(no commit message)
[jalview.git] / forester / java / src / org / forester / application / rio.java
index 3c2684b..fd0127e 100644 (file)
 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA
 //
 // Contact: phylosoft @ gmail . com
-// WWW: www.phylosoft.org/forester
+// WWW: https://sites.google.com/site/cmzmasek/home/software/forester
 
 package org.forester.application;
 
 import java.io.File;
-import java.io.FileWriter;
 import java.io.IOException;
-import java.io.PrintWriter;
+import java.math.RoundingMode;
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.List;
 
 import org.forester.datastructures.IntMatrix;
+import org.forester.io.parsers.IteratingPhylogenyParser;
+import org.forester.io.parsers.PhylogenyParser;
+import org.forester.io.parsers.nexus.NexusPhylogeniesParser;
+import org.forester.io.parsers.nhx.NHXParser;
+import org.forester.io.parsers.nhx.NHXParser.TAXONOMY_EXTRACTION;
 import org.forester.io.parsers.phyloxml.PhyloXmlParser;
+import org.forester.io.parsers.util.ParserUtils;
+import org.forester.io.writers.PhylogenyWriter;
 import org.forester.phylogeny.Phylogeny;
-import org.forester.phylogeny.factories.ParserBasedPhylogenyFactory;
-import org.forester.phylogeny.factories.PhylogenyFactory;
-import org.forester.sdi.RIO;
-import org.forester.sdi.RioException;
+import org.forester.rio.RIO;
+import org.forester.rio.RIO.REROOTING;
+import org.forester.rio.RIOException;
 import org.forester.sdi.SDIException;
+import org.forester.sdi.SDIutil.ALGORITHM;
+import org.forester.util.BasicDescriptiveStatistics;
 import org.forester.util.CommandLineArguments;
 import org.forester.util.EasyWriter;
 import org.forester.util.ForesterUtil;
 
 public class rio {
 
-    final static private String PRG_NAME              = "rio";
-    final static private String PRG_VERSION           = "3.00 beta 3";
-    final static private String PRG_DATE              = "2012.12.05";
-    final static private String E_MAIL                = "czmasek@burnham.org";
-    final static private String WWW                   = "www.phylosoft.org/forester/";
-    final static private String HELP_OPTION_1         = "help";
-    final static private String HELP_OPTION_2         = "h";
-    final static private String QUERY_OPTION          = "q";
-    final static private String SORT_OPTION           = "s";
-    final static private String OUTPUT_ULTRA_P_OPTION = "u";
-    final static private String CUTOFF_ULTRA_P_OPTION = "cu";
-    final static private String CUTOFF_ORTHO_OPTION   = "co";
-    final static private String TABLE_OUTPUT_OPTION   = "t";
+    final static private String PRG_NAME                 = "rio";
+    final static private String PRG_VERSION              = "4.000 beta 10";
+    final static private String PRG_DATE                 = "140211";
+    final static private String E_MAIL                   = "phyloxml@gmail.com";
+    final static private String WWW                      = "https://sites.google.com/site/cmzmasek/home/software/forester";
+    final static private String HELP_OPTION_1            = "help";
+    final static private String HELP_OPTION_2            = "h";
+    final static private String GT_FIRST                 = "f";
+    final static private String GT_LAST                  = "l";
+    final static private String REROOTING_OPT            = "r";
+    final static private String OUTGROUP                 = "o";
+    final static private String RETURN_SPECIES_TREE      = "s";
+    final static private String RETURN_BEST_GENE_TREE    = "g";
+    final static private String USE_SDIR                 = "b";
+    final static private String TRANSFER_TAXONOMY_OPTION = "t";
 
     public static void main( final String[] args ) {
         ForesterUtil.printProgramInformation( PRG_NAME,
@@ -75,175 +84,415 @@ public class rio {
             cla = new CommandLineArguments( args );
         }
         catch ( final Exception e ) {
-            ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, e.getMessage() );
+            ForesterUtil.fatalError( e.getMessage() );
         }
         if ( cla.isOptionSet( HELP_OPTION_1 ) || cla.isOptionSet( HELP_OPTION_2 ) || ( args.length == 0 ) ) {
             printHelp();
         }
-        if ( ( args.length < 2 ) || ( args.length > 10 ) ) {
+        if ( ( args.length < 3 ) || ( args.length > 11 ) || ( cla.getNumberOfNames() < 3 ) ) {
             System.out.println();
