src/gromacs/gmxana/gmx_mindist.c

   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, 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 <math.h>
  40 #include <stdlib.h>
  41 #include <string.h>
  42
  43 #include "gromacs/commandline/pargs.h"
  44 #include "gromacs/fileio/tpxio.h"
  45 #include "gromacs/fileio/trxio.h"
  46 #include "gromacs/fileio/xvgr.h"
  47 #include "gromacs/gmxana/gmx_ana.h"
  48 #include "gromacs/legacyheaders/macros.h"
  49 #include "gromacs/legacyheaders/names.h"
  50 #include "gromacs/legacyheaders/typedefs.h"
  51 #include "gromacs/legacyheaders/viewit.h"
  52 #include "gromacs/math/vec.h"
  53 #include "gromacs/pbcutil/pbc.h"
  54 #include "gromacs/pbcutil/rmpbc.h"
  55 #include "gromacs/topology/index.h"
  56 #include "gromacs/utility/futil.h"
  57 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  58
  59
  60 static void periodic_dist(int ePBC,
  61                           matrix box, rvec x[], int n, atom_id index[],
  62                           real *rmin, real *rmax, int *min_ind)
  63 {
  64 #define NSHIFT_MAX 26
  65     int  nsz, nshift, sx, sy, sz, i, j, s;
  66     real sqr_box, r2min, r2max, r2;
  67     rvec shift[NSHIFT_MAX], d0, d;
  68
  69     sqr_box = min(norm2(box[XX]), norm2(box[YY]));
  70     if (ePBC == epbcXYZ)
  71     {
  72         sqr_box = min(sqr_box, norm2(box[ZZ]));
  73         nsz     = 1;
  74     }
  75     else if (ePBC == epbcXY)
  76     {
  77         nsz = 0;
  78     }
  79     else
  80     {
  81         gmx_fatal(FARGS, "pbc = %s is not supported by g_mindist",
  82                   epbc_names[ePBC]);
  83         nsz = 0; /* Keep compilers quiet */
  84     }
  85
  86     nshift = 0;
  87     for (sz = -nsz; sz <= nsz; sz++)
  88     {
  89         for (sy = -1; sy <= 1; sy++)
  90         {
  91             for (sx = -1; sx <= 1; sx++)
  92             {
  93                 if (sx != 0 || sy != 0 || sz != 0)
  94                 {
  95                     for (i = 0; i < DIM; i++)
  96                     {
  97                         shift[nshift][i] =
  98                             sx*box[XX][i] + sy*box[YY][i] + sz*box[ZZ][i];
  99                     }
 100                     nshift++;
 101                 }
 102             }
 103         }
 104     }
 105
 106     r2min = sqr_box;
 107     r2max = 0;
 108
 109     for (i = 0; i < n; i++)
 110     {
 111         for (j = i+1; j < n; j++)
 112         {
 113             rvec_sub(x[index[i]], x[index[j]], d0);
 114             r2 = norm2(d0);
 115             if (r2 > r2max)
 116             {
 117                 r2max = r2;
 118             }
 119             for (s = 0; s < nshift; s++)
 120             {
 121                 rvec_add(d0, shift[s], d);
 122                 r2 = norm2(d);
 123                 if (r2 < r2min)
 124                 {
 125                     r2min      = r2;
 126                     min_ind[0] = i;
 127                     min_ind[1] = j;
 128                 }
 129             }
 130         }
 131     }
 132
 133     *rmin = sqrt(r2min);
 134     *rmax = sqrt(r2max);
 135 }
 136
 137 static void periodic_mindist_plot(const char *trxfn, const char *outfn,
 138                                   t_topology *top, int ePBC,
 139                                   int n, atom_id index[], gmx_bool bSplit,
 140                                   const output_env_t oenv)
 141 {
 142     FILE        *out;
 143     const char  *leg[5] = { "min per.", "max int.", "box1", "box2", "box3" };
 144     t_trxstatus *status;
 145     real         t;
 146     rvec        *x;
 147     matrix       box;
 148     int          natoms, ind_min[2] = {0, 0}, ind_mini = 0, ind_minj = 0;
 149     real         r, rmin, rmax, rmint, tmint;
 150     gmx_bool     bFirst;
 151     gmx_rmpbc_t  gpbc = NULL;
 152
 153     natoms = read_first_x(oenv, &status, trxfn, &t, &x, box);
 154
