src/gmxlib/topsort.c

   1 /* -*- mode: c; tab-width: 4; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 4; c-file-style: "stroustrup"; -*-  */
   2
   3 /*
   4  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   5  *
   6  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
   7  * Copyright (c) 2001-2008, The GROMACS development team,
   8  * check out http://www.gromacs.org for more information.
   9  * Copyright (c) 2012, by the GROMACS development team, led by
  10  * David van der Spoel, Berk Hess, Erik Lindahl, and including many
  11  * others, as listed in the AUTHORS file in the top-level source
  12  * directory and at http://www.gromacs.org.
  13  *
  14  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  15  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  16  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  17  * of the License, or (at your option) any later version.
  18  *
  19  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  20  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  21  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  22  * Lesser General Public License for more details.
  23  *
  24  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  25  * License along with GROMACS; if not, see
  26  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  27  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  28  *
  29  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  30  * consider that scientific software is very special. Version
  31  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  32  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  33  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  34  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  35  * official version at http://www.gromacs.org.
  36  *
  37  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  38  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  39  */
  40
  41 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  42 #include <config.h>
  43 #endif
  44
  45 #include "typedefs.h"
  46 #include "topsort.h"
  47 #include "smalloc.h"
  48 #include "gmx_fatal.h"
  49
  50 static gmx_bool ip_pert(int ftype,const t_iparams *ip)
  51 {
  52     gmx_bool bPert;
  53     int  i;
  54
  55     if (NRFPB(ftype) == 0)
  56     {
  57         return FALSE;
  58     }
  59
  60     switch (ftype)
  61     {
  62     case F_BONDS:
  63     case F_G96BONDS:
  64     case F_HARMONIC:
  65     case F_ANGLES:
  66     case F_G96ANGLES:
  67     case F_IDIHS:
  68         bPert = (ip->harmonic.rA  != ip->harmonic.rB ||
  69                  ip->harmonic.krA != ip->harmonic.krB);
  70         break;
  71     case F_MORSE:
  72         bPert = (ip->morse.b0A  != ip->morse.b0B ||
  73                  ip->morse.cbA  != ip->morse.cbB ||
  74                  ip->morse.betaA  != ip->morse.betaB);
  75         break;
  76     case F_RESTRBONDS:
  77         bPert = (ip->restraint.lowA  != ip->restraint.lowB ||
  78                  ip->restraint.up1A  != ip->restraint.up1B ||
  79                  ip->restraint.up2A  != ip->restraint.up2B ||
  80                  ip->restraint.kA    != ip->restraint.kB);
  81         break;
  82     case F_PDIHS:
  83     case F_PIDIHS:
  84     case F_ANGRES:
  85     case F_ANGRESZ:
  86         bPert = (ip->pdihs.phiA != ip->pdihs.phiB ||
  87                  ip->pdihs.cpA  != ip->pdihs.cpB);
  88         break;
  89     case F_RBDIHS:
  90         bPert = FALSE;
  91         for(i=0; i<NR_RBDIHS; i++)
  92         {
  93             if (ip->rbdihs.rbcA[i] != ip->rbdihs.rbcB[i])
  94             {
  95                 bPert = TRUE;
  96             }
  97         }
  98         break;
  99     case F_TABBONDS:
 100     case F_TABBONDSNC:
 101     case F_TABANGLES:
 102     case F_TABDIHS:
 103         bPert = (ip->tab.kA != ip->tab.kB);
 104         break;
 105     case F_POSRES:
 106         bPert = FALSE;
 107         for(i=0; i<DIM; i++)
 108         {
 109             if (ip->posres.pos0A[i] != ip->posres.pos0B[i] ||
 110                 ip->posres.fcA[i]   != ip->posres.fcB[i])
 111             {
 112                 bPert = TRUE;
 113             }
 114         }
 115         break;
 116     case F_DIHRES:
 117         bPert = ((ip->dihres.phiA != ip->dihres.phiB) ||
 118                  (ip->dihres.dphiA != ip->dihres.dphiB) ||
 119                  (ip->dihres.kfacA != ip->dihres.kfacB));
 120         break;
 121    case F_LJ14:
 122         bPert = (ip->lj14.c6A  != ip->lj14.c6B ||
 123                  ip->lj14.c12A != ip->lj14.c12B);
 124         break;
 125     case F_CMAP:
 126         bPert = FALSE;
 127         break;
 128     default:
 129         bPert = FALSE;
 130         gmx_fatal(FARGS,"Function type %s not implemented in ip_pert",
 131                   interaction_function[ftype].longname);
 132     }
 133
 134     return bPert;
 135 }
 136
 137 static gmx_bool ip_q_pert(int ftype,const t_iatom *ia,
 138                       const t_iparams *ip,const real *qA,const real *qB)
 139 {
 140     /* 1-4 interactions do not have the charges stored in the iparams list,
 141      * so we need a separate check for those.
