
-           if ( saveBin != defaultValue ) {
-
-               // save Bam bin entry
-               BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.find(saveRefID);
-               if ( indexIter == m_indexData.end() ) return false; // error
-               ReferenceIndex& refIndex = (*indexIter).second;
-               BamBinMap& binMap = refIndex.Bins;
-               SaveBinEntry(binMap, saveBin, saveOffset, lastOffset);
-           }
-
-           // update saveOffset
-           saveOffset = lastOffset;
-
-           // update bin values
-           saveBin = bAlignment.Bin;
-           lastBin = bAlignment.Bin;
-
-           // update saveRefID
-           saveRefID = bAlignment.RefID;
-
-           // if invalid RefID, break out
-           if ( saveRefID < 0 ) break;
-       }
-
-       // make sure that current file pointer is beyond lastOffset
-       if ( m_BGZF->Tell() <= (int64_t)lastOffset ) {
-           fprintf(stderr, "Error in BGZF offsets.\n");
-           exit(1);
-       }
-
-       // update lastOffset
-       lastOffset = m_BGZF->Tell();
-
-       // update lastCoordinate
-       lastCoordinate = bAlignment.Position;
-    }
-
-    // save any leftover BAM data (as long as refID is valid)
-    if ( saveRefID >= 0 ) {
-       // save Bam bin entry
-       BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.find(saveRefID);
-       if ( indexIter == m_indexData.end() ) return false; // error
-       ReferenceIndex& refIndex = (*indexIter).second;
-       BamBinMap& binMap = refIndex.Bins;
-       SaveBinEntry(binMap, saveBin, saveOffset, lastOffset);
-    }
-
-    // simplify index by merging chunks
-    MergeChunks();
-
-    // iterate through references in index
-    // sort offsets in linear offset vector
-    BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.begin();
-    BamStandardIndexData::iterator indexEnd  = m_indexData.end();
-    for ( int i = 0; indexIter != indexEnd; ++indexIter, ++i ) {
-
-       // get reference index data
-       ReferenceIndex& refIndex = (*indexIter).second;
-       LinearOffsetVector& offsets = refIndex.Offsets;
-
-       // sort linear offsets
-       sort(offsets.begin(), offsets.end());
-    }
-
-    // rewind file pointer to beginning of alignments, return success/fail
-    return m_reader->Rewind();
-}
-
-// check index file magic number, return true if OK
-bool BamStandardIndex::CheckMagicNumber(void) {
-
-    // read in magic number
-    char magic[4];
-    size_t elementsRead = fread(magic, sizeof(char), 4, m_indexStream);
-
-    // compare to expected value
-    if ( strncmp(magic, "BAI\1", 4) != 0 ) {
-       fprintf(stderr, "Problem with index file - invalid format.\n");
-       fclose(m_indexStream);
-       return false;
-    }
-
-    // return success/failure of load
-    return (elementsRead == 4);
-}
-
-// clear all current index offset data in memory
-void BamStandardIndex::ClearAllData(void) {
-    BamStandardIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.begin();
-    BamStandardIndexData::const_iterator indexEnd  = m_indexData.end();
-    for ( ; indexIter != indexEnd; ++indexIter ) {
-       const int& refId = (*indexIter).first;
-       ClearReferenceOffsets(refId);
-    }
-}
-
-// clear all index offset data for desired reference
-void BamStandardIndex::ClearReferenceOffsets(const int& refId) {
-
-    // look up refId, skip if not found
-    BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.find(refId);
-    if ( indexIter == m_indexData.end() ) return ;
-
-    // clear reference data
-    ReferenceIndex& refEntry = (*indexIter).second;
-    refEntry.Bins.clear();
-    refEntry.Offsets.clear();
-
-    // set flag
-    m_hasFullDataCache = false;
-}
-
-// return file position after header metadata
-const off_t BamStandardIndex::DataBeginOffset(void) const {
-    return m_dataBeginOffset;
-}
-
-// calculates offset(s) for a given region
-bool BamStandardIndex::GetOffsets(const BamRegion& region,
-                                 const bool isRightBoundSpecified,
-                                 vector<int64_t>& offsets,
-                                 bool* hasAlignmentsInRegion)
-{
-    // return false if leftBound refID is not found in index data
-    if ( m_indexData.find(region.LeftRefID) == m_indexData.end() )
-       return false;
-
-    // load index data for region if not already cached
-    if ( !IsDataLoaded(region.LeftRefID) ) {
-       bool loadedOk = true;
-       loadedOk &= SkipToReference(region.LeftRefID);
-       loadedOk &= LoadReference(region.LeftRefID);
-       if ( !loadedOk ) return false;
-    }
-
-    // calculate which bins overlap this region
-    uint16_t* bins = (uint16_t*)calloc(MAX_BIN, 2);
-    int numBins = BinsFromRegion(region, isRightBoundSpecified, bins);
-
-    // get bins for this reference
-    BamStandardIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.find(region.LeftRefID);
-    if ( indexIter == m_indexData.end() ) return false; // error
-    const ReferenceIndex& refIndex = (*indexIter).second;
-    const BamBinMap& binMap        = refIndex.Bins;
-
-    // get minimum offset to consider
-    const LinearOffsetVector& linearOffsets = refIndex.Offsets;
-    const uint64_t minOffset = ( (unsigned int)(region.LeftPosition>>BAM_LIDX_SHIFT) >= linearOffsets.size() )
-                              ? 0 : linearOffsets.at(region.LeftPosition>>BAM_LIDX_SHIFT);
-
-    // store all alignment 'chunk' starts (file offsets) for bins in this region
-    for ( int i = 0; i < numBins; ++i ) {
-
-       const uint16_t binKey = bins[i];
-       map<uint32_t, ChunkVector>::const_iterator binIter = binMap.find(binKey);
-       if ( (binIter != binMap.end()) && ((*binIter).first == binKey) ) {
-
-           // iterate over chunks
-           const ChunkVector& chunks = (*binIter).second;
-           std::vector<Chunk>::const_iterator chunksIter = chunks.begin();
-           std::vector<Chunk>::const_iterator chunksEnd  = chunks.end();
-           for ( ; chunksIter != chunksEnd; ++chunksIter) {
-
-               // if valid chunk found, store its file offset
-               const Chunk& chunk = (*chunksIter);
-               if ( chunk.Stop > minOffset )
-                   offsets.push_back( chunk.Start );
-           }
-       }
-    }
-
-    // clean up memory
-    free(bins);
-
-    // sort the offsets before returning
-    sort(offsets.begin(), offsets.end());
-
-    // set flag & return success
-    *hasAlignmentsInRegion = (offsets.size() != 0 );
-
-    // if cache mode set to none, dump the data we just loaded
-    if (m_cacheMode == BamIndex::NoIndexCaching )
-       ClearReferenceOffsets(region.LeftRefID);
-
-    // return succes
-    return true;
-}
-
-// returns whether reference has alignments or no
-bool BamStandardIndex::HasAlignments(const int& refId) const {
-    BamStandardIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.find(refId);
-    if ( indexIter == m_indexData.end() ) return false; // error
-    const ReferenceIndex& refEntry = (*indexIter).second;
-    return refEntry.HasAlignments;
-}
-
-// return true if all index data is cached
-bool BamStandardIndex::HasFullDataCache(void) const {
-    return m_hasFullDataCache;
-}
-
-// returns true if index cache has data for desired reference
-bool BamStandardIndex::IsDataLoaded(const int& refId) const {
-
-    // look up refId, return false if not found
-    BamStandardIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.find(refId);
-    if ( indexIter == m_indexData.end() ) return false;
-
-    // see if reference has alignments
-    // if not, it's not a problem to have no offset data
-    const ReferenceIndex& refEntry = (*indexIter).second;
-    if ( !refEntry.HasAlignments ) return true;
-
-    // return whether bin map contains data
-    return ( !refEntry.Bins.empty() );
-}
-
-// attempts to use index to jump to region; returns success/fail
-bool BamStandardIndex::Jump(const BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion) {
-
-    // be sure reader & BGZF file are valid & open for reading
-    if ( m_reader == 0 || m_BGZF == 0 || !m_BGZF->IsOpen )
-       return false;
-
-    // make sure left-bound position is valid
-    if ( region.LeftPosition > m_references.at(region.LeftRefID).RefLength )
-       return false;
-
-    // calculate offsets for this region
-    // if failed, print message, set flag, and return failure
-    vector<int64_t> offsets;
-    if ( !GetOffsets(region, region.isRightBoundSpecified(), offsets, hasAlignmentsInRegion) ) {
-       fprintf(stderr, "ERROR: Could not jump: unable to calculate offset(s) for specified region.\n");
-       *hasAlignmentsInRegion = false;
-       return false;
-    }
-
-    // iterate through offsets
-    BamAlignment bAlignment;
-    bool result = true;
-    for ( vector<int64_t>::const_iterator o = offsets.begin(); o != offsets.end(); ++o) {
-
-       // attempt seek & load first available alignment
-       // set flag to true if data exists
-       result &= m_BGZF->Seek(*o);
-       *hasAlignmentsInRegion = m_reader->GetNextAlignmentCore(bAlignment);
-
-       // if this alignment corresponds to desired position
-       // return success of seeking back to the offset before the 'current offset' (to cover overlaps)
-       if ( ((bAlignment.RefID == region.LeftRefID) &&
-              ((bAlignment.Position + bAlignment.Length) > region.LeftPosition)) ||
-            (bAlignment.RefID > region.LeftRefID) )
-       {
-           if ( o != offsets.begin() ) --o;
-           return m_BGZF->Seek(*o);
-       }
-    }
-
-    // if error in jumping, print message & set flag
-    if ( !result ) {
-       fprintf(stderr, "ERROR: Could not jump: unable to determine correct offset for specified region.\n");
-       *hasAlignmentsInRegion = false;
-    }
-
-    // return success/failure
-    return result;
-}
-
-// clears index data from all references except the first
-void BamStandardIndex::KeepOnlyFirstReferenceOffsets(void) {
-    BamStandardIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
-    KeepOnlyReferenceOffsets((*indexBegin).first);
-}
-
-// clears index data from all references except the one specified
-void BamStandardIndex::KeepOnlyReferenceOffsets(const int& refId) {
-    BamStandardIndexData::iterator mapIter = m_indexData.begin();
-    BamStandardIndexData::iterator mapEnd  = m_indexData.end();
-    for ( ; mapIter != mapEnd; ++mapIter ) {
-       const int entryRefId = (*mapIter).first;
-       if ( entryRefId != refId )
-           ClearReferenceOffsets(entryRefId);
-    }
-}
-
-bool BamStandardIndex::LoadAllReferences(bool saveData) {
-
-    // skip if data already loaded
-    if ( m_hasFullDataCache ) return true;
-
-    // get number of reference sequences
-    uint32_t numReferences;
-    if ( !LoadReferenceCount((int&)numReferences) )
-       return false;
-
-    // iterate over reference entries
-    bool loadedOk = true;
-    for ( int i = 0; i < (int)numReferences; ++i )
-       loadedOk &= LoadReference(i, saveData);
-
-    // set flag
-    if ( loadedOk && saveData )
-       m_hasFullDataCache = true;
-
-    // return success/failure of loading references
-    return loadedOk;
-}
-
-// load header data from index file, return true if loaded OK
-bool BamStandardIndex::LoadHeader(void) {
-
-    bool loadedOk = CheckMagicNumber();
-
-    // store offset of beginning of data
-    m_dataBeginOffset = ftell64(m_indexStream);
-
-    // return success/failure of load
-    return loadedOk;
-}
-
-// load a single index bin entry from file, return true if loaded OK
-// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-bool BamStandardIndex::LoadBin(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData) {
-
-    size_t elementsRead = 0;
-
-    // get bin ID
-    uint32_t binId;
-    elementsRead += fread(&binId, sizeof(binId), 1, m_indexStream);
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(binId);
-
-    // load alignment chunks for this bin
-    ChunkVector chunks;
-    bool chunksOk = LoadChunks(chunks, saveData);
-
-    // store bin entry
-    if ( chunksOk && saveData )
-       refEntry.Bins.insert(pair<uint32_t, ChunkVector>(binId, chunks));
-
-    // return success/failure of load
-    return ( (elementsRead == 1) && chunksOk );
-}
-
-bool BamStandardIndex::LoadBins(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData) {
-
-    size_t elementsRead = 0;
-
-    // get number of bins
-    int32_t numBins;
-    elementsRead += fread(&numBins, sizeof(numBins), 1, m_indexStream);
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numBins);
-
-    // set flag
-    refEntry.HasAlignments = ( numBins != 0 );
-
-    // iterate over bins
-    bool binsOk = true;
-    for ( int i = 0; i < numBins; ++i )
-       binsOk &= LoadBin(refEntry, saveData);
-
-    // return success/failure of load
-    return ( (elementsRead == 1) && binsOk );
-}
-
-// load a single index bin entry from file, return true if loaded OK
-// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-bool BamStandardIndex::LoadChunk(ChunkVector& chunks, bool saveData) {
-
-    size_t elementsRead = 0;
-
-    // read in chunk data
-    uint64_t start;
-    uint64_t stop;
-    elementsRead += fread(&start, sizeof(start), 1, m_indexStream);
-    elementsRead += fread(&stop,  sizeof(stop),  1, m_indexStream);
-
-    // swap endian-ness if necessary
-    if ( m_isBigEndian ) {
-       SwapEndian_64(start);
-       SwapEndian_64(stop);
-    }
-
-    // save data if requested
-    if ( saveData ) chunks.push_back( Chunk(start, stop) );
-
-    // return success/failure of load
-    return ( elementsRead == 2 );
-}
-
-bool BamStandardIndex::LoadChunks(ChunkVector& chunks, bool saveData) {
-
-    size_t elementsRead = 0;
-
-    // read in number of chunks
-    uint32_t numChunks;
-    elementsRead += fread(&numChunks, sizeof(numChunks), 1, m_indexStream);
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numChunks);
-
-    // initialize space for chunks if we're storing this data
-    if ( saveData ) chunks.reserve(numChunks);
-
-    // iterate over chunks
-    bool chunksOk = true;
-    for ( int i = 0; i < (int)numChunks; ++i )
-       chunksOk &= LoadChunk(chunks, saveData);
-
-    // sort chunk vector
-    sort( chunks.begin(), chunks.end(), ChunkLessThan );
-
-    // return success/failure of load
-    return ( (elementsRead == 1) && chunksOk );
-}
-
-// load a single index linear offset entry from file, return true if loaded OK
-// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-bool BamStandardIndex::LoadLinearOffsets(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData) {
-
-    size_t elementsRead = 0;
-
-    // read in number of linear offsets
-    int32_t numLinearOffsets;
-    elementsRead += fread(&numLinearOffsets, sizeof(numLinearOffsets), 1, m_indexStream);
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numLinearOffsets);
-
-    // set up destination vector (if we're saving the data)
-    LinearOffsetVector linearOffsets;
-    if ( saveData ) linearOffsets.reserve(numLinearOffsets);
-
-    // iterate over linear offsets
-    uint64_t linearOffset;
-    for ( int i = 0; i < numLinearOffsets; ++i ) {
-       elementsRead += fread(&linearOffset, sizeof(linearOffset), 1, m_indexStream);
-       if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_64(linearOffset);
-       if ( saveData ) linearOffsets.push_back(linearOffset);
-    }
-
-    // sort linear offsets
-    sort ( linearOffsets.begin(), linearOffsets.end() );
-
-    // save in reference index entry if desired
-    if ( saveData ) refEntry.Offsets = linearOffsets;
-
-    // return success/failure of load
-    return ( elementsRead == (size_t)(numLinearOffsets + 1) );
-}
-
-bool BamStandardIndex::LoadFirstReference(bool saveData) {
-    BamStandardIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
-    return LoadReference((*indexBegin).first, saveData);
-}
-
-// load a single reference from file, return true if loaded OK
-// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-bool BamStandardIndex::LoadReference(const int& refId, bool saveData) {
-
-    // look up refId
-    BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.find(refId);
-
-    // if reference not previously loaded, create new entry
-    if ( indexIter == m_indexData.end() ) {
-       ReferenceIndex newEntry;
-       newEntry.HasAlignments = false;
-       m_indexData.insert( pair<int32_t, ReferenceIndex>(refId, newEntry) );
-    }
-
-    // load reference data
-    indexIter = m_indexData.find(refId);
-    ReferenceIndex& entry = (*indexIter).second;
-    bool loadedOk = true;
-    loadedOk &= LoadBins(entry, saveData);
-    loadedOk &= LoadLinearOffsets(entry, saveData);
-    return loadedOk;
-}
-
-// loads number of references, return true if loaded OK
-bool BamStandardIndex::LoadReferenceCount(int& numReferences) {
-
-    size_t elementsRead = 0;
-
-    // read reference count
-    elementsRead += fread(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_indexStream);
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numReferences);
-
-    // return success/failure of load
-    return ( elementsRead == 1 );
-}
-
-// merges 'alignment chunks' in BAM bin (used for index building)
-void BamStandardIndex::MergeChunks(void) {
-
-    // iterate over reference enties
-    BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.begin();
-    BamStandardIndexData::iterator indexEnd  = m_indexData.end();
-    for ( ; indexIter != indexEnd; ++indexIter ) {
-
-       // get BAM bin map for this reference
-       ReferenceIndex& refIndex = (*indexIter).second;
-       BamBinMap& bamBinMap = refIndex.Bins;
-
-       // iterate over BAM bins
-       BamBinMap::iterator binIter = bamBinMap.begin();
-       BamBinMap::iterator binEnd  = bamBinMap.end();
-       for ( ; binIter != binEnd; ++binIter ) {
-
-           // get chunk vector for this bin
-           ChunkVector& binChunks = (*binIter).second;
-           if ( binChunks.size() == 0 ) continue;
-
-           ChunkVector mergedChunks;
-           mergedChunks.push_back( binChunks[0] );
-
-           // iterate over chunks
-           int i = 0;
-           ChunkVector::iterator chunkIter = binChunks.begin();
-           ChunkVector::iterator chunkEnd  = binChunks.end();
-           for ( ++chunkIter; chunkIter != chunkEnd; ++chunkIter) {
-
-               // get 'currentChunk' based on numeric index
-               Chunk& currentChunk = mergedChunks[i];
-
-               // get iteratorChunk based on vector iterator
-               Chunk& iteratorChunk = (*chunkIter);
-
-               // if chunk ends where (iterator) chunk starts, then merge
-               if ( currentChunk.Stop>>16 == iteratorChunk.Start>>16 )
-                   currentChunk.Stop = iteratorChunk.Stop;
-
-               // otherwise
-               else {
-                   // set currentChunk + 1 to iteratorChunk
-                   mergedChunks.push_back(iteratorChunk);
-                   ++i;
-               }
-           }
-
-           // saved merged chunk vector
-           (*binIter).second = mergedChunks;
-       }
-    }
-}
-
-// saves BAM bin entry for index
-void BamStandardIndex::SaveBinEntry(BamBinMap& binMap,
-                                   const uint32_t& saveBin,
-                                   const uint64_t& saveOffset,
-                                   const uint64_t& lastOffset)
-{
-    // look up saveBin
-    BamBinMap::iterator binIter = binMap.find(saveBin);
-
-    // create new chunk
-    Chunk newChunk(saveOffset, lastOffset);
-
-    // if entry doesn't exist
-    if ( binIter == binMap.end() ) {
-       ChunkVector newChunks;
-       newChunks.push_back(newChunk);
-       binMap.insert( pair<uint32_t, ChunkVector>(saveBin, newChunks));
-    }
-
-    // otherwise
-    else {
-       ChunkVector& binChunks = (*binIter).second;
-       binChunks.push_back( newChunk );
-    }
-}
-
-// saves linear offset entry for index
-void BamStandardIndex::SaveLinearOffset(LinearOffsetVector& offsets,
-                                       const BamAlignment& bAlignment,
-                                       const uint64_t&     lastOffset)
-{
-    // get converted offsets
-    int beginOffset = bAlignment.Position >> BAM_LIDX_SHIFT;
-    int endOffset   = (bAlignment.GetEndPosition() - 1) >> BAM_LIDX_SHIFT;
-
-    // resize vector if necessary
-    int oldSize = offsets.size();
-    int newSize = endOffset + 1;
-    if ( oldSize < newSize )
-       offsets.resize(newSize, 0);
-
-    // store offset
-    for( int i = beginOffset + 1; i <= endOffset; ++i ) {
-       if ( offsets[i] == 0 )
-           offsets[i] = lastOffset;
-    }
-}
-
-// initializes index data structure to hold @count references
-void BamStandardIndex::SetReferenceCount(const int& count) {
-    for ( int i = 0; i < count; ++i )
-       m_indexData[i].HasAlignments = false;
-}
-
-bool BamStandardIndex::SkipToFirstReference(void) {
-    BamStandardIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
-    return SkipToReference( (*indexBegin).first );
-}
-
-// position file pointer to desired reference begin, return true if skipped OK
-bool BamStandardIndex::SkipToReference(const int& refId) {
-
-    // attempt rewind
-    if ( !Rewind() ) return false;
-
-    // read in number of references
-    uint32_t numReferences;
-    size_t elementsRead = fread(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_indexStream);
-    if ( elementsRead != 1 ) return false;
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numReferences);
-
-    // iterate over reference entries
-    bool skippedOk = true;
-    int currentRefId = 0;
-    while (currentRefId != refId) {
-       skippedOk &= LoadReference(currentRefId, false);
-       ++currentRefId;
-    }
-
-    // return success
-    return skippedOk;
-}
-
-// write header to new index file
-bool BamStandardIndex::WriteHeader(void) {
-
-    size_t elementsWritten = 0;
-
-    // write magic number
-    elementsWritten += fwrite("BAI\1", sizeof(char), 4, m_indexStream);
-
-    // store offset of beginning of data
-    m_dataBeginOffset = ftell64(m_indexStream);
-
-    // return success/failure of write
-    return (elementsWritten == 4);
-}
-
-// write index data for all references to new index file
-bool BamStandardIndex::WriteAllReferences(void) {
-
-    size_t elementsWritten = 0;
-
-    // write number of reference sequences
-    int32_t numReferenceSeqs = m_indexData.size();
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numReferenceSeqs);
-    elementsWritten += fwrite(&numReferenceSeqs, sizeof(numReferenceSeqs), 1, m_indexStream);
-
-    // iterate over reference sequences
-    bool refsOk = true;
-    BamStandardIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.begin();
-    BamStandardIndexData::const_iterator indexEnd  = m_indexData.end();
-    for ( ; indexIter != indexEnd; ++ indexIter )
-       refsOk &= WriteReference( (*indexIter).second );
-
-    // return success/failure of write
-    return ( (elementsWritten == 1) && refsOk );
-}
-
-// write index data for bin to new index file
-bool BamStandardIndex::WriteBin(const uint32_t& binId, const ChunkVector& chunks) {
-
-    size_t elementsWritten = 0;
-
-    // write BAM bin ID
-    uint32_t binKey = binId;
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(binKey);
-    elementsWritten += fwrite(&binKey, sizeof(binKey), 1, m_indexStream);
-
-    // write chunks
-    bool chunksOk = WriteChunks(chunks);
-
-    // return success/failure of write
-    return ( (elementsWritten == 1) && chunksOk );
-}
-
-// write index data for bins to new index file
-bool BamStandardIndex::WriteBins(const BamBinMap& bins) {
-
-    size_t elementsWritten = 0;
-
-    // write number of bins
-    int32_t binCount = bins.size();
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(binCount);
-    elementsWritten += fwrite(&binCount, sizeof(binCount), 1, m_indexStream);
-
-    // iterate over bins
-    bool binsOk = true;
-    BamBinMap::const_iterator binIter = bins.begin();
-    BamBinMap::const_iterator binEnd  = bins.end();
-    for ( ; binIter != binEnd; ++binIter )
-       binsOk &= WriteBin( (*binIter).first, (*binIter).second );
-
-    // return success/failure of write
-    return ( (elementsWritten == 1) && binsOk );
-}
-
-// write index data for chunk entry to new index file
-bool BamStandardIndex::WriteChunk(const Chunk& chunk) {
-
-    size_t elementsWritten = 0;
-
-    // localize alignment chunk offsets
-    uint64_t start = chunk.Start;
-    uint64_t stop  = chunk.Stop;
-
-    // swap endian-ness if necessary
-    if ( m_isBigEndian ) {
-       SwapEndian_64(start);
-       SwapEndian_64(stop);
-    }
-
-    // write to index file
-    elementsWritten += fwrite(&start, sizeof(start), 1, m_indexStream);
-    elementsWritten += fwrite(&stop,  sizeof(stop),  1, m_indexStream);
-
-    // return success/failure of write
-    return ( elementsWritten == 2 );
-}
-
-// write index data for chunk entry to new index file
-bool BamStandardIndex::WriteChunks(const ChunkVector& chunks) {
-
-    size_t elementsWritten = 0;
-
-    // write chunks
-    int32_t chunkCount = chunks.size();
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(chunkCount);
-    elementsWritten += fwrite(&chunkCount, sizeof(chunkCount), 1, m_indexStream);
-
-    // iterate over chunks
-    bool chunksOk = true;
-    ChunkVector::const_iterator chunkIter = chunks.begin();
-    ChunkVector::const_iterator chunkEnd  = chunks.end();
-    for ( ; chunkIter != chunkEnd; ++chunkIter )
-       chunksOk &= WriteChunk( (*chunkIter) );
-
-    // return success/failure of write
-    return ( (elementsWritten == 1) && chunksOk );
-}
-
-// write index data for linear offsets entry to new index file
-bool BamStandardIndex::WriteLinearOffsets(const LinearOffsetVector& offsets) {
-
-    size_t elementsWritten = 0;
-
-    // write number of linear offsets
-    int32_t offsetCount = offsets.size();
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(offsetCount);
-    elementsWritten += fwrite(&offsetCount, sizeof(offsetCount), 1, m_indexStream);
-
-    // iterate over linear offsets
-    LinearOffsetVector::const_iterator offsetIter = offsets.begin();
-    LinearOffsetVector::const_iterator offsetEnd  = offsets.end();
-    for ( ; offsetIter != offsetEnd; ++offsetIter ) {
-
-       // write linear offset
-       uint64_t linearOffset = (*offsetIter);
-       if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_64(linearOffset);
-       elementsWritten += fwrite(&linearOffset, sizeof(linearOffset), 1, m_indexStream);
-    }
-
-    // return success/failure of write
-    return ( elementsWritten == (size_t)(offsetCount + 1) );
-}
-
-// write index data for a single reference to new index file
-bool BamStandardIndex::WriteReference(const ReferenceIndex& refEntry) {
-    bool refOk = true;
-    refOk &= WriteBins(refEntry.Bins);
-    refOk &= WriteLinearOffsets(refEntry.Offsets);
-    return refOk;
-}
diff --git a/src/api/BamStandardIndex.h b/src/api/BamStandardIndex.h
deleted file mode 100644 (file)
index da179f4..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,213 +0,0 @@
-// ***************************************************************************
-// BamStandardIndex.h (c) 2010 Derek Barnett
-// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
-// All rights reserved.