 155     check_index(NULL, n, index, NULL, natoms);
 156
 157     out = xvgropen(outfn, "Minimum distance to periodic image",
 158                    output_env_get_time_label(oenv), "Distance (nm)", oenv);
 159     if (output_env_get_print_xvgr_codes(oenv))
 160     {
 161         fprintf(out, "@ subtitle \"and maximum internal distance\"\n");
 162     }
 163     xvgr_legend(out, 5, leg, oenv);
 164
 165     rmint = box[XX][XX];
 166     tmint = 0;
 167
 168     if (NULL != top)
 169     {
 170         gpbc = gmx_rmpbc_init(&top->idef, ePBC, natoms);
 171     }
 172
 173     bFirst = TRUE;
 174     do
 175     {
 176         if (NULL != top)
 177         {
 178             gmx_rmpbc(gpbc, natoms, box, x);
 179         }
 180
 181         periodic_dist(ePBC, box, x, n, index, &rmin, &rmax, ind_min);
 182         if (rmin < rmint)
 183         {
 184             rmint    = rmin;
 185             tmint    = t;
 186             ind_mini = ind_min[0];
 187             ind_minj = ind_min[1];
 188         }
 189         if (bSplit && !bFirst && fabs(t/output_env_get_time_factor(oenv)) < 1e-5)
 190         {
 191             fprintf(out, "%s\n", output_env_get_print_xvgr_codes(oenv) ? "&" : "");
 192         }
 193         fprintf(out, "\t%g\t%6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f\n",
 194                 output_env_conv_time(oenv, t), rmin, rmax, norm(box[0]), norm(box[1]), norm(box[2]));
 195         bFirst = FALSE;
 196     }
 197     while (read_next_x(oenv, status, &t, x, box));
 198
 199     if (NULL != top)
 200     {
 201         gmx_rmpbc_done(gpbc);
 202     }
 203
 204     xvgrclose(out);
 205
 206     fprintf(stdout,
 207             "\nThe shortest periodic distance is %g (nm) at time %g (%s),\n"
 208             "between atoms %d and %d\n",
 209             rmint, output_env_conv_time(oenv, tmint), output_env_get_time_unit(oenv),
 210             index[ind_mini]+1, index[ind_minj]+1);
 211 }
 212
 213 static void calc_dist(real rcut, gmx_bool bPBC, int ePBC, matrix box, rvec x[],
 214                       int nx1, int nx2, atom_id index1[], atom_id index2[],
 215                       gmx_bool bGroup,
 216                       real *rmin, real *rmax, int *nmin, int *nmax,
 217                       int *ixmin, int *jxmin, int *ixmax, int *jxmax)
 218 {
 219     int      i, j, i0 = 0, j1;
 220     int      ix, jx;
 221     atom_id *index3;
 222     rvec     dx;
 223     real     r2, rmin2, rmax2, rcut2;
 224     t_pbc    pbc;
 225     int      nmin_j, nmax_j;
 226
 227     *ixmin = -1;
 228     *jxmin = -1;
 229     *ixmax = -1;
 230     *jxmax = -1;
 231     *nmin  = 0;
 232     *nmax  = 0;
 233
 234     rcut2 = sqr(rcut);
 235
 236     /* Must init pbc every step because of pressure coupling */
 237     if (bPBC)
 238     {
 239         set_pbc(&pbc, ePBC, box);
 240     }
 241     if (index2)
 242     {
 243         i0     = 0;
 244         j1     = nx2;
 245         index3 = index2;
 246     }
 247     else
 248     {
 249         j1     = nx1;
 250         index3 = index1;
 251     }
 252
 253     rmin2 = 1e12;
 254     rmax2 = -1e12;
 255
 256     for (j = 0; (j < j1); j++)
 257     {
 258         jx = index3[j];
 259         if (index2 == NULL)
 260         {
 261             i0 = j + 1;
 262         }
 263         nmin_j = 0;
 264         nmax_j = 0;
 265         for (i = i0; (i < nx1); i++)
 266         {
 267             ix = index1[i];
 268             if (ix != jx)
 269             {
 270                 if (bPBC)
 271                 {
 272                     pbc_dx(&pbc, x[ix], x[jx], dx);
 273                 }
 274                 else
 275                 {
 276                     rvec_sub(x[ix], x[jx], dx);
 277                 }
 278                 r2 = iprod(dx, dx);
 279                 if (r2 < rmin2)
 280                 {
 281                     rmin2  = r2;
 282                     *ixmin = ix;
 283                     *jxmin = jx;
