src/gromacs/gmxana/gmx_trjconv.c

   1 /*
   2  *
   3  *                This source code is part of
   4  *
   5  *                 G   R   O   M   A   C   S
   6  *
   7  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   8  *
   9  *                        VERSION 3.2.0
  10  * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
  11  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
  12  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team,
  13  * check out http://www.gromacs.org for more information.
  14
  15  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  16  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  17  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  18  * of the License, or (at your option) any later version.
  19  *
  20  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  21  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  22  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  23  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  24  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  25  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  26  *
  27  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  28  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  29  *
  30  * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
  31  *
  32  * And Hey:
  33  * Green Red Orange Magenta Azure Cyan Skyblue
  34  */
  35 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  36 #include <config.h>
  37 #endif
  38
  39 #include <string.h>
  40 #include <math.h>
  41 #include "macros.h"
  42 #include "sysstuff.h"
  43 #include "smalloc.h"
  44 #include "typedefs.h"
  45 #include "gromacs/fileio/gmxfio.h"
  46 #include "gromacs/fileio/tpxio.h"
  47 #include "gromacs/fileio/trxio.h"
  48 #include "gromacs/fileio/trnio.h"
  49 #include "statutil.h"
  50 #include "gromacs/fileio/futil.h"
  51 #include "gromacs/fileio/pdbio.h"
  52 #include "gromacs/fileio/confio.h"
  53 #include "names.h"
  54 #include "index.h"
  55 #include "vec.h"
  56 #include "gromacs/fileio/xtcio.h"
  57 #include "do_fit.h"
  58 #include "rmpbc.h"
  59 #include "wgms.h"
  60 #include "pbc.h"
  61 #include "viewit.h"
  62 #include "xvgr.h"
  63 #include "gmx_ana.h"
  64 #include "gmx_sort.h"
  65
  66 #ifdef HAVE_UNISTD_H
  67 #include <unistd.h>
  68 #endif
  69
  70 enum {
  71     euSel, euRect, euTric, euCompact, euNR
  72 };
  73
  74
  75 static void calc_pbc_cluster(int ecenter, int nrefat, t_topology *top, int ePBC,
  76                              rvec x[], atom_id index[], matrix box)
  77 {
  78     int       m, i, j, j0, j1, jj, ai, aj;
  79     int       imin, jmin;
  80     real      fac, min_dist2;
  81     rvec      dx, xtest, box_center;
  82     int       nmol, imol_center;
  83     atom_id  *molind;
  84     gmx_bool *bMol, *bTmp;
  85     rvec     *m_com, *m_shift;
  86     t_pbc     pbc;
  87     real     *com_dist2;
  88     int      *cluster;
  89     int      *added;
  90     int       ncluster, nadded;
  91     real      tmp_r2;
  92
  93     calc_box_center(ecenter, box, box_center);
  94
  95     /* Initiate the pbc structure */
  96     memset(&pbc, 0, sizeof(pbc));
  97     set_pbc(&pbc, ePBC, box);
  98
  99     /* Convert atom index to molecular */
 100     nmol   = top->mols.nr;
 101     molind = top->mols.index;
 102     snew(bMol, nmol);
 103     snew(m_com, nmol);
 104     snew(m_shift, nmol);
 105     snew(cluster, nmol);
 106     snew(added, nmol);
 107     snew(bTmp, top->atoms.nr);
 108
 109     for (i = 0; (i < nrefat); i++)
 110     {
 111         /* Mark all molecules in the index */
 112         ai       = index[i];
 113         bTmp[ai] = TRUE;
 114         /* Binary search assuming the molecules are sorted */
 115         j0 = 0;
 116         j1 = nmol-1;
 117         while (j0 < j1)
 118         {
 119             if (ai < molind[j0+1])
 120             {
 121                 j1 = j0;
 122             }
 123             else if (ai >= molind[j1])
 124             {
 125                 j0 = j1;
 126             }
 127             else
 128             {
 129                 jj = (j0+j1)/2;
 130                 if (ai < molind[jj+1])
 131                 {
 132                     j1 = jj;
 133                 }
 134                 else
 135                 {
 136                     j0 = jj;
 137                 }
 138             }
 139         }
 140         bMol[j0] = TRUE;
 141     }
 142     /* Double check whether all atoms in all molecules that are marked are part
 143      * of the cluster. Simultaneously compute the center of geometry.
