]> git.donarmstrong.com Git - bamtools.git/commitdiff
Continued breaking up of monolithic classes: extracted BamStandardIndex & BamToolsInd...
authorderek <derekwbarnett@gmail.com>
Fri, 19 Nov 2010 20:52:04 +0000 (15:52 -0500)
committerderek <derekwbarnett@gmail.com>
Fri, 19 Nov 2010 20:52:04 +0000 (15:52 -0500)
src/api/BamIndex.cpp
src/api/BamIndex.h
src/api/BamReader_p.cpp
src/api/BamStandardIndex.cpp [new file with mode: 0644]
src/api/BamStandardIndex.h [new file with mode: 0644]
src/api/BamToolsIndex.cpp [new file with mode: 0644]
src/api/BamToolsIndex.h [new file with mode: 0644]
src/api/BamWriter_p.cpp
src/api/CMakeLists.txt

index ae5a463fbd617cdf8f5165a86c78c4d369004559..053f8e96e485fce057265789d86a510ac922f8a2 100644 (file)
 #include <api/BamIndex.h>
 #include <api/BamReader.h>
 #include <api/BGZF.h>
+#include <api/BamStandardIndex.h>
+#include <api/BamToolsIndex.h>
 using namespace BamTools;
+using namespace BamTools::Internal;
 
 #include <cstdio>
 #include <cstdlib>
@@ -22,6 +25,65 @@ using namespace BamTools;
 #include <map>
 using namespace std;
 
+// --------------------------------------------------
+// BamIndex factory methods
+
+// returns index based on BAM filename 'stub'
+// checks first for preferred type, returns that type if found
+// (if not found, attmempts to load other type(s), returns 0 if NONE found)
+//
+// ** default preferred type is BamToolsIndex ** use this anytime it exists
+BamIndex* BamIndex::FromBamFilename(const std::string& bamFilename,
+                                   BamTools::BgzfData* bgzf,
+                                   BamTools::BamReader* reader,
+                                   const BamIndex::PreferredIndexType& type)
+{
+    // ---------------------------------------------------
+    // attempt to load preferred type first
+
+    const std::string bamtoolsIndexFilename = bamFilename + ".bti";
+    const bool bamtoolsIndexExists = BamTools::FileExists(bamtoolsIndexFilename);
+    if ( (type == BamIndex::BAMTOOLS) && bamtoolsIndexExists )
+       return new BamToolsIndex(bgzf, reader);
+
+    const std::string standardIndexFilename = bamFilename + ".bai";
+    const bool standardIndexExists = BamTools::FileExists(standardIndexFilename);
+    if ( (type == BamIndex::STANDARD) && standardIndexExists )
+       return new BamStandardIndex(bgzf, reader);
+
+    // ----------------------------------------------------
+    // preferred type could not be found, try other (non-preferred) types
+    // if none found, return 0
+
+    if ( bamtoolsIndexExists ) return new BamToolsIndex(bgzf, reader);
+    if ( standardIndexExists ) return new BamStandardIndex(bgzf, reader);
+    return 0;
+}
+
+// returns index based on explicitly named index file (or 0 if not found)
+BamIndex* BamIndex::FromIndexFilename(const std::string&   indexFilename,
+                                     BamTools::BgzfData*  bgzf,
+                                     BamTools::BamReader* reader)
+{
+    // see if specified file exists
+    const bool indexExists = BamTools::FileExists(indexFilename);
+    if ( !indexExists ) return 0;
+
+    const std::string bamtoolsIndexExtension(".bti");
+    const std::string standardIndexExtension(".bai");
+
+    // if has bamtoolsIndexExtension
+    if ( indexFilename.find(bamtoolsIndexExtension) == (indexFilename.length() - bamtoolsIndexExtension.length()) )
+       return new BamToolsIndex(bgzf, reader);
+
+     // if has standardIndexExtension
+    if ( indexFilename.find(standardIndexExtension) == (indexFilename.length() - standardIndexExtension.length()) )
+       return new BamStandardIndex(bgzf, reader);
+
+    // otherwise, unsupported file type
+    return 0;
+}
+
 // -------------------------------
 // BamIndex implementation
 
@@ -166,1870 +228,3 @@ bool BamIndex::Write(const string& bamFilename) {
     // return success/failure of write
     return true;
 }
-
-// #########################################################################################
-// #########################################################################################
-
-// -------------------------------
-// BamStandardIndex structs & typedefs 
-namespace BamTools { 
-
-// 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)
-    { }
-};
-
-bool ChunkLessThan(const Chunk& lhs, const Chunk& rhs) {