-            System.out.println( "[" + PRG_NAME + "] incorrect number of arguments" );
+            System.out.println( "error: incorrect number of arguments" );
             System.out.println();
             printHelp();
         }
         final List<String> allowed_options = new ArrayList<String>();
-        allowed_options.add( QUERY_OPTION );
-        allowed_options.add( SORT_OPTION );
-        allowed_options.add( CUTOFF_ULTRA_P_OPTION );
-        allowed_options.add( CUTOFF_ORTHO_OPTION );
-        allowed_options.add( TABLE_OUTPUT_OPTION );
-        allowed_options.add( OUTPUT_ULTRA_P_OPTION );
+        allowed_options.add( GT_FIRST );
+        allowed_options.add( GT_LAST );
+        allowed_options.add( REROOTING_OPT );
+        allowed_options.add( OUTGROUP );
+        allowed_options.add( USE_SDIR );
+        allowed_options.add( RETURN_SPECIES_TREE );
+        allowed_options.add( RETURN_BEST_GENE_TREE );
+        allowed_options.add( TRANSFER_TAXONOMY_OPTION );
         final String dissallowed_options = cla.validateAllowedOptionsAsString( allowed_options );
         if ( dissallowed_options.length() > 0 ) {
-            ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "unknown option(s): " + dissallowed_options );
+            ForesterUtil.fatalError( "unknown option(s): " + dissallowed_options );
         }
         final File gene_trees_file = cla.getFile( 0 );
         final File species_tree_file = cla.getFile( 1 );
-        File outfile = null;
-        if ( cla.getNumberOfNames() > 2 ) {
-            outfile = cla.getFile( 2 );
+        final File orthology_outtable = cla.getFile( 2 );
+        final File logfile;
+        if ( cla.getNumberOfNames() > 3 ) {
+            logfile = cla.getFile( 3 );
+            if ( logfile.exists() ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "\"" + logfile + "\" already exists" );
+            }
         }
-        ForesterUtil.fatalErrorIfFileNotReadable( PRG_NAME, gene_trees_file );
-        ForesterUtil.fatalErrorIfFileNotReadable( PRG_NAME, species_tree_file );
-        if ( ( outfile != null ) && outfile.exists() ) {
-            ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "[" + outfile + "] already exists" );
+        else {
+            logfile = null;
         }
-        String query = null;
-        if ( cla.isOptionSet( QUERY_OPTION ) ) {
-            query = cla.getOptionValue( QUERY_OPTION );
+        boolean sdir = false;
+        if ( cla.isOptionSet( USE_SDIR ) ) {
+            if ( cla.isOptionHasAValue( USE_SDIR ) ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "no value allowed for -" + USE_SDIR );
+            }
+            sdir = true;
+            if ( logfile != null ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "no logfile output for SDIR algorithm" );
+            }
         }
-        File table_outfile = null;
-        if ( cla.isOptionSet( TABLE_OUTPUT_OPTION ) ) {
-            table_outfile = new File( cla.getOptionValue( TABLE_OUTPUT_OPTION ) );
-            if ( table_outfile.exists() ) {
-                ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "[" + table_outfile + "] already exists" );
+        String outgroup = null;
+        if ( cla.isOptionSet( OUTGROUP ) ) {
+            if ( !cla.isOptionHasAValue( OUTGROUP ) ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "no value for -" + OUTGROUP );
             }
+            if ( sdir ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "no outgroup option for SDIR algorithm" );
+            }
+            outgroup = cla.getOptionValueAsCleanString( OUTGROUP );
         }
-        boolean output_ultraparalogs = false;
-        if ( cla.isOptionSet( OUTPUT_ULTRA_P_OPTION ) ) {
-            output_ultraparalogs = true;
+        REROOTING rerooting = REROOTING.BY_ALGORITHM;
+        if ( cla.isOptionSet( REROOTING_OPT ) ) {
+            if ( !cla.isOptionHasAValue( REROOTING_OPT ) ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "no value for -" + REROOTING_OPT );
+            }
+            if ( sdir ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "no re-rooting option for SDIR algorithm" );
+            }
+            final String rerooting_str = cla.getOptionValueAsCleanString( REROOTING_OPT ).toLowerCase();
+            if ( rerooting_str.equals( "none" ) ) {
+                rerooting = REROOTING.NONE;
+            }
+            else if ( rerooting_str.equals( "midpoint" ) ) {
+                rerooting = REROOTING.MIDPOINT;