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Last modified: 19 November 2010 (DB)
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Provides index operations for the standardized BAM index format (".bai")
-// ***************************************************************************
-
-#ifndef BAM_STANDARD_INDEX_FORMAT_H
-#define BAM_STANDARD_INDEX_FORMAT_H
-
-//  -------------
-//  W A R N I N G
-//  -------------
-//
-// This file is not part of the BamTools API.  It exists purely as an
-// implementation detail.  This header file may change from version to
-// version without notice, or even be removed.
-//
-// We mean it.
-
-#include <api/BamAux.h>
-#include <api/BamIndex.h>
-#include <map>
-#include <string>
-#include <vector>
-
-namespace BamTools {
-
-class BamAlignment;
-
-namespace Internal {
-
-// BAM index constants
-const int MAX_BIN        = 37450;    // =(8^6-1)/7+1
-const int BAM_LIDX_SHIFT = 14;
-
-// --------------------------------------------------
-// BamStandardIndex data structures & typedefs
-struct Chunk {
-
-    // data members
-    uint64_t Start;
-    uint64_t Stop;
-
-    // constructor
-    Chunk(const uint64_t& start = 0,
-         const uint64_t& stop = 0)
-       : Start(start)
-       , Stop(stop)
-    { }
-};
-
-inline
-bool ChunkLessThan(const Chunk& lhs, const Chunk& rhs) {
-    return lhs.Start < rhs.Start;
-}
-
-typedef std::vector<Chunk> ChunkVector;
-typedef std::map<uint32_t, ChunkVector> BamBinMap;
-typedef std::vector<uint64_t> LinearOffsetVector;
-
-struct ReferenceIndex {
-
-    // data members
-    BamBinMap Bins;
-    LinearOffsetVector Offsets;
-    bool HasAlignments;
-
-    // constructor
-    ReferenceIndex(const BamBinMap& binMap           = BamBinMap(),
-                  const LinearOffsetVector& offsets = LinearOffsetVector(),
-                  const bool hasAlignments          = false)
-       : Bins(binMap)
-       , Offsets(offsets)
-       , HasAlignments(hasAlignments)
-    { }
-};
-
-typedef std::map<int32_t, ReferenceIndex> BamStandardIndexData;
-
-class BamStandardIndex : public BamIndex {
-
-    // ctor & dtor
-    public:
-       BamStandardIndex(BamTools::BgzfData* bgzf, BamTools::BamReader* reader);
-       ~BamStandardIndex(void);
-
-    // interface (implements BamIndex virtual methods)
-    public:
-       // creates index data (in-memory) from current reader data
-       bool Build(void);
-       // returns supported file extension
-       const std::string Extension(void) const { return std::string(".bai"); }
-       // returns whether reference has alignments or no
-       bool HasAlignments(const int& referenceID) const;
-       // attempts to use index to jump to region; returns success/fail
-       // a "successful" jump indicates no error, but not whether this region has data
-       //   * thus, the method sets a flag to indicate whether there are alignments
-       //     available after the jump position
-       bool Jump(const BamTools::BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion);
-    public:
-       // clear all current index offset data in memory
-       void ClearAllData(void);
-       // return file position after header metadata
-       const off_t DataBeginOffset(void) const;
-       // return true if all index data is cached
-       bool HasFullDataCache(void) const;
-       // clears index data from all references except the first
-       void KeepOnlyFirstReferenceOffsets(void);
-       // load index data for all references, return true if loaded OK
-       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-       bool LoadAllReferences(bool saveData = true);
-       // load first reference from file, return true if loaded OK
-       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-       bool LoadFirstReference(bool saveData = true);
-       // load header data from index file, return true if loaded OK
-       bool LoadHeader(void);
-       // position file pointer to first reference begin, return true if skipped OK
-       bool SkipToFirstReference(void);
-       // write index reference data
-       bool WriteAllReferences(void);
-       // write index header data
-       bool WriteHeader(void);
-
-    // 'internal' methods
-    public:
-
-       // -----------------------
-       // index file operations
-
-       // check index file magic number, return true if OK
-       bool CheckMagicNumber(void);
-       // check index file version, return true if OK
-       bool CheckVersion(void);
-       // load a single index bin entry from file, return true if loaded OK
-       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-       bool LoadBin(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData = true);
-       bool LoadBins(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData = true);
-       // load a single index bin entry from file, return true if loaded OK
-       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-       bool LoadChunk(ChunkVector& chunks, bool saveData = true);
-       bool LoadChunks(ChunkVector& chunks, bool saveData = true);
-       // load a single index linear offset entry from file, return true if loaded OK
-       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-       bool LoadLinearOffsets(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData = true);
-       // load a single reference from file, return true if loaded OK
-       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-       bool LoadReference(const int& refId, bool saveData = true);
-       // loads number of references, return true if loaded OK
-       bool LoadReferenceCount(int& numReferences);
-       // position file pointer to desired reference begin, return true if skipped OK
-       bool SkipToReference(const int& refId);
-       // write index data for bin to new index file
-       bool WriteBin(const uint32_t& binId, const ChunkVector& chunks);
-       // write index data for bins to new index file
-       bool WriteBins(const BamBinMap& bins);
-       // write index data for chunk entry to new index file
-       bool WriteChunk(const Chunk& chunk);
-       // write index data for chunk entry to new index file
-       bool WriteChunks(const ChunkVector& chunks);
-       // write index data for linear offsets entry to new index file
-       bool WriteLinearOffsets(const LinearOffsetVector& offsets);
-       // write index data single reference to new index file
-       bool WriteReference(const ReferenceIndex& refEntry);
-
-       // -----------------------
-       // index data operations
-
-       // calculate bins that overlap region
-       int BinsFromRegion(const BamRegion& region,
-                          const bool isRightBoundSpecified,
-                          uint16_t bins[MAX_BIN]);
-       // clear all index offset data for desired reference
-       void ClearReferenceOffsets(const int& refId);
-       // calculates offset(s) for a given region
-       bool GetOffsets(const BamRegion& region,
-                       const bool isRightBoundSpecified,
-                       std::vector<int64_t>& offsets,
-                       bool* hasAlignmentsInRegion);
-       // returns true if index cache has data for desired reference
-       bool IsDataLoaded(const int& refId) const;
-       // clears index data from all references except the one specified
-       void KeepOnlyReferenceOffsets(const int& refId);
-       // simplifies index by merging 'chunks'
-       void MergeChunks(void);
-       // saves BAM bin entry for index
-       void SaveBinEntry(BamBinMap& binMap,
-                         const uint32_t& saveBin,
-                         const uint64_t& saveOffset,
-                         const uint64_t& lastOffset);
-       // saves linear offset entry for index
-       void SaveLinearOffset(LinearOffsetVector& offsets,
-                             const BamAlignment& bAlignment,
-                             const uint64_t& lastOffset);
-       // initializes index data structure to hold @count references
-       void SetReferenceCount(const int& count);
-
-    // data members
-    private:
-
-       BamStandardIndexData m_indexData;
-       off_t m_dataBeginOffset;
-       bool  m_hasFullDataCache;
-       bool  m_isBigEndian;
-};
-
-} // namespace Internal
-} // namespace BamTools
-
-#endif // BAM_STANDARD_INDEX_FORMAT_H
diff --git a/src/api/BamToolsIndex.cpp b/src/api/BamToolsIndex.cpp
deleted file mode 100644 (file)
index 3bb314b..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,577 +0,0 @@
-// ***************************************************************************
-// BamToolsIndex.cpp (c) 2010 Derek Barnett
-// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
-// All rights reserved.
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Last modified: 19 November 2010 (DB)
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Provides index operations for the BamTools index format (".bti")
-// ***************************************************************************
-
-#include <api/BamAlignment.h>
-#include <api/BamReader.h>
-#include <api/BamToolsIndex.h>
-#include <api/BGZF.h>
-using namespace BamTools;
-using namespace BamTools::Internal;
-
-#include <cstdio>
-#include <cstdlib>
-#include <algorithm>
-#include <iostream>
-#include <map>
-using namespace std;
-
-BamToolsIndex::BamToolsIndex(BgzfData* bgzf, BamReader* reader)
-    : BamIndex(bgzf, reader)
-    , m_blockSize(1000)
-    , m_dataBeginOffset(0)
-    , m_hasFullDataCache(false)
-    , m_inputVersion(0)
-    , m_outputVersion(BTI_1_2) // latest version - used for writing new index files
-{
-    m_isBigEndian = BamTools::SystemIsBigEndian();
-}
-
-// dtor
-BamToolsIndex::~BamToolsIndex(void) {
-    ClearAllData();
-}
-
-// creates index data (in-memory) from current reader data
-bool BamToolsIndex::Build(void) {
-
-    // be sure reader & BGZF file are valid & open for reading
-    if ( m_reader == 0 || m_BGZF == 0 || !m_BGZF->IsOpen )
-       return false;
-
-    // move file pointer to beginning of alignments
-    if ( !m_reader->Rewind() ) return false;
-
-    // initialize index data structure with space for all references
-    const int numReferences = (int)m_references.size();
-    m_indexData.clear();
-    m_hasFullDataCache = false;
-    SetReferenceCount(numReferences);
-
-    // set up counters and markers
-    int32_t currentBlockCount      = 0;
-    int64_t currentAlignmentOffset = m_BGZF->Tell();
-    int32_t blockRefId             = 0;
-    int32_t blockMaxEndPosition    = 0;
-    int64_t blockStartOffset       = currentAlignmentOffset;
-    int32_t blockStartPosition     = -1;
-
-    // plow through alignments, storing index entries
-    BamAlignment al;
-    while ( m_reader->GetNextAlignmentCore(al) ) {
-
-       // if block contains data (not the first time through) AND alignment is on a new reference
-       if ( currentBlockCount > 0 && al.RefID != blockRefId ) {
-
-           // store previous data
-           BamToolsIndexEntry entry(blockMaxEndPosition, blockStartOffset, blockStartPosition);
-           SaveOffsetEntry(blockRefId, entry);
-
-           // intialize new block for current alignment's reference
-           currentBlockCount   = 0;
-           blockMaxEndPosition = al.GetEndPosition();
-           blockStartOffset    = currentAlignmentOffset;
-       }
-
-       // if beginning of block, save first alignment's refID & position
-       if ( currentBlockCount == 0 ) {
-           blockRefId         = al.RefID;
-           blockStartPosition = al.Position;
-       }
-
-       // increment block counter
-       ++currentBlockCount;
-
-       // check end position
-       int32_t alignmentEndPosition = al.GetEndPosition();
-       if ( alignmentEndPosition > blockMaxEndPosition )
-           blockMaxEndPosition = alignmentEndPosition;
-
-       // if block is full, get offset for next block, reset currentBlockCount
-       if ( currentBlockCount == m_blockSize ) {
-           BamToolsIndexEntry entry(blockMaxEndPosition, blockStartOffset, blockStartPosition);
-           SaveOffsetEntry(blockRefId, entry);
-           blockStartOffset  = m_BGZF->Tell();
-           currentBlockCount = 0;
-       }
-
-       // not the best name, but for the next iteration, this value will be the offset of the *current* alignment
-       // necessary because we won't know if this next alignment is on a new reference until we actually read it
-       currentAlignmentOffset = m_BGZF->Tell();
-    }
-
-    // store final block with data
-    BamToolsIndexEntry entry(blockMaxEndPosition, blockStartOffset, blockStartPosition);
-    SaveOffsetEntry(blockRefId, entry);
-
-    // set flag
-    m_hasFullDataCache = true;
-
-    // return success/failure of rewind
-    return m_reader->Rewind();
-}
-
-// check index file magic number, return true if OK
-bool BamToolsIndex::CheckMagicNumber(void) {
-
-    // see if index is valid BAM index
-    char magic[4];
-    size_t elementsRead = fread(magic, 1, 4, m_indexStream);
-    if ( elementsRead != 4 ) return false;
-    if ( strncmp(magic, "BTI\1", 4) != 0 ) {
-       fprintf(stderr, "Problem with index file - invalid format.\n");
-       return false;
-    }
-
-    // otherwise ok
-    return true;
-}
-
-// check index file version, return true if OK
-bool BamToolsIndex::CheckVersion(void) {
-
-    // read version from file
-    size_t elementsRead = fread(&m_inputVersion, sizeof(m_inputVersion), 1, m_indexStream);
-    if ( elementsRead != 1 ) return false;
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(m_inputVersion);
-
-    // if version is negative, or zero
-    if ( m_inputVersion <= 0 ) {
-       fprintf(stderr, "Problem with index file - invalid version.\n");
-       return false;
-    }
-
-    // if version is newer than can be supported by this version of bamtools
-    else if ( m_inputVersion > m_outputVersion ) {
-       fprintf(stderr, "Problem with index file - attempting to use an outdated version of BamTools with a newer index file.\n");
-       fprintf(stderr, "Please update BamTools to a more recent version to support this index file.\n");
-       return false;
-    }
-
-    // ------------------------------------------------------------------
-    // check for deprecated, unsupported versions
-    // (typically whose format did not accomodate a particular bug fix)
-
-    else if ( (Version)m_inputVersion == BTI_1_0 ) {
-       fprintf(stderr, "\nProblem with index file - this version of the index contains a bug related to accessing data near reference ends.\n");
-       fprintf(stderr, "\nPlease run \'bamtools index -bti -in yourData.bam\' to generate an up-to-date BamToolsIndex.\n\n");
-       return false;
-    }
-
-    else if ( (Version)m_inputVersion == BTI_1_1 ) {
-       fprintf(stderr, "\nProblem with index file - this version of the index contains a bug related to handling empty references.\n");
-       fprintf(stderr, "\nPlease run \'bamtools index -bti -in yourData.bam\' to generate an up-to-date BamToolsIndex.\n\n");
-       return false;
-    }
-
-    // otherwise ok
-    else return true;
-}
-
-// clear all current index offset data in memory
-void BamToolsIndex::ClearAllData(void) {
-    BamToolsIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.begin();
-    BamToolsIndexData::const_iterator indexEnd  = m_indexData.end();
-    for ( ; indexIter != indexEnd; ++indexIter ) {
-       const int& refId = (*indexIter).first;
-       ClearReferenceOffsets(refId);
-    }
-}
-
-// clear all index offset data for desired reference
-void BamToolsIndex::ClearReferenceOffsets(const int& refId) {
-    if ( m_indexData.find(refId) == m_indexData.end() ) return;
-    vector<BamToolsIndexEntry>& offsets = m_indexData[refId].Offsets;
-    offsets.clear();
-    m_hasFullDataCache = false;
-}
-
-// return file position after header metadata
-const off_t BamToolsIndex::DataBeginOffset(void) const {
-    return m_dataBeginOffset;
-}
-
-// calculate BAM file offset for desired region
-// return true if no error (*NOT* equivalent to "has alignments or valid offset")
-//   check @hasAlignmentsInRegion to determine this status
-// @region - target region
-// @offset - resulting seek target
-// @hasAlignmentsInRegion - sometimes a file just lacks data in region, this flag indicates that status
-// N.B. - ignores isRightBoundSpecified
-bool BamToolsIndex::GetOffset(const BamRegion& region, int64_t& offset, bool* hasAlignmentsInRegion) {
-
-    // return false if leftBound refID is not found in index data
-    BamToolsIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.find(region.LeftRefID);
-    if ( indexIter == m_indexData.end()) return false;
-
-    // load index data for region if not already cached
-    if ( !IsDataLoaded(region.LeftRefID) ) {
-       bool loadedOk = true;
-       loadedOk &= SkipToReference(region.LeftRefID);
-       loadedOk &= LoadReference(region.LeftRefID);
-       if ( !loadedOk ) return false;
-    }
-
-    // localize index data for this reference (& sanity check that data actually exists)
-    indexIter = m_indexData.find(region.LeftRefID);
-    if ( indexIter == m_indexData.end()) return false;
-    const vector<BamToolsIndexEntry>& referenceOffsets = (*indexIter).second.Offsets;
-    if ( referenceOffsets.empty() ) return false;
-
-    // -------------------------------------------------------
-    // calculate nearest index to jump to
-
-    // save first offset
-    offset = (*referenceOffsets.begin()).StartOffset;
-
-    // iterate over offsets entries on this reference
-    vector<BamToolsIndexEntry>::const_iterator offsetIter = referenceOffsets.begin();
-    vector<BamToolsIndexEntry>::const_iterator offsetEnd  = referenceOffsets.end();
-    for ( ; offsetIter != offsetEnd; ++offsetIter ) {
-       const BamToolsIndexEntry& entry = (*offsetIter);
-       // break if alignment 'entry' overlaps region
-       if ( entry.MaxEndPosition >= region.LeftPosition ) break;
-       offset = (*offsetIter).StartOffset;
-    }
-
-    // set flag based on whether an index entry was found for this region
-    *hasAlignmentsInRegion = ( offsetIter != offsetEnd );
-
-    // if cache mode set to none, dump the data we just loaded
-    if (m_cacheMode == BamIndex::NoIndexCaching )
-       ClearReferenceOffsets(region.LeftRefID);
-
-    // return success
-    return true;
-}
-
-// returns whether reference has alignments or no
-bool BamToolsIndex::HasAlignments(const int& refId) const {
-
-    BamToolsIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.find(refId);
-    if ( indexIter == m_indexData.end()) return false;
-    const BamToolsReferenceEntry& refEntry = (*indexIter).second;
-    return refEntry.HasAlignments;
-}
-
-// return true if all index data is cached
-bool BamToolsIndex::HasFullDataCache(void) const {
-    return m_hasFullDataCache;
-}
-
-// returns true if index cache has data for desired reference
-bool BamToolsIndex::IsDataLoaded(const int& refId) const {
-
-    BamToolsIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.find(refId);
-    if ( indexIter == m_indexData.end()) return false;
-    const BamToolsReferenceEntry& refEntry = (*indexIter).second;
-
-    if ( !refEntry.HasAlignments ) return true; // no data period
-
-    // return whether offsets list contains data
-    return !refEntry.Offsets.empty();
-}
-
-// attempts to use index to jump to region; returns success/fail
-bool BamToolsIndex::Jump(const BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion) {
-
-    // clear flag
-    *hasAlignmentsInRegion = false;
-
-    // check valid BamReader state
-    if ( m_reader == 0 || m_BGZF == 0 || !m_reader->IsOpen() ) {
-       fprintf(stderr, "ERROR: Could not jump: invalid BamReader state.\n");
-       return false;
-    }
-
-    // make sure left-bound position is valid
-    if ( region.LeftPosition > m_references.at(region.LeftRefID).RefLength )
-       return false;
-
-    // calculate nearest offset to jump to
-    int64_t offset;
-    if ( !GetOffset(region, offset, hasAlignmentsInRegion) ) {
-       fprintf(stderr, "ERROR: Could not jump - unable to calculate offset for specified region.\n");
-       return false;
-    }
-
-    // return success/failure of seek
-    return m_BGZF->Seek(offset);
-}
-
-// clears index data from all references except the first
-void BamToolsIndex::KeepOnlyFirstReferenceOffsets(void) {
-    BamToolsIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
-    KeepOnlyReferenceOffsets( (*indexBegin).first );
-}
-
-// clears index data from all references except the one specified
-void BamToolsIndex::KeepOnlyReferenceOffsets(const int& refId) {
-    BamToolsIndexData::iterator mapIter = m_indexData.begin();
-    BamToolsIndexData::iterator mapEnd  = m_indexData.end();
-    for ( ; mapIter != mapEnd; ++mapIter ) {
-       const int entryRefId = (*mapIter).first;
-       if ( entryRefId != refId )
-           ClearReferenceOffsets(entryRefId);
-    }
-}
-
-// load index data for all references, return true if loaded OK
-bool BamToolsIndex::LoadAllReferences(bool saveData) {
-
-    // skip if data already loaded
-    if ( m_hasFullDataCache ) return true;
-
-    // read in number of references
-    int32_t numReferences;
-    if ( !LoadReferenceCount(numReferences) ) return false;
-    //SetReferenceCount(numReferences);
-
-    // iterate over reference entries
-    bool loadedOk = true;
-    for ( int i = 0; i < numReferences; ++i )
-       loadedOk &= LoadReference(i, saveData);
-
-    // set flag
-    if ( loadedOk && saveData )
-       m_hasFullDataCache = true;
-
-    // return success/failure of load
-    return loadedOk;
-}
-
-// load header data from index file, return true if loaded OK
-bool BamToolsIndex::LoadHeader(void) {
-
-    // check magic number
-    if ( !CheckMagicNumber() ) return false;
-
-    // check BTI version
-    if ( !CheckVersion() ) return false;
-
-    // read in block size
-    size_t elementsRead = fread(&m_blockSize, sizeof(m_blockSize), 1, m_indexStream);
-    if ( elementsRead != 1 ) return false;
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(m_blockSize);
-
-    // store offset of beginning of data
-    m_dataBeginOffset = ftell64(m_indexStream);
-
-    // return success/failure of load
-    return (elementsRead == 1);
-}
-
-// load a single index entry from file, return true if loaded OK
-// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-bool BamToolsIndex::LoadIndexEntry(const int& refId, bool saveData) {
-
-    // read in index entry data members
-    size_t elementsRead = 0;
-    BamToolsIndexEntry entry;
-    elementsRead += fread(&entry.MaxEndPosition, sizeof(entry.MaxEndPosition), 1, m_indexStream);
-    elementsRead += fread(&entry.StartOffset,    sizeof(entry.StartOffset),    1, m_indexStream);
-    elementsRead += fread(&entry.StartPosition,  sizeof(entry.StartPosition),  1, m_indexStream);
-    if ( elementsRead != 3 ) {
-       cerr << "Error reading index entry. Expected 3 elements, read in: " << elementsRead << endl;
-       return false;
-    }
-
-    // swap endian-ness if necessary
-    if ( m_isBigEndian ) {
-       SwapEndian_32(entry.MaxEndPosition);
-       SwapEndian_64(entry.StartOffset);
-       SwapEndian_32(entry.StartPosition);
-    }
-
-    // save data
-    if ( saveData )
-       SaveOffsetEntry(refId, entry);
-
-    // return success/failure of load
-    return true;
-}
-
-// load a single reference from file, return true if loaded OK
-// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-bool BamToolsIndex::LoadFirstReference(bool saveData) {
-    BamToolsIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
-    return LoadReference( (*indexBegin).first, saveData );
-}
-
-// load a single reference from file, return true if loaded OK
-// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-bool BamToolsIndex::LoadReference(const int& refId, bool saveData) {
-
-    // read in number of offsets for this reference
-    uint32_t numOffsets;
-    size_t elementsRead = fread(&numOffsets, sizeof(numOffsets), 1, m_indexStream);
-    if ( elementsRead != 1 ) return false;
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numOffsets);
-
-    // initialize offsets container for this reference
-    SetOffsetCount(refId, (int)numOffsets);
-
-    // iterate over offset entries
-    for ( unsigned int j = 0; j < numOffsets; ++j )
-       LoadIndexEntry(refId, saveData);
-
-    // return success/failure of load
-    return true;
-}
-
-// loads number of references, return true if loaded OK
-bool BamToolsIndex::LoadReferenceCount(int& numReferences) {
-
-    size_t elementsRead = 0;
-
-    // read reference count
-    elementsRead += fread(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_indexStream);
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numReferences);
-
-    // return success/failure of load
-    return ( elementsRead == 1 );
-}
-
-// saves an index offset entry in memory
-void BamToolsIndex::SaveOffsetEntry(const int& refId, const BamToolsIndexEntry& entry) {
-    BamToolsReferenceEntry& refEntry = m_indexData[refId];
-    refEntry.HasAlignments = true;
-    refEntry.Offsets.push_back(entry);
-}
-
-// pre-allocates size for offset vector
-void BamToolsIndex::SetOffsetCount(const int& refId, const int& offsetCount) {
-    BamToolsReferenceEntry& refEntry = m_indexData[refId];
-    refEntry.Offsets.reserve(offsetCount);
-    refEntry.HasAlignments = ( offsetCount > 0);
-}
-
-// initializes index data structure to hold @count references
-void BamToolsIndex::SetReferenceCount(const int& count) {
-    for ( int i = 0; i < count; ++i )
-       m_indexData[i].HasAlignments = false;
-}
-
-// position file pointer to first reference begin, return true if skipped OK
-bool BamToolsIndex::SkipToFirstReference(void) {
-    BamToolsIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
-    return SkipToReference( (*indexBegin).first );
-}
-
-// position file pointer to desired reference begin, return true if skipped OK
-bool BamToolsIndex::SkipToReference(const int& refId) {
-
-    // attempt rewind
-    if ( !Rewind() ) return false;
-