-    return lhs.Start < rhs.Start;
-}
-
-typedef vector<Chunk> ChunkVector;
-typedef map<uint32_t, ChunkVector> BamBinMap;
-typedef 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 map<int32_t, ReferenceIndex> BamStandardIndexData;
-
-} // namespace BamTools
-// -------------------------------
-// BamStandardIndexPrivate implementation
-  
-struct BamStandardIndex::BamStandardIndexPrivate { 
-  
-    // parent object
-    BamStandardIndex* m_parent;
-    
-    // data members
-    BamStandardIndexData m_indexData;
-    off_t m_dataBeginOffset;
-    bool  m_hasFullDataCache;
-    bool  m_isBigEndian;
-
-    // ctor & dtor    
-    BamStandardIndexPrivate(BamStandardIndex* parent);
-    ~BamStandardIndexPrivate(void);
-    
-    // parent interface methods
-    public:
-
-        // creates index data (in-memory) from current reader data
-        bool Build(void);
-        // clear all current index offset data in memory
-        void ClearAllData(void);
-        // return file position after header metadata
-        const off_t DataBeginOffset(void) const;
-        // returns whether reference has alignments or no
-        bool HasAlignments(const int& referenceID) const;
-        // return true if all index data is cached
-        bool HasFullDataCache(void) const;
-        // attempts to use index to jump to region; returns success/fail
-        bool Jump(const BamTools::BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion);
-        // clears index data from all references except the first reference
-        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 header to new index file
-        bool WriteHeader(void);
-        // write index data for all references to new index file
-        bool WriteAllReferences(void);
-    
-    // internal methods
-    private:
-
-        // -----------------------
-        // 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[BamTools::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,
-                        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);
-
-};
-
-BamStandardIndex::BamStandardIndexPrivate::BamStandardIndexPrivate(BamStandardIndex* parent)
-    : m_parent(parent)
-    , m_dataBeginOffset(0)
-    , m_hasFullDataCache(false)
-{
-    m_isBigEndian = BamTools::SystemIsBigEndian();
-}
-
-BamStandardIndex::BamStandardIndexPrivate::~BamStandardIndexPrivate(void) {
-    ClearAllData();
-}
-
-// calculate bins that overlap region
-int BamStandardIndex::BamStandardIndexPrivate::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_parent->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::BamStandardIndexPrivate::Build(void) { 
-  
-    // localize parent data
-    if ( m_parent == 0 ) return false;
-    BamReader* reader = m_parent->m_reader;
-    BgzfData*  mBGZF  = m_parent->m_BGZF;
-  
-    // be sure reader & BGZF file are valid & open for reading
-    if ( reader == 0 || mBGZF == 0 || !mBGZF->IsOpen ) 
-        return false;
-
-    // move file pointer to beginning of alignments
-    reader->Rewind();
-
-    // get reference count, reserve index space
-    const int numReferences = (int)m_parent->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 = mBGZF->Tell();
-    uint64_t lastOffset = saveOffset;
-
-    // coordinate data
-    int32_t lastCoordinate = defaultValue;
-
-    BamAlignment bAlignment;
-    while ( 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 ( mBGZF->Tell() <= (int64_t)lastOffset ) {
-            fprintf(stderr, "Error in BGZF offsets.\n");
-            exit(1);
-        }
-
-        // update lastOffset
-        lastOffset = mBGZF->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 reader->Rewind();
-}
-
-// check index file magic number, return true if OK
-bool BamStandardIndex::BamStandardIndexPrivate::CheckMagicNumber(void) {
-
-    // read in magic number
-    char magic[4];
-    size_t elementsRead = fread(magic, sizeof(char), 4, m_parent->m_indexStream);
-
-    // compare to expected value
-    if ( strncmp(magic, "BAI\1", 4) != 0 ) {
-        fprintf(stderr, "Problem with index file - invalid format.\n");
-        fclose(m_parent->m_indexStream);
-        return false;
-    }
-
-    // return success/failure of load
-    return (elementsRead == 4);
-}
-
-// clear all current index offset data in memory