+            }
+            else if ( rerooting_str.equals( "outgroup" ) ) {
+                rerooting = REROOTING.OUTGROUP;
+            }
+            else {
+                ForesterUtil
+                .fatalError( "values for re-rooting are: 'none', 'midpoint', or 'outgroup' (minizming duplications is default)" );
+            }
         }
-        double cutoff_for_orthologs = 50;
-        double cutoff_for_ultra_paralogs = 50;
-        int sort = 1;
-        try {
-            if ( cla.isOptionSet( CUTOFF_ORTHO_OPTION ) ) {
-                cutoff_for_orthologs = cla.getOptionValueAsDouble( CUTOFF_ORTHO_OPTION );
-                if ( query == null ) {
-                    ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "missing query name, type \"rio -h\" for help" );
-                }
-                if ( outfile == null ) {
-                    ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "missing outfile, type \"rio -h\" for help" );
-                }
+        if ( ForesterUtil.isEmpty( outgroup ) && ( rerooting == REROOTING.OUTGROUP ) ) {
+            ForesterUtil.fatalError( "selected re-rooting by outgroup, but outgroup not set" );
+        }
+        if ( !ForesterUtil.isEmpty( outgroup ) && ( rerooting != REROOTING.OUTGROUP ) ) {
+            ForesterUtil.fatalError( "outgroup set, but selected re-rooting by other approach" );
+        }
+        int gt_first = RIO.DEFAULT_RANGE;
+        int gt_last = RIO.DEFAULT_RANGE;
+        if ( cla.isOptionSet( GT_FIRST ) ) {
+            if ( !cla.isOptionHasAValue( GT_FIRST ) ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "no value for -" + GT_FIRST );
+            }
+            if ( sdir ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "no gene tree range option for SDIR algorithm" );
+            }
+            try {
+                gt_first = cla.getOptionValueAsInt( GT_FIRST );
             }
-            if ( cla.isOptionSet( CUTOFF_ULTRA_P_OPTION ) ) {
-                cutoff_for_ultra_paralogs = cla.getOptionValueAsDouble( CUTOFF_ULTRA_P_OPTION );
-                output_ultraparalogs = true;
+            catch ( final IOException e ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "could not parse integer for -" + GT_FIRST + " option" );
             }
-            if ( cla.isOptionSet( SORT_OPTION ) ) {
-                sort = cla.getOptionValueAsInt( SORT_OPTION );
+            if ( gt_first < 0 ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "attempt to set index of first tree to analyze to: " + gt_first );
             }
         }
-        catch ( final Exception e ) {
-            ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "error in command line: " + e.getLocalizedMessage() );
+        if ( cla.isOptionSet( GT_LAST ) ) {
+            if ( !cla.isOptionHasAValue( GT_LAST ) ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "no value for -" + GT_LAST );
+            }
+            if ( sdir ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "no gene tree range option for SDIR algorithm" );
+            }
+            try {
+                gt_last = cla.getOptionValueAsInt( GT_LAST );
+            }
+            catch ( final IOException e ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "could not parse integer for -" + GT_LAST + " option" );
+            }
+            if ( gt_last < 0 ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "attempt to set index of last tree to analyze to: " + gt_last );
+            }
+        }
+        if ( ( ( gt_last != RIO.DEFAULT_RANGE ) && ( gt_first != RIO.DEFAULT_RANGE ) ) && ( ( gt_last < gt_first ) ) ) {
+            ForesterUtil.fatalError( "attempt to set range (0-based) of gene to analyze to: from " + gt_first + " to "
+                    + gt_last );
+        }
+        File return_species_tree = null;
+        if ( !sdir && cla.isOptionSet( RETURN_SPECIES_TREE ) ) {
+            if ( !cla.isOptionHasAValue( RETURN_SPECIES_TREE ) ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "no value for -" + RETURN_SPECIES_TREE );
+            }
+            final String s = cla.getOptionValueAsCleanString( RETURN_SPECIES_TREE );
+            return_species_tree = new File( s );
+            if ( return_species_tree.exists() ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "\"" + return_species_tree + "\" already exists" );
+            }
         }
