vcf2fasta.go

   1 package main
   2
   3 import (
   4         "bytes"
   5         "compress/gzip"
   6         "errors"
   7         "flag"
   8         "fmt"
   9         "io"
  10         "io/ioutil"
  11         "net/http"
  12         _ "net/http/pprof"
  13         "os"
  14         "os/exec"
  15         "path/filepath"
  16         "runtime"
  17         "sync"
  18
  19         "git.arvados.org/arvados.git/sdk/go/arvados"
  20         log "github.com/sirupsen/logrus"
  21 )
  22
  23 type vcf2fasta struct {
  24         refFile           string
  25         mask              bool
  26         gvcfRegionsPy     string
  27         gvcfRegionsPyData []byte
  28         projectUUID       string
  29         outputDir         string
  30         runLocal          bool
  31         vcpus             int
  32 }
  33
  34 func (cmd *vcf2fasta) RunCommand(prog string, args []string, stdin io.Reader, stdout, stderr io.Writer) int {
  35         var err error
  36         defer func() {
  37                 if err != nil {
  38                         fmt.Fprintf(stderr, "%s\n", err)
  39                 }
  40         }()
  41         flags := flag.NewFlagSet("", flag.ContinueOnError)
  42         flags.SetOutput(stderr)
  43         flags.StringVar(&cmd.refFile, "ref", "", "reference fasta `file`")
  44         flags.BoolVar(&cmd.mask, "mask", false, "mask uncalled regions (default: output hom ref)")
  45         flags.StringVar(&cmd.gvcfRegionsPy, "gvcf-regions.py", "https://raw.githubusercontent.com/lijiayong/gvcf_regions/master/gvcf_regions.py", "source of gvcf_regions.py")
  46         flags.StringVar(&cmd.projectUUID, "project", "", "project `UUID` for containers and output data")
  47         flags.StringVar(&cmd.outputDir, "output-dir", "", "output directory")
  48         flags.IntVar(&cmd.vcpus, "vcpus", 0, "number of VCPUs to request for arvados container (default: 2*number of input files, max 32)")
  49         flags.BoolVar(&cmd.runLocal, "local", false, "run on local host (default: run in an arvados container)")
  50         priority := flags.Int("priority", 500, "container request priority")
  51         pprof := flags.String("pprof", "", "serve Go profile data at http://`[addr]:port`")
  52         err = flags.Parse(args)
  53         if err == flag.ErrHelp {
  54                 err = nil
  55                 return 0
  56         } else if err != nil {
  57                 return 2
  58         } else if cmd.refFile == "" {
  59                 err = errors.New("reference data (-ref) not specified")
  60                 return 2
  61         } else if flags.NArg() == 0 {
  62                 flags.Usage()
  63                 return 2
  64         }
  65
  66         if *pprof != "" {
  67                 go func() {
  68                         log.Println(http.ListenAndServe(*pprof, nil))
  69                 }()
  70         }
  71
  72         if !cmd.runLocal {
  73                 if cmd.outputDir != "" {
  74                         err = errors.New("cannot specify output dir in non-local mode")
  75                         return 2
  76                 }
  77                 if cmd.vcpus < 1 {
  78                         var infiles []string
  79                         infiles, err = listInputFiles(flags.Args())
  80                         if err != nil {
  81                                 return 1
  82                         }
  83                         if cmd.vcpus = len(infiles) * 2; cmd.vcpus > 32 {
  84                                 cmd.vcpus = 32
  85                         }
  86                 }
  87                 runner := arvadosContainerRunner{
  88                         Name:        "lightning vcf2fasta",
  89                         Client:      arvados.NewClientFromEnv(),
  90                         ProjectUUID: cmd.projectUUID,
  91                         RAM:         2<<30 + int64(cmd.vcpus)<<28,
  92                         VCPUs:       cmd.vcpus,
  93                         Priority:    *priority,
  94                 }
  95                 err = runner.TranslatePaths(&cmd.refFile)
  96                 if err != nil {
  97                         return 1
  98                 }
  99                 inputs := flags.Args()
 100                 for i := range inputs {
 101                         err = runner.TranslatePaths(&inputs[i])
 102                         if err != nil {
 103                                 return 1
 104                         }
 105                 }
 106                 runner.Args = append([]string{"vcf2fasta", "-local=true", "-ref", cmd.refFile, fmt.Sprintf("-mask=%v", cmd.mask), "-gvcf-regions.py", cmd.gvcfRegionsPy, "-output-dir", "/mnt/output"}, inputs...)