-void BamStandardIndex::BamStandardIndexPrivate::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::BamStandardIndexPrivate::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::BamStandardIndexPrivate::DataBeginOffset(void) const {
-    return m_dataBeginOffset;
-}
-
-// calculates offset(s) for a given region
-bool BamStandardIndex::BamStandardIndexPrivate::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_parent->m_cacheMode == BamIndex::NoIndexCaching )
-        ClearReferenceOffsets(region.LeftRefID);
-
-    // return succes
-    return true;
-}
-
-// returns whether reference has alignments or no
-bool BamStandardIndex::BamStandardIndexPrivate::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::BamStandardIndexPrivate::HasFullDataCache(void) const {
-    return m_hasFullDataCache;
-}
-
-// returns true if index cache has data for desired reference
-bool BamStandardIndex::BamStandardIndexPrivate::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::BamStandardIndexPrivate::Jump(const BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion) {
-  
-    // localize parent data
-    if ( m_parent == 0 ) return false;
-    BamReader* reader     = m_parent->m_reader;
-    BgzfData*  mBGZF      = m_parent->m_BGZF;
-    RefVector& references = m_parent->m_references;
-  
-    // be sure reader & BGZF file are valid & open for reading
-    if ( reader == 0 || mBGZF == 0 || !mBGZF->IsOpen ) 
-        return false;
-    
-    // make sure left-bound position is valid
-    if ( region.LeftPosition > 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 &= mBGZF->Seek(*o);
-        *hasAlignmentsInRegion = 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 mBGZF->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::BamStandardIndexPrivate::KeepOnlyFirstReferenceOffsets(void) {
-    BamStandardIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
-    KeepOnlyReferenceOffsets((*indexBegin).first);
-}
-
-// clears index data from all references except the one specified
-void BamStandardIndex::BamStandardIndexPrivate::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::BamStandardIndexPrivate::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::BamStandardIndexPrivate::LoadHeader(void) {
-
-    bool loadedOk = CheckMagicNumber();
-
-    // store offset of beginning of data
-    m_dataBeginOffset = ftell64(m_parent->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::BamStandardIndexPrivate::LoadBin(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData) {
-
-    size_t elementsRead = 0;
-
-    // get bin ID
-    uint32_t binId;
-    elementsRead += fread(&binId, sizeof(binId), 1, m_parent->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::BamStandardIndexPrivate::LoadBins(ReferenceIndex& refEntry, bool saveData) {
-
-    size_t elementsRead = 0;
-
-    // get number of bins
-    int32_t numBins;
-    elementsRead += fread(&numBins, sizeof(numBins), 1, m_parent->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::BamStandardIndexPrivate::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_parent->m_indexStream);
-    elementsRead += fread(&stop,  sizeof(stop),  1, m_parent->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::BamStandardIndexPrivate::LoadChunks(ChunkVector& chunks, bool saveData) {
-
-    size_t elementsRead = 0;
-
-    // read in number of chunks
-    uint32_t numChunks;
-    elementsRead += fread(&numChunks, sizeof(numChunks), 1, m_parent->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::BamStandardIndexPrivate::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_parent->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_parent->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::BamStandardIndexPrivate::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::BamStandardIndexPrivate::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::BamStandardIndexPrivate::LoadReferenceCount(int& numReferences) {
-
-    size_t elementsRead = 0;
-
-    // read reference count
-    elementsRead += fread(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_parent->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::BamStandardIndexPrivate::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::BamStandardIndexPrivate::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::BamStandardIndexPrivate::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::BamStandardIndexPrivate::SetReferenceCount(const int& count) {