-    // read in number of references
-    int32_t numReferences;
-    size_t elementsRead = fread(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_indexStream);
-    if ( elementsRead != 1 ) return false;
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numReferences);
-
-    // iterate over reference entries
-    bool skippedOk = true;
-    int currentRefId = 0;
-    while (currentRefId != refId) {
-       skippedOk &= LoadReference(currentRefId, false);
-       ++currentRefId;
-    }
-
-    // return success/failure of skip
-    return skippedOk;
-}
-
-// write header to new index file
-bool BamToolsIndex::WriteHeader(void) {
-
-    size_t elementsWritten = 0;
-
-    // write BTI index format 'magic number'
-    elementsWritten += fwrite("BTI\1", 1, 4, m_indexStream);
-
-    // write BTI index format version
-    int32_t currentVersion = (int32_t)m_outputVersion;
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(currentVersion);
-    elementsWritten += fwrite(&currentVersion, sizeof(currentVersion), 1, m_indexStream);
-
-    // write block size
-    int32_t blockSize = m_blockSize;
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(blockSize);
-    elementsWritten += fwrite(&blockSize, sizeof(blockSize), 1, m_indexStream);
-
-    // store offset of beginning of data
-    m_dataBeginOffset = ftell64(m_indexStream);
-
-    // return success/failure of write
-    return ( elementsWritten == 6 );
-}
-
-// write index data for all references to new index file
-bool BamToolsIndex::WriteAllReferences(void) {
-
-    size_t elementsWritten = 0;
-
-    // write number of references
-    int32_t numReferences = (int32_t)m_indexData.size();
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numReferences);
-    elementsWritten += fwrite(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_indexStream);
-
-    // iterate through references in index
-    bool refOk = true;
-    BamToolsIndexData::const_iterator refIter = m_indexData.begin();
-    BamToolsIndexData::const_iterator refEnd  = m_indexData.end();
-    for ( ; refIter != refEnd; ++refIter )
-       refOk &= WriteReferenceEntry( (*refIter).second );
-
-    return ( (elementsWritten == 1) && refOk );
-}
-
-// write current reference index data to new index file
-bool BamToolsIndex::WriteReferenceEntry(const BamToolsReferenceEntry& refEntry) {
-
-    size_t elementsWritten = 0;
-
-    // write number of offsets listed for this reference
-    uint32_t numOffsets = refEntry.Offsets.size();
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numOffsets);
-    elementsWritten += fwrite(&numOffsets, sizeof(numOffsets), 1, m_indexStream);
-
-    // iterate over offset entries
-    bool entriesOk = true;
-    vector<BamToolsIndexEntry>::const_iterator offsetIter = refEntry.Offsets.begin();
-    vector<BamToolsIndexEntry>::const_iterator offsetEnd  = refEntry.Offsets.end();
-    for ( ; offsetIter != offsetEnd; ++offsetIter )
-       entriesOk &= WriteIndexEntry( (*offsetIter) );
-
-    return ( (elementsWritten == 1) && entriesOk );
-}
-
-// write current index offset entry to new index file
-bool BamToolsIndex::WriteIndexEntry(const BamToolsIndexEntry& entry) {
-
-    // copy entry data
-    int32_t maxEndPosition = entry.MaxEndPosition;
-    int64_t startOffset    = entry.StartOffset;
-    int32_t startPosition  = entry.StartPosition;
-
-    // swap endian-ness if necessary
-    if ( m_isBigEndian ) {
-       SwapEndian_32(maxEndPosition);
-       SwapEndian_64(startOffset);
-       SwapEndian_32(startPosition);
-    }
-
-    // write the reference index entry
-    size_t elementsWritten = 0;
-    elementsWritten += fwrite(&maxEndPosition, sizeof(maxEndPosition), 1, m_indexStream);
-    elementsWritten += fwrite(&startOffset,    sizeof(startOffset),    1, m_indexStream);
-    elementsWritten += fwrite(&startPosition,  sizeof(startPosition),  1, m_indexStream);
-    return ( elementsWritten == 3 );
-}
diff --git a/src/api/BamToolsIndex.h b/src/api/BamToolsIndex.h
deleted file mode 100644 (file)
index c99834d..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,192 +0,0 @@
-// ***************************************************************************
-// BamToolsIndex.h (c) 2010 Derek Barnett
-// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
-// All rights reserved.
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Last modified: 19 November 2010 (DB)
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Provides index operations for the BamTools index format (".bti")
-// ***************************************************************************
-
-#ifndef BAMTOOLS_INDEX_FORMAT_H
-#define BAMTOOLS_INDEX_FORMAT_H
-
-//  -------------
-//  W A R N I N G
-//  -------------
-//
-// This file is not part of the BamTools API.  It exists purely as an
-// implementation detail.  This header file may change from version to
-// version without notice, or even be removed.
-//
-// We mean it.
-
-#include <api/BamAux.h>
-#include <api/BamIndex.h>
-#include <map>
-#include <string>
-#include <vector>
-
-namespace BamTools {
-
-namespace Internal {
-
-// individual index offset entry
-struct BamToolsIndexEntry {
-
-    // data members
-    int32_t MaxEndPosition;
-    int64_t StartOffset;
-    int32_t StartPosition;
-
-    // ctor
-    BamToolsIndexEntry(const int32_t& maxEndPosition = 0,
-                      const int64_t& startOffset    = 0,
-                      const int32_t& startPosition  = 0)
-       : MaxEndPosition(maxEndPosition)
-       , StartOffset(startOffset)
-       , StartPosition(startPosition)
-    { }
-};
-
-// reference index entry
-struct BamToolsReferenceEntry {
-
-    // data members
-    bool HasAlignments;
-    std::vector<BamToolsIndexEntry> Offsets;
-
-    // ctor
-    BamToolsReferenceEntry(void)
-       : HasAlignments(false)
-    { }
-};
-
-// the actual index data structure
-typedef std::map<int, BamToolsReferenceEntry> BamToolsIndexData;
-
-class BamToolsIndex : public BamIndex {
-
-    // keep a list of any supported versions here
-    // (might be useful later to handle any 'legacy' versions if the format changes)
-    // listed for example like: BTI_1_0 = 1, BTI_1_1 = 2, BTI_1_2 = 3, BTI_2_0 = 4, and so on
-    //
-    // so a change introduced in (hypothetical) BTI_1_2 would be handled from then on by:
-    //
-    // if ( indexVersion >= BTI_1_2 )
-    //   do something new
-    // else
-    //   do the old thing
-    enum Version { BTI_1_0 = 1
-                , BTI_1_1
-                , BTI_1_2
-                };
-
-
-    // ctor & dtor
-    public:
-       BamToolsIndex(BamTools::BgzfData* bgzf, BamTools::BamReader* reader);
-       ~BamToolsIndex(void);
-
-    // interface (implements BamIndex virtual methods)
-    public:
-       // creates index data (in-memory) from current reader data
-       bool Build(void);
-       // returns supported file extension
-       const std::string Extension(void) const { return std::string(".bti"); }
-       // returns whether reference has alignments or no
-       bool HasAlignments(const int& referenceID) const;
-       // attempts to use index to jump to region; returns success/fail
-       // a "successful" jump indicates no error, but not whether this region has data
-       //   * thus, the method sets a flag to indicate whether there are alignments
-       //     available after the jump position
-       bool Jump(const BamTools::BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion);
-    public:
-       // clear all current index offset data in memory
-       void ClearAllData(void);
-       // return file position after header metadata
-       const off_t DataBeginOffset(void) const;
-       // return true if all index data is cached
-       bool HasFullDataCache(void) const;
-       // clears index data from all references except the first
-       void KeepOnlyFirstReferenceOffsets(void);
-       // load index data for all references, return true if loaded OK
-       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-       bool LoadAllReferences(bool saveData = true);
-       // load first reference from file, return true if loaded OK
-       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-       bool LoadFirstReference(bool saveData = true);
-       // load header data from index file, return true if loaded OK
-       bool LoadHeader(void);
-       // position file pointer to first reference begin, return true if skipped OK
-       bool SkipToFirstReference(void);
-       // write index reference data
-       bool WriteAllReferences(void);
-       // write index header data
-       bool WriteHeader(void);
-
-    // 'internal' methods
-    public:
-
-       // -----------------------
-       // index file operations
-
-       // check index file magic number, return true if OK
-       bool CheckMagicNumber(void);
-       // check index file version, return true if OK
-       bool CheckVersion(void);
-       // return true if FILE* is open
-       bool IsOpen(void) const;
-       // load a single index entry from file, return true if loaded OK
-       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-       bool LoadIndexEntry(const int& refId, bool saveData = true);
-       // load a single reference from file, return true if loaded OK
-       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
-       bool LoadReference(const int& refId, bool saveData = true);
-       // loads number of references, return true if loaded OK
-       bool LoadReferenceCount(int& numReferences);
-       // position file pointer to desired reference begin, return true if skipped OK
-       bool SkipToReference(const int& refId);
-       // write current reference index data to new index file
-       bool WriteReferenceEntry(const BamToolsReferenceEntry& refEntry);
-       // write current index offset entry to new index file
-       bool WriteIndexEntry(const BamToolsIndexEntry& entry);
-
-       // -----------------------
-       // index data operations
-
-       // clear all index offset data for desired reference
-       void ClearReferenceOffsets(const int& refId);
-       // calculate BAM file offset for desired region
-       // return true if no error (*NOT* equivalent to "has alignments or valid offset")
-       //   check @hasAlignmentsInRegion to determine this status
-       // @region - target region
-       // @offset - resulting seek target
-       // @hasAlignmentsInRegion - sometimes a file just lacks data in region, this flag indicates that status
-       bool GetOffset(const BamRegion& region, int64_t& offset, bool* hasAlignmentsInRegion);
-       // returns true if index cache has data for desired reference
-       bool IsDataLoaded(const int& refId) const;
-       // clears index data from all references except the one specified
-       void KeepOnlyReferenceOffsets(const int& refId);
-       // saves an index offset entry in memory
-       void SaveOffsetEntry(const int& refId, const BamToolsIndexEntry& entry);
-       // pre-allocates size for offset vector
-       void SetOffsetCount(const int& refId, const int& offsetCount);
-       // initializes index data structure to hold @count references
-       void SetReferenceCount(const int& count);
-
-    // data members
-    private:
-       int32_t           m_blockSize;
-       BamToolsIndexData m_indexData;
-       off_t             m_dataBeginOffset;
-       bool              m_hasFullDataCache;
-       bool              m_isBigEndian;
-       int32_t           m_inputVersion; // Version is serialized as int
-       Version           m_outputVersion;
-};
-
-} // namespace Internal
-} // namespace BamTools
-
-#endif // BAMTOOLS_INDEX_FORMAT_H
index 2af45cb8460ef0436492e6d745a542ae05ed444c..08ec3fe824268ad9d6c525cd3dbe2e0d14c6516f 100644 (file)
@@ -3,13 +3,13 @@
 // Marth Lab, Department of Biology, Boston College\r
 // All rights reserved.\r
 // ---------------------------------------------------------------------------\r
-// Last modified: 19 November 2010 (DB)\r
+// Last modified: 22 November 2010 (DB)\r
 // ---------------------------------------------------------------------------\r
 // Provides the basic functionality for producing BAM files\r
 // ***************************************************************************\r
 \r
 #include <api/BamWriter.h>\r
-#include <api/BamWriter_p.h>\r
+#include <api/internal/BamWriter_p.h>\r
 using namespace BamTools;\r
 using namespace BamTools::Internal;\r
 \r
diff --git a/src/api/BamWriter_p.cpp b/src/api/BamWriter_p.cpp
deleted file mode 100644 (file)
index 9887d56..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,379 +0,0 @@
-// ***************************************************************************
-// BamWriter_p.cpp (c) 2010 Derek Barnett
-// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
-// All rights reserved.
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Last modified: 19 November 2010 (DB)
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Provides the basic functionality for producing BAM files
-// ***************************************************************************
-
-#include <api/BamAlignment.h>
-#include <api/BamWriter_p.h>
-using namespace BamTools;
-using namespace BamTools::Internal;
-using namespace std;
-
-BamWriterPrivate::BamWriterPrivate(void) {
-    IsBigEndian = SystemIsBigEndian();
-}
-
-BamWriterPrivate::~BamWriterPrivate(void) {
-    mBGZF.Close();
-}
-
-// closes the alignment archive
-void BamWriterPrivate::Close(void) {
-    mBGZF.Close();
-}
-
-// calculates minimum bin for a BAM alignment interval
-const unsigned int BamWriterPrivate::CalculateMinimumBin(const int begin, int end) const {
-    --end;
-    if( (begin >> 14) == (end >> 14) ) return 4681 + (begin >> 14);
-    if( (begin >> 17) == (end >> 17) ) return  585 + (begin >> 17);
-    if( (begin >> 20) == (end >> 20) ) return   73 + (begin >> 20);
-    if( (begin >> 23) == (end >> 23) ) return    9 + (begin >> 23);
-    if( (begin >> 26) == (end >> 26) ) return    1 + (begin >> 26);
-    return 0;
-}
-
-// creates a cigar string from the supplied alignment
-void BamWriterPrivate::CreatePackedCigar(const vector<CigarOp>& cigarOperations, string& packedCigar) {
-
-    // initialize
-    const unsigned int numCigarOperations = cigarOperations.size();
-    packedCigar.resize(numCigarOperations * BT_SIZEOF_INT);
-
-    // pack the cigar data into the string
-    unsigned int* pPackedCigar = (unsigned int*)packedCigar.data();
-
-    unsigned int cigarOp;
-    vector<CigarOp>::const_iterator coIter;
-    for(coIter = cigarOperations.begin(); coIter != cigarOperations.end(); ++coIter) {
-
-       switch(coIter->Type) {
-           case 'M':
-                 cigarOp = BAM_CMATCH;
-                 break;
-           case 'I':
-                 cigarOp = BAM_CINS;
-                 break;
-           case 'D':
-                 cigarOp = BAM_CDEL;
-                 break;
-           case 'N':
-                 cigarOp = BAM_CREF_SKIP;
-                 break;
-           case 'S':
-                 cigarOp = BAM_CSOFT_CLIP;
-                 break;
-           case 'H':
-                 cigarOp = BAM_CHARD_CLIP;
-                 break;
-           case 'P':
-                 cigarOp = BAM_CPAD;
-                 break;
-           default:
-                 fprintf(stderr, "ERROR: Unknown cigar operation found: %c\n", coIter->Type);
-                 exit(1);
-       }
-
-       *pPackedCigar = coIter->Length << BAM_CIGAR_SHIFT | cigarOp;
-       pPackedCigar++;
-    }
-}
-
-// encodes the supplied query sequence into 4-bit notation
-void BamWriterPrivate::EncodeQuerySequence(const string& query, string& encodedQuery) {
-
-    // prepare the encoded query string
-    const unsigned int queryLen = query.size();
-    const unsigned int encodedQueryLen = (unsigned int)((queryLen / 2.0) + 0.5);
-    encodedQuery.resize(encodedQueryLen);
-    char* pEncodedQuery = (char*)encodedQuery.data();
-    const char* pQuery = (const char*)query.data();
-
-    unsigned char nucleotideCode;
-    bool useHighWord = true;
-
-    while(*pQuery) {
-
-       switch(*pQuery) {
-
-           case '=':
-               nucleotideCode = 0;
-               break;
-
-           case 'A':
-               nucleotideCode = 1;
-               break;
-
-           case 'C':
-               nucleotideCode = 2;
-               break;
-
-           case 'G':
-               nucleotideCode = 4;
-               break;
-
-           case 'T':
-               nucleotideCode = 8;
-               break;
-
-           case 'N':
-               nucleotideCode = 15;
-               break;
-
-           default:
-               fprintf(stderr, "ERROR: Only the following bases are supported in the BAM format: {=, A, C, G, T, N}. Found [%c]\n", *pQuery);
-               exit(1);
-       }
-
-       // pack the nucleotide code
-       if(useHighWord) {
-           *pEncodedQuery = nucleotideCode << 4;
-           useHighWord = false;
-       } else {
-           *pEncodedQuery |= nucleotideCode;
-           pEncodedQuery++;
-           useHighWord = true;
-       }
-
-       // increment the query position
-       pQuery++;
-    }
-}
-
-// opens the alignment archive
-bool BamWriterPrivate::Open(const string& filename,
-                           const string& samHeader,
-                           const RefVector& referenceSequences,
-                           bool isWriteUncompressed)
-{
-    // open the BGZF file for writing, return failure if error
-    if ( !mBGZF.Open(filename, "wb", isWriteUncompressed) )
-       return false;
-
-    // ================
-    // write the header
-    // ================
-
-    // write the BAM signature
-    const unsigned char SIGNATURE_LENGTH = 4;
-    const char* BAM_SIGNATURE = "BAM\1";
-    mBGZF.Write(BAM_SIGNATURE, SIGNATURE_LENGTH);
-
-    // write the SAM header text length
-    uint32_t samHeaderLen = samHeader.size();
-    if (IsBigEndian) SwapEndian_32(samHeaderLen);
-    mBGZF.Write((char*)&samHeaderLen, BT_SIZEOF_INT);
-
-    // write the SAM header text
-    if(samHeaderLen > 0)
-       mBGZF.Write(samHeader.data(), samHeaderLen);
-
-    // write the number of reference sequences
-    uint32_t numReferenceSequences = referenceSequences.size();
-    if (IsBigEndian) SwapEndian_32(numReferenceSequences);
-    mBGZF.Write((char*)&numReferenceSequences, BT_SIZEOF_INT);
-
-    // =============================
-    // write the sequence dictionary
-    // =============================
-
-    RefVector::const_iterator rsIter;
-    for(rsIter = referenceSequences.begin(); rsIter != referenceSequences.end(); rsIter++) {
-
-       // write the reference sequence name length
-       uint32_t referenceSequenceNameLen = rsIter->RefName.size() + 1;
-       if (IsBigEndian) SwapEndian_32(referenceSequenceNameLen);
-       mBGZF.Write((char*)&referenceSequenceNameLen, BT_SIZEOF_INT);
-
-       // write the reference sequence name
-       mBGZF.Write(rsIter->RefName.c_str(), referenceSequenceNameLen);
-
-       // write the reference sequence length
-       int32_t referenceLength = rsIter->RefLength;
-       if (IsBigEndian) SwapEndian_32(referenceLength);
-       mBGZF.Write((char*)&referenceLength, BT_SIZEOF_INT);
-    }
-
-    // return success
-    return true;
-}
-
-// saves the alignment to the alignment archive
-void BamWriterPrivate::SaveAlignment(const BamAlignment& al) {
-
-    // if BamAlignment contains only the core data and a raw char data buffer
-    // (as a result of BamReader::GetNextAlignmentCore())
-    if ( al.SupportData.HasCoreOnly ) {
-
-       // write the block size
-       unsigned int blockSize = al.SupportData.BlockLength;
-       if (IsBigEndian) SwapEndian_32(blockSize);
-       mBGZF.Write((char*)&blockSize, BT_SIZEOF_INT);
-
-       // assign the BAM core data
-       uint32_t buffer[8];
-       buffer[0] = al.RefID;
-       buffer[1] = al.Position;
-       buffer[2] = (al.Bin << 16) | (al.MapQuality << 8) | al.SupportData.QueryNameLength;
-       buffer[3] = (al.AlignmentFlag << 16) | al.SupportData.NumCigarOperations;
-       buffer[4] = al.SupportData.QuerySequenceLength;
-       buffer[5] = al.MateRefID;
-       buffer[6] = al.MatePosition;
-       buffer[7] = al.InsertSize;
-
-       // swap BAM core endian-ness, if necessary
-       if ( IsBigEndian ) {
-           for ( int i = 0; i < 8; ++i )
-               SwapEndian_32(buffer[i]);
-       }
-
-       // write the BAM core
-       mBGZF.Write((char*)&buffer, BAM_CORE_SIZE);
-
-       // write the raw char data
-       mBGZF.Write((char*)al.SupportData.AllCharData.data(), al.SupportData.BlockLength-BAM_CORE_SIZE);
-    }
-
-    // otherwise, BamAlignment should contain character in the standard fields: Name, QueryBases, etc
-    // ( resulting from BamReader::GetNextAlignment() *OR* being generated directly by client code )
-    else {
-
-       // calculate char lengths
-       const unsigned int nameLength         = al.Name.size() + 1;
-       const unsigned int numCigarOperations = al.CigarData.size();
-       const unsigned int queryLength        = al.QueryBases.size();
-       const unsigned int tagDataLength      = al.TagData.size();
-
-       // no way to tell if BamAlignment.Bin is already defined (no default, invalid value)
-       // force calculation of Bin before storing
-       const int endPosition = al.GetEndPosition();
-       const unsigned int alignmentBin = CalculateMinimumBin(al.Position, endPosition);
-
-       // create our packed cigar string
-       string packedCigar;
-       CreatePackedCigar(al.CigarData, packedCigar);
-       const unsigned int packedCigarLength = packedCigar.size();
-
-       // encode the query
-       string encodedQuery;
-       EncodeQuerySequence(al.QueryBases, encodedQuery);
-       const unsigned int encodedQueryLength = encodedQuery.size();
-
-       // write the block size
-       const unsigned int dataBlockSize = nameLength + packedCigarLength + encodedQueryLength + queryLength + tagDataLength;
-       unsigned int blockSize = BAM_CORE_SIZE + dataBlockSize;
-       if (IsBigEndian) SwapEndian_32(blockSize);
-       mBGZF.Write((char*)&blockSize, BT_SIZEOF_INT);
-
-       // assign the BAM core data
-       uint32_t buffer[8];
-       buffer[0] = al.RefID;
-       buffer[1] = al.Position;
-       buffer[2] = (alignmentBin << 16) | (al.MapQuality << 8) | nameLength;
-       buffer[3] = (al.AlignmentFlag << 16) | numCigarOperations;
-       buffer[4] = queryLength;
-       buffer[5] = al.MateRefID;
-       buffer[6] = al.MatePosition;
-       buffer[7] = al.InsertSize;
-
-       // swap BAM core endian-ness, if necessary
-       if ( IsBigEndian ) {
-           for ( int i = 0; i < 8; ++i )
-               SwapEndian_32(buffer[i]);
-       }
-
-       // write the BAM core
-       mBGZF.Write((char*)&buffer, BAM_CORE_SIZE);
-
-       // write the query name
-       mBGZF.Write(al.Name.c_str(), nameLength);
-
-       // write the packed cigar
-       if ( IsBigEndian ) {
-
-           char* cigarData = (char*)calloc(sizeof(char), packedCigarLength);
-           memcpy(cigarData, packedCigar.data(), packedCigarLength);
-
-           for (unsigned int i = 0; i < packedCigarLength; ++i) {
-               if ( IsBigEndian )
-                 SwapEndian_32p(&cigarData[i]);
-           }
-
-           mBGZF.Write(cigarData, packedCigarLength);
-           free(cigarData);
-       }
-       else
-           mBGZF.Write(packedCigar.data(), packedCigarLength);
-
-       // write the encoded query sequence
-       mBGZF.Write(encodedQuery.data(), encodedQueryLength);
-
-       // write the base qualities
-       string baseQualities(al.Qualities);
-       char* pBaseQualities = (char*)al.Qualities.data();
-       for(unsigned int i = 0; i < queryLength; i++) {
-           pBaseQualities[i] -= 33;
-       }
-       mBGZF.Write(pBaseQualities, queryLength);
-
-       // write the read group tag
-       if ( IsBigEndian ) {
-
-           char* tagData = (char*)calloc(sizeof(char), tagDataLength);
-           memcpy(tagData, al.TagData.data(), tagDataLength);
-
-           int i = 0;
-           while ( (unsigned int)i < tagDataLength ) {
-
-               i += 2;                                 // skip tag type (e.g. "RG", "NM", etc)
-               uint8_t type = toupper(tagData[i]);     // lower & upper case letters have same meaning
-               ++i;                                    // skip value type
-
-               switch (type) {
-
-                   case('A') :
-                   case('C') :
-                       ++i;
-                       break;
-
-                   case('S') :
-                       SwapEndian_16p(&tagData[i]);
-                       i+=2; // sizeof(uint16_t)
-                       break;
-
-                   case('F') :
-                   case('I') :
-                       SwapEndian_32p(&tagData[i]);
-                       i+=4; // sizeof(uint32_t)
-                       break;
-
-                   case('D') :
-                       SwapEndian_64p(&tagData[i]);
-                       i+=8; // sizeof(uint64_t)
-                       break;
-
-                   case('H') :
-                   case('Z') :
-                       while (tagData[i]) { ++i; }
-                       ++i; // increment one more for null terminator
-                       break;
-
-                   default :
-                       fprintf(stderr, "ERROR: Invalid tag value type\n"); // shouldn't get here
-                       free(tagData);
-                       exit(1);
-               }
-           }
-
-           mBGZF.Write(tagData, tagDataLength);
-           free(tagData);
-       }
-       else
-           mBGZF.Write(al.TagData.data(), tagDataLength);
-    }
-}
diff --git a/src/api/BamWriter_p.h b/src/api/BamWriter_p.h
deleted file mode 100644 (file)
index 4fe626a..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,63 +0,0 @@
-// ***************************************************************************
-// BamWriter_p.h (c) 2010 Derek Barnett
-// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
-// All rights reserved.