-        if ( ( cutoff_for_orthologs < 0 ) || ( cutoff_for_ultra_paralogs < 0 ) || ( sort < 0 ) || ( sort > 2 ) ) {
-            ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "numberical option out of range, type \"rio -h\" for help" );
+        File return_gene_tree = null;
+        if ( !sdir && cla.isOptionSet( RETURN_BEST_GENE_TREE ) ) {
+            if ( !cla.isOptionHasAValue( RETURN_BEST_GENE_TREE ) ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "no value for -" + RETURN_BEST_GENE_TREE );
+            }
+            final String s = cla.getOptionValueAsCleanString( RETURN_BEST_GENE_TREE );
+            return_gene_tree = new File( s );
+            if ( return_gene_tree.exists() ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "\"" + return_gene_tree + "\" already exists" );
+            }
         }
-        if ( ( ( query == null ) && ( ( outfile != null ) || output_ultraparalogs ) ) ) {
-            ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "missing query name, type \"rio -h\" for help" );
+        boolean transfer_taxonomy = false;
+        if ( !sdir && cla.isOptionSet( TRANSFER_TAXONOMY_OPTION ) ) {
+            if ( return_gene_tree == null ) {
+                ForesterUtil.fatalError( "no point in transferring taxonomy data without returning best gene tree" );
+            }
+            transfer_taxonomy = true;
         }
-        if ( ( output_ultraparalogs && ( outfile == null ) ) || ( ( query != null ) && ( outfile == null ) ) ) {
-            ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "missing outfile, type \"rio -h\" for help" );
+        ForesterUtil.fatalErrorIfFileNotReadable( gene_trees_file );
+        ForesterUtil.fatalErrorIfFileNotReadable( species_tree_file );
+        if ( orthology_outtable.exists() ) {
+            ForesterUtil.fatalError( "\"" + orthology_outtable + "\" already exists" );
         }
         long time = 0;
         System.out.println( "Gene trees                : " + gene_trees_file );
         System.out.println( "Species tree              : " + species_tree_file );
-        if ( query != null ) {
-            System.out.println( "Query                     : " + query );
-            System.out.println( "Outfile                   : " + outfile );
-            System.out.println( "Sort                      : " + sort );
-            System.out.println( "Cutoff for  orthologs     : " + cutoff_for_orthologs );
-            if ( output_ultraparalogs ) {
-                System.out.println( "Cutoff for ultra paralogs : " + cutoff_for_ultra_paralogs );
+        System.out.println( "All vs all orthology table: " + orthology_outtable );
+        if ( logfile != null ) {
+            System.out.println( "Logfile                   : " + logfile );
+        }
+        if ( gt_first != RIO.DEFAULT_RANGE ) {
+            System.out.println( "First gene tree to analyze: " + gt_first );
+        }
+        if ( gt_last != RIO.DEFAULT_RANGE ) {
+            System.out.println( "Last gene tree to analyze : " + gt_last );
+        }
+        String rerooting_str = "";
+        switch ( rerooting ) {
+            case BY_ALGORITHM: {
+                rerooting_str = "by minimizing duplications";
+                break;
+            }
+            case MIDPOINT: {
+                rerooting_str = "by midpoint method";
+                break;
+            }
+            case OUTGROUP: {
+                rerooting_str = "by outgroup: " + outgroup;
+                break;
+            }
+            case NONE: {
+                rerooting_str = "none";
+                break;
             }
         }
-        if ( table_outfile != null ) {
-            System.out.println( "Table output              : " + table_outfile );
+        System.out.println( "Re-rooting                : " + rerooting_str );
+        if ( !sdir ) {
+            System.out.println( "Non binary species tree   : allowed" );
         }
-        System.out.println();
-        time = System.currentTimeMillis();
-        Phylogeny species_tree = null;
-        try {
-            final PhylogenyFactory factory = ParserBasedPhylogenyFactory.getInstance();
-            species_tree = factory.create( species_tree_file, new PhyloXmlParser() )[ 0 ];
+        else {
+            System.out.println( "Non binary species tree   : disallowed" );
         }
-        catch ( final Exception e ) {
-            e.printStackTrace();
-            System.exit( -1 );