 284                 }
 285                 if (r2 > rmax2)
 286                 {
 287                     rmax2  = r2;
 288                     *ixmax = ix;
 289                     *jxmax = jx;
 290                 }
 291                 if (r2 <= rcut2)
 292                 {
 293                     nmin_j++;
 294                 }
 295                 else if (r2 > rcut2)
 296                 {
 297                     nmax_j++;
 298                 }
 299             }
 300         }
 301         if (bGroup)
 302         {
 303             if (nmin_j > 0)
 304             {
 305                 (*nmin)++;
 306             }
 307             if (nmax_j > 0)
 308             {
 309                 (*nmax)++;
 310             }
 311         }
 312         else
 313         {
 314             *nmin += nmin_j;
 315             *nmax += nmax_j;
 316         }
 317     }
 318     *rmin = sqrt(rmin2);
 319     *rmax = sqrt(rmax2);
 320 }
 321
 322 void dist_plot(const char *fn, const char *afile, const char *dfile,
 323                const char *nfile, const char *rfile, const char *xfile,
 324                real rcut, gmx_bool bMat, t_atoms *atoms,
 325                int ng, atom_id *index[], int gnx[], char *grpn[], gmx_bool bSplit,
 326                gmx_bool bMin, int nres, atom_id *residue, gmx_bool bPBC, int ePBC,
 327                gmx_bool bGroup, gmx_bool bEachResEachTime, gmx_bool bPrintResName,
 328                const output_env_t oenv)
 329 {
 330     FILE            *atm, *dist, *num;
 331     t_trxstatus     *trxout;
 332     char             buf[256];
 333     char           **leg;
 334     real             t, dmin, dmax, **mindres = NULL, **maxdres = NULL;
 335     int              nmin, nmax;
 336     t_trxstatus     *status;
 337     int              i = -1, j, k, natoms;
 338     int              min1, min2, max1, max2, min1r, min2r, max1r, max2r;
 339     atom_id          oindex[2];
 340     rvec            *x0;
 341     matrix           box;
 342     t_trxframe       frout;
 343     gmx_bool         bFirst;
 344     FILE            *respertime = NULL;
 345
 346     if ((natoms = read_first_x(oenv, &status, fn, &t, &x0, box)) == 0)
 347     {
 348         gmx_fatal(FARGS, "Could not read coordinates from statusfile\n");
 349     }
 350
 351     sprintf(buf, "%simum Distance", bMin ? "Min" : "Max");
 352     dist = xvgropen(dfile, buf, output_env_get_time_label(oenv), "Distance (nm)", oenv);
 353     sprintf(buf, "Number of Contacts %s %g nm", bMin ? "<" : ">", rcut);
 354     num    = nfile ? xvgropen(nfile, buf, output_env_get_time_label(oenv), "Number", oenv) : NULL;
 355     atm    = afile ? gmx_ffopen(afile, "w") : NULL;
 356     trxout = xfile ? open_trx(xfile, "w") : NULL;
 357
 358     if (bMat)
 359     {
 360         if (ng == 1)
 361         {
 362             snew(leg, 1);
 363             sprintf(buf, "Internal in %s", grpn[0]);
 364             leg[0] = gmx_strdup(buf);
 365             xvgr_legend(dist, 0, (const char**)leg, oenv);
 366             if (num)
 367             {
 368                 xvgr_legend(num, 0, (const char**)leg, oenv);
 369             }
 370         }
 371         else
 372         {
 373             snew(leg, (ng*(ng-1))/2);
 374             for (i = j = 0; (i < ng-1); i++)
 375             {
 376                 for (k = i+1; (k < ng); k++, j++)
 377                 {
 378                     sprintf(buf, "%s-%s", grpn[i], grpn[k]);
 379                     leg[j] = gmx_strdup(buf);
 380                 }
 381             }
 382             xvgr_legend(dist, j, (const char**)leg, oenv);
 383             if (num)
 384             {
 385                 xvgr_legend(num, j, (const char**)leg, oenv);
 386             }
 387         }
 388     }
 389     else
 390     {
 391         snew(leg, ng-1);
 392         for (i = 0; (i < ng-1); i++)
 393         {
 394             sprintf(buf, "%s-%s", grpn[0], grpn[i+1]);