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Last modified: 19 November 2010 (DB)
-// ---------------------------------------------------------------------------
-// Provides the basic functionality for producing BAM files
-// ***************************************************************************
-
-#ifndef BAMWRITER_P_H
-#define BAMWRITER_P_H
-
-//  -------------
-//  W A R N I N G
-//  -------------
-//
-// This file is not part of the BamTools API.  It exists purely as an
-// implementation detail.  This header file may change from version to
-// version without notice, or even be removed.
-//
-// We mean it.
-
-#include <api/BamAux.h>
-#include <api/BGZF.h>
-#include <string>
-#include <vector>
-
-namespace BamTools {
-namespace Internal {
-
-class BamWriterPrivate {
-
-    // ctor & dtor
-    public:
-       BamWriterPrivate(void);
-       ~BamWriterPrivate(void);
-
-    // "public" interface to BamWriter
-    public:
-       void Close(void);
-       bool Open(const std::string& filename,
-                 const std::string& samHeader,
-                 const BamTools::RefVector& referenceSequences,
-                 bool isWriteUncompressed);
-       void SaveAlignment(const BamAlignment& al);
-
-    // internal methods
-    public:
-       const unsigned int CalculateMinimumBin(const int begin, int end) const;
-       void CreatePackedCigar(const std::vector<BamTools::CigarOp>& cigarOperations, std::string& packedCigar);
-       void EncodeQuerySequence(const std::string& query, std::string& encodedQuery);
-
-    // data members
-    public:
-       BgzfData mBGZF;
-       bool IsBigEndian;
-};
-
-} // namespace Internal
-} // namespace BamTools
-
-#endif // BAMWRITER_P_H
index 7c1b8ff3b1c317e9202c07c5825f34c4da448961..fb2d48506fde36a6fb53a10e0091722383f4ae4d 100644 (file)
@@ -17,12 +17,12 @@ add_library ( BamTools SHARED
               BamIndex.cpp 
               BamMultiReader.cpp
               BamReader.cpp
-             BamReader_p.cpp
-             BamStandardIndex.cpp
-             BamToolsIndex.cpp
               BamWriter.cpp
-             BamWriter_p.cpp
-              BGZF.cpp 
+              BGZF.cpp
+             internal/BamReader_p.cpp
+             internal/BamStandardIndex_p.cpp
+             internal/BamToolsIndex_p.cpp
+             internal/BamWriter_p.cpp
             )
 
 # link BamTools library with zlib automatically
@@ -33,3 +33,4 @@ set_target_properties( BamTools PROPERTIES
                        SOVERSION   0.9.0
                        OUTPUT_NAME bamtools
                      )
+
diff --git a/src/api/internal/BamReader_p.cpp b/src/api/internal/BamReader_p.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..bffbfba
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,719 @@
+// ***************************************************************************
+// BamReader_p.cpp (c) 2009 Derek Barnett
+// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
+// All rights reserved.
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Last modified: 22 November 2010 (DB)
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Provides the basic functionality for reading BAM files
+// ***************************************************************************
+
+#include <api/BamReader.h>
+#include <api/BGZF.h>
+#include <api/internal/BamReader_p.h>
+#include <api/internal/BamStandardIndex_p.h>
+#include <api/internal/BamToolsIndex_p.h>
+using namespace BamTools;
+using namespace BamTools::Internal;
+
+#include <algorithm>
+#include <iostream>
+#include <iterator>
+#include <vector>
+using namespace std;
+
+// constructor
+BamReaderPrivate::BamReaderPrivate(BamReader* parent)
+    : HeaderText("")
+    , Index(0)
+    , HasIndex(false)
+    , AlignmentsBeginOffset(0)
+//    , m_header(0)
+    , IndexCacheMode(BamIndex::LimitedIndexCaching)
+    , HasAlignmentsInRegion(true)
+    , Parent(parent)
+    , DNA_LOOKUP("=ACMGRSVTWYHKDBN")
+    , CIGAR_LOOKUP("MIDNSHP")
+{
+    IsBigEndian = SystemIsBigEndian();
+}
+
+// destructor
+BamReaderPrivate::~BamReaderPrivate(void) {
+    Close();
+}
+
+// adjusts requested region if necessary (depending on where data actually begins)
+void BamReaderPrivate::AdjustRegion(BamRegion& region) {
+
+    // check for valid index first
+    if ( Index == 0 ) return;
+
+    // see if any references in region have alignments
+    HasAlignmentsInRegion = false;
+    int currentId = region.LeftRefID;
+    while ( currentId <= region.RightRefID ) {
+       HasAlignmentsInRegion = Index->HasAlignments(currentId);
+       if ( HasAlignmentsInRegion ) break;
+       ++currentId;
+    }
+
+    // if no data found on any reference in region
+    if ( !HasAlignmentsInRegion ) return;
+
+    // if left bound of desired region had no data, use first reference that had data
+    // otherwise, leave requested region as-is
+    if ( currentId != region.LeftRefID ) {
+       region.LeftRefID = currentId;
+       region.LeftPosition = 0;
+    }
+}
+
+// fills out character data for BamAlignment data
+bool BamReaderPrivate::BuildCharData(BamAlignment& bAlignment) {
+
+    // calculate character lengths/offsets
+    const unsigned int dataLength     = bAlignment.SupportData.BlockLength - BAM_CORE_SIZE;
+    const unsigned int seqDataOffset  = bAlignment.SupportData.QueryNameLength + (bAlignment.SupportData.NumCigarOperations * 4);
+    const unsigned int qualDataOffset = seqDataOffset + (bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength+1)/2;
+    const unsigned int tagDataOffset  = qualDataOffset + bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength;
+    const unsigned int tagDataLength  = dataLength - tagDataOffset;
+
+    // set up char buffers
+    const char* allCharData = bAlignment.SupportData.AllCharData.data();
+    const char* seqData     = ((const char*)allCharData) + seqDataOffset;
+    const char* qualData    = ((const char*)allCharData) + qualDataOffset;
+         char* tagData     = ((char*)allCharData) + tagDataOffset;
+
+    // store alignment name (relies on null char in name as terminator)
+    bAlignment.Name.assign((const char*)(allCharData));
+
+    // save query sequence
+    bAlignment.QueryBases.clear();
+    bAlignment.QueryBases.reserve(bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength);
+    for (unsigned int i = 0; i < bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength; ++i) {
+       char singleBase = DNA_LOOKUP[ ( (seqData[(i/2)] >> (4*(1-(i%2)))) & 0xf ) ];
+       bAlignment.QueryBases.append(1, singleBase);
+    }
+
+    // save qualities, converting from numeric QV to 'FASTQ-style' ASCII character
+    bAlignment.Qualities.clear();
+    bAlignment.Qualities.reserve(bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength);
+    for (unsigned int i = 0; i < bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength; ++i) {
+       char singleQuality = (char)(qualData[i]+33);
+       bAlignment.Qualities.append(1, singleQuality);
+    }
+
+    // if QueryBases is empty (and this is a allowed case)
+    if ( bAlignment.QueryBases.empty() )
+       bAlignment.AlignedBases = bAlignment.QueryBases;
+
+    // if QueryBases contains data, then build AlignedBases using CIGAR data
+    else {
+
+       // resize AlignedBases
+       bAlignment.AlignedBases.clear();
+       bAlignment.AlignedBases.reserve(bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength);
+
+       // iterate over CigarOps
+       int k = 0;
+       vector<CigarOp>::const_iterator cigarIter = bAlignment.CigarData.begin();
+       vector<CigarOp>::const_iterator cigarEnd  = bAlignment.CigarData.end();
+       for ( ; cigarIter != cigarEnd; ++cigarIter ) {
+
+           const CigarOp& op = (*cigarIter);
+           switch(op.Type) {
+
+               case ('M') :
+               case ('I') :
+                   bAlignment.AlignedBases.append(bAlignment.QueryBases.substr(k, op.Length)); // for 'M', 'I' - write bases
+                   // fall through
+
+               case ('S') :
+                   k += op.Length;                                     // for 'S' - soft clip, skip over query bases
+                   break;
+
+               case ('D') :
+                   bAlignment.AlignedBases.append(op.Length, '-');     // for 'D' - write gap character
+                   break;
+
+               case ('P') :
+                   bAlignment.AlignedBases.append( op.Length, '*' );   // for 'P' - write padding character
+                   break;
+
+               case ('N') :
+                   bAlignment.AlignedBases.append( op.Length, 'N' );  // for 'N' - write N's, skip bases in original query sequence
+                   break;
+
+               case ('H') :
+                   break;  // for 'H' - hard clip, do nothing to AlignedBases, move to next op
+
+               default:
+                   fprintf(stderr, "ERROR: Invalid Cigar op type\n"); // shouldn't get here
+                   exit(1);
+           }
+       }
+    }
+
+    // -----------------------
+    // Added: 3-25-2010 DB
+    // Fixed: endian-correctness for tag data
+    // -----------------------
+    if ( IsBigEndian ) {
+       int i = 0;
+       while ( (unsigned int)i < tagDataLength ) {
+
+           i += 2; // skip tag type (e.g. "RG", "NM", etc)
+           uint8_t type = toupper(tagData[i]);     // lower & upper case letters have same meaning
+           ++i;                                    // skip value type
+
+           switch (type) {
+
+               case('A') :
+               case('C') :
+                   ++i;
+                   break;
+
+               case('S') :
+                   SwapEndian_16p(&tagData[i]);
+                   i += sizeof(uint16_t);
+                   break;
+
+               case('F') :
+               case('I') :
+                   SwapEndian_32p(&tagData[i]);
+                   i += sizeof(uint32_t);
+                   break;
+
+               case('D') :
+                   SwapEndian_64p(&tagData[i]);
+                   i += sizeof(uint64_t);
+                   break;
+
+               case('H') :
+               case('Z') :
+                   while (tagData[i]) { ++i; }
+                   ++i; // increment one more for null terminator
+                   break;
+
+               default :
+                   fprintf(stderr, "ERROR: Invalid tag value type\n"); // shouldn't get here
+                   exit(1);
+           }
+       }
+    }
+
+    // store TagData
+    bAlignment.TagData.clear();
+    bAlignment.TagData.resize(tagDataLength);
+    memcpy((char*)bAlignment.TagData.data(), tagData, tagDataLength);
+
+    // clear the core-only flag
+    bAlignment.SupportData.HasCoreOnly = false;
+
+    // return success
+    return true;
+}
+
+// clear index data structure
+void BamReaderPrivate::ClearIndex(void) {
+    delete Index;
+    Index = 0;
+    HasIndex = false;
+}
+
+// closes the BAM file
+void BamReaderPrivate::Close(void) {
+
+    // close BGZF file stream
+    mBGZF.Close();
+
+    // clear out index data
+    ClearIndex();
+
+    // clear out header data
+    HeaderText.clear();
+//    if ( m_header ) {
+//     delete m_header;
+//     m_header = 0;
+//    }
+
+    // clear out region flags
+    Region.clear();
+}
+
+// creates index for BAM file, saves to file
+// default behavior is to create the BAM standard index (".bai")
+// set flag to false to create the BamTools-specific index (".bti")
+bool BamReaderPrivate::CreateIndex(bool useStandardIndex) {
+
+    // clear out prior index data
+    ClearIndex();
+
+    // create index based on type requested
+    if ( useStandardIndex )
+       Index = new BamStandardIndex(&mBGZF, Parent);
+    else
+       Index = new BamToolsIndex(&mBGZF, Parent);
+
+    // set index cache mode to full for writing
+    Index->SetCacheMode(BamIndex::FullIndexCaching);
+
+    // build new index
+    bool ok = true;
+    ok &= Index->Build();
+    HasIndex = ok;
+
+    // mark empty references
+    MarkReferences();
+
+    // attempt to save index data to file
+    ok &= Index->Write(Filename);
+
+    // set client's desired index cache mode
+    Index->SetCacheMode(IndexCacheMode);
+
+    // return success/fail of both building & writing index
+    return ok;
+}
+
+const string BamReaderPrivate::GetHeaderText(void) const {
+
+    return HeaderText;
+
+//    if ( m_header )
+//     return m_header->Text();
+//    else
+//     return string("");
+}
+
+// get next alignment (from specified region, if given)
+bool BamReaderPrivate::GetNextAlignment(BamAlignment& bAlignment) {
+
+    // if valid alignment found, attempt to parse char data, and return success/failure
+    if ( GetNextAlignmentCore(bAlignment) )
+       return BuildCharData(bAlignment);
+
+    // no valid alignment found
+    else return false;
+}
+
+// retrieves next available alignment core data (returns success/fail)
+// ** DOES NOT parse any character data (read name, bases, qualities, tag data)
+//    these can be accessed, if necessary, from the supportData
+// useful for operations requiring ONLY positional or other alignment-related information
+bool BamReaderPrivate::GetNextAlignmentCore(BamAlignment& bAlignment) {
+
+    // if region is set but has no alignments
+    if ( !Region.isNull() && !HasAlignmentsInRegion )
+       return false;
+
+    // if valid alignment available
+    if ( LoadNextAlignment(bAlignment) ) {
+
+       // set core-only flag
+       bAlignment.SupportData.HasCoreOnly = true;
+
+       // if region not specified with at least a left boundary, return success
+       if ( !Region.isLeftBoundSpecified() ) return true;
+
+       // determine region state (before, within, after)
+       BamReaderPrivate::RegionState state = IsOverlap(bAlignment);
+
+       // if alignment lies after region, return false
+       if ( state == AFTER_REGION ) return false;
+
+       while ( state != WITHIN_REGION ) {
+           // if no valid alignment available (likely EOF) return failure
+           if ( !LoadNextAlignment(bAlignment) ) return false;
+           // if alignment lies after region, return false (no available read within region)
+           state = IsOverlap(bAlignment);
+           if ( state == AFTER_REGION ) return false;
+       }
+
+       // return success (alignment found that overlaps region)
+       return true;
+    }
+
+    // no valid alignment
+    else return false;
+}
+
+// returns RefID for given RefName (returns References.size() if not found)
+int BamReaderPrivate::GetReferenceID(const string& refName) const {
+
+    // retrieve names from reference data
+    vector<string> refNames;
+    RefVector::const_iterator refIter = References.begin();
+    RefVector::const_iterator refEnd  = References.end();
+    for ( ; refIter != refEnd; ++refIter)
+       refNames.push_back( (*refIter).RefName );
+
+    // return 'index-of' refName ( if not found, returns refNames.size() )
+    return distance(refNames.begin(), find(refNames.begin(), refNames.end(), refName));
+}
+
+// returns region state - whether alignment ends before, overlaps, or starts after currently specified region
+// this *internal* method should ONLY called when (at least) IsLeftBoundSpecified == true
+BamReaderPrivate::RegionState BamReaderPrivate::IsOverlap(BamAlignment& bAlignment) {
+
+    // if alignment is on any reference sequence before left bound
+    if ( bAlignment.RefID < Region.LeftRefID ) return BEFORE_REGION;
+
+    // if alignment starts on left bound reference
+    else if ( bAlignment.RefID == Region.LeftRefID ) {
+
+       // if alignment starts at or after left boundary
+       if ( bAlignment.Position >= Region.LeftPosition) {
+
+           // if right boundary is specified AND
+           // left/right boundaries are on same reference AND
+           // alignment starts past right boundary
+           if ( Region.isRightBoundSpecified() &&
+                Region.LeftRefID == Region.RightRefID &&
+                bAlignment.Position > Region.RightPosition )
+               return AFTER_REGION;
+
+           // otherwise, alignment is within region
+           return WITHIN_REGION;
+       }
+
+       // alignment starts before left boundary
+       else {
+           // check if alignment overlaps left boundary
+           if ( bAlignment.GetEndPosition() >= Region.LeftPosition ) return WITHIN_REGION;
+           else return BEFORE_REGION;
+       }
+    }
+
+    // alignment starts on a reference after the left bound
+    else {
+
+       // if region has a right boundary
+       if ( Region.isRightBoundSpecified() ) {
+
+           // alignment is on reference between boundaries
+           if ( bAlignment.RefID < Region.RightRefID ) return WITHIN_REGION;
+
+           // alignment is on reference after right boundary
+           else if ( bAlignment.RefID > Region.RightRefID ) return AFTER_REGION;
+
+           // alignment is on right bound reference
+           else {
+               // check if alignment starts before or at right boundary
+               if ( bAlignment.Position <= Region.RightPosition ) return WITHIN_REGION;
+               else return AFTER_REGION;
+           }
+       }
+
+       // otherwise, alignment is after left bound reference, but there is no right boundary
+       else return WITHIN_REGION;
+    }
+}
+
+// load BAM header data
+void BamReaderPrivate::LoadHeaderData(void) {
+
+//    m_header = new BamHeader(&mBGZF);
+//    bool headerLoadedOk = m_header->Load();
+//    if ( !headerLoadedOk )
+//     cerr << "BamReader could not load header" << endl;
+
+    // check to see if proper BAM header
+    char buffer[4];
+    if (mBGZF.Read(buffer, 4) != 4) {
+       fprintf(stderr, "Could not read header type\n");
+       exit(1);
+    }
+
+    if (strncmp(buffer, "BAM\001", 4)) {
+       fprintf(stderr, "wrong header type!\n");
+       exit(1);
+    }
+
+    // get BAM header text length
+    mBGZF.Read(buffer, 4);
+    unsigned int headerTextLength = BgzfData::UnpackUnsignedInt(buffer);
+    if ( IsBigEndian ) SwapEndian_32(headerTextLength);
+
+    // get BAM header text
+    char* headerText = (char*)calloc(headerTextLength + 1, 1);
+    mBGZF.Read(headerText, headerTextLength);
+    HeaderText = (string)((const char*)headerText);
+
+    // clean up calloc-ed temp variable
+    free(headerText);
+}
+
+// load existing index data from BAM index file (".bti" OR ".bai"), return success/fail
+bool BamReaderPrivate::LoadIndex(const bool lookForIndex, const bool preferStandardIndex) {
+
+    // clear out any existing index data
+    ClearIndex();
+
+    // if no index filename provided, so we need to look for available index files
+    if ( IndexFilename.empty() ) {
+
+       // attempt to load BamIndex based on current Filename provided & preferStandardIndex flag
+       const BamIndex::PreferredIndexType type = (preferStandardIndex ? BamIndex::STANDARD : BamIndex::BAMTOOLS);
+       Index = BamIndex::FromBamFilename(Filename, &mBGZF, Parent, type);
+
+       // if null, return failure
+       if ( Index == 0 ) return false;
+
+       // generate proper IndexFilename based on type of index created
+       IndexFilename = Filename + Index->Extension();
+    }
+
+    else {
+
+       // attempt to load BamIndex based on IndexFilename provided by client
+       Index = BamIndex::FromIndexFilename(IndexFilename, &mBGZF, Parent);
+
+       // if null, return failure
+       if ( Index == 0 ) return false;
+    }
+
+    // set cache mode for BamIndex
+    Index->SetCacheMode(IndexCacheMode);
+
+    // loading the index data from file
+    HasIndex = Index->Load(IndexFilename);
+
+    // mark empty references
+    MarkReferences();
+
+    // return index status
+    return HasIndex;
+}
+
+// populates BamAlignment with alignment data under file pointer, returns success/fail
+bool BamReaderPrivate::LoadNextAlignment(BamAlignment& bAlignment) {
+
+    // read in the 'block length' value, make sure it's not zero
+    char buffer[4];
+    mBGZF.Read(buffer, 4);
+    bAlignment.SupportData.BlockLength = BgzfData::UnpackUnsignedInt(buffer);
+    if ( IsBigEndian ) { SwapEndian_32(bAlignment.SupportData.BlockLength); }
+    if ( bAlignment.SupportData.BlockLength == 0 ) return false;
+
+    // read in core alignment data, make sure the right size of data was read
+    char x[BAM_CORE_SIZE];
+    if ( mBGZF.Read(x, BAM_CORE_SIZE) != BAM_CORE_SIZE ) return false;
+
+    if ( IsBigEndian ) {
+       for ( int i = 0; i < BAM_CORE_SIZE; i+=sizeof(uint32_t) )
+           SwapEndian_32p(&x[i]);
+    }
+
+    // set BamAlignment 'core' and 'support' data
+    bAlignment.RefID    = BgzfData::UnpackSignedInt(&x[0]);
+    bAlignment.Position = BgzfData::UnpackSignedInt(&x[4]);
+
+    unsigned int tempValue = BgzfData::UnpackUnsignedInt(&x[8]);
+    bAlignment.Bin        = tempValue >> 16;
+    bAlignment.MapQuality = tempValue >> 8 & 0xff;
+    bAlignment.SupportData.QueryNameLength = tempValue & 0xff;
+
+    tempValue = BgzfData::UnpackUnsignedInt(&x[12]);
+    bAlignment.AlignmentFlag = tempValue >> 16;
+    bAlignment.SupportData.NumCigarOperations = tempValue & 0xffff;
+
+    bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength = BgzfData::UnpackUnsignedInt(&x[16]);
+    bAlignment.MateRefID    = BgzfData::UnpackSignedInt(&x[20]);
+    bAlignment.MatePosition = BgzfData::UnpackSignedInt(&x[24]);
+    bAlignment.InsertSize   = BgzfData::UnpackSignedInt(&x[28]);
+
+    // set BamAlignment length
+    bAlignment.Length = bAlignment.SupportData.QuerySequenceLength;
+
+    // read in character data - make sure proper data size was read
+    bool readCharDataOK = false;
+    const unsigned int dataLength = bAlignment.SupportData.BlockLength - BAM_CORE_SIZE;
+    char* allCharData = (char*)calloc(sizeof(char), dataLength);
+
+    if ( mBGZF.Read(allCharData, dataLength) == (signed int)dataLength) {
+
+       // store 'allCharData' in supportData structure
+       bAlignment.SupportData.AllCharData.assign((const char*)allCharData, dataLength);
+
+       // set success flag
+       readCharDataOK = true;
+
+       // save CIGAR ops