+        if ( return_species_tree != null ) {
+            System.out.println( "Write used species tree to: " + return_species_tree );
         }
-        if ( !species_tree.isRooted() ) {
-            ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "species tree is not rooted" );
+        if ( return_gene_tree != null ) {
+            System.out.println( "Write best gene tree to   : " + return_gene_tree );
+            System.out.println( "Transfer taxonomic data   : " + transfer_taxonomy );
         }
-        if ( !species_tree.isCompletelyBinary() ) {
-            ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "species tree is not completely binary" );
+        time = System.currentTimeMillis();
+        final ALGORITHM algorithm;
+        if ( sdir ) {
+            algorithm = ALGORITHM.SDIR;
+        }
+        else {
+            algorithm = ALGORITHM.GSDIR;
         }
         try {
             final RIO rio;
-            if ( ForesterUtil.isEmpty( query ) ) {
-                rio = new RIO( gene_trees_file, species_tree );
+            boolean iterating = false;
+            final PhylogenyParser p = ParserUtils.createParserDependingOnFileType( gene_trees_file, true );
+            if ( p instanceof PhyloXmlParser ) {
+                rio = RIO.executeAnalysis( gene_trees_file,
+                                           species_tree_file,
+                                           algorithm,
+                                           rerooting,
+                                           outgroup,
+                                           gt_first,
+                                           gt_last,
+                                           logfile != null,
+                                           true,
+                                           transfer_taxonomy );
             }
             else {
-                rio = new RIO( gene_trees_file, species_tree, query );
-            }
-            if ( outfile != null ) {
-                final StringBuilder output = new StringBuilder();
-                output.append( rio.inferredOrthologsToString( query, sort, cutoff_for_orthologs ) );
-                if ( output_ultraparalogs ) {
-                    output.append( "\n\nUltra paralogs:\n" );
-                    output.append( rio.inferredUltraParalogsToString( query, cutoff_for_ultra_paralogs ) );
+                iterating = true;
+                if ( p instanceof NHXParser ) {
+                    final NHXParser nhx = ( NHXParser ) p;
+                    nhx.setReplaceUnderscores( false );
+                    nhx.setIgnoreQuotes( true );
+                    nhx.setTaxonomyExtraction( TAXONOMY_EXTRACTION.AGGRESSIVE );
+                }
+                else if ( p instanceof NexusPhylogeniesParser ) {
+                    final NexusPhylogeniesParser nex = ( NexusPhylogeniesParser ) p;
+                    nex.setReplaceUnderscores( false );
+                    nex.setIgnoreQuotes( true );
+                    nex.setTaxonomyExtraction( TAXONOMY_EXTRACTION.AGGRESSIVE );
+                }
+                else {
+                    throw new RuntimeException( "unknown parser type: " + p );
                 }
-                output.append( "\n\nSort priority: " + RIO.getOrder( sort ) );
-                output.append( "\nExt nodes    : " + rio.getExtNodesOfAnalyzedGeneTrees() );
-                output.append( "\nSamples      : " + rio.getNumberOfSamples() + "\n" );
-                final PrintWriter out = new PrintWriter( new FileWriter( outfile ), true );
-                out.println( output );
-                out.close();
+                final IteratingPhylogenyParser ip = ( IteratingPhylogenyParser ) p;
+                ip.setSource( gene_trees_file );
+                rio = RIO.executeAnalysis( ip,
+                                           species_tree_file,
+                                           algorithm,
+                                           rerooting,
+                                           outgroup,
+                                           gt_first,
+                                           gt_last,
+                                           logfile != null,
+                                           true,
+                                           transfer_taxonomy );
             }
-            if ( table_outfile != null ) {
-                tableOutput( table_outfile, rio );
