src/gromacs/gmxana/eigio.cpp

   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) 2013,2014,2015,2016,2017,2019, 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 #include "gmxpre.h"
  38
  39 #include "eigio.h"
  40
  41 #include "gromacs/fileio/tpxio.h"
  42 #include "gromacs/fileio/trrio.h"
  43 #include "gromacs/math/vec.h"
  44 #include "gromacs/utility/futil.h"
  45 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  46
  47 void read_eigenvectors(const char* file,
  48                        int*        natoms,
  49                        gmx_bool*   bFit,
  50                        rvec**      xref,
  51                        gmx_bool*   bDMR,
  52                        rvec**      xav,
  53                        gmx_bool*   bDMA,
  54                        int*        nvec,
  55                        int**       eignr,
  56                        rvec***     eigvec,
  57                        real**      eigval)
  58 {
  59     gmx_trr_header_t head;
  60     int              i, snew_size;
  61     struct t_fileio* status;
  62     rvec*            x;
  63     matrix           box;
  64     gmx_bool         bOK;
  65
  66     *bDMR = FALSE;
  67
  68     /* read (reference (t=-1) and) average (t=0) structure */
  69     status = gmx_trr_open(file, "r");
  70     gmx_trr_read_frame_header(status, &head, &bOK);
  71     *natoms = head.natoms;
  72     snew(*xav, *natoms);
  73     gmx_trr_read_frame_data(status, &head, box, *xav, nullptr, nullptr);
  74
  75     if ((head.t >= -1.1) && (head.t <= -0.9))
  76     {
  77         snew(*xref, *natoms);
  78         for (i = 0; i < *natoms; i++)
  79         {
  80             copy_rvec((*xav)[i], (*xref)[i]);
  81         }
  82         *bDMR = (head.lambda > 0.5);
  83         *bFit = (head.lambda > -0.5);
  84         if (*bFit)
  85         {
  86             fprintf(stderr, "Read %smass weighted reference structure with %d atoms from %s\n",
  87                     *bDMR ? "" : "non ", *natoms, file);
  88         }
  89         else
  90         {
  91             fprintf(stderr, "Eigenvectors in %s were determined without fitting\n", file);
  92             sfree(*xref);
  93             *xref = nullptr;
  94         }
  95         gmx_trr_read_frame_header(status, &head, &bOK);
  96         gmx_trr_read_frame_data(status, &head, box, *xav, nullptr, nullptr);
  97     }
  98     else
  99     {
 100         *bFit = TRUE;
 101         *xref = nullptr;
 102     }
 103     *bDMA = (head.lambda > 0.5);
 104     if ((head.t <= -0.01) || (head.t >= 0.01))
 105     {
 106         fprintf(stderr,
 107                 "WARNING: %s does not start with t=0, which should be the "
 108                 "average structure. This might not be a eigenvector file. "
 109                 "Some things might go wrong.\n",
 110                 file);
 111     }
 112     else
 113     {
 114         fprintf(stderr, "Read %smass weighted average/minimum structure with %d atoms from %s\n",
 115                 *bDMA ? "" : "non ", *natoms, file);
 116     }
 117
 118     snew(x, *natoms);
 119     snew_size = 10;
 120     snew(*eignr, snew_size);
 121     snew(*eigval, snew_size);
 122     snew(*eigvec, snew_size);
 123
 124     *nvec = 0;
 125     while (gmx_trr_read_frame_header(status, &head, &bOK))
 126     {
 127         gmx_trr_read_frame_data(status, &head, box, x, nullptr, nullptr);
 128         if (*nvec >= snew_size)
 129         {
 130             snew_size += 10;
 131             srenew(*eignr, snew_size);
 132             srenew(*eigval, snew_size);
 133             srenew(*eigvec, snew_size);
 134         }
 135         i                = head.step;
 136         (*eigval)[*nvec] = head.t;
 137         (*eignr)[*nvec]  = i - 1;
 138         snew((*eigvec)[*nvec], *natoms);
 139         for (i = 0; i < *natoms; i++)
 140         {
 141             copy_rvec(x[i], (*eigvec)[*nvec][i]);
 142         }
 143         (*nvec)++;
 144     }
 145     sfree(x);
 146     gmx_trr_close(status);
 147     fprintf(stderr, "Read %d eigenvectors (for %d atoms)\n\n", *nvec, *natoms);
 148 }
 149
 150
 151 void write_eigenvectors(const char* trrname,
 152                         int         natoms,
 153                         const real  mat[],
 154                         gmx_bool    bReverse,
 155                         int         begin,
 156                         int         end,
 157                         int         WriteXref,
 158                         const rvec* xref,
 159                         gmx_bool    bDMR,
 160                         const rvec  xav[],
 161                         gmx_bool    bDMA,
 162                         const real  eigval[])
 163 {
 164     struct t_fileio* trrout;
 165     int              ndim, i, j, d, vec;
 166     matrix           zerobox;
 167     rvec*            x;
 168
 169     ndim = natoms * DIM;
 170     clear_mat(zerobox);
 171     snew(x, natoms);
 172
 173     fprintf(stderr, "\nWriting %saverage structure & eigenvectors %d--%d to %s\n",
 174             (WriteXref == eWXR_YES) ? "reference, " : "", begin, end, trrname);
 175
 176     trrout = gmx_trr_open(trrname, "w");
 177     if (WriteXref == eWXR_YES)
 178     {
 179         /* misuse lambda: 0/1 mass weighted fit no/yes */
 180         gmx_trr_write_frame(trrout, -1, -1, bDMR ? 1.0 : 0.0, zerobox, natoms, xref, nullptr, nullptr);
 181     }
 182     else if (WriteXref == eWXR_NOFIT)
 183     {
 184         /* misuse lambda: -1 no fit */
 185         gmx_trr_write_frame(trrout, -1, -1, -1.0, zerobox, natoms, x, nullptr, nullptr);
 186     }
 187
 188     /* misuse lambda: 0/1 mass weighted analysis no/yes */
 189     gmx_trr_write_frame(trrout, 0, 0, bDMA ? 1.0 : 0.0, zerobox, natoms, xav, nullptr, nullptr);
 190
 191     for (i = 0; i <= (end - begin); i++)
 192     {
 193
 194         if (!bReverse)
 195         {
 196             vec = i;
 197         }
 198         else
 199         {
 200             vec = ndim - i - 1;
 201         }
 202
 203         for (j = 0; j < natoms; j++)
 204         {
 205             for (d = 0; d < DIM; d++)
 206             {
 207                 x[j][d] = mat[vec * ndim + DIM * j + d];
 208             }
 209         }
 210
 211         /* Store the eigenvalue in the time field */
 212         gmx_trr_write_frame(trrout, begin + i, eigval[vec], 0, zerobox, natoms, x, nullptr, nullptr);
 213     }
 214     gmx_trr_close(trrout);
 215
 216     sfree(x);
 217 }