+       // need to calculate this here so that  BamAlignment::GetEndPosition() performs correctly,
+       // even when GetNextAlignmentCore() is called
+       const unsigned int cigarDataOffset = bAlignment.SupportData.QueryNameLength;
+       uint32_t* cigarData = (uint32_t*)(allCharData + cigarDataOffset);
+       CigarOp op;
+       bAlignment.CigarData.clear();
+       bAlignment.CigarData.reserve(bAlignment.SupportData.NumCigarOperations);
+       for (unsigned int i = 0; i < bAlignment.SupportData.NumCigarOperations; ++i) {
+
+           // swap if necessary
+           if ( IsBigEndian ) SwapEndian_32(cigarData[i]);
+
+           // build CigarOp structure
+           op.Length = (cigarData[i] >> BAM_CIGAR_SHIFT);
+           op.Type   = CIGAR_LOOKUP[ (cigarData[i] & BAM_CIGAR_MASK) ];
+
+           // save CigarOp
+           bAlignment.CigarData.push_back(op);
+       }
+    }
+
+    free(allCharData);
+    return readCharDataOK;
+}
+
+// loads reference data from BAM file
+void BamReaderPrivate::LoadReferenceData(void) {
+
+    // get number of reference sequences
+    char buffer[4];
+    mBGZF.Read(buffer, 4);
+    unsigned int numberRefSeqs = BgzfData::UnpackUnsignedInt(buffer);
+    if ( IsBigEndian ) SwapEndian_32(numberRefSeqs);
+    if ( numberRefSeqs == 0 ) return;
+    References.reserve((int)numberRefSeqs);
+
+    // iterate over all references in header
+    for (unsigned int i = 0; i != numberRefSeqs; ++i) {
+
+       // get length of reference name
+       mBGZF.Read(buffer, 4);
+       unsigned int refNameLength = BgzfData::UnpackUnsignedInt(buffer);
+       if ( IsBigEndian ) SwapEndian_32(refNameLength);
+       char* refName = (char*)calloc(refNameLength, 1);
+
+       // get reference name and reference sequence length
+       mBGZF.Read(refName, refNameLength);
+       mBGZF.Read(buffer, 4);
+       int refLength = BgzfData::UnpackSignedInt(buffer);
+       if ( IsBigEndian ) SwapEndian_32(refLength);
+
+       // store data for reference
+       RefData aReference;
+       aReference.RefName   = (string)((const char*)refName);
+       aReference.RefLength = refLength;
+       References.push_back(aReference);
+
+       // clean up calloc-ed temp variable
+       free(refName);
+    }
+}
+
+// mark references with no alignment data
+void BamReaderPrivate::MarkReferences(void) {
+
+    // ensure index is available
+    if ( !HasIndex ) return;
+
+    // mark empty references
+    for ( int i = 0; i < (int)References.size(); ++i )
+       References.at(i).RefHasAlignments = Index->HasAlignments(i);
+}
+
+// opens BAM file (and index)
+bool BamReaderPrivate::Open(const string& filename, const string& indexFilename, const bool lookForIndex, const bool preferStandardIndex) {
+
+    // store filenames
+    Filename = filename;
+    IndexFilename = indexFilename;
+
+    // open the BGZF file for reading, return false on failure
+    if ( !mBGZF.Open(filename, "rb") ) return false;
+
+    // retrieve header text & reference data
+    LoadHeaderData();
+    LoadReferenceData();
+
+    // store file offset of first alignment
+    AlignmentsBeginOffset = mBGZF.Tell();
+
+    // if no index filename provided
+    if ( IndexFilename.empty() ) {
+
+       // client did not specify that index SHOULD be found
+       // useful for cases where sequential access is all that is required
+       if ( !lookForIndex ) return true;
+
+       // otherwise, look for index file, return success/fail
+       return LoadIndex(lookForIndex, preferStandardIndex) ;
+    }
+
+    // client supplied an index filename
+    // attempt to load index data, return success/fail
+    return LoadIndex(lookForIndex, preferStandardIndex);
+}
+
+// returns BAM file pointer to beginning of alignment data
+bool BamReaderPrivate::Rewind(void) {
+
+    // rewind to first alignment, return false if unable to seek
+    if ( !mBGZF.Seek(AlignmentsBeginOffset) ) return false;
+
+    // retrieve first alignment data, return false if unable to read
+    BamAlignment al;
+    if ( !LoadNextAlignment(al) ) return false;
+
+    // reset default region info using first alignment in file
+    Region.clear();
+    HasAlignmentsInRegion = true;
+
+    // rewind back to beginning of first alignment
+    // return success/fail of seek
+    return mBGZF.Seek(AlignmentsBeginOffset);
+}
+
+// change the index caching behavior
+void BamReaderPrivate::SetIndexCacheMode(const BamIndex::BamIndexCacheMode mode) {
+    IndexCacheMode = mode;
+    if ( Index == 0 ) return;
+    Index->SetCacheMode(mode);
+}
+
+// asks Index to attempt a Jump() to specified region
+// returns success/failure
+bool BamReaderPrivate::SetRegion(const BamRegion& region) {
+
+    // clear out any prior BamReader region data
+    //
+    // N.B. - this is cleared so that BamIndex now has free reign to call
+    // GetNextAlignmentCore() and do overlap checking without worrying about BamReader
+    // performing any overlap checking of its own and moving on to the next read... Calls
+    // to GetNextAlignmentCore() with no Region set, simply return the next alignment.
+    // This ensures that the Index is able to do just that. (All without exposing
+    // LoadNextAlignment() to the public API, and potentially confusing clients with the nomenclature)
+    Region.clear();
+
+    // check for existing index
+    if ( !HasIndex ) return false;
+
+    // adjust region if necessary to reflect where data actually begins
+    BamRegion adjustedRegion(region);
+    AdjustRegion(adjustedRegion);
+
+    // if no data present, return true
+    // not an error, but BamReader knows that no data is there for future alignment access
+    // (this is useful in a MultiBamReader setting where some BAM files may lack data in regions
+    // that other BAMs have data)
+    if ( !HasAlignmentsInRegion ) {
+       Region = adjustedRegion;
+       return true;
+    }
+
+    // attempt jump to user-specified region return false if jump could not be performed at all
+    // (invalid index, unknown reference, etc)
+    //
+    // Index::Jump() is allowed to modify the HasAlignmentsInRegion flag
+    //  * This covers case where a region is requested that lies beyond the last alignment on a reference
+    //    If this occurs, any subsequent calls to GetNexAlignment[Core] simply return false
+    //    BamMultiReader is then able to successfully pull alignments from a region from multiple files
+    //    even if one or more have no data.
+    if ( !Index->Jump(adjustedRegion, &HasAlignmentsInRegion) ) return false;
+
+    // save region and return success
+    Region = adjustedRegion;
+    return true;
+}
diff --git a/src/api/internal/BamReader_p.h b/src/api/internal/BamReader_p.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8c3172f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,137 @@
+// ***************************************************************************
+// BamReader_p.h (c) 2010 Derek Barnett
+// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
+// All rights reserved.
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Last modified: 19 November 2010 (DB)
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Provides the basic functionality for reading BAM files
+// ***************************************************************************
+
+#ifndef BAMREADER_P_H
+#define BAMREADER_P_H
+
+//  -------------
+//  W A R N I N G
+//  -------------
+//
+// This file is not part of the BamTools API.  It exists purely as an
+// implementation detail. This header file may change from version to version
+// without notice, or even be removed.
+//
+// We mean it.
+
+#include <api/BamAlignment.h>
+#include <api/BamIndex.h>
+#include <api/BGZF.h>
+#include <string>
+
+namespace BamTools {
+
+class BamReader;
+
+namespace Internal {
+
+class BamReaderPrivate {
+
+    // enums
+    public: enum RegionState { BEFORE_REGION = 0
+                            , WITHIN_REGION
+                            , AFTER_REGION
+                            };
+
+    // ctor & dtor
+    public:
+       BamReaderPrivate(BamReader* parent);
+       ~BamReaderPrivate(void);
+
+    // 'public' interface to BamReader
+    public:
+
+       // file operations
+       void Close(void);
+       bool Open(const std::string& filename,
+                 const std::string& indexFilename,
+                 const bool lookForIndex,
+                 const bool preferStandardIndex);
+       bool Rewind(void);
+       bool SetRegion(const BamRegion& region);
+
+       // access alignment data
+       bool GetNextAlignment(BamAlignment& bAlignment);
+       bool GetNextAlignmentCore(BamAlignment& bAlignment);
+
+       // access auxiliary data
+       const std::string GetHeaderText(void) const;
+       int GetReferenceID(const std::string& refName) const;
+
+       // index operations
+       bool CreateIndex(bool useStandardIndex);
+       void SetIndexCacheMode(const BamIndex::BamIndexCacheMode mode);
+
+    // 'internal' methods
+    public:
+
+       // ---------------------------------------
+       // reading alignments and auxiliary data
+
+       // adjusts requested region if necessary (depending on where data actually begins)
+       void AdjustRegion(BamRegion& region);
+       // fills out character data for BamAlignment data
+       bool BuildCharData(BamAlignment& bAlignment);
+       // checks to see if alignment overlaps current region
+       RegionState IsOverlap(BamAlignment& bAlignment);
+       // retrieves header text from BAM file
+       void LoadHeaderData(void);
+       // retrieves BAM alignment under file pointer
+       bool LoadNextAlignment(BamAlignment& bAlignment);
+       // builds reference data structure from BAM file
+       void LoadReferenceData(void);
+       // mark references with 'HasAlignments' status
+       void MarkReferences(void);
+
+       // ---------------------------------
+       // index file handling
+
+       // clear out inernal index data structure
+       void ClearIndex(void);
+       // loads index from BAM index file
+       bool LoadIndex(const bool lookForIndex, const bool preferStandardIndex);
+
+    // data members
+    public:
+
+       // general file data
+       BgzfData  mBGZF;
+       std::string HeaderText;
+       BamIndex* Index;
+       RefVector References;
+       bool      HasIndex;
+       int64_t   AlignmentsBeginOffset;
+       std::string    Filename;
+       std::string    IndexFilename;
+
+//     Internal::BamHeader* m_header;
+
+       // index caching mode
+       BamIndex::BamIndexCacheMode IndexCacheMode;
+
+       // system data
+       bool IsBigEndian;
+
+       // user-specified region values
+       BamRegion Region;
+       bool HasAlignmentsInRegion;
+
+       // parent BamReader
+       BamReader* Parent;
+
+       // BAM character constants
+       const char* DNA_LOOKUP;
+       const char* CIGAR_LOOKUP;
+};
+
+} // namespace Internal
+} // namespace BamTools
+
+#endif // BAMREADER_P_H
diff --git a/src/api/internal/BamStandardIndex_p.cpp b/src/api/internal/BamStandardIndex_p.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..c90aef6
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,910 @@
+// ***************************************************************************
+// BamStandardIndex.cpp (c) 2010 Derek Barnett
+// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
+// All rights reserved.
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Last modified: 22 November 2010 (DB)
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Provides index operations for the standardized BAM index format (".bai")
+// ***************************************************************************
+
+#include <api/BamAlignment.h>
+#include <api/BamReader.h>
+#include <api/BGZF.h>
+#include <api/internal/BamStandardIndex_p.h>
+using namespace BamTools;
+using namespace BamTools::Internal;
+
+#include <cstdio>
+#include <cstdlib>
+#include <algorithm>
+#include <iostream>
+#include <map>
+using namespace std;
+
+BamStandardIndex::BamStandardIndex(BgzfData* bgzf, BamReader* reader)
+    : BamIndex(bgzf, reader)
+    , m_dataBeginOffset(0)
+    , m_hasFullDataCache(false)
+{
+    m_isBigEndian = BamTools::SystemIsBigEndian();
+}
+
+BamStandardIndex::~BamStandardIndex(void) {
+    ClearAllData();
+}
+
+// calculate bins that overlap region
+int BamStandardIndex::BinsFromRegion(const BamRegion& region,
+                                    const bool isRightBoundSpecified,
+                                    uint16_t bins[MAX_BIN])
+{
+    // get region boundaries
+    uint32_t begin = (unsigned int)region.LeftPosition;
+    uint32_t end;
+
+    // if right bound specified AND left&right bounds are on same reference
+    // OK to use right bound position
+    if ( isRightBoundSpecified && ( region.LeftRefID == region.RightRefID ) )
+       end = (unsigned int)region.RightPosition;
+
+    // otherwise, use end of left bound reference as cutoff
+    else
+       end = (unsigned int)m_references.at(region.LeftRefID).RefLength - 1;
+
+    // initialize list, bin '0' always a valid bin
+    int i = 0;
+    bins[i++] = 0;
+
+    // get rest of bins that contain this region
+    unsigned int k;
+    for (k =    1 + (begin>>26); k <=    1 + (end>>26); ++k) { bins[i++] = k; }
+    for (k =    9 + (begin>>23); k <=    9 + (end>>23); ++k) { bins[i++] = k; }
+    for (k =   73 + (begin>>20); k <=   73 + (end>>20); ++k) { bins[i++] = k; }
+    for (k =  585 + (begin>>17); k <=  585 + (end>>17); ++k) { bins[i++] = k; }
+    for (k = 4681 + (begin>>14); k <= 4681 + (end>>14); ++k) { bins[i++] = k; }
+
+    // return number of bins stored
+    return i;
+}
+
+// creates index data (in-memory) from current reader data
+bool BamStandardIndex::Build(void) {
+
+    // be sure reader & BGZF file are valid & open for reading
+    if ( m_reader == 0 || m_BGZF == 0 || !m_BGZF->IsOpen )
+       return false;
+
+    // move file pointer to beginning of alignments
+    m_reader->Rewind();
+
+    // get reference count, reserve index space
+    const int numReferences = (int)m_references.size();
+    m_indexData.clear();
+    m_hasFullDataCache = false;
+    SetReferenceCount(numReferences);
+
+    // sets default constant for bin, ID, offset, coordinate variables
+    const uint32_t defaultValue = 0xffffffffu;
+
+    // bin data
+    uint32_t saveBin(defaultValue);
+    uint32_t lastBin(defaultValue);
+
+    // reference ID data
+    int32_t saveRefID(defaultValue);
+    int32_t lastRefID(defaultValue);
+
+    // offset data
+    uint64_t saveOffset = m_BGZF->Tell();
+    uint64_t lastOffset = saveOffset;
+
+    // coordinate data
+    int32_t lastCoordinate = defaultValue;
+
+    BamAlignment bAlignment;
+    while ( m_reader->GetNextAlignmentCore(bAlignment) ) {
+
+       // change of chromosome, save ID, reset bin
+       if ( lastRefID != bAlignment.RefID ) {
+           lastRefID = bAlignment.RefID;
+           lastBin   = defaultValue;
+       }
+
+       // if lastCoordinate greater than BAM position - file not sorted properly
+       else if ( lastCoordinate > bAlignment.Position ) {
+           fprintf(stderr, "BAM file not properly sorted:\n");
+           fprintf(stderr, "Alignment %s : %d > %d on reference (id = %d)", bAlignment.Name.c_str(),
+                   lastCoordinate, bAlignment.Position, bAlignment.RefID);
+           exit(1);
+       }
+
+       // if valid reference && BAM bin spans some minimum cutoff (smaller bin ids span larger regions)
+       if ( (bAlignment.RefID >= 0) && (bAlignment.Bin < 4681) ) {
+
+           // save linear offset entry (matched to BAM entry refID)
+           BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.find(bAlignment.RefID);
+           if ( indexIter == m_indexData.end() ) return false; // error
+           ReferenceIndex& refIndex = (*indexIter).second;
+           LinearOffsetVector& offsets = refIndex.Offsets;
+           SaveLinearOffset(offsets, bAlignment, lastOffset);
+       }
+
+       // if current BamAlignment bin != lastBin, "then possibly write the binning index"
+       if ( bAlignment.Bin != lastBin ) {
+
+           // if not first time through
+           if ( saveBin != defaultValue ) {
+
+               // save Bam bin entry
+               BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.find(saveRefID);
+               if ( indexIter == m_indexData.end() ) return false; // error
+               ReferenceIndex& refIndex = (*indexIter).second;
+               BamBinMap& binMap = refIndex.Bins;
+               SaveBinEntry(binMap, saveBin, saveOffset, lastOffset);
+           }
+
+           // update saveOffset
+           saveOffset = lastOffset;
+
+           // update bin values
+           saveBin = bAlignment.Bin;
+           lastBin = bAlignment.Bin;
+
+           // update saveRefID
+           saveRefID = bAlignment.RefID;
+
+           // if invalid RefID, break out
+           if ( saveRefID < 0 ) break;
+       }
+
+       // make sure that current file pointer is beyond lastOffset
+       if ( m_BGZF->Tell() <= (int64_t)lastOffset ) {
+           fprintf(stderr, "Error in BGZF offsets.\n");
+           exit(1);
+       }
+
+       // update lastOffset
+       lastOffset = m_BGZF->Tell();
+
+       // update lastCoordinate
+       lastCoordinate = bAlignment.Position;
+    }
+
+    // save any leftover BAM data (as long as refID is valid)
+    if ( saveRefID >= 0 ) {
+       // save Bam bin entry
+       BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.find(saveRefID);
+       if ( indexIter == m_indexData.end() ) return false; // error
+       ReferenceIndex& refIndex = (*indexIter).second;
+       BamBinMap& binMap = refIndex.Bins;
+       SaveBinEntry(binMap, saveBin, saveOffset, lastOffset);
+    }
+
+    // simplify index by merging chunks
+    MergeChunks();
+
+    // iterate through references in index
+    // sort offsets in linear offset vector
+    BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.begin();
+    BamStandardIndexData::iterator indexEnd  = m_indexData.end();
+    for ( int i = 0; indexIter != indexEnd; ++indexIter, ++i ) {
+
+       // get reference index data
+       ReferenceIndex& refIndex = (*indexIter).second;
+       LinearOffsetVector& offsets = refIndex.Offsets;
+
+       // sort linear offsets
+       sort(offsets.begin(), offsets.end());
+    }
+
+    // rewind file pointer to beginning of alignments, return success/fail
+    return m_reader->Rewind();
+}
+
+// check index file magic number, return true if OK
+bool BamStandardIndex::CheckMagicNumber(void) {
+
+    // read in magic number
+    char magic[4];
+    size_t elementsRead = fread(magic, sizeof(char), 4, m_indexStream);
+
+    // compare to expected value
+    if ( strncmp(magic, "BAI\1", 4) != 0 ) {
+       fprintf(stderr, "Problem with index file - invalid format.\n");
+       fclose(m_indexStream);
+       return false;
+    }
+
+    // return success/failure of load
+    return (elementsRead == 4);
+}
+
+// clear all current index offset data in memory
+void BamStandardIndex::ClearAllData(void) {
+    BamStandardIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.begin();
+    BamStandardIndexData::const_iterator indexEnd  = m_indexData.end();
+    for ( ; indexIter != indexEnd; ++indexIter ) {
+       const int& refId = (*indexIter).first;
+       ClearReferenceOffsets(refId);
+    }
+}
+
+// clear all index offset data for desired reference
+void BamStandardIndex::ClearReferenceOffsets(const int& refId) {
+
+    // look up refId, skip if not found
+    BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.find(refId);
+    if ( indexIter == m_indexData.end() ) return ;
+
+    // clear reference data
+    ReferenceIndex& refEntry = (*indexIter).second;
+    refEntry.Bins.clear();
+    refEntry.Offsets.clear();
+
+    // set flag
+    m_hasFullDataCache = false;
+}
+
+// return file position after header metadata
+const off_t BamStandardIndex::DataBeginOffset(void) const {
+    return m_dataBeginOffset;
+}
+
+// calculates offset(s) for a given region
+bool BamStandardIndex::GetOffsets(const BamRegion& region,
+                                 const bool isRightBoundSpecified,
+                                 vector<int64_t>& offsets,
+                                 bool* hasAlignmentsInRegion)
+{
+    // return false if leftBound refID is not found in index data
+    if ( m_indexData.find(region.LeftRefID) == m_indexData.end() )
+       return false;
+
+    // load index data for region if not already cached
+    if ( !IsDataLoaded(region.LeftRefID) ) {
+       bool loadedOk = true;
+       loadedOk &= SkipToReference(region.LeftRefID);
+       loadedOk &= LoadReference(region.LeftRefID);
+       if ( !loadedOk ) return false;
+    }
+
+    // calculate which bins overlap this region
+    uint16_t* bins = (uint16_t*)calloc(MAX_BIN, 2);
+    int numBins = BinsFromRegion(region, isRightBoundSpecified, bins);
+
+    // get bins for this reference
+    BamStandardIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.find(region.LeftRefID);
+    if ( indexIter == m_indexData.end() ) return false; // error
+    const ReferenceIndex& refIndex = (*indexIter).second;
+    const BamBinMap& binMap        = refIndex.Bins;
+
+    // get minimum offset to consider
+    const LinearOffsetVector& linearOffsets = refIndex.Offsets;
+    const uint64_t minOffset = ( (unsigned int)(region.LeftPosition>>BAM_LIDX_SHIFT) >= linearOffsets.size() )
+                              ? 0 : linearOffsets.at(region.LeftPosition>>BAM_LIDX_SHIFT);
+
+    // store all alignment 'chunk' starts (file offsets) for bins in this region
+    for ( int i = 0; i < numBins; ++i ) {
+
+       const uint16_t binKey = bins[i];
+       map<uint32_t, ChunkVector>::const_iterator binIter = binMap.find(binKey);
+       if ( (binIter != binMap.end()) && ((*binIter).first == binKey) ) {
+
+           // iterate over chunks
+           const ChunkVector& chunks = (*binIter).second;
+           std::vector<Chunk>::const_iterator chunksIter = chunks.begin();
+           std::vector<Chunk>::const_iterator chunksEnd  = chunks.end();