+            if ( algorithm == ALGORITHM.GSDIR ) {
+                System.out.println( "Taxonomy linking based on : " + rio.getGSDIRtaxCompBase() );
             }
+            final IntMatrix m;
+            if ( iterating ) {
+                m = rio.getOrthologTable();
+            }
+            else {
+                m = RIO.calculateOrthologTable( rio.getAnalyzedGeneTrees(), true );
+            }
+            final BasicDescriptiveStatistics stats = rio.getDuplicationsStatistics();
+            writeTable( orthology_outtable, stats.getN(), m );
+            if ( ( algorithm != ALGORITHM.SDIR ) && ( logfile != null ) ) {
+                writeLogFile( logfile,
+                              rio,
+                              species_tree_file,
+                              gene_trees_file,
+                              orthology_outtable,
+                              PRG_NAME,
+                              PRG_VERSION,
+                              PRG_DATE,
+                              ForesterUtil.getForesterLibraryInformation() );
+            }
+            if ( return_species_tree != null ) {
+                writeTree( rio.getSpeciesTree(), return_species_tree, "Wrote (stripped) species tree to" );
+            }
+            if ( return_gene_tree != null ) {
+                String tt = "";
+                if ( transfer_taxonomy ) {
+                    tt = "(with transferred taxonomic data) ";
+                }
+                writeTree( rio.getMinDuplicationsGeneTree(),
+                           return_gene_tree,
+                           "Wrote (one) minimal duplication gene tree " + tt + "to" );
+            }
+            final java.text.DecimalFormat df = new java.text.DecimalFormat( "0.#" );
+            System.out.println( "Mean number of duplications  : " + df.format( stats.arithmeticMean() ) + " (sd: "
+                    + df.format( stats.sampleStandardDeviation() ) + ") ("
+                    + df.format( ( 100.0 * stats.arithmeticMean() ) / rio.getIntNodesOfAnalyzedGeneTrees() ) + "%)" );
+            if ( stats.getN() > 3 ) {
+                System.out.println( "Median number of duplications: " + df.format( stats.median() ) + " ("
+                        + df.format( ( 100.0 * stats.median() ) / rio.getIntNodesOfAnalyzedGeneTrees() ) + "%)" );
+            }
+            System.out.println( "Minimum duplications         : " + ( int ) stats.getMin() + " ("
+                    + df.format( ( 100.0 * stats.getMin() ) / rio.getIntNodesOfAnalyzedGeneTrees() ) + "%)" );
+            System.out.println( "Maximum duplications         : " + ( int ) stats.getMax() + " ("
+                    + df.format( ( 100.0 * stats.getMax() ) / rio.getIntNodesOfAnalyzedGeneTrees() ) + "%)" );
+            System.out.println( "Gene tree internal nodes     : " + rio.getIntNodesOfAnalyzedGeneTrees() );
+            System.out.println( "Gene tree external nodes     : " + rio.getExtNodesOfAnalyzedGeneTrees() );
         }
-        catch ( final RioException e ) {
-            ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, e.getLocalizedMessage() );
+        catch ( final RIOException e ) {
+            ForesterUtil.fatalError( e.getLocalizedMessage() );
         }
         catch ( final SDIException e ) {
-            ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, e.getLocalizedMessage() );
+            ForesterUtil.fatalError( e.getLocalizedMessage() );
         }
         catch ( final IOException e ) {
-            ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, e.getLocalizedMessage() );
+            ForesterUtil.fatalError( e.getLocalizedMessage() );
+        }
+        catch ( final OutOfMemoryError e ) {
+            ForesterUtil.outOfMemoryError( e );
         }
         catch ( final Exception e ) {
-            ForesterUtil.unexpectedFatalError( PRG_NAME, e );
+            ForesterUtil.unexpectedFatalError( e );
         }
-        if ( outfile != null ) {
-            ForesterUtil.programMessage( PRG_NAME, "wrote results to \"" + outfile + "\"" );
+        catch ( final Error e ) {
+            ForesterUtil.unexpectedFatalError( e );
         }
         time = System.currentTimeMillis() - time;
-        ForesterUtil.programMessage( PRG_NAME, "time: " + time + "ms" );
-        ForesterUtil.programMessage( PRG_NAME, "OK" );
+        System.out.println( "Time: " + time + "ms" );
+        System.out.println( "OK" );
         System.exit( 0 );
