src/gromacs/fileio/trxio.h

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
   5  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team.
   6  * Copyright (c) 2013,2014, by the GROMACS development team, led by
   7  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   8  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   9  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  10  *
  11  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  14  * of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with GROMACS; if not, see
  23  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  24  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  25  *
  26  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  27  * consider that scientific software is very special. Version
  28  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  29  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  30  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  31  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  32  * official version at http://www.gromacs.org.
  33  *
  34  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  35  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  36  */
  37
  38 #ifndef GMX_FILEIO_TRXIO_H
  39 #define GMX_FILEIO_TRXIO_H
  40
  41 #include "../legacyheaders/typedefs.h"
  42 #include "filenm.h"
  43 #include "../legacyheaders/readinp.h"
  44 #include "pdbio.h"
  45 #include "../legacyheaders/oenv.h"
  46 #include "gmxfio.h"
  47
  48 #ifdef __cplusplus
  49 extern "C" {
  50 #endif
  51 #if 0 /* avoid screwing up indentation */
  52 }
  53 #endif
  54
  55 /* a dedicated status type contains fp, etc. */
  56 typedef struct t_trxstatus t_trxstatus;
  57
  58 /* I/O function types */
  59
  60 /************************************************
  61  *             Trajectory functions
  62  ************************************************/
  63
  64 int prec2ndec(real prec);
  65 /* Convert precision in 1/(nm) to number of decimal places */
  66
  67 /*! \brief Convert number of decimal places to trajectory precision in
  68  * 1/(nm) */
  69 real ndec2prec(int ndec);
  70
  71 void clear_trxframe(t_trxframe *fr, gmx_bool bFirst);
  72 /* Set all content gmx_booleans to FALSE.
  73  * When bFirst = TRUE, set natoms=-1, all pointers to NULL
  74  *                     and all data to zero.
  75  */
  76
  77 void set_trxframe_ePBC(t_trxframe *fr, int ePBC);
  78 /* Set the type of periodic boundary conditions, ePBC=-1 is not set */
  79
  80 int nframes_read(t_trxstatus *status);
  81 /* Returns the number of frames read from the trajectory */
  82
  83 int write_trxframe_indexed(t_trxstatus *status, t_trxframe *fr, int nind,
  84                            const atom_id *ind, gmx_conect gc);
  85 /* Write an indexed frame to a TRX file, see write_trxframe. gc may be NULL */
  86
  87 int write_trxframe(t_trxstatus *status, t_trxframe *fr, gmx_conect gc);
  88 /* Write a frame to a TRX file.
  89  * Only entries for which the gmx_boolean is TRUE will be written,
  90  * except for step, time, lambda and/or box, which may not be
  91  * omitted for certain trajectory formats.
  92  * The precision for .xtc and .gro is fr->prec, when fr->bPrec=FALSE,
  93  * the precision is set to 1000.
  94  * gc is important for pdb file writing only and may be NULL.
  95  */
  96
  97 int write_trx(t_trxstatus *status, int nind, const atom_id *ind, t_atoms *atoms,
  98               int step, real time, matrix box, rvec x[], rvec *v,
  99               gmx_conect gc);
 100 /* Write an indexed frame to a TRX file.
 101  * v can be NULL.
 102  * atoms can be NULL for file types which don't need atom names.
 103  */
 104
 105 void trjtools_gmx_prepare_tng_writing(const char       *filename,
 106                                       char              filemode,
 107                                       t_trxstatus      *in,
 108                                       t_trxstatus     **out,
 109                                       const char       *infile,
 110                                       const int         natoms,
 111                                       const gmx_mtop_t *mtop,
 112                                       const atom_id    *index,
 113                                       const char       *index_group_name);
 114 /* Sets up *out for writing TNG. If *in != NULL and contains a TNG trajectory
 115  * some data, e.g. molecule system, will be copied over from *in to *out.
 116  * If *in == NULL a file name (infile) of a TNG file can be provided instead
 117  * and used for copying data to *out.
 118  * If there is no TNG input natoms is used to create "implicit atoms" (no atom
 119  * or molecular data present). If natoms == -1 the number of atoms are
 120  * not known (or there is already a TNG molecule system to copy, in which case
 121  * natoms is not required anyhow). If an group of indexed atoms are written
 122  * natoms must be the length of index. index_group_name is the name of the
 123  * index group.
 124  */
 125
 126 /*! \brief Write a trxframe to the TNG file in status.
 127  *
 128  * This function is needed because both t_trxstatus and
 129  * tng_trajectory_t are encapsulated, so client trajectory-writing
 130  * code with a t_trxstatus can't just call the TNG writing
 131  * function. */
 132 void write_tng_frame(t_trxstatus *status,
 133                      t_trxframe  *fr);
 134
 135 void close_trx(t_trxstatus *status);
 136 /* Close trj file as opened with read_first_x, read_frist_frame
 137  * or open_trx. Identical to close_trj.