 107                 var output string
 108                 output, err = runner.Run()
 109                 if err != nil {
 110                         return 1
 111                 }
 112                 fmt.Fprintln(stdout, output)
 113                 return 0
 114         }
 115
 116         if cmd.mask {
 117                 var resp *http.Response
 118                 resp, err = http.Get(cmd.gvcfRegionsPy)
 119                 if err != nil {
 120                         return 1
 121                 }
 122                 if resp.StatusCode != http.StatusOK {
 123                         err = fmt.Errorf("get %q: http status %d", cmd.gvcfRegionsPy, resp.StatusCode)
 124                         return 1
 125                 }
 126                 cmd.gvcfRegionsPyData, err = ioutil.ReadAll(resp.Body)
 127                 if err != nil {
 128                         err = fmt.Errorf("get %q: read body: %s", cmd.gvcfRegionsPy, err)
 129                         return 1
 130                 }
 131         }
 132
 133         infiles, err := listInputFiles(flags.Args())
 134         if err != nil {
 135                 return 1
 136         }
 137
 138         type job struct {
 139                 vcffile string
 140                 phase   int
 141         }
 142         todo := make(chan job)
 143         go func() {
 144                 for _, infile := range infiles {
 145                         for phase := 1; phase <= 2; phase++ {
 146                                 todo <- job{vcffile: infile, phase: phase}
 147                         }
 148                 }
 149                 close(todo)
 150         }()
 151
 152         done := make(chan error, runtime.NumCPU()*2)
 153         var wg sync.WaitGroup
 154         for i := 0; i < runtime.NumCPU(); i++ {
 155                 wg.Add(1)
 156                 go func() {
 157                         defer wg.Done()
 158                         for job := range todo {
 159                                 if len(done) > 0 {
 160                                         // a different worker encountered an error
 161                                         return
 162                                 }
 163                                 err := cmd.vcf2fasta(job.vcffile, job.phase)
 164                                 if err != nil {
 165                                         done <- fmt.Errorf("%s phase %d: %s", job.vcffile, job.phase, err)
 166                                         return
 167                                 }
 168                         }
 169                 }()
 170         }
 171         go func() {
 172                 wg.Wait()
 173                 close(done)
 174         }()
 175
 176         err = <-done
 177         if err != nil {
 178                 return 1
 179         }
 180         return 0
 181 }
 182
 183 func maybeInDocker(args, mountfiles []string) []string {
 184         if out, err := exec.Command("docker", "image", "ls", "-q", "lightning-runtime").Output(); err != nil || len(out) == 0 {
 185                 return args
 186         }
 187         dockerrun := []string{
 188                 "docker", "run", "--rm",
 189                 "--log-driver=none",
 190         }
 191         for _, f := range mountfiles {
 192                 dockerrun = append(dockerrun, "--volume="+f+":"+f+":ro")
 193         }
 194         dockerrun = append(dockerrun, "lightning-runtime")
 195         dockerrun = append(dockerrun, args...)
 196         return dockerrun
 197 }
 198
 199 func (cmd *vcf2fasta) vcf2fasta(infile string, phase int) error {
 200         _, basename := filepath.Split(infile)
 201         outfile := filepath.Join(cmd.outputDir, fmt.Sprintf("%s.%d.fasta.gz", basename, phase))
 202         outf, err := os.OpenFile(outfile, os.O_CREATE|os.O_WRONLY|os.O_EXCL, 0777)
 203         if err != nil {
 204                 return fmt.Errorf("error opening output file: %s", err)
 205         }
 206         defer outf.Close()
 207         gzipw := gzip.NewWriter(outf)
 208         defer gzipw.Close()
 209
 210         var maskfile *os.File // reading side of a pipe if we're running bedtools, otherwise nil
 211
 212         var wg sync.WaitGroup
 213         errs := make(chan error, 3)
 214         if cmd.mask {
 215                 bedr, bedw, err := os.Pipe()
 216                 if err != nil {
 217                         return err
 218                 }
 219                 bedargs := []string{"python", "-", "--gvcf_type", "gatk", infile}
 220                 bed := exec.Command(bedargs[0], bedargs[1:]...)
 221                 bed.Stdin = bytes.NewBuffer(cmd.gvcfRegionsPyData)
 222                 bed.Stdout = bedw
 223                 wg.Add(1)
 224                 go func() {
 225                         defer wg.Done()
 226                         errs <- bed.Run()
 227                 }()
 228
 229                 bedcompr, bedcompw, err := os.Pipe()
 230                 if err != nil {
 231                         return err
 232                 }
 233                 bedcompargs := []string{"bedtools", "complement", "-i", "/dev/stdin", "-g", cmd.refFile}
 234                 bedcompargs = maybeInDocker(bedcompargs, []string{cmd.refFile, infile})
 235                 bedcomp := exec.Command(bedcompargs[0], bedcompargs[1:]...)
 236                 bedcomp.Stdin = bedr
 237                 bedcomp.Stdout = bedcompw
 238                 wg.Add(1)
 239                 go func() {
 240                         defer wg.Done()
 241                         errs <- bedcomp.Run()
 242                 }()
 243                 maskfile = bedcompr
 244         }
 245
 246         consargs := []string{"bcftools", "consensus", "--fasta-ref", cmd.refFile, "-H", fmt.Sprint(phase)}
 247         if maskfile != nil {
 248                 consargs = append(consargs, "--mask", "/dev/fd/3")
 249         }
 250         consargs = append(consargs, infile)
 251         indexsuffix := ".tbi"
 252         if _, err := os.Stat(infile + ".csi"); err == nil {
 253                 indexsuffix = ".csi"
 254         }
 255         consargs = maybeInDocker(consargs, []string{infile, infile + indexsuffix, cmd.refFile})
 256
 257         consensus := exec.Command(consargs[0], consargs[1:]...)
 258         consensus.Stderr = os.Stderr
 259         consensus.Stdout = gzipw
 260         if maskfile != nil {
 261                 consensus.ExtraFiles = []*os.File{maskfile}
 262         }
 263         err = consensus.Start()
 264         if err != nil {
 265                 return err
 266         }
 267         err = consensus.Wait()
 268         if err != nil {
 269                 return err
 270         }
 271         err = gzipw.Close()
 272         if err != nil {
 273                 return err
 274         }
 275         err = outf.Close()
 276         if err != nil {
 277                 return err
 278         }
 279         return nil
 280 }