-    for ( int i = 0; i < count; ++i )
-        m_indexData[i].HasAlignments = false;
-}
-
-bool BamStandardIndex::BamStandardIndexPrivate::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::BamStandardIndexPrivate::SkipToReference(const int& refId) {
-
-    // attempt rewind
-    if ( !m_parent->Rewind() ) return false;
-
-    // read in number of references
-    uint32_t numReferences;
-    size_t elementsRead = fread(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_parent->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::BamStandardIndexPrivate::WriteHeader(void) {
-
-    size_t elementsWritten = 0;
-
-    // write magic number
-    elementsWritten += fwrite("BAI\1", sizeof(char), 4, m_parent->m_indexStream);
-
-    // store offset of beginning of data
-    m_dataBeginOffset = ftell64(m_parent->m_indexStream);
-
-    // return success/failure of write
-    return (elementsWritten == 4);
-}
-
-// write index data for all references to new index file
-bool BamStandardIndex::BamStandardIndexPrivate::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_parent->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::BamStandardIndexPrivate::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_parent->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::BamStandardIndexPrivate::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_parent->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::BamStandardIndexPrivate::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_parent->m_indexStream);
-    elementsWritten += fwrite(&stop,  sizeof(stop),  1, m_parent->m_indexStream);
-
-    // return success/failure of write
-    return ( elementsWritten == 2 );
-}
-
-// write index data for chunk entry to new index file
-bool BamStandardIndex::BamStandardIndexPrivate::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_parent->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::BamStandardIndexPrivate::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_parent->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_parent->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::BamStandardIndexPrivate::WriteReference(const ReferenceIndex& refEntry) {
-    bool refOk = true;
-    refOk &= WriteBins(refEntry.Bins);
-    refOk &= WriteLinearOffsets(refEntry.Offsets);
-    return refOk;
-}
-
-// ---------------------------------------------------------------
-// BamStandardIndex implementation
-BamStandardIndex::BamStandardIndex(BgzfData* bgzf, BamReader* reader)
-    : BamIndex(bgzf, reader)
-{
-    d = new BamStandardIndexPrivate(this);
-}    
-
-BamStandardIndex::~BamStandardIndex(void) {
-    delete d;
-    d = 0;
-}
-
-// BamIndex interface implementation
-bool BamStandardIndex::Build(void) { return d->Build(); }
-void BamStandardIndex::ClearAllData(void) { d->ClearAllData(); }
-const off_t BamStandardIndex::DataBeginOffset(void) const { return d->DataBeginOffset(); }
-bool BamStandardIndex::HasAlignments(const int& referenceID) const { return d->HasAlignments(referenceID); }
-bool BamStandardIndex::HasFullDataCache(void) const { return d->HasFullDataCache(); }
-bool BamStandardIndex::Jump(const BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion) { return d->Jump(region, hasAlignmentsInRegion); }
-void BamStandardIndex::KeepOnlyFirstReferenceOffsets(void) { d->KeepOnlyFirstReferenceOffsets(); }
-bool BamStandardIndex::LoadAllReferences(bool saveData) { return d->LoadAllReferences(saveData); }
-bool BamStandardIndex::LoadFirstReference(bool saveData) { return d->LoadFirstReference(saveData); }
-bool BamStandardIndex::LoadHeader(void) { return d->LoadHeader(); }
-bool BamStandardIndex::SkipToFirstReference(void) { return d->SkipToFirstReference(); }
-bool BamStandardIndex::WriteAllReferences(void) { return d->WriteAllReferences(); }
-bool BamStandardIndex::WriteHeader(void) { return d->WriteHeader(); }
-
-// #########################################################################################
-// #########################################################################################
-
-// ---------------------------------------------------
-// BamToolsIndex structs & typedefs
-
-namespace BamTools {
