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