]> git.donarmstrong.com Git - samtools.git/blobdiff - bcftools/call1.c
bcftools: compute equal-tail (Bayesian) credible interval
[samtools.git] / bcftools / call1.c
index c722b355afd8752031044ef63f98e9eef7c2876e..5a5c1cd1aba3e1c7e15a00638ee468186d052a52 100644 (file)
@@ -13,7 +13,6 @@ KHASH_SET_INIT_INT64(set64)
 #include "kseq.h"
 KSTREAM_INIT(gzFile, gzread, 16384)
 
-#define VC_NO_PL   1
 #define VC_NO_GENO 2
 #define VC_BCFOUT  4
 #define VC_CALL    8
@@ -21,6 +20,11 @@ KSTREAM_INIT(gzFile, gzread, 16384)
 #define VC_VCFIN   32
 #define VC_UNCOMP  64
 #define VC_HWE     128
+#define VC_KEEPALT 256
+#define VC_ACGT_ONLY 512
+#define VC_QCALL   1024
+#define VC_CALL_GT 2048
+#define VC_ADJLD   4096
 
 typedef struct {
        int flag, prior_type, n1;
@@ -130,7 +134,7 @@ static int test16(bcf1_t *b, anno16_t *a)
        return test16_core(anno, a);
 }
 
-static void rm_info(int n_smpl, bcf1_t *b, const char *key)
+static void rm_info(bcf1_t *b, const char *key)
 {
        char *p, *q;
        if ((p = strstr(b->info, key)) == 0) return;
@@ -138,10 +142,10 @@ static void rm_info(int n_smpl, bcf1_t *b, const char *key)
        if (p > b->info && *(p-1) == ';') --p;
        memmove(p, q, b->l_str - (q - b->str));
        b->l_str -= q - p;
-       bcf_sync(n_smpl, b);
+       bcf_sync(b);
 }
 
-static int update_bcf1(int n_smpl, bcf1_t *b, const bcf_p1aux_t *pa, const bcf_p1rst_t *pr, double pref)
+static int update_bcf1(int n_smpl, bcf1_t *b, const bcf_p1aux_t *pa, const bcf_p1rst_t *pr, double pref, int flag)
 {
        kstring_t s;
        int is_var = (pr->p_ref < pref);
@@ -150,35 +154,54 @@ static int update_bcf1(int n_smpl, bcf1_t *b, const bcf_p1aux_t *pa, const bcf_p
 
        p_hwe = pr->g[0] >= 0.? test_hwe(pr->g) : 1.0; // only do HWE g[] is calculated
        test16(b, &a);
-       rm_info(n_smpl, b, "I16=");
+       rm_info(b, "I16=");
 