-  
-// 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;
-    vector<BamToolsIndexEntry> Offsets;
-
-    // ctor
-    BamToolsReferenceEntry(void)
-        : HasAlignments(false)
-    { }
-};
-
-// the actual index data structure
-typedef map<int, BamToolsReferenceEntry> BamToolsIndexData;
-  
-} // namespace BamTools
-
-// ---------------------------------------------------
-// BamToolsIndexPrivate implementation
-
-struct BamToolsIndex::BamToolsIndexPrivate {
-    
-    // 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
-                 };  
-  
-    // parent object
-    BamToolsIndex* m_parent;
-    
-    // data members
-    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;
-    
-    // ctor & dtor    
-    BamToolsIndexPrivate(BamToolsIndex* parent);
-    ~BamToolsIndexPrivate(void);
-    
-    // parent interface methods
-    public:
-
-        // creates index data (in-memory) from current reader data
-        bool Build(void);
-        // clear all current index offset data in memory
-        void ClearAllData(void);
-        // return file position after header metadata
-        const off_t DataBeginOffset(void) const;
-        // returns whether reference has alignments or no
-        bool HasAlignments(const int& referenceID) const;
-        // return true if all index data is cached
-        bool HasFullDataCache(void) const;
-        // attempts to use index to jump to region; returns success/fail
-        bool Jump(const BamTools::BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion);
-        // 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 desired reference begin, return true if skipped OK
-        bool SkipToFirstReference(void);
-        // write header to new index file
-        bool WriteHeader(void);
-        // write index data for all references to new index file
-        bool WriteAllReferences(void);
-    
-    // internal methods
-    private:
-
-        // -----------------------
-        // 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);
-};
-
-// ctor
-BamToolsIndex::BamToolsIndexPrivate::BamToolsIndexPrivate(BamToolsIndex* parent)
-    : m_parent(parent)
-    , 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::BamToolsIndexPrivate::~BamToolsIndexPrivate(void) {
-    ClearAllData();
-}
-
-// creates index data (in-memory) from current reader data
-bool BamToolsIndex::BamToolsIndexPrivate::Build(void) { 
-  
-    // localize parent data
-    if ( m_parent == 0 ) return false;
-    BamReader* reader = m_parent->m_reader;
-    BgzfData*  mBGZF  = m_parent->m_BGZF;
-  
-    // be sure reader & BGZF file are valid & open for reading
-    if ( reader == 0 || mBGZF == 0 || !mBGZF->IsOpen ) 
-        return false;
-
-    // move file pointer to beginning of alignments
-    if ( !reader->Rewind() ) return false;
-    
-    // initialize index data structure with space for all references
-    const int numReferences = (int)m_parent->m_references.size();
-    m_indexData.clear();
-    m_hasFullDataCache = false;
-    SetReferenceCount(numReferences);
-
-    // set up counters and markers
-    int32_t currentBlockCount      = 0;
-    int64_t currentAlignmentOffset = mBGZF->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 ( 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  = mBGZF->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 = mBGZF->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 reader->Rewind();
-}
-
-// check index file magic number, return true if OK
-bool BamToolsIndex::BamToolsIndexPrivate::CheckMagicNumber(void) {
-
-    // see if index is valid BAM index
-    char magic[4];
-    size_t elementsRead = fread(magic, 1, 4, m_parent->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::BamToolsIndexPrivate::CheckVersion(void) {
-
-    // read version from file
-    size_t elementsRead = fread(&m_inputVersion, sizeof(m_inputVersion), 1, m_parent->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::BamToolsIndexPrivate::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::BamToolsIndexPrivate::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::BamToolsIndexPrivate::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::BamToolsIndexPrivate::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_parent->m_cacheMode == BamIndex::NoIndexCaching )