 395             leg[i] = gmx_strdup(buf);
 396         }
 397         xvgr_legend(dist, ng-1, (const char**)leg, oenv);
 398         if (num)
 399         {
 400             xvgr_legend(num, ng-1, (const char**)leg, oenv);
 401         }
 402     }
 403
 404     if (bEachResEachTime)
 405     {
 406         sprintf(buf, "%simum Distance", bMin ? "Min" : "Max");
 407         respertime = xvgropen(rfile, buf, output_env_get_time_label(oenv), "Distance (nm)", oenv);
 408         xvgr_legend(respertime, ng-1, (const char**)leg, oenv);
 409         if (bPrintResName)
 410         {
 411             fprintf(respertime, "# ");
 412         }
 413         for (j = 0; j < nres; j++)
 414         {
 415             fprintf(respertime, "%s%d ", *(atoms->resinfo[atoms->atom[index[0][residue[j]]].resind].name), atoms->atom[index[0][residue[j]]].resind);
 416         }
 417         fprintf(respertime, "\n");
 418
 419     }
 420
 421     j = 0;
 422     if (nres)
 423     {
 424         snew(mindres, ng-1);
 425         snew(maxdres, ng-1);
 426         for (i = 1; i < ng; i++)
 427         {
 428             snew(mindres[i-1], nres);
 429             snew(maxdres[i-1], nres);
 430             for (j = 0; j < nres; j++)
 431             {
 432                 mindres[i-1][j] = 1e6;
 433             }
 434             /* maxdres[*][*] is already 0 */
 435         }
 436     }
 437     bFirst = TRUE;
 438     do
 439     {
 440         if (bSplit && !bFirst && fabs(t/output_env_get_time_factor(oenv)) < 1e-5)
 441         {
 442             fprintf(dist, "%s\n", output_env_get_print_xvgr_codes(oenv) ? "&" : "");
 443             if (num)
 444             {
 445                 fprintf(num, "%s\n", output_env_get_print_xvgr_codes(oenv) ? "&" : "");
 446             }
 447             if (atm)
 448             {
 449                 fprintf(atm, "%s\n", output_env_get_print_xvgr_codes(oenv) ? "&" : "");
 450             }
 451         }
 452         fprintf(dist, "%12e", output_env_conv_time(oenv, t));
 453         if (num)
 454         {
 455             fprintf(num, "%12e", output_env_conv_time(oenv, t));
 456         }
 457
 458         if (bMat)
 459         {
 460             if (ng == 1)
 461             {
 462                 calc_dist(rcut, bPBC, ePBC, box, x0, gnx[0], gnx[0], index[0], index[0], bGroup,
 463                           &dmin, &dmax, &nmin, &nmax, &min1, &min2, &max1, &max2);
 464                 fprintf(dist, "  %12e", bMin ? dmin : dmax);
 465                 if (num)
 466                 {
 467                     fprintf(num, "  %8d", bMin ? nmin : nmax);
 468                 }
 469             }
 470             else
 471             {
 472                 for (i = 0; (i < ng-1); i++)
 473                 {
 474                     for (k = i+1; (k < ng); k++)
 475                     {
 476                         calc_dist(rcut, bPBC, ePBC, box, x0, gnx[i], gnx[k], index[i], index[k],
 477                                   bGroup, &dmin, &dmax, &nmin, &nmax, &min1, &min2, &max1, &max2);
 478                         fprintf(dist, "  %12e", bMin ? dmin : dmax);
 479                         if (num)
 480                         {
 481                             fprintf(num, "  %8d", bMin ? nmin : nmax);
 482                         }
 483                     }
 484                 }
 485             }
 486         }
 487         else
 488         {
 489             for (i = 1; (i < ng); i++)
 490             {
 491                 calc_dist(rcut, bPBC, ePBC, box, x0, gnx[0], gnx[i], index[0], index[i], bGroup,
 492                           &dmin, &dmax, &nmin, &nmax, &min1, &min2, &max1, &max2);
 493                 fprintf(dist, "  %12e", bMin ? dmin : dmax);
 494                 if (num)
 495                 {
 496                     fprintf(num, "  %8d", bMin ? nmin : nmax);
 497                 }
 498                 if (nres)