 142      */
 143     return (ip_pert(ftype,ip+ia[0]) ||
 144             (ftype == F_LJ14 && (qA[ia[1]] != qB[ia[1]] ||
 145                                  qA[ia[2]] != qB[ia[2]])));
 146 }
 147
 148 gmx_bool gmx_mtop_bondeds_free_energy(const gmx_mtop_t *mtop)
 149 {
 150     const gmx_ffparams_t *ffparams;
 151     int  i,ftype;
 152     int  mb;
 153     t_atom  *atom;
 154     t_ilist *il;
 155     t_iatom *ia;
 156     gmx_bool bPert;
 157
 158     ffparams = &mtop->ffparams;
 159
 160     /* Loop over all the function types and compare the A/B parameters */
 161     bPert = FALSE;
 162     for(i=0; i<ffparams->ntypes; i++)
 163     {
 164         ftype = ffparams->functype[i];
 165         if (interaction_function[ftype].flags & IF_BOND)
 166         {
 167             if (ip_pert(ftype,&ffparams->iparams[i]))
 168             {
 169                 bPert = TRUE;
 170             }
 171         }
 172     }
 173
 174     /* Check perturbed charges for 1-4 interactions */
 175     for(mb=0; mb<mtop->nmolblock; mb++)
 176     {
 177         atom = mtop->moltype[mtop->molblock[mb].type].atoms.atom;
 178         il   = &mtop->moltype[mtop->molblock[mb].type].ilist[F_LJ14];
 179         ia   = il->iatoms;
 180         for(i=0; i<il->nr; i+=3)
 181         {
 182             if (atom[ia[i+1]].q != atom[ia[i+1]].qB ||
 183                 atom[ia[i+2]].q != atom[ia[i+2]].qB)
 184             {
 185                 bPert = TRUE;
 186             }
 187         }
 188     }
 189
 190     return (bPert ? ilsortFE_UNSORTED : ilsortNO_FE);
 191 }
 192
 193 void gmx_sort_ilist_fe(t_idef *idef,const real *qA,const real *qB)
 194 {
 195     int  ftype,nral,i,ic,ib,a;
 196     t_iparams *iparams;
 197     t_ilist *ilist;
 198     t_iatom *iatoms;
 199     gmx_bool bPert;
 200     t_iatom *iabuf;
 201     int  iabuf_nalloc;
 202
 203     if (qB == NULL)
 204     {
 205         qB = qA;
 206     }
 207
 208     iabuf_nalloc = 0;
 209     iabuf        = NULL;
 210
 211     iparams = idef->iparams;
 212
 213     for(ftype=0; ftype<F_NRE; ftype++)
 214     {
 215         if (interaction_function[ftype].flags & IF_BOND)
 216         {
 217             ilist = &idef->il[ftype];
 218             iatoms = ilist->iatoms;
 219             nral  = NRAL(ftype);
 220             ic = 0;
 221             ib = 0;
 222             i  = 0;
 223             while (i < ilist->nr)
 224             {
 225                 /* Check if this interaction is perturbed */
 226                 if (ip_q_pert(ftype,iatoms+i,iparams,qA,qB))
 227                 {
 228                     /* Copy to the perturbed buffer */
 229                     if (ib + 1 + nral > iabuf_nalloc)
 230                     {
 231                         iabuf_nalloc = over_alloc_large(ib+1+nral);
 232                         srenew(iabuf,iabuf_nalloc);
 233                     }
 234                     for(a=0; a<1+nral; a++)
 235                     {
 236                         iabuf[ib++] = iatoms[i++];
 237                     }
 238                 }
 239                 else
 240                 {
 241                     /* Copy in place */
 242                     for(a=0; a<1+nral; a++)
 243                     {
 244                         iatoms[ic++] = iatoms[i++];
 245                     }
 246                 }
 247             }
 248             /* Now we now the number of non-perturbed interactions */
 249             ilist->nr_nonperturbed = ic;
 250
 251             /* Copy the buffer with perturbed interactions to the ilist */
 252             for(a=0; a<ib; a++)
 253             {
 254                 iatoms[ic++] = iabuf[a];
 255             }
 256
 257             if (debug)
 258             {
 259                 fprintf(debug,"%s non-pert %d pert %d\n",
 260                         interaction_function[ftype].longname,
 261                         ilist->nr_nonperturbed,
 262                         ilist->nr-ilist->nr_nonperturbed);
 263             }
 264         }
 265     }
 266
 267     sfree(iabuf);
 268
 269     idef->ilsort = ilsortFE_SORTED;
 270 }