+           for ( ; chunksIter != chunksEnd; ++chunksIter) {
+
+               // if valid chunk found, store its file offset
+               const Chunk& chunk = (*chunksIter);
+               if ( chunk.Stop > minOffset )
+                   offsets.push_back( chunk.Start );
+           }
+       }
+    }
+
+    // clean up memory
+    free(bins);
+
+    // sort the offsets before returning
+    sort(offsets.begin(), offsets.end());
+
+    // set flag & return success
+    *hasAlignmentsInRegion = (offsets.size() != 0 );
+
+    // if cache mode set to none, dump the data we just loaded
+    if (m_cacheMode == BamIndex::NoIndexCaching )
+       ClearReferenceOffsets(region.LeftRefID);
+
+    // return succes
+    return true;
+}
+
+// returns whether reference has alignments or no
+bool BamStandardIndex::HasAlignments(const int& refId) const {
+    BamStandardIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.find(refId);
+    if ( indexIter == m_indexData.end() ) return false; // error
+    const ReferenceIndex& refEntry = (*indexIter).second;
+    return refEntry.HasAlignments;
+}
+
+// return true if all index data is cached
+bool BamStandardIndex::HasFullDataCache(void) const {
+    return m_hasFullDataCache;
+}
+
+// returns true if index cache has data for desired reference
+bool BamStandardIndex::IsDataLoaded(const int& refId) const {
+
+    // look up refId, return false if not found
+    BamStandardIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.find(refId);
+    if ( indexIter == m_indexData.end() ) return false;
+
+    // see if reference has alignments
+    // if not, it's not a problem to have no offset data
+    const ReferenceIndex& refEntry = (*indexIter).second;
+    if ( !refEntry.HasAlignments ) return true;
+
+    // return whether bin map contains data
+    return ( !refEntry.Bins.empty() );
+}
+
+// attempts to use index to jump to region; returns success/fail
+bool BamStandardIndex::Jump(const BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion) {
+
+    // be sure reader & BGZF file are valid & open for reading
+    if ( m_reader == 0 || m_BGZF == 0 || !m_BGZF->IsOpen )
+       return false;
+
+    // make sure left-bound position is valid
+    if ( region.LeftPosition > m_references.at(region.LeftRefID).RefLength )
+       return false;
+
+    // calculate offsets for this region
+    // if failed, print message, set flag, and return failure
+    vector<int64_t> offsets;
+    if ( !GetOffsets(region, region.isRightBoundSpecified(), offsets, hasAlignmentsInRegion) ) {
+       fprintf(stderr, "ERROR: Could not jump: unable to calculate offset(s) for specified region.\n");
+       *hasAlignmentsInRegion = false;
+       return false;
+    }
+
+    // iterate through offsets
+    BamAlignment bAlignment;
+    bool result = true;
+    for ( vector<int64_t>::const_iterator o = offsets.begin(); o != offsets.end(); ++o) {
+
+       // attempt seek & load first available alignment
+       // set flag to true if data exists
+       result &= m_BGZF->Seek(*o);
+       *hasAlignmentsInRegion = m_reader->GetNextAlignmentCore(bAlignment);
+
+       // if this alignment corresponds to desired position
+       // return success of seeking back to the offset before the 'current offset' (to cover overlaps)
+       if ( ((bAlignment.RefID == region.LeftRefID) &&
+              ((bAlignment.Position + bAlignment.Length) > region.LeftPosition)) ||
+            (bAlignment.RefID > region.LeftRefID) )
+       {
+           if ( o != offsets.begin() ) --o;
+           return m_BGZF->Seek(*o);
+       }
+    }
+
+    // if error in jumping, print message & set flag
+    if ( !result ) {
+       fprintf(stderr, "ERROR: Could not jump: unable to determine correct offset for specified region.\n");
+       *hasAlignmentsInRegion = false;
+    }
+
+    // return success/failure
+    return result;
+}
+
+// clears index data from all references except the first
+void BamStandardIndex::KeepOnlyFirstReferenceOffsets(void) {
+    BamStandardIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
+    KeepOnlyReferenceOffsets((*indexBegin).first);
+}
+
+// clears index data from all references except the one specified
+void BamStandardIndex::KeepOnlyReferenceOffsets(const int& refId) {
+    BamStandardIndexData::iterator mapIter = m_indexData.begin();
+    BamStandardIndexData::iterator mapEnd  = m_indexData.end();
+    for ( ; mapIter != mapEnd; ++mapIter ) {
+       const int entryRefId = (*mapIter).first;
+       if ( entryRefId != refId )
+           ClearReferenceOffsets(entryRefId);
+    }
+}
+
+bool BamStandardIndex::LoadAllReferences(bool saveData) {
+
+    // skip if data already loaded
+    if ( m_hasFullDataCache ) return true;
+
+    // get number of reference sequences
+    uint32_t numReferences;
+    if ( !LoadReferenceCount((int&)numReferences) )
+       return false;
+
+    // iterate over reference entries
+    bool loadedOk = true;
+    for ( int i = 0; i < (int)numReferences; ++i )
+       loadedOk &= LoadReference(i, saveData);
+
+    // set flag
+    if ( loadedOk && saveData )
+       m_hasFullDataCache = true;
+
+    // return success/failure of loading references
+    return loadedOk;
+}
+
+// load header data from index file, return true if loaded OK
+bool BamStandardIndex::LoadHeader(void) {
+
+    bool loadedOk = CheckMagicNumber();
+
+    // store offset of beginning of data
+    m_dataBeginOffset = ftell64(m_indexStream);
+
+    // return success/failure of load
+    return loadedOk;
+}
+
+// load a single index bin entry from file, return true if loaded OK
+// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+bool BamStandardIndex::LoadBin(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData) {
+
+    size_t elementsRead = 0;
+
+    // get bin ID
+    uint32_t binId;
+    elementsRead += fread(&binId, sizeof(binId), 1, m_indexStream);
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(binId);
+
+    // load alignment chunks for this bin
+    ChunkVector chunks;
+    bool chunksOk = LoadChunks(chunks, saveData);
+
+    // store bin entry
+    if ( chunksOk && saveData )
+       refEntry.Bins.insert(pair<uint32_t, ChunkVector>(binId, chunks));
+
+    // return success/failure of load
+    return ( (elementsRead == 1) && chunksOk );
+}
+
+bool BamStandardIndex::LoadBins(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData) {
+
+    size_t elementsRead = 0;
+
+    // get number of bins
+    int32_t numBins;
+    elementsRead += fread(&numBins, sizeof(numBins), 1, m_indexStream);
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numBins);
+
+    // set flag
+    refEntry.HasAlignments = ( numBins != 0 );
+
+    // iterate over bins
+    bool binsOk = true;
+    for ( int i = 0; i < numBins; ++i )
+       binsOk &= LoadBin(refEntry, saveData);
+
+    // return success/failure of load
+    return ( (elementsRead == 1) && binsOk );
+}
+
+// load a single index bin entry from file, return true if loaded OK
+// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+bool BamStandardIndex::LoadChunk(ChunkVector& chunks, bool saveData) {
+
+    size_t elementsRead = 0;
+
+    // read in chunk data
+    uint64_t start;
+    uint64_t stop;
+    elementsRead += fread(&start, sizeof(start), 1, m_indexStream);
+    elementsRead += fread(&stop,  sizeof(stop),  1, m_indexStream);
+
+    // swap endian-ness if necessary
+    if ( m_isBigEndian ) {
+       SwapEndian_64(start);
+       SwapEndian_64(stop);
+    }
+
+    // save data if requested
+    if ( saveData ) chunks.push_back( Chunk(start, stop) );
+
+    // return success/failure of load
+    return ( elementsRead == 2 );
+}
+
+bool BamStandardIndex::LoadChunks(ChunkVector& chunks, bool saveData) {
+
+    size_t elementsRead = 0;
+
+    // read in number of chunks
+    uint32_t numChunks;
+    elementsRead += fread(&numChunks, sizeof(numChunks), 1, m_indexStream);
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numChunks);
+
+    // initialize space for chunks if we're storing this data
+    if ( saveData ) chunks.reserve(numChunks);
+
+    // iterate over chunks
+    bool chunksOk = true;
+    for ( int i = 0; i < (int)numChunks; ++i )
+       chunksOk &= LoadChunk(chunks, saveData);
+
+    // sort chunk vector
+    sort( chunks.begin(), chunks.end(), ChunkLessThan );
+
+    // return success/failure of load
+    return ( (elementsRead == 1) && chunksOk );
+}
+
+// load a single index linear offset entry from file, return true if loaded OK
+// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+bool BamStandardIndex::LoadLinearOffsets(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData) {
+
+    size_t elementsRead = 0;
+
+    // read in number of linear offsets
+    int32_t numLinearOffsets;
+    elementsRead += fread(&numLinearOffsets, sizeof(numLinearOffsets), 1, m_indexStream);
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numLinearOffsets);
+
+    // set up destination vector (if we're saving the data)
+    LinearOffsetVector linearOffsets;
+    if ( saveData ) linearOffsets.reserve(numLinearOffsets);
+
+    // iterate over linear offsets
+    uint64_t linearOffset;
+    for ( int i = 0; i < numLinearOffsets; ++i ) {
+       elementsRead += fread(&linearOffset, sizeof(linearOffset), 1, m_indexStream);
+       if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_64(linearOffset);
+       if ( saveData ) linearOffsets.push_back(linearOffset);
+    }
+
+    // sort linear offsets
+    sort ( linearOffsets.begin(), linearOffsets.end() );
+
+    // save in reference index entry if desired
+    if ( saveData ) refEntry.Offsets = linearOffsets;
+
+    // return success/failure of load
+    return ( elementsRead == (size_t)(numLinearOffsets + 1) );
+}
+
+bool BamStandardIndex::LoadFirstReference(bool saveData) {
+    BamStandardIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
+    return LoadReference((*indexBegin).first, saveData);
+}
+
+// load a single reference from file, return true if loaded OK
+// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+bool BamStandardIndex::LoadReference(const int& refId, bool saveData) {
+
+    // look up refId
+    BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.find(refId);
+
+    // if reference not previously loaded, create new entry
+    if ( indexIter == m_indexData.end() ) {
+       ReferenceIndex newEntry;
+       newEntry.HasAlignments = false;
+       m_indexData.insert( pair<int32_t, ReferenceIndex>(refId, newEntry) );
+    }
+
+    // load reference data
+    indexIter = m_indexData.find(refId);
+    ReferenceIndex& entry = (*indexIter).second;
+    bool loadedOk = true;
+    loadedOk &= LoadBins(entry, saveData);
+    loadedOk &= LoadLinearOffsets(entry, saveData);
+    return loadedOk;
+}
+
+// loads number of references, return true if loaded OK
+bool BamStandardIndex::LoadReferenceCount(int& numReferences) {
+
+    size_t elementsRead = 0;
+
+    // read reference count
+    elementsRead += fread(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_indexStream);
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numReferences);
+
+    // return success/failure of load
+    return ( elementsRead == 1 );
+}
+
+// merges 'alignment chunks' in BAM bin (used for index building)
+void BamStandardIndex::MergeChunks(void) {
+
+    // iterate over reference enties
+    BamStandardIndexData::iterator indexIter = m_indexData.begin();
+    BamStandardIndexData::iterator indexEnd  = m_indexData.end();
+    for ( ; indexIter != indexEnd; ++indexIter ) {
+
+       // get BAM bin map for this reference
+       ReferenceIndex& refIndex = (*indexIter).second;
+       BamBinMap& bamBinMap = refIndex.Bins;
+
+       // iterate over BAM bins
+       BamBinMap::iterator binIter = bamBinMap.begin();
+       BamBinMap::iterator binEnd  = bamBinMap.end();
+       for ( ; binIter != binEnd; ++binIter ) {
+
+           // get chunk vector for this bin
+           ChunkVector& binChunks = (*binIter).second;
+           if ( binChunks.size() == 0 ) continue;
+
+           ChunkVector mergedChunks;
+           mergedChunks.push_back( binChunks[0] );
+
+           // iterate over chunks
+           int i = 0;
+           ChunkVector::iterator chunkIter = binChunks.begin();
+           ChunkVector::iterator chunkEnd  = binChunks.end();
+           for ( ++chunkIter; chunkIter != chunkEnd; ++chunkIter) {
+
+               // get 'currentChunk' based on numeric index
+               Chunk& currentChunk = mergedChunks[i];
+
+               // get iteratorChunk based on vector iterator
+               Chunk& iteratorChunk = (*chunkIter);
+
+               // if chunk ends where (iterator) chunk starts, then merge
+               if ( currentChunk.Stop>>16 == iteratorChunk.Start>>16 )
+                   currentChunk.Stop = iteratorChunk.Stop;
+
+               // otherwise
+               else {
+                   // set currentChunk + 1 to iteratorChunk
+                   mergedChunks.push_back(iteratorChunk);
+                   ++i;
+               }
+           }
+
+           // saved merged chunk vector
+           (*binIter).second = mergedChunks;
+       }
+    }
+}
+
+// saves BAM bin entry for index
+void BamStandardIndex::SaveBinEntry(BamBinMap& binMap,
+                                   const uint32_t& saveBin,
+                                   const uint64_t& saveOffset,
+                                   const uint64_t& lastOffset)
+{
+    // look up saveBin
+    BamBinMap::iterator binIter = binMap.find(saveBin);
+
+    // create new chunk
+    Chunk newChunk(saveOffset, lastOffset);
+
+    // if entry doesn't exist
+    if ( binIter == binMap.end() ) {
+       ChunkVector newChunks;
+       newChunks.push_back(newChunk);
+       binMap.insert( pair<uint32_t, ChunkVector>(saveBin, newChunks));
+    }
+
+    // otherwise
+    else {
+       ChunkVector& binChunks = (*binIter).second;
+       binChunks.push_back( newChunk );
+    }
+}
+
+// saves linear offset entry for index
+void BamStandardIndex::SaveLinearOffset(LinearOffsetVector& offsets,
+                                       const BamAlignment& bAlignment,
+                                       const uint64_t&     lastOffset)
+{
+    // get converted offsets
+    int beginOffset = bAlignment.Position >> BAM_LIDX_SHIFT;
+    int endOffset   = (bAlignment.GetEndPosition() - 1) >> BAM_LIDX_SHIFT;
+
+    // resize vector if necessary
+    int oldSize = offsets.size();
+    int newSize = endOffset + 1;
+    if ( oldSize < newSize )
+       offsets.resize(newSize, 0);
+
+    // store offset
+    for( int i = beginOffset + 1; i <= endOffset; ++i ) {
+       if ( offsets[i] == 0 )
+           offsets[i] = lastOffset;
+    }
+}
+
+// initializes index data structure to hold @count references
+void BamStandardIndex::SetReferenceCount(const int& count) {
+    for ( int i = 0; i < count; ++i )
+       m_indexData[i].HasAlignments = false;
+}
+
+bool BamStandardIndex::SkipToFirstReference(void) {
+    BamStandardIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
+    return SkipToReference( (*indexBegin).first );
+}
+
+// position file pointer to desired reference begin, return true if skipped OK
+bool BamStandardIndex::SkipToReference(const int& refId) {
+
+    // attempt rewind
+    if ( !Rewind() ) return false;
+
+    // read in number of references
+    uint32_t numReferences;
+    size_t elementsRead = fread(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_indexStream);
+    if ( elementsRead != 1 ) return false;
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numReferences);
+
+    // iterate over reference entries
+    bool skippedOk = true;
+    int currentRefId = 0;
+    while (currentRefId != refId) {
+       skippedOk &= LoadReference(currentRefId, false);
+       ++currentRefId;
+    }
+
+    // return success
+    return skippedOk;
+}
+
+// write header to new index file
+bool BamStandardIndex::WriteHeader(void) {
+
+    size_t elementsWritten = 0;
+
+    // write magic number
+    elementsWritten += fwrite("BAI\1", sizeof(char), 4, m_indexStream);
+
+    // store offset of beginning of data
+    m_dataBeginOffset = ftell64(m_indexStream);
+
+    // return success/failure of write
+    return (elementsWritten == 4);
+}
+
+// write index data for all references to new index file
+bool BamStandardIndex::WriteAllReferences(void) {
+
+    size_t elementsWritten = 0;
+
+    // write number of reference sequences
+    int32_t numReferenceSeqs = m_indexData.size();
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numReferenceSeqs);
+    elementsWritten += fwrite(&numReferenceSeqs, sizeof(numReferenceSeqs), 1, m_indexStream);
+
+    // iterate over reference sequences
+    bool refsOk = true;
+    BamStandardIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.begin();
+    BamStandardIndexData::const_iterator indexEnd  = m_indexData.end();
+    for ( ; indexIter != indexEnd; ++ indexIter )
+       refsOk &= WriteReference( (*indexIter).second );
+
+    // return success/failure of write
+    return ( (elementsWritten == 1) && refsOk );
+}
+
+// write index data for bin to new index file
+bool BamStandardIndex::WriteBin(const uint32_t& binId, const ChunkVector& chunks) {
+
+    size_t elementsWritten = 0;
+
+    // write BAM bin ID
+    uint32_t binKey = binId;
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(binKey);
+    elementsWritten += fwrite(&binKey, sizeof(binKey), 1, m_indexStream);
+
+    // write chunks
+    bool chunksOk = WriteChunks(chunks);
+
+    // return success/failure of write
+    return ( (elementsWritten == 1) && chunksOk );
+}
+
+// write index data for bins to new index file
+bool BamStandardIndex::WriteBins(const BamBinMap& bins) {
+
+    size_t elementsWritten = 0;
+
+    // write number of bins
+    int32_t binCount = bins.size();
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(binCount);
+    elementsWritten += fwrite(&binCount, sizeof(binCount), 1, m_indexStream);
+
+    // iterate over bins
+    bool binsOk = true;
+    BamBinMap::const_iterator binIter = bins.begin();
+    BamBinMap::const_iterator binEnd  = bins.end();
+    for ( ; binIter != binEnd; ++binIter )
+       binsOk &= WriteBin( (*binIter).first, (*binIter).second );
+
+    // return success/failure of write
+    return ( (elementsWritten == 1) && binsOk );
+}
+
+// write index data for chunk entry to new index file
+bool BamStandardIndex::WriteChunk(const Chunk& chunk) {
+
+    size_t elementsWritten = 0;
+
+    // localize alignment chunk offsets
+    uint64_t start = chunk.Start;
+    uint64_t stop  = chunk.Stop;
+
+    // swap endian-ness if necessary
+    if ( m_isBigEndian ) {
+       SwapEndian_64(start);
+       SwapEndian_64(stop);
+    }
+
+    // write to index file
+    elementsWritten += fwrite(&start, sizeof(start), 1, m_indexStream);
+    elementsWritten += fwrite(&stop,  sizeof(stop),  1, m_indexStream);
+
+    // return success/failure of write
+    return ( elementsWritten == 2 );
+}
+
+// write index data for chunk entry to new index file
+bool BamStandardIndex::WriteChunks(const ChunkVector& chunks) {
+
+    size_t elementsWritten = 0;
+
+    // write chunks
+    int32_t chunkCount = chunks.size();
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(chunkCount);
+    elementsWritten += fwrite(&chunkCount, sizeof(chunkCount), 1, m_indexStream);
+
+    // iterate over chunks
+    bool chunksOk = true;
+    ChunkVector::const_iterator chunkIter = chunks.begin();
+    ChunkVector::const_iterator chunkEnd  = chunks.end();
+    for ( ; chunkIter != chunkEnd; ++chunkIter )
+       chunksOk &= WriteChunk( (*chunkIter) );
+
+    // return success/failure of write
+    return ( (elementsWritten == 1) && chunksOk );
+}
+
+// write index data for linear offsets entry to new index file
+bool BamStandardIndex::WriteLinearOffsets(const LinearOffsetVector& offsets) {
+
+    size_t elementsWritten = 0;
+
+    // write number of linear offsets
+    int32_t offsetCount = offsets.size();
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(offsetCount);
+    elementsWritten += fwrite(&offsetCount, sizeof(offsetCount), 1, m_indexStream);
+
+    // iterate over linear offsets
+    LinearOffsetVector::const_iterator offsetIter = offsets.begin();
+    LinearOffsetVector::const_iterator offsetEnd  = offsets.end();
+    for ( ; offsetIter != offsetEnd; ++offsetIter ) {
+
+       // write linear offset
+       uint64_t linearOffset = (*offsetIter);
+       if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_64(linearOffset);
+       elementsWritten += fwrite(&linearOffset, sizeof(linearOffset), 1, m_indexStream);
+    }
+
+    // return success/failure of write
+    return ( elementsWritten == (size_t)(offsetCount + 1) );
+}
+
+// write index data for a single reference to new index file
+bool BamStandardIndex::WriteReference(const ReferenceIndex& refEntry) {
+    bool refOk = true;
+    refOk &= WriteBins(refEntry.Bins);
+    refOk &= WriteLinearOffsets(refEntry.Offsets);
+    return refOk;
+}
diff --git a/src/api/internal/BamStandardIndex_p.h b/src/api/internal/BamStandardIndex_p.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..da179f4
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,213 @@
+// ***************************************************************************
+// BamStandardIndex.h (c) 2010 Derek Barnett
+// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
+// All rights reserved.
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Last modified: 19 November 2010 (DB)
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Provides index operations for the standardized BAM index format (".bai")
+// ***************************************************************************
+
+#ifndef BAM_STANDARD_INDEX_FORMAT_H
+#define BAM_STANDARD_INDEX_FORMAT_H
+
+//  -------------
+//  W A R N I N G
+//  -------------
+//
+// This file is not part of the BamTools API.  It exists purely as an
+// implementation detail.  This header file may change from version to
+// version without notice, or even be removed.
+//
+// We mean it.