        memset(&s, 0, sizeof(kstring_t));
        kputc('\0', &s); kputs(b->ref, &s); kputc('\0', &s);
-       if (is_var) {
-               kputs(b->alt, &s);
-       }
-       kputc('\0', &s); kputc('\0', &s);
+       kputs(b->alt, &s); kputc('\0', &s); kputc('\0', &s);
        kputs(b->info, &s);
        if (b->info[0]) kputc(';', &s);
-       ksprintf(&s, "AF1=%.3lf;AFE=%.3lf", 1.-pr->f_em, 1.-pr->f_exp);
+//     ksprintf(&s, "AF1=%.4lg;AFE=%.4lg;CI95=%.4lg,%.4lg", 1.-pr->f_em, 1.-pr->f_exp, pr->cil, pr->cih);
+       ksprintf(&s, "AF1=%.4lg;CI95=%.4lg,%.4lg", 1.-pr->f_em, pr->cil, pr->cih);
        ksprintf(&s, ";DP4=%d,%d,%d,%d;MQ=%d", a.d[0], a.d[1], a.d[2], a.d[3], a.mq);
-       if (a.is_tested) ksprintf(&s, ";PV4=%.2lg,%.2lg,%.2lg,%.2lg", a.p[0], a.p[1], a.p[2], a.p[3]);
+       if (a.is_tested) {
+               if (pr->pc[0] >= 0.) ksprintf(&s, ";PC4=%lg,%lg,%lg,%lg", pr->pc[0], pr->pc[1], pr->pc[2], pr->pc[3]);
+               ksprintf(&s, ";PV4=%.2lg,%.2lg,%.2lg,%.2lg", a.p[0], a.p[1], a.p[2], a.p[3]);
+       }
        if (pr->g[0] >= 0. && p_hwe <= .2)
                ksprintf(&s, ";GC=%.2lf,%.2lf,%.2lf;HWE=%.3lf", pr->g[2], pr->g[1], pr->g[0], p_hwe);
        kputc('\0', &s);
        kputs(b->fmt, &s); kputc('\0', &s);
        free(b->str);
        b->m_str = s.m; b->l_str = s.l; b->str = s.s;
-       b->qual = r < 1e-100? 99 : -3.434 * log(r);
+       b->qual = r < 1e-100? 99 : -4.343 * log(r);
        if (b->qual > 99) b->qual = 99;
-       bcf_sync(n_smpl, b);
+       bcf_sync(b);
+       if (!is_var) bcf_shrink_alt(b, 1);
+       else if (!(flag&VC_KEEPALT))
+               bcf_shrink_alt(b, pr->rank0 < 2? 2 : pr->rank0+1);
+       if (is_var && (flag&VC_CALL_GT)) { // call individual genotype
+               int i, x, old_n_gi = b->n_gi;
+               s.m = b->m_str; s.l = b->l_str - 1; s.s = b->str;
+               kputs(":GT:GQ", &s); kputc('\0', &s);
+               b->m_str = s.m; b->l_str = s.l; b->str = s.s;
+               bcf_sync(b);
+               for (i = 0; i < b->n_smpl; ++i) {
+                       x = bcf_p1_call_gt(pa, pr->f_em, i);
+                       ((uint8_t*)b->gi[old_n_gi].data)[i] = (x&3) == 0? 1<<3|1 : (x&3) == 1? 1 : 0;
+                       ((uint8_t*)b->gi[old_n_gi+1].data)[i] = x>>2;
+               }
+       }
        return is_var;
 }
 
+double bcf_ld_freq(const bcf1_t *b0, const bcf1_t *b1, double f[4]);
+
 int bcfview(int argc, char *argv[])
 {
+       extern int bcf_2qcall(bcf_hdr_t *h, bcf1_t *b);
        bcf_t *bp, *bout = 0;
-       bcf1_t *b;
+       bcf1_t *b, *blast;
        int c;
        uint64_t n_processed = 0;
        viewconf_t vc;
@@ -190,21 +213,25 @@ int bcfview(int argc, char *argv[])
 