-        ClearReferenceOffsets(region.LeftRefID);
-
-    // return success
-    return true; 
-}
-
-// returns whether reference has alignments or no
-bool BamToolsIndex::BamToolsIndexPrivate::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::BamToolsIndexPrivate::HasFullDataCache(void) const {
-    return m_hasFullDataCache;
-}
-
-// returns true if index cache has data for desired reference
-bool BamToolsIndex::BamToolsIndexPrivate::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::BamToolsIndexPrivate::Jump(const BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion) {
-  
-    // clear flag
-    *hasAlignmentsInRegion = false;
-  
-    // localize parent data
-    if ( m_parent == 0 ) return false;
-    BamReader* reader     = m_parent->m_reader;
-    BgzfData*  mBGZF      = m_parent->m_BGZF;
-    RefVector& references = m_parent->m_references;
-  
-    // check valid BamReader state
-    if ( reader == 0 || mBGZF == 0 || !reader->IsOpen() ) {
-        fprintf(stderr, "ERROR: Could not jump: invalid BamReader state.\n");
-        return false;
-    }
-  
-    // make sure left-bound position is valid
-    if ( region.LeftPosition > 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 mBGZF->Seek(offset);    
-}
-
-// clears index data from all references except the first
-void BamToolsIndex::BamToolsIndexPrivate::KeepOnlyFirstReferenceOffsets(void) {
-    BamToolsIndexData::const_iterator indexBegin = m_indexData.begin();
-    KeepOnlyReferenceOffsets( (*indexBegin).first );
-}
-
-// clears index data from all references except the one specified
-void BamToolsIndex::BamToolsIndexPrivate::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::BamToolsIndexPrivate::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::BamToolsIndexPrivate::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_parent->m_indexStream);
-    if ( elementsRead != 1 ) return false;
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(m_blockSize);
-
-    // store offset of beginning of data
-    m_dataBeginOffset = ftell64(m_parent->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::BamToolsIndexPrivate::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_parent->m_indexStream);
-    elementsRead += fread(&entry.StartOffset,    sizeof(entry.StartOffset),    1, m_parent->m_indexStream);
-    elementsRead += fread(&entry.StartPosition,  sizeof(entry.StartPosition),  1, m_parent->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::BamToolsIndexPrivate::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::BamToolsIndexPrivate::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_parent->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::BamToolsIndexPrivate::LoadReferenceCount(int& numReferences) {
-
-    size_t elementsRead = 0;
-
-    // read reference count
-    elementsRead += fread(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_parent->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::BamToolsIndexPrivate::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::BamToolsIndexPrivate::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::BamToolsIndexPrivate::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::BamToolsIndexPrivate::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::BamToolsIndexPrivate::SkipToReference(const int& refId) {
-
-    // attempt rewind
-    if ( !m_parent->Rewind() ) return false;
-
-    // read in number of references
-    int32_t numReferences;
-    size_t elementsRead = fread(&numReferences, sizeof(numReferences), 1, m_parent->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::BamToolsIndexPrivate::WriteHeader(void) {
-
-    size_t elementsWritten = 0;
-
-    // write BTI index format 'magic number'
-    elementsWritten += fwrite("BTI\1", 1, 4, m_parent->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_parent->m_indexStream);
-
-    // write block size
-    int32_t blockSize = m_blockSize;
-    if ( m_isBigEndian ) SwapEndian_32(blockSize);
-    elementsWritten += fwrite(&blockSize, sizeof(blockSize), 1, m_parent->m_indexStream);
-
-    // store offset of beginning of data
-    m_dataBeginOffset = ftell64(m_parent->m_indexStream);
-
-    // return success/failure of write
-    return ( elementsWritten == 6 );
-}
-
-// write index data for all references to new index file