+
+#include <api/BamAux.h>
+#include <api/BamIndex.h>
+#include <map>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+namespace BamTools {
+
+class BamAlignment;
+
+namespace Internal {
+
+// BAM index constants
+const int MAX_BIN        = 37450;    // =(8^6-1)/7+1
+const int BAM_LIDX_SHIFT = 14;
+
+// --------------------------------------------------
+// BamStandardIndex data structures & typedefs
+struct Chunk {
+
+    // data members
+    uint64_t Start;
+    uint64_t Stop;
+
+    // constructor
+    Chunk(const uint64_t& start = 0,
+         const uint64_t& stop = 0)
+       : Start(start)
+       , Stop(stop)
+    { }
+};
+
+inline
+bool ChunkLessThan(const Chunk& lhs, const Chunk& rhs) {
+    return lhs.Start < rhs.Start;
+}
+
+typedef std::vector<Chunk> ChunkVector;
+typedef std::map<uint32_t, ChunkVector> BamBinMap;
+typedef std::vector<uint64_t> LinearOffsetVector;
+
+struct ReferenceIndex {
+
+    // data members
+    BamBinMap Bins;
+    LinearOffsetVector Offsets;
+    bool HasAlignments;
+
+    // constructor
+    ReferenceIndex(const BamBinMap& binMap           = BamBinMap(),
+                  const LinearOffsetVector& offsets = LinearOffsetVector(),
+                  const bool hasAlignments          = false)
+       : Bins(binMap)
+       , Offsets(offsets)
+       , HasAlignments(hasAlignments)
+    { }
+};
+
+typedef std::map<int32_t, ReferenceIndex> BamStandardIndexData;
+
+class BamStandardIndex : public BamIndex {
+
+    // ctor & dtor
+    public:
+       BamStandardIndex(BamTools::BgzfData* bgzf, BamTools::BamReader* reader);
+       ~BamStandardIndex(void);
+
+    // interface (implements BamIndex virtual methods)
+    public:
+       // creates index data (in-memory) from current reader data
+       bool Build(void);
+       // returns supported file extension
+       const std::string Extension(void) const { return std::string(".bai"); }
+       // returns whether reference has alignments or no
+       bool HasAlignments(const int& referenceID) const;
+       // attempts to use index to jump to region; returns success/fail
+       // a "successful" jump indicates no error, but not whether this region has data
+       //   * thus, the method sets a flag to indicate whether there are alignments
+       //     available after the jump position
+       bool Jump(const BamTools::BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion);
+    public:
+       // clear all current index offset data in memory
+       void ClearAllData(void);
+       // return file position after header metadata
+       const off_t DataBeginOffset(void) const;
+       // return true if all index data is cached
+       bool HasFullDataCache(void) const;
+       // clears index data from all references except the first
+       void KeepOnlyFirstReferenceOffsets(void);
+       // load index data for all references, return true if loaded OK
+       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+       bool LoadAllReferences(bool saveData = true);
+       // load first reference from file, return true if loaded OK
+       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+       bool LoadFirstReference(bool saveData = true);
+       // load header data from index file, return true if loaded OK
+       bool LoadHeader(void);
+       // position file pointer to first reference begin, return true if skipped OK
+       bool SkipToFirstReference(void);
+       // write index reference data
+       bool WriteAllReferences(void);
+       // write index header data
+       bool WriteHeader(void);
+
+    // 'internal' methods
+    public:
+
+       // -----------------------
+       // index file operations
+
+       // check index file magic number, return true if OK
+       bool CheckMagicNumber(void);
+       // check index file version, return true if OK
+       bool CheckVersion(void);
+       // load a single index bin entry from file, return true if loaded OK
+       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+       bool LoadBin(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData = true);
+       bool LoadBins(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData = true);
+       // load a single index bin entry from file, return true if loaded OK
+       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+       bool LoadChunk(ChunkVector& chunks, bool saveData = true);
+       bool LoadChunks(ChunkVector& chunks, bool saveData = true);
+       // load a single index linear offset entry from file, return true if loaded OK
+       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+       bool LoadLinearOffsets(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData = true);
+       // load a single reference from file, return true if loaded OK
+       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+       bool LoadReference(const int& refId, bool saveData = true);
+       // loads number of references, return true if loaded OK
+       bool LoadReferenceCount(int& numReferences);
+       // position file pointer to desired reference begin, return true if skipped OK
+       bool SkipToReference(const int& refId);
+       // write index data for bin to new index file
+       bool WriteBin(const uint32_t& binId, const ChunkVector& chunks);
+       // write index data for bins to new index file
+       bool WriteBins(const BamBinMap& bins);
+       // write index data for chunk entry to new index file
+       bool WriteChunk(const Chunk& chunk);
+       // write index data for chunk entry to new index file
+       bool WriteChunks(const ChunkVector& chunks);
+       // write index data for linear offsets entry to new index file
+       bool WriteLinearOffsets(const LinearOffsetVector& offsets);
+       // write index data single reference to new index file
+       bool WriteReference(const ReferenceIndex& refEntry);
+
+       // -----------------------
+       // index data operations
+
+       // calculate bins that overlap region
+       int BinsFromRegion(const BamRegion& region,
+                          const bool isRightBoundSpecified,
+                          uint16_t bins[MAX_BIN]);
+       // clear all index offset data for desired reference
+       void ClearReferenceOffsets(const int& refId);
+       // calculates offset(s) for a given region
+       bool GetOffsets(const BamRegion& region,
+                       const bool isRightBoundSpecified,
+                       std::vector<int64_t>& offsets,
+                       bool* hasAlignmentsInRegion);
+       // returns true if index cache has data for desired reference
+       bool IsDataLoaded(const int& refId) const;
+       // clears index data from all references except the one specified
+       void KeepOnlyReferenceOffsets(const int& refId);
+       // simplifies index by merging 'chunks'
+       void MergeChunks(void);
+       // saves BAM bin entry for index
+       void SaveBinEntry(BamBinMap& binMap,
+                         const uint32_t& saveBin,
+                         const uint64_t& saveOffset,
+                         const uint64_t& lastOffset);
+       // saves linear offset entry for index
+       void SaveLinearOffset(LinearOffsetVector& offsets,
+                             const BamAlignment& bAlignment,
+                             const uint64_t& lastOffset);
+       // initializes index data structure to hold @count references
+       void SetReferenceCount(const int& count);
+
+    // data members
+    private:
+
+       BamStandardIndexData m_indexData;
+       off_t m_dataBeginOffset;
+       bool  m_hasFullDataCache;
+       bool  m_isBigEndian;
+};
+
+} // namespace Internal
+} // namespace BamTools
+
+#endif // BAM_STANDARD_INDEX_FORMAT_H
diff --git a/src/api/internal/BamToolsIndex_p.cpp b/src/api/internal/BamToolsIndex_p.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5590e8e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,577 @@
+// ***************************************************************************
+// BamToolsIndex.cpp (c) 2010 Derek Barnett
+// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
+// All rights reserved.
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Last modified: 22 November 2010 (DB)
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Provides index operations for the BamTools index format (".bti")
+// ***************************************************************************
+
+#include <api/BamAlignment.h>
+#include <api/BamReader.h>
+#include <api/BGZF.h>
+#include <api/internal/BamToolsIndex_p.h>
+using namespace BamTools;
+using namespace BamTools::Internal;
+
+#include <cstdio>
+#include <cstdlib>
+#include <algorithm>
+#include <iostream>
+#include <map>
+using namespace std;
+
+BamToolsIndex::BamToolsIndex(BgzfData* bgzf, BamReader* reader)
+    : BamIndex(bgzf, reader)
+    , m_blockSize(1000)
+    , m_dataBeginOffset(0)
+    , m_hasFullDataCache(false)
+    , m_inputVersion(0)
+    , m_outputVersion(BTI_1_2) // latest version - used for writing new index files
+{
+    m_isBigEndian = BamTools::SystemIsBigEndian();
+}
+
+// dtor
+BamToolsIndex::~BamToolsIndex(void) {
+    ClearAllData();
+}
+
+// creates index data (in-memory) from current reader data
+bool BamToolsIndex::Build(void) {
+
+    // be sure reader & BGZF file are valid & open for reading
+    if ( m_reader == 0 || m_BGZF == 0 || !m_BGZF->IsOpen )
+       return false;
+
+    // move file pointer to beginning of alignments
+    if ( !m_reader->Rewind() ) return false;
+
+    // initialize index data structure with space for all references
+    const int numReferences = (int)m_references.size();
+    m_indexData.clear();
+    m_hasFullDataCache = false;
+    SetReferenceCount(numReferences);
+
+    // set up counters and markers
+    int32_t currentBlockCount      = 0;
+    int64_t currentAlignmentOffset = m_BGZF->Tell();
+    int32_t blockRefId             = 0;
+    int32_t blockMaxEndPosition    = 0;
+    int64_t blockStartOffset       = currentAlignmentOffset;
+    int32_t blockStartPosition     = -1;
+
+    // plow through alignments, storing index entries
+    BamAlignment al;
+    while ( m_reader->GetNextAlignmentCore(al) ) {
+
+       // if block contains data (not the first time through) AND alignment is on a new reference
+       if ( currentBlockCount > 0 && al.RefID != blockRefId ) {
+
+           // store previous data
+           BamToolsIndexEntry entry(blockMaxEndPosition, blockStartOffset, blockStartPosition);
+           SaveOffsetEntry(blockRefId, entry);
+
+           // intialize new block for current alignment's reference
+           currentBlockCount   = 0;
+           blockMaxEndPosition = al.GetEndPosition();
+           blockStartOffset    = currentAlignmentOffset;
+       }
+
+       // if beginning of block, save first alignment's refID & position
+       if ( currentBlockCount == 0 ) {
+           blockRefId         = al.RefID;
+           blockStartPosition = al.Position;
+       }
+
+       // increment block counter
+       ++currentBlockCount;
+
+       // check end position
+       int32_t alignmentEndPosition = al.GetEndPosition();
+       if ( alignmentEndPosition > blockMaxEndPosition )
+           blockMaxEndPosition = alignmentEndPosition;
+
+       // if block is full, get offset for next block, reset currentBlockCount
+       if ( currentBlockCount == m_blockSize ) {
+           BamToolsIndexEntry entry(blockMaxEndPosition, blockStartOffset, blockStartPosition);
+           SaveOffsetEntry(blockRefId, entry);
+           blockStartOffset  = m_BGZF->Tell();
+           currentBlockCount = 0;
+       }
+
+       // not the best name, but for the next iteration, this value will be the offset of the *current* alignment
+       // necessary because we won't know if this next alignment is on a new reference until we actually read it
+       currentAlignmentOffset = m_BGZF->Tell();
+    }
+
+    // store final block with data
+    BamToolsIndexEntry entry(blockMaxEndPosition, blockStartOffset, blockStartPosition);
+    SaveOffsetEntry(blockRefId, entry);
+
+    // set flag
+    m_hasFullDataCache = true;
+
+    // return success/failure of rewind
+    return m_reader->Rewind();
+}
+
+// check index file magic number, return true if OK
+bool BamToolsIndex::CheckMagicNumber(void) {
+
+    // see if index is valid BAM index
+    char magic[4];
+    size_t elementsRead = fread(magic, 1, 4, m_indexStream);
+    if ( elementsRead != 4 ) return false;
+    if ( strncmp(magic, "BTI\1", 4) != 0 ) {
+       fprintf(stderr, "Problem with index file - invalid format.\n");
+       return false;
+    }
+
+    // otherwise ok
+    return true;
+}
+
+// check index file version, return true if OK
+bool BamToolsIndex::CheckVersion(void) {
+
+    // read version from file
+    size_t elementsRead = fread(&m_inputVersion, sizeof(m_inputVersion), 1, m_indexStream);
+    if ( elementsRead != 1 ) return false;
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(m_inputVersion);
+
+    // if version is negative, or zero
+    if ( m_inputVersion <= 0 ) {
+       fprintf(stderr, "Problem with index file - invalid version.\n");
+       return false;
+    }
+
+    // if version is newer than can be supported by this version of bamtools
+    else if ( m_inputVersion > m_outputVersion ) {
+       fprintf(stderr, "Problem with index file - attempting to use an outdated version of BamTools with a newer index file.\n");
+       fprintf(stderr, "Please update BamTools to a more recent version to support this index file.\n");
+       return false;
+    }
+
+    // ------------------------------------------------------------------
+    // check for deprecated, unsupported versions
+    // (typically whose format did not accomodate a particular bug fix)
+
+    else if ( (Version)m_inputVersion == BTI_1_0 ) {
+       fprintf(stderr, "\nProblem with index file - this version of the index contains a bug related to accessing data near reference ends.\n");
+       fprintf(stderr, "\nPlease run \'bamtools index -bti -in yourData.bam\' to generate an up-to-date BamToolsIndex.\n\n");
+       return false;
+    }
+
+    else if ( (Version)m_inputVersion == BTI_1_1 ) {
+       fprintf(stderr, "\nProblem with index file - this version of the index contains a bug related to handling empty references.\n");
+       fprintf(stderr, "\nPlease run \'bamtools index -bti -in yourData.bam\' to generate an up-to-date BamToolsIndex.\n\n");
+       return false;
+    }
+
+    // otherwise ok
+    else return true;
+}
+
+// clear all current index offset data in memory
+void BamToolsIndex::ClearAllData(void) {
+    BamToolsIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.begin();
+    BamToolsIndexData::const_iterator indexEnd  = m_indexData.end();
+    for ( ; indexIter != indexEnd; ++indexIter ) {
+       const int& refId = (*indexIter).first;
+       ClearReferenceOffsets(refId);
+    }
+}
+
+// clear all index offset data for desired reference
+void BamToolsIndex::ClearReferenceOffsets(const int& refId) {
+    if ( m_indexData.find(refId) == m_indexData.end() ) return;
+    vector<BamToolsIndexEntry>& offsets = m_indexData[refId].Offsets;
+    offsets.clear();
+    m_hasFullDataCache = false;
+}
+
+// return file position after header metadata
+const off_t BamToolsIndex::DataBeginOffset(void) const {
+    return m_dataBeginOffset;
+}
+
+// calculate BAM file offset for desired region
+// return true if no error (*NOT* equivalent to "has alignments or valid offset")
+//   check @hasAlignmentsInRegion to determine this status
+// @region - target region
+// @offset - resulting seek target
+// @hasAlignmentsInRegion - sometimes a file just lacks data in region, this flag indicates that status
+// N.B. - ignores isRightBoundSpecified
+bool BamToolsIndex::GetOffset(const BamRegion& region, int64_t& offset, bool* hasAlignmentsInRegion) {
+
+    // return false if leftBound refID is not found in index data
+    BamToolsIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.find(region.LeftRefID);
+    if ( indexIter == m_indexData.end()) return false;
+
+    // load index data for region if not already cached
+    if ( !IsDataLoaded(region.LeftRefID) ) {
+       bool loadedOk = true;
+       loadedOk &= SkipToReference(region.LeftRefID);
+       loadedOk &= LoadReference(region.LeftRefID);
+       if ( !loadedOk ) return false;
+    }
+
+    // localize index data for this reference (& sanity check that data actually exists)
+    indexIter = m_indexData.find(region.LeftRefID);
+    if ( indexIter == m_indexData.end()) return false;
+    const vector<BamToolsIndexEntry>& referenceOffsets = (*indexIter).second.Offsets;
+    if ( referenceOffsets.empty() ) return false;
+
+    // -------------------------------------------------------
+    // calculate nearest index to jump to
+
+    // save first offset
+    offset = (*referenceOffsets.begin()).StartOffset;
+
+    // iterate over offsets entries on this reference
+    vector<BamToolsIndexEntry>::const_iterator offsetIter = referenceOffsets.begin();
+    vector<BamToolsIndexEntry>::const_iterator offsetEnd  = referenceOffsets.end();
+    for ( ; offsetIter != offsetEnd; ++offsetIter ) {
+       const BamToolsIndexEntry& entry = (*offsetIter);
+       // break if alignment 'entry' overlaps region
+       if ( entry.MaxEndPosition >= region.LeftPosition ) break;
+       offset = (*offsetIter).StartOffset;
+    }
+
+    // set flag based on whether an index entry was found for this region
+    *hasAlignmentsInRegion = ( offsetIter != offsetEnd );
+
+    // if cache mode set to none, dump the data we just loaded
+    if (m_cacheMode == BamIndex::NoIndexCaching )
+       ClearReferenceOffsets(region.LeftRefID);
+
+    // return success
+    return true;
+}
+
+// returns whether reference has alignments or no
+bool BamToolsIndex::HasAlignments(const int& refId) const {
+
+    BamToolsIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.find(refId);
+    if ( indexIter == m_indexData.end()) return false;
+    const BamToolsReferenceEntry& refEntry = (*indexIter).second;
+    return refEntry.HasAlignments;
+}
+
+// return true if all index data is cached
+bool BamToolsIndex::HasFullDataCache(void) const {
+    return m_hasFullDataCache;
+}
+
+// returns true if index cache has data for desired reference
+bool BamToolsIndex::IsDataLoaded(const int& refId) const {
+
+    BamToolsIndexData::const_iterator indexIter = m_indexData.find(refId);
+    if ( indexIter == m_indexData.end()) return false;
+    const BamToolsReferenceEntry& refEntry = (*indexIter).second;
+
+    if ( !refEntry.HasAlignments ) return true; // no data period
+
+    // return whether offsets list contains data
+    return !refEntry.Offsets.empty();
+}
+
+// attempts to use index to jump to region; returns success/fail
+bool BamToolsIndex::Jump(const BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion) {
+
+    // clear flag
+    *hasAlignmentsInRegion = false;
+
+    // check valid BamReader state
+    if ( m_reader == 0 || m_BGZF == 0 || !m_reader->IsOpen() ) {
+       fprintf(stderr, "ERROR: Could not jump: invalid BamReader state.\n");
+       return false;
+    }
+
+    // make sure left-bound position is valid
+    if ( region.LeftPosition > m_references.at(region.LeftRefID).RefLength )
+       return false;
+
+    // calculate nearest offset to jump to
+    int64_t offset;
+    if ( !GetOffset(region, offset, hasAlignmentsInRegion) ) {
+       fprintf(stderr, "ERROR: Could not jump - unable to calculate offset for specified region.\n");
+       return false;
+    }
+
+    // return success/failure of seek
+    return m_BGZF->Seek(offset);
+}
+
+// clears index data from all references except the first
+void BamToolsIndex::KeepOnlyFirstReferenceOffsets(void) {
+    BamToolsIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
+    KeepOnlyReferenceOffsets( (*indexBegin).first );
+}
+
+// clears index data from all references except the one specified
+void BamToolsIndex::KeepOnlyReferenceOffsets(const int& refId) {
+    BamToolsIndexData::iterator mapIter = m_indexData.begin();
+    BamToolsIndexData::iterator mapEnd  = m_indexData.end();
+    for ( ; mapIter != mapEnd; ++mapIter ) {
+       const int entryRefId = (*mapIter).first;
+       if ( entryRefId != refId )
+           ClearReferenceOffsets(entryRefId);
+    }
+}
+
+// load index data for all references, return true if loaded OK
+bool BamToolsIndex::LoadAllReferences(bool saveData) {
+
+    // skip if data already loaded
+    if ( m_hasFullDataCache ) return true;
+
+    // read in number of references
+    int32_t numReferences;
+    if ( !LoadReferenceCount(numReferences) ) return false;
+    //SetReferenceCount(numReferences);
+
+    // iterate over reference entries
+    bool loadedOk = true;
+    for ( int i = 0; i < numReferences; ++i )
+       loadedOk &= LoadReference(i, saveData);
+
+    // set flag
+    if ( loadedOk && saveData )
+       m_hasFullDataCache = true;
+
+    // return success/failure of load
+    return loadedOk;
+}
+
+// load header data from index file, return true if loaded OK
+bool BamToolsIndex::LoadHeader(void) {
+
+    // check magic number
+    if ( !CheckMagicNumber() ) return false;
+
+    // check BTI version
+    if ( !CheckVersion() ) return false;
+
+    // read in block size
+    size_t elementsRead = fread(&m_blockSize, sizeof(m_blockSize), 1, m_indexStream);
+    if ( elementsRead != 1 ) return false;
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(m_blockSize);
+
+    // store offset of beginning of data
+    m_dataBeginOffset = ftell64(m_indexStream);
+
+    // return success/failure of load
+    return (elementsRead == 1);
+}
+
+// load a single index entry from file, return true if loaded OK
+// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+bool BamToolsIndex::LoadIndexEntry(const int& refId, bool saveData) {
+
+    // read in index entry data members
+    size_t elementsRead = 0;
+    BamToolsIndexEntry entry;
+    elementsRead += fread(&entry.MaxEndPosition, sizeof(entry.MaxEndPosition), 1, m_indexStream);
+    elementsRead += fread(&entry.StartOffset,    sizeof(entry.StartOffset),    1, m_indexStream);
+    elementsRead += fread(&entry.StartPosition,  sizeof(entry.StartPosition),  1, m_indexStream);
+    if ( elementsRead != 3 ) {
+       cerr << "Error reading index entry. Expected 3 elements, read in: " << elementsRead << endl;
+       return false;
+    }
+
+    // swap endian-ness if necessary
+    if ( m_isBigEndian ) {
+       SwapEndian_32(entry.MaxEndPosition);
+       SwapEndian_64(entry.StartOffset);
+       SwapEndian_32(entry.StartPosition);
+    }
+
+    // save data
+    if ( saveData )
+       SaveOffsetEntry(refId, entry);
+
+    // return success/failure of load
+    return true;
+}
+
+// load a single reference from file, return true if loaded OK
+// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+bool BamToolsIndex::LoadFirstReference(bool saveData) {
+    BamToolsIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
+    return LoadReference( (*indexBegin).first, saveData );
+}
+
+// load a single reference from file, return true if loaded OK
+// @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+bool BamToolsIndex::LoadReference(const int& refId, bool saveData) {
+
+    // read in number of offsets for this reference
+    uint32_t numOffsets;
+    size_t elementsRead = fread(&numOffsets, sizeof(numOffsets), 1, m_indexStream);
+    if ( elementsRead != 1 ) return false;
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numOffsets);
+
+    // initialize offsets container for this reference
+    SetOffsetCount(refId, (int)numOffsets);
+
+    // iterate over offset entries
+    for ( unsigned int j = 0; j < numOffsets; ++j )
+       LoadIndexEntry(refId, saveData);
+
+    // return success/failure of load
+    return true;
+}
+
+// loads number of references, return true if loaded OK
+bool BamToolsIndex::LoadReferenceCount(int& numReferences) {
+
+    size_t elementsRead = 0;
+
+    // read reference count
+    elementsRead += fread(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_indexStream);
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numReferences);
+
+    // return success/failure of load
+    return ( elementsRead == 1 );
+}
+
+// saves an index offset entry in memory
+void BamToolsIndex::SaveOffsetEntry(const int& refId, const BamToolsIndexEntry& entry) {
+    BamToolsReferenceEntry& refEntry = m_indexData[refId];
+    refEntry.HasAlignments = true;
+    refEntry.Offsets.push_back(entry);
+}
+
+// pre-allocates size for offset vector
+void BamToolsIndex::SetOffsetCount(const int& refId, const int& offsetCount) {
+    BamToolsReferenceEntry& refEntry = m_indexData[refId];
+    refEntry.Offsets.reserve(offsetCount);
+    refEntry.HasAlignments = ( offsetCount > 0);
+}
+
+// initializes index data structure to hold @count references
+void BamToolsIndex::SetReferenceCount(const int& count) {
+    for ( int i = 0; i < count; ++i )
+       m_indexData[i].HasAlignments = false;
+}
+
+// position file pointer to first reference begin, return true if skipped OK
+bool BamToolsIndex::SkipToFirstReference(void) {
+    BamToolsIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
+    return SkipToReference( (*indexBegin).first );
+}
+
+// position file pointer to desired reference begin, return true if skipped OK
+bool BamToolsIndex::SkipToReference(const int& refId) {
+
+    // attempt rewind
+    if ( !Rewind() ) return false;
+
+    // read in number of references
+    int32_t numReferences;
+    size_t elementsRead = fread(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_indexStream);
+    if ( elementsRead != 1 ) return false;
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numReferences);
+
+    // iterate over reference entries
+    bool skippedOk = true;
+    int currentRefId = 0;
+    while (currentRefId != refId) {
+       skippedOk &= LoadReference(currentRefId, false);
+       ++currentRefId;
+    }
+
+    // return success/failure of skip
+    return skippedOk;
+}
+
+// write header to new index file
+bool BamToolsIndex::WriteHeader(void) {
+
+    size_t elementsWritten = 0;
+
+    // write BTI index format 'magic number'
+    elementsWritten += fwrite("BTI\1", 1, 4, m_indexStream);
+
+    // write BTI index format version
+    int32_t currentVersion = (int32_t)m_outputVersion;
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(currentVersion);
+    elementsWritten += fwrite(&currentVersion, sizeof(currentVersion), 1, m_indexStream);
+
+    // write block size
+    int32_t blockSize = m_blockSize;
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(blockSize);
+    elementsWritten += fwrite(&blockSize, sizeof(blockSize), 1, m_indexStream);
+
+    // store offset of beginning of data
+    m_dataBeginOffset = ftell64(m_indexStream);
+
+    // return success/failure of write
+    return ( elementsWritten == 6 );
+}
+
+// write index data for all references to new index file
+bool BamToolsIndex::WriteAllReferences(void) {
+
+    size_t elementsWritten = 0;
+
+    // write number of references
+    int32_t numReferences = (int32_t)m_indexData.size();
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numReferences);
+    elementsWritten += fwrite(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_indexStream);
+
+    // iterate through references in index
+    bool refOk = true;
+    BamToolsIndexData::const_iterator refIter = m_indexData.begin();
+    BamToolsIndexData::const_iterator refEnd  = m_indexData.end();
+    for ( ; refIter != refEnd; ++refIter )
+       refOk &= WriteReferenceEntry( (*refIter).second );
+
+    return ( (elementsWritten == 1) && refOk );
+}
+
+// write current reference index data to new index file
+bool BamToolsIndex::WriteReferenceEntry(const BamToolsReferenceEntry& refEntry) {
+
+    size_t elementsWritten = 0;
+
+    // write number of offsets listed for this reference
+    uint32_t numOffsets = refEntry.Offsets.size();
+    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(numOffsets);
+    elementsWritten += fwrite(&numOffsets, sizeof(numOffsets), 1, m_indexStream);
+
+    // iterate over offset entries
+    bool entriesOk = true;
+    vector<BamToolsIndexEntry>::const_iterator offsetIter = refEntry.Offsets.begin();
+    vector<BamToolsIndexEntry>::const_iterator offsetEnd  = refEntry.Offsets.end();
+    for ( ; offsetIter != offsetEnd; ++offsetIter )
+       entriesOk &= WriteIndexEntry( (*offsetIter) );
+
+    return ( (elementsWritten == 1) && entriesOk );
+}
+
+// write current index offset entry to new index file
+bool BamToolsIndex::WriteIndexEntry(const BamToolsIndexEntry& entry) {
+
+    // copy entry data
+    int32_t maxEndPosition = entry.MaxEndPosition;
+    int64_t startOffset    = entry.StartOffset;
+    int32_t startPosition  = entry.StartPosition;
+
+    // swap endian-ness if necessary
+    if ( m_isBigEndian ) {
+       SwapEndian_32(maxEndPosition);
+       SwapEndian_64(startOffset);
+       SwapEndian_32(startPosition);
+    }
+
+    // write the reference index entry
+    size_t elementsWritten = 0;
+    elementsWritten += fwrite(&maxEndPosition, sizeof(maxEndPosition), 1, m_indexStream);
+    elementsWritten += fwrite(&startOffset,    sizeof(startOffset),    1, m_indexStream);
+    elementsWritten += fwrite(&startPosition,  sizeof(startPosition),  1, m_indexStream);
+    return ( elementsWritten == 3 );
+}
diff --git a/src/api/internal/BamToolsIndex_p.h b/src/api/internal/BamToolsIndex_p.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..c99834d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,192 @@
+// ***************************************************************************
+// BamToolsIndex.h (c) 2010 Derek Barnett
+// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
+// All rights reserved.