     }
 
-    private static void tableOutput( final File table_outfile, final RIO rio ) throws IOException, RioException {
-        final IntMatrix m = RIO.calculateOrthologTable( rio.getAnalyzedGeneTrees() );
-        writeTable( table_outfile, rio, m );
+    private final static void printHelp() {
+        System.out.println( "Usage" );
+        System.out.println();
+        System.out
+        .println( PRG_NAME
+                  + " [options] <gene trees infile> <species tree infile> <all vs all orthology table outfile> [logfile]" );
+        System.out.println();
+        System.out.println( " Options" );
+        System.out.println( "  -" + GT_FIRST + "=<first>     : first gene tree to analyze (0-based index)" );
+        System.out.println( "  -" + GT_LAST + "=<last>      : last gene tree to analyze (0-based index)" );
+        System.out.println( "  -" + REROOTING_OPT
+                            + "=<re-rooting>: re-rooting method for gene trees, possible values or 'none', 'midpoint'," );
+        System.out.println( "                   or 'outgroup' (default: by minizming duplications)" );
+        System.out.println( "  -" + OUTGROUP
+                            + "=<outgroup>  : for rooting by outgroup, name of outgroup (external gene tree node)" );
+        System.out
+        .println( "  -" + RETURN_SPECIES_TREE + "=<outfile>   : to write the (stripped) species tree to file" );
+        System.out.println( "  -" + RETURN_BEST_GENE_TREE
+                            + "=<outfile>   : to write (one) minimal duplication gene tree to file" );
+        System.out
+        .println( "  -"
+                + TRANSFER_TAXONOMY_OPTION
+                + "             : to transfer taxonomic data from species tree to returned minimal duplication gene tree\n"
+                + "                   (if -" + RETURN_BEST_GENE_TREE + " option is used)" );
+        System.out.println( "  -" + USE_SDIR
+                            + "             : to use SDIR instead of GSDIR (faster, but non-binary species trees are" );
+        System.out.println( "                   disallowed, as are most options)" );
+        System.out.println();
+        System.out.println( " Formats" );
+        System.out
+        .println( "  The gene trees, as well as the species tree, ideally are in phyloXML (www.phyloxml.org) format," );
+        System.out
+        .println( "  but can also be in New Hamphshire (Newick) or Nexus format as long as species information can be" );
+        System.out
+        .println( "  extracted from the gene names (e.g. \"HUMAN\" from \"BCL2_HUMAN\") and matched to a single species" );
+        System.out.println( "  in the species tree." );
+        System.out.println();
+        System.out.println( " Examples" );
+        System.out.println( "  \"rio gene_trees.nh species.xml outtable.tsv log.txt\"" );
+        System.out.println();
+        System.out.println( " More information: http://code.google.com/p/forester/wiki/RIO" );
+        System.out.println();
+        System.exit( -1 );
     }
 
-    private static void writeTable( final File table_outfile, final RIO rio, final IntMatrix m ) throws IOException {
+    private static void writeLogFile( final File logfile,
+                                      final RIO rio,
+                                      final File species_tree_file,
+                                      final File gene_trees_file,
+                                      final File outtable,
+                                      final String prg_name,
+                                      final String prg_v,
+                                      final String prg_date,
+                                      final String f ) throws IOException {
+        final EasyWriter out = ForesterUtil.createEasyWriter( logfile );
+        out.println( prg_name );
+        out.println( "version : " + prg_v );
+        out.println( "date    : " + prg_date );
+        out.println( "based on: " + f );
+        out.println( "----------------------------------" );
+        out.println( "Gene trees                                      : " + gene_trees_file );
+        out.println( "Species tree                                    : " + species_tree_file );
+        out.println( "All vs all orthology table                      : " + outtable );
+        out.flush();
+        out.println( rio.getLog().toString() );
+        out.close();