-bool BamToolsIndex::BamToolsIndexPrivate::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_parent->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::BamToolsIndexPrivate::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_parent->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::BamToolsIndexPrivate::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_parent->m_indexStream);
-    elementsWritten += fwrite(&startOffset,    sizeof(startOffset),    1, m_parent->m_indexStream);
-    elementsWritten += fwrite(&startPosition,  sizeof(startPosition),  1, m_parent->m_indexStream);
-    return ( elementsWritten == 3 );
-}
-
-// ---------------------------------------------------
-// BamToolsIndex implementation
-
-BamToolsIndex::BamToolsIndex(BgzfData* bgzf, BamReader* reader)
-    : BamIndex(bgzf, reader)
-{ 
-    d = new BamToolsIndexPrivate(this);
-}    
-
-BamToolsIndex::~BamToolsIndex(void) { 
-    delete d;
-    d = 0;
-}
-
-// BamIndex interface implementation
-bool BamToolsIndex::Build(void) { return d->Build(); }
-void BamToolsIndex::ClearAllData(void) { d->ClearAllData(); }
-const off_t BamToolsIndex::DataBeginOffset(void) const { return d->DataBeginOffset(); }
-bool BamToolsIndex::HasAlignments(const int& referenceID) const { return d->HasAlignments(referenceID); }
-bool BamToolsIndex::HasFullDataCache(void) const { return d->HasFullDataCache(); }
-bool BamToolsIndex::Jump(const BamRegion& region, bool* hasAlignmentsInRegion) { return d->Jump(region, hasAlignmentsInRegion); }
-void BamToolsIndex::KeepOnlyFirstReferenceOffsets(void) { d->KeepOnlyFirstReferenceOffsets(); }
-bool BamToolsIndex::LoadAllReferences(bool saveData) { return d->LoadAllReferences(saveData); }
-bool BamToolsIndex::LoadFirstReference(bool saveData) { return d->LoadFirstReference(saveData); }
-bool BamToolsIndex::LoadHeader(void) { return d->LoadHeader(); }
-bool BamToolsIndex::SkipToFirstReference(void) { return d->SkipToFirstReference(); }
-bool BamToolsIndex::WriteAllReferences(void) { return d->WriteAllReferences(); }
-bool BamToolsIndex::WriteHeader(void) { return d->WriteHeader(); }
index d8447fa68311025825599aa96796ac66c1ee30cc..b54aace432cf839e326a894d091866ae0175e060 100644 (file)
@@ -3,10 +3,9 @@
 // Marth Lab, Department of Biology, Boston College
 // All rights reserved.
 // ---------------------------------------------------------------------------
-// Last modified: 20 October 2010 (DB)
+// Last modified: 19 November 2010 (DB)
 // ---------------------------------------------------------------------------
-// Provides index functionality - both for the standardized BAM index format
-// (".bai") as well as a BamTools-specific (nonstandard) index format (".bti").
+// Provides basic BAM index interface
 // ***************************************************************************
 
 #ifndef BAM_INDEX_H
@@ -22,7 +21,12 @@ namespace BamTools {
 
 class BamReader;
 class BgzfData;
-  
+
+namespace Internal {
+  class BamStandardIndex;
+  class BamToolsIndex;
+} // namespace Internal
+
 // --------------------------------------------------  
 // BamIndex base class
 class API_EXPORT BamIndex {
@@ -129,180 +133,12 @@ class API_EXPORT BamIndex {
         BamTools::RefVector  m_references;
         BamIndex::BamIndexCacheMode m_cacheMode;
         FILE* m_indexStream;
-};
-
-// --------------------------------------------------
-// BamStandardIndex class
-// 
-// implements standardized (per SAM/BAM spec) index file ops
-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);
-    protected:
-        // 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 implementation
-    private:
-        struct BamStandardIndexPrivate;
-        BamStandardIndexPrivate* d;
+    friend class Internal::BamStandardIndex;
+    friend class Internal::BamToolsIndex;
 };
 
-// --------------------------------------------------
-// BamToolsIndex class
-//
-// implements BamTools-specific index file ops
-class BamToolsIndex : public BamIndex {
-
-    // 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);
-    protected:
-        // 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 implementation
-    private:
-        struct BamToolsIndexPrivate;
-        BamToolsIndexPrivate* d;
-};
-
-// --------------------------------------------------