        tid = begin = end = -1;
        memset(&vc, 0, sizeof(viewconf_t));
-       vc.prior_type = vc.n1 = -1; vc.theta = 1e-3; vc.pref = 0.9;
-       while ((c = getopt(argc, argv, "1:l:cHGvLbSuP:t:p:")) >= 0) {
+       vc.prior_type = vc.n1 = -1; vc.theta = 1e-3; vc.pref = 0.5;
+       while ((c = getopt(argc, argv, "N1:l:cHAGvbSuP:t:p:QgL")) >= 0) {
                switch (c) {
                case '1': vc.n1 = atoi(optarg); break;
                case 'l': vc.fn_list = strdup(optarg); break;
+               case 'N': vc.flag |= VC_ACGT_ONLY; break;
                case 'G': vc.flag |= VC_NO_GENO; break;
-               case 'L': vc.flag |= VC_NO_PL; break;
+               case 'A': vc.flag |= VC_KEEPALT; break;
                case 'b': vc.flag |= VC_BCFOUT; break;
                case 'S': vc.flag |= VC_VCFIN; break;
                case 'c': vc.flag |= VC_CALL; break;
-               case 'v': vc.flag |= VC_VARONLY; break;
+               case 'v': vc.flag |= VC_VARONLY | VC_CALL; break;
                case 'u': vc.flag |= VC_UNCOMP | VC_BCFOUT; break;
                case 'H': vc.flag |= VC_HWE; break;
+               case 'g': vc.flag |= VC_CALL_GT | VC_CALL; break;
                case 't': vc.theta = atof(optarg); break;
                case 'p': vc.pref = atof(optarg); break;
+               case 'Q': vc.flag |= VC_QCALL; break;
+               case 'L': vc.flag |= VC_ADJLD; break;
                case 'P':
                        if (strcmp(optarg, "full") == 0) vc.prior_type = MC_PTYPE_FULL;
                        else if (strcmp(optarg, "cond2") == 0) vc.prior_type = MC_PTYPE_COND2;
@@ -217,13 +244,18 @@ int bcfview(int argc, char *argv[])
                fprintf(stderr, "\n");
                fprintf(stderr, "Usage:   bcftools view [options] <in.bcf> [reg]\n\n");
                fprintf(stderr, "Options: -c        SNP calling\n");
+               fprintf(stderr, "         -v        output potential variant sites only (force -c)\n");
+               fprintf(stderr, "         -g        call genotypes at variant sites (force -c)\n");
                fprintf(stderr, "         -b        output BCF instead of VCF\n");
-               fprintf(stderr, "         -u        uncompressed BCF output\n");
+               fprintf(stderr, "         -u        uncompressed BCF output (force -b)\n");
                fprintf(stderr, "         -S        input is VCF\n");
+               fprintf(stderr, "         -A        keep all possible alternate alleles at variant sites\n");
                fprintf(stderr, "         -G        suppress all individual genotype information\n");
-               fprintf(stderr, "         -L        discard the PL genotype field\n");
                fprintf(stderr, "         -H        perform Hardy-Weinberg test (slower)\n");
-               fprintf(stderr, "         -v        output potential variant sites only\n");
+               fprintf(stderr, "         -N        skip sites where REF is not A/C/G/T\n");
+               fprintf(stderr, "         -Q        output the QCALL likelihood format\n");
+               fprintf(stderr, "         -L        calculate LD for adjacent sites\n");
+               fprintf(stderr, "         -1 INT    number of group-1 samples [0]\n");
                fprintf(stderr, "         -l FILE   list of sites to output [all sites]\n");
                fprintf(stderr, "         -t FLOAT  scaled mutation rate [%.4lg]\n", vc.theta);
                fprintf(stderr, "         -p FLOAT  variant if P(ref|D)<FLOAT [%.3lg]\n", vc.pref);
@@ -233,6 +265,7 @@ int bcfview(int argc, char *argv[])
        }
 