+        System.out.println( "Wrote log to \"" + logfile + "\"" );
+    }
+
+    private static void writeTable( final File table_outfile, final int gene_trees_analyzed, final IntMatrix m )
+            throws IOException {
         final EasyWriter w = ForesterUtil.createEasyWriter( table_outfile );
-        final java.text.DecimalFormat df = new java.text.DecimalFormat( "0.###" );
+        final java.text.DecimalFormat df = new java.text.DecimalFormat( "0.####" );
         df.setDecimalSeparatorAlwaysShown( false );
+        df.setRoundingMode( RoundingMode.HALF_UP );
         for( int i = 0; i < m.size(); ++i ) {
             w.print( "\t" );
             w.print( m.getLabel( i ) );
@@ -254,56 +503,24 @@ public class rio {
             for( int y = 0; y < m.size(); ++y ) {
                 w.print( "\t" );
                 if ( x == y ) {
-                    if ( m.get( x, y ) != rio.getNumberOfSamples() ) {
-                        ForesterUtil.unexpectedFatalError( PRG_NAME, "diagonal value is off" );
+                    if ( m.get( x, y ) != gene_trees_analyzed ) {
+                        ForesterUtil.unexpectedFatalError( "diagonal value is off" );
                     }
                     w.print( "-" );
                 }
                 else {
-                    w.print( df.format( ( ( double ) m.get( x, y ) ) / rio.getNumberOfSamples() ) );
+                    w.print( df.format( ( ( double ) m.get( x, y ) ) / gene_trees_analyzed ) );
                 }
             }
             w.println();
         }
         w.close();
-        ForesterUtil.programMessage( PRG_NAME, "wrote table to \"" + table_outfile + "\"" );
+        System.out.println( "Wrote table to \"" + table_outfile + "\"" );
     }
 
-    private final static void printHelp() {
-        System.out.println( "Usage" );
-        System.out.println();
-        System.out.println( PRG_NAME + " [options] <gene trees file> <species tree file> [outfile]" );
-        System.out.println();
-        System.out.println( " Options" );
-        System.out.println( "  -" + CUTOFF_ORTHO_OPTION + " : cutoff for ortholog output (default: 50)" );
-        System.out.println( "  -" + TABLE_OUTPUT_OPTION
-                + "  : file-name for output table of all vs. all ortholgy support" );
-        System.out.println( "  -" + QUERY_OPTION
-                + "  : name for query (sequence/node), if this is used, [outfile] is required as well" );
-        System.out.println( "  -" + SORT_OPTION + "  : sort (default: 1)" );
-        System.out.println( "  -" + OUTPUT_ULTRA_P_OPTION
-                + "  : to output ultra-paralogs (species specific expansions/paralogs)" );
-        System.out.println( "  -" + CUTOFF_ULTRA_P_OPTION + " : cutoff for ultra-paralog output (default: 50)" );
-        System.out.println();
-        System.out.println( " Note" );
-        System.out.println( "  Either output of all vs. all ortholgy support with -t=<output table> and/or output for" );
-        System.out.println( "  one query sequence with -q=<query name> and a [outfile] are required." );
-        System.out.println();
-        System.out.println( " Sort" );
-        System.out.println( RIO.getOrderHelp().toString() );
-        System.out.println( " Formats" );
-        System.out.println( "  The species tree is expected to be in phyloXML format." );
-        System.out
-                .println( "  The gene trees ideally are in phyloXML as well, but can also be in New Hamphshire (Newick)" );
-        System.out.println( "  or Nexus format as long as species information can be extracted from the gene names" );
-        System.out.println( "  (e.g. \"HUMAN\" from \"BCL2_HUMAN\")." );
-        System.out.println();
-        System.out.println( " Examples" );
-        System.out.println( "  \"rio gene_trees.nh species.xml outfile -q=BCL2_HUMAN -t=outtable -u -cu=60 -co=60\"" );
-        System.out.println( "  \"rio gene_trees.nh species.xml -t=outtable\"" );
-        System.out.println();
-        System.out.println( " More information: http://code.google.com/p/forester/wiki/RIO" );
-        System.out.println();
-        System.exit( -1 );
+    private static void writeTree( final Phylogeny p, final File f, final String comment ) throws IOException {
+        final PhylogenyWriter writer = new PhylogenyWriter();
+        writer.toPhyloXML( f, p, 0 );
+        System.out.println( comment + " \"" + f + "\"" );
     }
 }