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Last modified: 19 November 2010 (DB)
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Provides index operations for the BamTools index format (".bti")
+// ***************************************************************************
+
+#ifndef BAMTOOLS_INDEX_FORMAT_H
+#define BAMTOOLS_INDEX_FORMAT_H
+
+//  -------------
+//  W A R N I N G
+//  -------------
+//
+// This file is not part of the BamTools API.  It exists purely as an
+// implementation detail.  This header file may change from version to
+// version without notice, or even be removed.
+//
+// We mean it.
+
+#include <api/BamAux.h>
+#include <api/BamIndex.h>
+#include <map>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+namespace BamTools {
+
+namespace Internal {
+
+// individual index offset entry
+struct BamToolsIndexEntry {
+
+    // data members
+    int32_t MaxEndPosition;
+    int64_t StartOffset;
+    int32_t StartPosition;
+
+    // ctor
+    BamToolsIndexEntry(const int32_t& maxEndPosition = 0,
+                      const int64_t& startOffset    = 0,
+                      const int32_t& startPosition  = 0)
+       : MaxEndPosition(maxEndPosition)
+       , StartOffset(startOffset)
+       , StartPosition(startPosition)
+    { }
+};
+
+// reference index entry
+struct BamToolsReferenceEntry {
+
+    // data members
+    bool HasAlignments;
+    std::vector<BamToolsIndexEntry> Offsets;
+
+    // ctor
+    BamToolsReferenceEntry(void)
+       : HasAlignments(false)
+    { }
+};
+
+// the actual index data structure
+typedef std::map<int, BamToolsReferenceEntry> BamToolsIndexData;
+
+class BamToolsIndex : public BamIndex {
+
+    // keep a list of any supported versions here
+    // (might be useful later to handle any 'legacy' versions if the format changes)
+    // listed for example like: BTI_1_0 = 1, BTI_1_1 = 2, BTI_1_2 = 3, BTI_2_0 = 4, and so on
+    //
+    // so a change introduced in (hypothetical) BTI_1_2 would be handled from then on by:
+    //
+    // if ( indexVersion >= BTI_1_2 )
+    //   do something new
+    // else
+    //   do the old thing
+    enum Version { BTI_1_0 = 1
+                , BTI_1_1
+                , BTI_1_2
+                };
+
+
+    // ctor & dtor
+    public:
+       BamToolsIndex(BamTools::BgzfData* bgzf, BamTools::BamReader* reader);
+       ~BamToolsIndex(void);
+
+    // interface (implements BamIndex virtual methods)
+    public:
+       // creates index data (in-memory) from current reader data
+       bool Build(void);
+       // returns supported file extension
+       const std::string Extension(void) const { return std::string(".bti"); }
+       // returns whether reference has alignments or no
+       bool HasAlignments(const int& referenceID) const;
+       // attempts to use index to jump to region; returns success/fail
+       // a "successful" jump indicates no error, but not whether this region has data
+       //   * thus, the method sets a flag to indicate whether there are alignments
+       //     available after the jump position
+       bool Jump(const BamTools::BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion);
+    public:
+       // clear all current index offset data in memory
+       void ClearAllData(void);
+       // return file position after header metadata
+       const off_t DataBeginOffset(void) const;
+       // return true if all index data is cached
+       bool HasFullDataCache(void) const;
+       // clears index data from all references except the first
+       void KeepOnlyFirstReferenceOffsets(void);
+       // load index data for all references, return true if loaded OK
+       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+       bool LoadAllReferences(bool saveData = true);
+       // load first reference from file, return true if loaded OK
+       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+       bool LoadFirstReference(bool saveData = true);
+       // load header data from index file, return true if loaded OK
+       bool LoadHeader(void);
+       // position file pointer to first reference begin, return true if skipped OK
+       bool SkipToFirstReference(void);
+       // write index reference data
+       bool WriteAllReferences(void);
+       // write index header data
+       bool WriteHeader(void);
+
+    // 'internal' methods
+    public:
+
+       // -----------------------
+       // index file operations
+
+       // check index file magic number, return true if OK
+       bool CheckMagicNumber(void);
+       // check index file version, return true if OK
+       bool CheckVersion(void);
+       // return true if FILE* is open
+       bool IsOpen(void) const;
+       // load a single index entry from file, return true if loaded OK
+       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+       bool LoadIndexEntry(const int& refId, bool saveData = true);
+       // load a single reference from file, return true if loaded OK
+       // @saveData - save data in memory if true, just read & discard if false
+       bool LoadReference(const int& refId, bool saveData = true);
+       // loads number of references, return true if loaded OK
+       bool LoadReferenceCount(int& numReferences);
+       // position file pointer to desired reference begin, return true if skipped OK
+       bool SkipToReference(const int& refId);
+       // write current reference index data to new index file
+       bool WriteReferenceEntry(const BamToolsReferenceEntry& refEntry);
+       // write current index offset entry to new index file
+       bool WriteIndexEntry(const BamToolsIndexEntry& entry);
+
+       // -----------------------
+       // index data operations
+
+       // clear all index offset data for desired reference
+       void ClearReferenceOffsets(const int& refId);
+       // calculate BAM file offset for desired region
+       // return true if no error (*NOT* equivalent to "has alignments or valid offset")
+       //   check @hasAlignmentsInRegion to determine this status
+       // @region - target region
+       // @offset - resulting seek target
+       // @hasAlignmentsInRegion - sometimes a file just lacks data in region, this flag indicates that status
+       bool GetOffset(const BamRegion& region, int64_t& offset, bool* hasAlignmentsInRegion);
+       // returns true if index cache has data for desired reference
+       bool IsDataLoaded(const int& refId) const;
+       // clears index data from all references except the one specified
+       void KeepOnlyReferenceOffsets(const int& refId);
+       // saves an index offset entry in memory
+       void SaveOffsetEntry(const int& refId, const BamToolsIndexEntry& entry);
+       // pre-allocates size for offset vector
+       void SetOffsetCount(const int& refId, const int& offsetCount);
+       // initializes index data structure to hold @count references
+       void SetReferenceCount(const int& count);
+
+    // data members
+    private:
+       int32_t           m_blockSize;
+       BamToolsIndexData m_indexData;
+       off_t             m_dataBeginOffset;
+       bool              m_hasFullDataCache;
+       bool              m_isBigEndian;
+       int32_t           m_inputVersion; // Version is serialized as int
+       Version           m_outputVersion;
+};
+
+} // namespace Internal
+} // namespace BamTools
+
+#endif // BAMTOOLS_INDEX_FORMAT_H
diff --git a/src/api/internal/BamWriter_p.cpp b/src/api/internal/BamWriter_p.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a75eb44
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,379 @@
+// ***************************************************************************
+// BamWriter_p.cpp (c) 2010 Derek Barnett
+// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
+// All rights reserved.
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Last modified: 22 November 2010 (DB)
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Provides the basic functionality for producing BAM files
+// ***************************************************************************
+
+#include <api/BamAlignment.h>
+#include <api/internal/BamWriter_p.h>
+using namespace BamTools;
+using namespace BamTools::Internal;
+using namespace std;
+
+BamWriterPrivate::BamWriterPrivate(void) {
+    IsBigEndian = SystemIsBigEndian();
+}
+
+BamWriterPrivate::~BamWriterPrivate(void) {
+    mBGZF.Close();
+}
+
+// closes the alignment archive
+void BamWriterPrivate::Close(void) {
+    mBGZF.Close();
+}
+
+// calculates minimum bin for a BAM alignment interval
+const unsigned int BamWriterPrivate::CalculateMinimumBin(const int begin, int end) const {
+    --end;
+    if( (begin >> 14) == (end >> 14) ) return 4681 + (begin >> 14);
+    if( (begin >> 17) == (end >> 17) ) return  585 + (begin >> 17);
+    if( (begin >> 20) == (end >> 20) ) return   73 + (begin >> 20);
+    if( (begin >> 23) == (end >> 23) ) return    9 + (begin >> 23);
+    if( (begin >> 26) == (end >> 26) ) return    1 + (begin >> 26);
+    return 0;
+}
+
+// creates a cigar string from the supplied alignment
+void BamWriterPrivate::CreatePackedCigar(const vector<CigarOp>& cigarOperations, string& packedCigar) {
+
+    // initialize
+    const unsigned int numCigarOperations = cigarOperations.size();
+    packedCigar.resize(numCigarOperations * BT_SIZEOF_INT);
+
+    // pack the cigar data into the string
+    unsigned int* pPackedCigar = (unsigned int*)packedCigar.data();
+
+    unsigned int cigarOp;
+    vector<CigarOp>::const_iterator coIter;
+    for(coIter = cigarOperations.begin(); coIter != cigarOperations.end(); ++coIter) {
+
+       switch(coIter->Type) {
+           case 'M':
+                 cigarOp = BAM_CMATCH;
+                 break;
+           case 'I':
+                 cigarOp = BAM_CINS;
+                 break;
+           case 'D':
+                 cigarOp = BAM_CDEL;
+                 break;
+           case 'N':
+                 cigarOp = BAM_CREF_SKIP;
+                 break;
+           case 'S':
+                 cigarOp = BAM_CSOFT_CLIP;
+                 break;
+           case 'H':
+                 cigarOp = BAM_CHARD_CLIP;
+                 break;
+           case 'P':
+                 cigarOp = BAM_CPAD;
+                 break;
+           default:
+                 fprintf(stderr, "ERROR: Unknown cigar operation found: %c\n", coIter->Type);
+                 exit(1);
+       }
+
+       *pPackedCigar = coIter->Length << BAM_CIGAR_SHIFT | cigarOp;
+       pPackedCigar++;
+    }
+}
+
+// encodes the supplied query sequence into 4-bit notation
+void BamWriterPrivate::EncodeQuerySequence(const string& query, string& encodedQuery) {
+
+    // prepare the encoded query string
+    const unsigned int queryLen = query.size();
+    const unsigned int encodedQueryLen = (unsigned int)((queryLen / 2.0) + 0.5);
+    encodedQuery.resize(encodedQueryLen);
+    char* pEncodedQuery = (char*)encodedQuery.data();
+    const char* pQuery = (const char*)query.data();
+
+    unsigned char nucleotideCode;
+    bool useHighWord = true;
+
+    while(*pQuery) {
+
+       switch(*pQuery) {
+
+           case '=':
+               nucleotideCode = 0;
+               break;
+
+           case 'A':
+               nucleotideCode = 1;
+               break;
+
+           case 'C':
+               nucleotideCode = 2;
+               break;
+
+           case 'G':
+               nucleotideCode = 4;
+               break;
+
+           case 'T':
+               nucleotideCode = 8;
+               break;
+
+           case 'N':
+               nucleotideCode = 15;
+               break;
+
+           default:
+               fprintf(stderr, "ERROR: Only the following bases are supported in the BAM format: {=, A, C, G, T, N}. Found [%c]\n", *pQuery);
+               exit(1);
+       }
+
+       // pack the nucleotide code
+       if(useHighWord) {
+           *pEncodedQuery = nucleotideCode << 4;
+           useHighWord = false;
+       } else {
+           *pEncodedQuery |= nucleotideCode;
+           pEncodedQuery++;
+           useHighWord = true;
+       }
+
+       // increment the query position
+       pQuery++;
+    }
+}
+
+// opens the alignment archive
+bool BamWriterPrivate::Open(const string& filename,
+                           const string& samHeader,
+                           const RefVector& referenceSequences,
+                           bool isWriteUncompressed)
+{
+    // open the BGZF file for writing, return failure if error
+    if ( !mBGZF.Open(filename, "wb", isWriteUncompressed) )
+       return false;
+
+    // ================
+    // write the header
+    // ================
+
+    // write the BAM signature
+    const unsigned char SIGNATURE_LENGTH = 4;
+    const char* BAM_SIGNATURE = "BAM\1";
+    mBGZF.Write(BAM_SIGNATURE, SIGNATURE_LENGTH);
+
+    // write the SAM header text length
+    uint32_t samHeaderLen = samHeader.size();
+    if (IsBigEndian) SwapEndian_32(samHeaderLen);
+    mBGZF.Write((char*)&samHeaderLen, BT_SIZEOF_INT);
+
+    // write the SAM header text
+    if(samHeaderLen > 0)
+       mBGZF.Write(samHeader.data(), samHeaderLen);
+
+    // write the number of reference sequences
+    uint32_t numReferenceSequences = referenceSequences.size();
+    if (IsBigEndian) SwapEndian_32(numReferenceSequences);
+    mBGZF.Write((char*)&numReferenceSequences, BT_SIZEOF_INT);
+
+    // =============================
+    // write the sequence dictionary
+    // =============================
+
+    RefVector::const_iterator rsIter;
+    for(rsIter = referenceSequences.begin(); rsIter != referenceSequences.end(); rsIter++) {
+
+       // write the reference sequence name length
+       uint32_t referenceSequenceNameLen = rsIter->RefName.size() + 1;
+       if (IsBigEndian) SwapEndian_32(referenceSequenceNameLen);
+       mBGZF.Write((char*)&referenceSequenceNameLen, BT_SIZEOF_INT);
+
+       // write the reference sequence name
+       mBGZF.Write(rsIter->RefName.c_str(), referenceSequenceNameLen);
+
+       // write the reference sequence length
+       int32_t referenceLength = rsIter->RefLength;
+       if (IsBigEndian) SwapEndian_32(referenceLength);
+       mBGZF.Write((char*)&referenceLength, BT_SIZEOF_INT);
+    }
+
+    // return success
+    return true;
+}
+
+// saves the alignment to the alignment archive
+void BamWriterPrivate::SaveAlignment(const BamAlignment& al) {
+
+    // if BamAlignment contains only the core data and a raw char data buffer
+    // (as a result of BamReader::GetNextAlignmentCore())
+    if ( al.SupportData.HasCoreOnly ) {
+
+       // write the block size
+       unsigned int blockSize = al.SupportData.BlockLength;
+       if (IsBigEndian) SwapEndian_32(blockSize);
+       mBGZF.Write((char*)&blockSize, BT_SIZEOF_INT);
+
+       // assign the BAM core data
+       uint32_t buffer[8];
+       buffer[0] = al.RefID;
+       buffer[1] = al.Position;
+       buffer[2] = (al.Bin << 16) | (al.MapQuality << 8) | al.SupportData.QueryNameLength;
+       buffer[3] = (al.AlignmentFlag << 16) | al.SupportData.NumCigarOperations;
+       buffer[4] = al.SupportData.QuerySequenceLength;
+       buffer[5] = al.MateRefID;
+       buffer[6] = al.MatePosition;
+       buffer[7] = al.InsertSize;
+
+       // swap BAM core endian-ness, if necessary
+       if ( IsBigEndian ) {
+           for ( int i = 0; i < 8; ++i )
+               SwapEndian_32(buffer[i]);
+       }
+
+       // write the BAM core
+       mBGZF.Write((char*)&buffer, BAM_CORE_SIZE);
+
+       // write the raw char data
+       mBGZF.Write((char*)al.SupportData.AllCharData.data(), al.SupportData.BlockLength-BAM_CORE_SIZE);
+    }
+
+    // otherwise, BamAlignment should contain character in the standard fields: Name, QueryBases, etc
+    // ( resulting from BamReader::GetNextAlignment() *OR* being generated directly by client code )
+    else {
+
+       // calculate char lengths
+       const unsigned int nameLength         = al.Name.size() + 1;
+       const unsigned int numCigarOperations = al.CigarData.size();
+       const unsigned int queryLength        = al.QueryBases.size();
+       const unsigned int tagDataLength      = al.TagData.size();
+
+       // no way to tell if BamAlignment.Bin is already defined (no default, invalid value)
+       // force calculation of Bin before storing
+       const int endPosition = al.GetEndPosition();
+       const unsigned int alignmentBin = CalculateMinimumBin(al.Position, endPosition);
+
+       // create our packed cigar string
+       string packedCigar;
+       CreatePackedCigar(al.CigarData, packedCigar);
+       const unsigned int packedCigarLength = packedCigar.size();
+
+       // encode the query
+       string encodedQuery;
+       EncodeQuerySequence(al.QueryBases, encodedQuery);
+       const unsigned int encodedQueryLength = encodedQuery.size();
+
+       // write the block size
+       const unsigned int dataBlockSize = nameLength + packedCigarLength + encodedQueryLength + queryLength + tagDataLength;
+       unsigned int blockSize = BAM_CORE_SIZE + dataBlockSize;
+       if (IsBigEndian) SwapEndian_32(blockSize);
+       mBGZF.Write((char*)&blockSize, BT_SIZEOF_INT);
+
+       // assign the BAM core data
+       uint32_t buffer[8];
+       buffer[0] = al.RefID;
+       buffer[1] = al.Position;
+       buffer[2] = (alignmentBin << 16) | (al.MapQuality << 8) | nameLength;
+       buffer[3] = (al.AlignmentFlag << 16) | numCigarOperations;
+       buffer[4] = queryLength;
+       buffer[5] = al.MateRefID;
+       buffer[6] = al.MatePosition;
+       buffer[7] = al.InsertSize;
+
+       // swap BAM core endian-ness, if necessary
+       if ( IsBigEndian ) {
+           for ( int i = 0; i < 8; ++i )
+               SwapEndian_32(buffer[i]);
+       }
+
+       // write the BAM core
+       mBGZF.Write((char*)&buffer, BAM_CORE_SIZE);
+
+       // write the query name
+       mBGZF.Write(al.Name.c_str(), nameLength);
+
+       // write the packed cigar
+       if ( IsBigEndian ) {
+
+           char* cigarData = (char*)calloc(sizeof(char), packedCigarLength);
+           memcpy(cigarData, packedCigar.data(), packedCigarLength);
+
+           for (unsigned int i = 0; i < packedCigarLength; ++i) {
+               if ( IsBigEndian )
+                 SwapEndian_32p(&cigarData[i]);
+           }
+
+           mBGZF.Write(cigarData, packedCigarLength);
+           free(cigarData);
+       }
+       else
+           mBGZF.Write(packedCigar.data(), packedCigarLength);
+
+       // write the encoded query sequence
+       mBGZF.Write(encodedQuery.data(), encodedQueryLength);
+
+       // write the base qualities
+       string baseQualities(al.Qualities);
+       char* pBaseQualities = (char*)al.Qualities.data();
+       for(unsigned int i = 0; i < queryLength; i++) {
+           pBaseQualities[i] -= 33;
+       }
+       mBGZF.Write(pBaseQualities, queryLength);
+
+       // write the read group tag
+       if ( IsBigEndian ) {
+
+           char* tagData = (char*)calloc(sizeof(char), tagDataLength);
+           memcpy(tagData, al.TagData.data(), tagDataLength);
+
+           int i = 0;
+           while ( (unsigned int)i < tagDataLength ) {
+
+               i += 2;                                 // skip tag type (e.g. "RG", "NM", etc)
+               uint8_t type = toupper(tagData[i]);     // lower & upper case letters have same meaning
+               ++i;                                    // skip value type
+
+               switch (type) {
+
+                   case('A') :
+                   case('C') :
+                       ++i;
+                       break;
+
+                   case('S') :
+                       SwapEndian_16p(&tagData[i]);
+                       i+=2; // sizeof(uint16_t)
+                       break;
+
+                   case('F') :
+                   case('I') :
+                       SwapEndian_32p(&tagData[i]);
+                       i+=4; // sizeof(uint32_t)
+                       break;
+
+                   case('D') :
+                       SwapEndian_64p(&tagData[i]);
+                       i+=8; // sizeof(uint64_t)
+                       break;
+
+                   case('H') :
+                   case('Z') :
+                       while (tagData[i]) { ++i; }
+                       ++i; // increment one more for null terminator
+                       break;
+
+                   default :
+                       fprintf(stderr, "ERROR: Invalid tag value type\n"); // shouldn't get here
+                       free(tagData);
+                       exit(1);
+               }
+           }
+
+           mBGZF.Write(tagData, tagDataLength);
+           free(tagData);
+       }
+       else
+           mBGZF.Write(al.TagData.data(), tagDataLength);
+    }
+}
diff --git a/src/api/internal/BamWriter_p.h b/src/api/internal/BamWriter_p.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4fe626a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,63 @@
+// ***************************************************************************
+// BamWriter_p.h (c) 2010 Derek Barnett
+// Marth Lab, Department of Biology, Boston College
+// All rights reserved.
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Last modified: 19 November 2010 (DB)
+// ---------------------------------------------------------------------------
+// Provides the basic functionality for producing BAM files
+// ***************************************************************************
+
+#ifndef BAMWRITER_P_H
+#define BAMWRITER_P_H
+
+//  -------------
+//  W A R N I N G
+//  -------------
+//
+// This file is not part of the BamTools API.  It exists purely as an
+// implementation detail.  This header file may change from version to
+// version without notice, or even be removed.
+//
+// We mean it.
+
+#include <api/BamAux.h>
+#include <api/BGZF.h>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+namespace BamTools {
+namespace Internal {
+
+class BamWriterPrivate {
+
+    // ctor & dtor
+    public:
+       BamWriterPrivate(void);
+       ~BamWriterPrivate(void);
+
+    // "public" interface to BamWriter
+    public:
+       void Close(void);
+       bool Open(const std::string& filename,
+                 const std::string& samHeader,
+                 const BamTools::RefVector& referenceSequences,
+                 bool isWriteUncompressed);
+       void SaveAlignment(const BamAlignment& al);
+
+    // internal methods
+    public:
+       const unsigned int CalculateMinimumBin(const int begin, int end) const;
+       void CreatePackedCigar(const std::vector<BamTools::CigarOp>& cigarOperations, std::string& packedCigar);
+       void EncodeQuerySequence(const std::string& query, std::string& encodedQuery);
+
+    // data members
+    public:
+       BgzfData mBGZF;
+       bool IsBigEndian;
+};
+
+} // namespace Internal
+} // namespace BamTools
+
+#endif // BAMWRITER_P_H