-// BamIndex factory methods
-
-// returns index based on BAM filename 'stub'
-// checks first for preferred type, returns that type if found
-// (if not found, attmempts to load other type(s), returns 0 if NONE found)
-//
-// ** default preferred type is BamToolsIndex ** use this anytime it exists
-inline
-BamIndex* BamIndex::FromBamFilename(const std::string& bamFilename, 
-                                    BamTools::BgzfData* bgzf, 
-                                    BamTools::BamReader* reader, 
-                                    const BamIndex::PreferredIndexType& type)
-{
-    // ---------------------------------------------------
-    // attempt to load preferred type first
-    
-    const std::string bamtoolsIndexFilename = bamFilename + ".bti";
-    const bool bamtoolsIndexExists = BamTools::FileExists(bamtoolsIndexFilename);
-    if ( (type == BamIndex::BAMTOOLS) && bamtoolsIndexExists )
-        return new BamToolsIndex(bgzf, reader);
-
-    const std::string standardIndexFilename = bamFilename + ".bai";
-    const bool standardIndexExists = BamTools::FileExists(standardIndexFilename);
-    if ( (type == BamIndex::STANDARD) && standardIndexExists ) 
-        return new BamStandardIndex(bgzf, reader);
-    
-    // ----------------------------------------------------
-    // preferred type could not be found, try other (non-preferred) types
-    // if none found, return 0
-    
-    if ( bamtoolsIndexExists ) return new BamToolsIndex(bgzf, reader);
-    if ( standardIndexExists ) return new BamStandardIndex(bgzf, reader);
-    return 0;
-}
-
-// returns index based on explicitly named index file (or 0 if not found)
-inline
-BamIndex* BamIndex::FromIndexFilename(const std::string&   indexFilename,
-                                      BamTools::BgzfData*  bgzf,
-                                      BamTools::BamReader* reader)
-{
-    // see if specified file exists
-    const bool indexExists = BamTools::FileExists(indexFilename);
-    if ( !indexExists ) return 0;
-  
-    const std::string bamtoolsIndexExtension(".bti");
-    const std::string standardIndexExtension(".bai");
-  
-    // if has bamtoolsIndexExtension
-    if ( indexFilename.find(bamtoolsIndexExtension) == (indexFilename.length() - bamtoolsIndexExtension.length()) )
-        return new BamToolsIndex(bgzf, reader);
-    
-     // if has standardIndexExtension
-    if ( indexFilename.find(standardIndexExtension) == (indexFilename.length() - standardIndexExtension.length()) )
-        return new BamStandardIndex(bgzf, reader);
-
-    // otherwise, unsupported file type
-    return 0;
-}
-
 } // namespace BamTools
 
 #endif // BAM_INDEX_H
index 65a49ed668dcbf7236d73492551f691f830723ca..792be2209bc9fdc8a6fc1ff0bed6480199dc0ded 100644 (file)
 
 #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;
 
diff --git a/src/api/BamStandardIndex.cpp b/src/api/BamStandardIndex.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..28db076
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,910 @@
+// ***************************************************************************
+// 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
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/BamToolsIndex.cpp b/src/api/BamToolsIndex.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..3bb314b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,577 @@
+// ***************************************************************************
+// 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
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
index ca9f76a30142d4dc0cbdc95cb3fec320185e3904..9887d568cb4ba6f3352f4b72dd75a28906ae408d 100644 (file)
@@ -15,7 +15,7 @@ using namespace BamTools::Internal;
 using namespace std;
 
 BamWriterPrivate::BamWriterPrivate(void) {
-  IsBigEndian = SystemIsBigEndian();
+    IsBigEndian = SystemIsBigEndian();
 }
 
 BamWriterPrivate::~BamWriterPrivate(void) {
index 092254b8a62be821f0d4e44591afa5a76be3b0b6..7c1b8ff3b1c317e9202c07c5825f34c4da448961 100644 (file)
@@ -18,6 +18,8 @@ add_library ( BamTools SHARED
               BamMultiReader.cpp
               BamReader.cpp
              BamReader_p.cpp
+             BamStandardIndex.cpp
+             BamToolsIndex.cpp
               BamWriter.cpp
              BamWriter_p.cpp
               BGZF.cpp