 138  */
 139
 140 t_trxstatus *open_trx(const char *outfile, const char *filemode);
 141 /* Open a TRX file and return an allocated status pointer */
 142
 143 t_fileio *trx_get_fileio(t_trxstatus *status);
 144 /* get a fileio from a trxstatus */
 145
 146 float trx_get_time_of_final_frame(t_trxstatus *status);
 147 /* get time of final frame. Only supported for TNG and XTC */
 148
 149 gmx_bool bRmod_fd(double a, double b, double c, gmx_bool bDouble);
 150 /* Returns TRUE when (a - b) MOD c = 0, using a margin which is slightly
 151  * larger than the float/double precision.
 152  */
 153
 154 #ifdef GMX_DOUBLE
 155 #define bRmod(a, b, c) bRmod_fd(a, b, c, TRUE)
 156 #else
 157 #define bRmod(a, b, c) bRmod_fd(a, b, c, FALSE)
 158 #endif
 159
 160 int check_times2(real t, real t0, gmx_bool bDouble);
 161 /* This routine checkes if the read-in time is correct or not;
 162  * returns -1 if t<tbegin or t MOD dt = t0,
 163  *          0 if tbegin <= t <=tend+margin,
 164  *          1 if t>tend
 165  * where margin is 0.1*min(t-tp,tp-tpp), if this positive, 0 otherwise.
 166  * tp and tpp should be the time of the previous frame and the one before.
 167  * The mod is done with single or double precision accuracy depending
 168  * on the value of bDouble.
 169  */
 170
 171 int check_times(real t);
 172 /* This routine checkes if the read-in time is correct or not;
 173  * returns -1 if t<tbegin,
 174  *          0 if tbegin <= t <=tend,
 175  *          1 if t>tend
 176  */
 177
 178
 179
 180
 181
 182 /* For trxframe.flags, used in trxframe read routines.
 183  * When a READ flag is set, the field will be read when present,
 184  * but a frame might be returned which does not contain the field.
 185  * When a NEED flag is set, frames not containing the field will be skipped.
 186  */
 187 #define TRX_READ_X    (1<<0)
 188 #define TRX_NEED_X    (1<<1)
 189 #define TRX_READ_V    (1<<2)
 190 #define TRX_NEED_V    (1<<3)
 191 #define TRX_READ_F    (1<<4)
 192 #define TRX_NEED_F    (1<<5)
 193 /* Useful for reading natoms from a trajectory without skipping */
 194 #define TRX_DONT_SKIP (1<<6)
 195
 196 /* For trxframe.not_ok */
 197 #define HEADER_NOT_OK (1<<0)
 198 #define DATA_NOT_OK   (1<<1)
 199 #define FRAME_NOT_OK  (HEADER_NOT_OK | DATA_NOT_OK)
 200
 201 int read_first_frame(const output_env_t oenv, t_trxstatus **status,
 202                      const char *fn, t_trxframe *fr, int flags);
 203 /* Read the first frame which is in accordance with flags, which are
 204  * defined further up in this file.
 205  * Returns natoms when succeeded, 0 otherwise.
 206  * Memory will be allocated for flagged entries.
 207  * The flags are copied to fr for subsequent calls to read_next_frame.
 208  * Returns TRUE when succeeded, FALSE otherwise.
 209  */
 210
 211 gmx_bool read_next_frame(const output_env_t oenv, t_trxstatus *status,
 212                          t_trxframe *fr);
 213 /* Reads the next frame which is in accordance with fr->flags.
 214  * Returns TRUE when succeeded, FALSE otherwise.
 215  */
 216
 217 int read_first_x(const output_env_t oenv, t_trxstatus **status,
 218                  const char *fn, real *t, rvec **x, matrix box);
 219 /* These routines read first coordinates and box, and allocates
 220  * memory for the coordinates, for a trajectory file.
 221  * The routine returns the number of atoms, or 0 when something is wrong.
 222  * The integer in status should be passed to calls of read_next_x
 223  */
 224
 225 gmx_bool read_next_x(const output_env_t oenv, t_trxstatus *status, real *t, rvec x[], matrix box);
 226 /* Read coordinates and box from a trajectory file. Return TRUE when all well,
 227  * or FALSE when end of file (or last frame requested by user).
 228  * status is the integer set in read_first_x.
 229  */
 230
 231 void close_trj(t_trxstatus *status);
 232 /* Close trj file as opened with read_first_x, read_frist_frame
 233  * or open_trx. Identical to close_trx.
 234  */
 235
 236 void rewind_trj(t_trxstatus *status);
 237 /* Rewind trj file as opened with read_first_x */
 238
 239 t_topology *read_top(const char *fn, int *ePBC);
 240 /* Extract a topology data structure from a topology file.
 241  * If ePBC!=NULL *ePBC gives the pbc type.
 242  */
 243
 244 #ifdef __cplusplus
 245 }
 246 #endif
 247
 248 #endif