 499                 {
 500                     for (j = 0; j < nres; j++)
 501                     {
 502                         calc_dist(rcut, bPBC, ePBC, box, x0, residue[j+1]-residue[j], gnx[i],
 503                                   &(index[0][residue[j]]), index[i], bGroup,
 504                                   &dmin, &dmax, &nmin, &nmax, &min1r, &min2r, &max1r, &max2r);
 505                         mindres[i-1][j] = min(mindres[i-1][j], dmin);
 506                         maxdres[i-1][j] = max(maxdres[i-1][j], dmax);
 507                     }
 508                 }
 509             }
 510         }
 511         fprintf(dist, "\n");
 512         if (num)
 513         {
 514             fprintf(num, "\n");
 515         }
 516         if ( (bMin ? min1 : max1) != -1)
 517         {
 518             if (atm)
 519             {
 520                 fprintf(atm, "%12e  %12d  %12d\n",
 521                         output_env_conv_time(oenv, t), 1+(bMin ? min1 : max1),
 522                         1+(bMin ? min2 : max2));
 523             }
 524         }
 525
 526         if (trxout)
 527         {
 528             oindex[0] = bMin ? min1 : max1;
 529             oindex[1] = bMin ? min2 : max2;
 530             write_trx(trxout, 2, oindex, atoms, i, t, box, x0, NULL, NULL);
 531         }
 532         bFirst = FALSE;
 533         /*dmin should be minimum distance for residue and group*/
 534         if (bEachResEachTime)
 535         {
 536             fprintf(respertime, "%12e", t);
 537             for (i = 1; i < ng; i++)
 538             {
 539                 for (j = 0; j < nres; j++)
 540                 {
 541                     fprintf(respertime, " %7g", bMin ? mindres[i-1][j] : maxdres[i-1][j]);
 542                     /*reset distances for next time point*/
 543                     mindres[i-1][j] = 1e6;
 544                     maxdres[i-1][j] = 0;
 545                 }
 546             }
 547             fprintf(respertime, "\n");
 548         }
 549     }
 550     while (read_next_x(oenv, status, &t, x0, box));
 551
 552     close_trj(status);
 553     xvgrclose(dist);
 554     if (num)
 555     {
 556         xvgrclose(num);
 557     }
 558     if (atm)
 559     {
 560         gmx_ffclose(atm);
 561     }
 562     if (trxout)
 563     {
 564         close_trx(trxout);
 565     }
 566     if (respertime)
 567     {
 568         xvgrclose(respertime);
 569     }
 570
 571     if (nres && !bEachResEachTime)
 572     {
 573         FILE *res;
 574
 575         sprintf(buf, "%simum Distance", bMin ? "Min" : "Max");
 576         res = xvgropen(rfile, buf, "Residue (#)", "Distance (nm)", oenv);
 577         xvgr_legend(res, ng-1, (const char**)leg, oenv);
 578         for (j = 0; j < nres; j++)
 579         {
 580             fprintf(res, "%4d", j+1);
 581             for (i = 1; i < ng; i++)
 582             {
 583                 fprintf(res, " %7g", bMin ? mindres[i-1][j] : maxdres[i-1][j]);
 584             }
 585             fprintf(res, "\n");
 586         }
 587         xvgrclose(res);
 588     }
 589
 590     sfree(x0);
 591 }
 592
 593 int find_residues(t_atoms *atoms, int n, atom_id index[], atom_id **resindex)
 594 {
 595     int  i;
 596     int  nres = 0, resnr, presnr;
 597     int *residx;
 598
 599     /* build index of first atom numbers for each residue */
 600     presnr = NOTSET;
 601     snew(residx, atoms->nres+1);
 602     for (i = 0; i < n; i++)
 603     {
 604         resnr = atoms->atom[index[i]].resind;
 605         if (resnr != presnr)
 606         {
 607             residx[nres] = i;
 608             nres++;
 609             presnr = resnr;
 610         }
 611     }
 612     if (debug)
 613     {
 614         printf("Found %d residues out of %d (%d/%d atoms)\n",
 615                nres, atoms->nres, atoms->nr, n);
 616     }
 617     srenew(residx, nres+1);
 618     /* mark end of last residue */
 619     residx[nres] = n;