        b = calloc(1, sizeof(bcf1_t));
+       blast = calloc(1, sizeof(bcf1_t));
        strcpy(moder, "r");
        if (!(vc.flag & VC_VCFIN)) strcat(moder, "b");
        strcpy(modew, "w");
@@ -241,7 +274,7 @@ int bcfview(int argc, char *argv[])
        bp = vcf_open(argv[optind], moder);
        h = vcf_hdr_read(bp);
        bout = vcf_open("-", modew);
-       vcf_hdr_write(bout, h);
+       if (!(vc.flag & VC_QCALL)) vcf_hdr_write(bout, h);
        if (vc.flag & VC_CALL) {
                p1 = bcf_p1_init(h->n_smpl);
                if (vc.prior_file) {
@@ -250,7 +283,10 @@ int bcfview(int argc, char *argv[])
                                return 1;
                        }
                } else bcf_p1_init_prior(p1, vc.prior_type, vc.theta);
-               if (vc.n1 > 0) bcf_p1_set_n1(p1, vc.n1);
+               if (vc.n1 > 0) {
+                       bcf_p1_set_n1(p1, vc.n1);
+                       bcf_p1_init_subprior(p1, vc.prior_type, vc.theta);
+               }
        }
        if (vc.fn_list) hash = bcf_load_pos(vc.fn_list, h);
        if (optind + 1 < argc && !(vc.flag&VC_VCFIN)) {
@@ -260,17 +296,29 @@ int bcfview(int argc, char *argv[])
                        idx = bcf_idx_load(argv[optind]);
                        if (idx) {
                                uint64_t off;
-                               off = bcf_idx_query(idx, tid, begin, end);
+                               off = bcf_idx_query(idx, tid, begin);
+                               if (off == 0) {
+                                       fprintf(stderr, "[%s] no records in the query region.\n", __func__);
+                                       return 1; // FIXME: a lot of memory leaks...
+                               }
                                bgzf_seek(bp->fp, off, SEEK_SET);
                                bcf_idx_destroy(idx);
                        }
                }
        }
        while (vcf_read(bp, h, b) > 0) {
+               if (vc.flag & VC_ACGT_ONLY) {
+                       int x;
+                       if (b->ref[0] == 0 || b->ref[1] != 0) continue;
+                       x = toupper(b->ref[0]);
+                       if (x != 'A' && x != 'C' && x != 'G' && x != 'T') continue;
+               }
                if (hash) {
                        uint64_t x = (uint64_t)b->tid<<32 | b->pos;
                        khint_t k = kh_get(set64, hash, x);
+                       if (kh_size(hash) == 0) break;
                        if (k == kh_end(hash)) continue;
+                       kh_del(set64, hash, k);
                }
                if (tid >= 0) {
                        int l = strlen(b->ref);
@@ -278,29 +326,48 @@ int bcfview(int argc, char *argv[])
                        if (b->tid != tid || b->pos >= end) break;
                        if (!(l > begin && end > b->pos)) continue;
                }
-               if (vc.flag & VC_CALL) {
+               ++n_processed;
+               if (vc.flag & VC_QCALL) { // output QCALL format; STOP here
+                       bcf_2qcall(h, b);
+                       continue;
+               }
+               if (vc.flag & (VC_CALL|VC_ADJLD)) bcf_gl2pl(b);
+               if (vc.flag & VC_CALL) { // call variants
                        bcf_p1rst_t pr;
                        bcf_p1_cal(b, p1, &pr); // pr.g[3] is not calculated here
                        if (vc.flag&VC_HWE) bcf_p1_cal_g3(p1, pr.g);
-                       if ((n_processed + 1) % 50000 == 0) bcf_p1_dump_afs(p1);
+                       if (n_processed % 100000 == 0) {
+                               fprintf(stderr, "[%s] %ld sites processed.\n", __func__, (long)n_processed);
+                               bcf_p1_dump_afs(p1);
+                       }
                        if (pr.p_ref >= vc.pref && (vc.flag & VC_VARONLY)) continue;
-                       update_bcf1(h->n_smpl, b, p1, &pr, vc.pref);
+                       update_bcf1(h->n_smpl, b, p1, &pr, vc.pref, vc.flag);
                }
-               if (vc.flag & VC_NO_GENO) {
+               if (vc.flag & VC_ADJLD) { // compute LD
+                       double f[4], r2;
+                       if ((r2 = bcf_ld_freq(blast, b, f)) >= 0) {
+                               kstring_t s;
+                               s.m = s.l = 0; s.s = 0;
+                               if (*b->info) kputc(';', &s);
+                               ksprintf(&s, "NEIR=%.3lf;NEIF=%.3lf,%.3lf", r2, f[0]+f[2], f[0]+f[1]);
+                               bcf_append_info(b, s.s, s.l);
+                               free(s.s);
+                       }
+                       bcf_cpy(blast, b);
+               }
+               if (vc.flag & VC_NO_GENO) { // do not output GENO fields
                        b->n_gi = 0;
                        b->fmt[0] = '\0';
                }
                vcf_write(bout, h, b);
-               ++n_processed;
        }
        if (vc.prior_file) free(vc.prior_file);
        if (vc.flag & VC_CALL) bcf_p1_dump_afs(p1);
        bcf_hdr_destroy(h);
-       bcf_destroy(b);
+       bcf_destroy(b); bcf_destroy(blast);
        vcf_close(bp); vcf_close(bout);
        if (hash) kh_destroy(set64, hash);
        if (vc.fn_list) free(vc.fn_list);
        if (p1) bcf_p1_destroy(p1);
        return 0;
 }
-