 620     *resindex    = residx;
 621     return nres;
 622 }
 623
 624 void dump_res(FILE *out, int nres, atom_id *resindex, atom_id index[])
 625 {
 626     int i, j;
 627
 628     for (i = 0; i < nres-1; i++)
 629     {
 630         fprintf(out, "Res %d (%d):", i, resindex[i+1]-resindex[i]);
 631         for (j = resindex[i]; j < resindex[i+1]; j++)
 632         {
 633             fprintf(out, " %d(%d)", j, index[j]);
 634         }
 635         fprintf(out, "\n");
 636     }
 637 }
 638
 639 int gmx_mindist(int argc, char *argv[])
 640 {
 641     const char     *desc[] = {
 642         "[THISMODULE] computes the distance between one group and a number of",
 643         "other groups. Both the minimum distance",
 644         "(between any pair of atoms from the respective groups)",
 645         "and the number of contacts within a given",
 646         "distance are written to two separate output files.",
 647         "With the [TT]-group[tt] option a contact of an atom in another group",
 648         "with multiple atoms in the first group is counted as one contact",
 649         "instead of as multiple contacts.",
 650         "With [TT]-or[tt], minimum distances to each residue in the first",
 651         "group are determined and plotted as a function of residue number.[PAR]",
 652         "With option [TT]-pi[tt] the minimum distance of a group to its",
 653         "periodic image is plotted. This is useful for checking if a protein",
 654         "has seen its periodic image during a simulation. Only one shift in",
 655         "each direction is considered, giving a total of 26 shifts.",
 656         "It also plots the maximum distance within the group and the lengths",
 657         "of the three box vectors.[PAR]",
 658         "Also [gmx-distance] and [gmx-pairdist] calculate distances."
 659     };
 660     const char     *bugs[] = {
 661         "The [TT]-pi[tt] option is very slow."
 662     };
 663
 664     static gmx_bool bMat             = FALSE, bPI = FALSE, bSplit = FALSE, bMax = FALSE, bPBC = TRUE;
 665     static gmx_bool bGroup           = FALSE;
 666     static real     rcutoff          = 0.6;
 667     static int      ng               = 1;
 668     static gmx_bool bEachResEachTime = FALSE, bPrintResName = FALSE;
 669     t_pargs         pa[]             = {
 670         { "-matrix", FALSE, etBOOL, {&bMat},
 671           "Calculate half a matrix of group-group distances" },
 672         { "-max",    FALSE, etBOOL, {&bMax},
 673           "Calculate *maximum* distance instead of minimum" },
 674         { "-d",      FALSE, etREAL, {&rcutoff},
 675           "Distance for contacts" },
 676         { "-group",      FALSE, etBOOL, {&bGroup},
 677           "Count contacts with multiple atoms in the first group as one" },
 678         { "-pi",     FALSE, etBOOL, {&bPI},
 679           "Calculate minimum distance with periodic images" },
 680         { "-split",  FALSE, etBOOL, {&bSplit},
 681           "Split graph where time is zero" },
 682         { "-ng",       FALSE, etINT, {&ng},
 683           "Number of secondary groups to compute distance to a central group" },
 684         { "-pbc",    FALSE, etBOOL, {&bPBC},
 685           "Take periodic boundary conditions into account" },
 686         { "-respertime",  FALSE, etBOOL, {&bEachResEachTime},
 687           "When writing per-residue distances, write distance for each time point" },
 688         { "-printresname",  FALSE, etBOOL, {&bPrintResName},
 689           "Write residue names" }
 690     };
 691     output_env_t    oenv;
 692     t_topology     *top  = NULL;
 693     int             ePBC = -1;
 694     char            title[256];
 695     real            t;
 696     rvec           *x;
 697     matrix          box;
 698     gmx_bool        bTop = FALSE;
 699
 700     FILE           *atm;
 701     int             i, j, nres = 0;
 702     const char     *trxfnm, *tpsfnm, *ndxfnm, *distfnm, *numfnm, *atmfnm, *oxfnm, *resfnm;
 703     char          **grpname;
 704     int            *gnx;
 705     atom_id       **index, *residues = NULL;
 706     t_filenm        fnm[] = {
 707         { efTRX, "-f",  NULL,      ffREAD },
 708         { efTPS,  NULL, NULL,      ffOPTRD },
 709         { efNDX,  NULL, NULL,      ffOPTRD },
 710         { efXVG, "-od", "mindist",  ffWRITE },
 711         { efXVG, "-on", "numcont",  ffOPTWR },
 712         { efOUT, "-o", "atm-pair", ffOPTWR },
 713         { efTRO, "-ox", "mindist",  ffOPTWR },
 714         { efXVG, "-or", "mindistres", ffOPTWR }
 715     };
 716 #define NFILE asize(fnm)
 717
 718     if (!parse_common_args(&argc, argv,
 719                            PCA_CAN_VIEW | PCA_CAN_TIME | PCA_TIME_UNIT,
 720                            NFILE, fnm, asize(pa), pa, asize(desc), desc, 0, NULL, &oenv))
 721     {
 722         return 0;
 723     }
 724
 725     trxfnm  = ftp2fn(efTRX, NFILE, fnm);
 726     ndxfnm  = ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm);
 727     distfnm = opt2fn("-od", NFILE, fnm);
 728     numfnm  = opt2fn_null("-on", NFILE, fnm);
 729     atmfnm  = ftp2fn_null(efOUT, NFILE, fnm);
 730     oxfnm   = opt2fn_null("-ox", NFILE, fnm);
 731     resfnm  = opt2fn_null("-or", NFILE, fnm);
 732     if (bPI || resfnm != NULL)
 733     {
 734         /* We need a tps file */
 735         tpsfnm = ftp2fn(efTPS, NFILE, fnm);
 736     }
 737     else
 738     {
 739         tpsfnm = ftp2fn_null(efTPS, NFILE, fnm);
 740     }
 741
 742     if (!tpsfnm && !ndxfnm)
 743     {
 744         gmx_fatal(FARGS, "You have to specify either the index file or a tpr file");
 745     }
 746
 747     if (bPI)
 748     {
 749         ng = 1;
 750         fprintf(stderr, "Choose a group for distance calculation\n");
 751     }
 752     else if (!bMat)
 753     {
 754         ng++;
 755     }
 756
 757     snew(gnx, ng);
 758     snew(index, ng);
 759     snew(grpname, ng);
 760
 761     if (tpsfnm || resfnm || !ndxfnm)
 762     {
 763         snew(top, 1);
 764         bTop = read_tps_conf(tpsfnm, title, top, &ePBC, &x, NULL, box, FALSE);
 765         if (bPI && !bTop)
 766         {
 767             printf("\nWARNING: Without a run input file a trajectory with broken molecules will not give the correct periodic image distance\n\n");
 768         }
 769     }
 770     get_index(top ? &(top->atoms) : NULL, ndxfnm, ng, gnx, index, grpname);
 771
 772     if (bMat && (ng == 1))
 773     {
 774         ng = gnx[0];
 775         printf("Special case: making distance matrix between all atoms in group %s\n",
 776                grpname[0]);
 777         srenew(gnx, ng);
 778         srenew(index, ng);
 779         srenew(grpname, ng);
 780         for (i = 1; (i < ng); i++)
 781         {
 782             gnx[i]      = 1;
 783             grpname[i]  = grpname[0];
 784             snew(index[i], 1);
 785             index[i][0] = index[0][i];
 786         }
 787         gnx[0] = 1;
 788     }
 789
 790     if (resfnm)
 791     {
 792         nres = find_residues(top ? &(top->atoms) : NULL,
 793                              gnx[0], index[0], &residues);
 794         if (debug)
 795         {
 796             dump_res(debug, nres, residues, index[0]);
 797         }
 798     }
 799
 800     if (bPI)
 801     {
 802         periodic_mindist_plot(trxfnm, distfnm, top, ePBC, gnx[0], index[0], bSplit, oenv);
 803     }
 804     else
 805     {
 806         dist_plot(trxfnm, atmfnm, distfnm, numfnm, resfnm, oxfnm,
 807                   rcutoff, bMat, top ? &(top->atoms) : NULL,
 808                   ng, index, gnx, grpname, bSplit, !bMax, nres, residues, bPBC, ePBC,
 809                   bGroup, bEachResEachTime, bPrintResName, oenv);
 810     }
 811
 812     do_view(oenv, distfnm, "-nxy");
 813     if (!bPI)
 814     {
 815         do_view(oenv, numfnm, "-nxy");
 816     }
 817
 818     return 0;
 819 }