 144      */
 145     min_dist2   = 10*sqr(trace(box));
 146     imol_center = -1;
 147     ncluster    = 0;
 148     for (i = 0; i < nmol; i++)
 149     {
 150         for (j = molind[i]; j < molind[i+1]; j++)
 151         {
 152             if (bMol[i] && !bTmp[j])
 153             {
 154                 gmx_fatal(FARGS, "Molecule %d marked for clustering but not atom %d in it - check your index!", i+1, j+1);
 155             }
 156             else if (!bMol[i] && bTmp[j])
 157             {
 158                 gmx_fatal(FARGS, "Atom %d marked for clustering but not molecule %d - this is an internal error...", j+1, i+1);
 159             }
 160             else if (bMol[i])
 161             {
 162                 /* Make molecule whole, move 2nd and higher atom to same periodicity as 1st atom in molecule */
 163                 if (j > molind[i])
 164                 {
 165                     pbc_dx(&pbc, x[j], x[j-1], dx);
 166                     rvec_add(x[j-1], dx, x[j]);
 167                 }
 168                 /* Compute center of geometry of molecule - m_com[i] was zeroed when we did snew() on it! */
 169                 rvec_inc(m_com[i], x[j]);
 170             }
 171         }
 172         if (bMol[i])
 173         {
 174             /* Normalize center of geometry */
 175             fac = 1.0/(molind[i+1]-molind[i]);
 176             for (m = 0; (m < DIM); m++)
 177             {
 178                 m_com[i][m] *= fac;
 179             }
 180             /* Determine which molecule is closest to the center of the box */
 181             pbc_dx(&pbc, box_center, m_com[i], dx);
 182             tmp_r2 = iprod(dx, dx);
 183
 184             if (tmp_r2 < min_dist2)
 185             {
 186                 min_dist2   = tmp_r2;
 187                 imol_center = i;
 188             }
 189             cluster[ncluster++] = i;
 190         }
 191     }
 192     sfree(bTmp);
 193
 194     if (ncluster <= 0)
 195     {
 196         fprintf(stderr, "No molecules selected in the cluster\n");
 197         return;
 198     }
 199     else if (imol_center == -1)
 200     {
 201         fprintf(stderr, "No central molecules could be found\n");
 202         return;
 203     }
 204
 205     nadded            = 0;
 206     added[nadded++]   = imol_center;
 207     bMol[imol_center] = FALSE;
 208
 209     while (nadded < ncluster)
 210     {
 211         /* Find min distance between cluster molecules and those remaining to be added */
 212         min_dist2   = 10*sqr(trace(box));
 213         imin        = -1;
 214         jmin        = -1;
 215         /* Loop over added mols */
 216         for (i = 0; i < nadded; i++)
 217         {
 218             ai = added[i];
 219             /* Loop over all mols */
 220             for (j = 0; j < ncluster; j++)
 221             {
 222                 aj = cluster[j];
 223                 /* check those remaining to be added */
 224                 if (bMol[aj])
 225                 {
 226                     pbc_dx(&pbc, m_com[aj], m_com[ai], dx);
 227                     tmp_r2 = iprod(dx, dx);
 228                     if (tmp_r2 < min_dist2)
 229                     {
 230                         min_dist2   = tmp_r2;
 231                         imin        = ai;
 232                         jmin        = aj;
 233                     }
 234                 }
 235             }
 236         }
 237
 238         /* Add the best molecule */
 239         added[nadded++]   = jmin;
 240         bMol[jmin]        = FALSE;
 241         /* Calculate the shift from the ai molecule */
 242         pbc_dx(&pbc, m_com[jmin], m_com[imin], dx);
 243         rvec_add(m_com[imin], dx, xtest);
 244         rvec_sub(xtest, m_com[jmin], m_shift[jmin]);
 245         rvec_inc(m_com[jmin], m_shift[jmin]);
 246
 247         for (j = molind[jmin]; j < molind[jmin+1]; j++)
 248         {
 249             rvec_inc(x[j], m_shift[jmin]);
 250         }
 251         fprintf(stdout, "\rClustering iteration %d of %d...", nadded, ncluster);
 252         fflush(stdout);
 253     }
 254
 255     sfree(added);
 256     sfree(cluster);
 257     sfree(bMol);
 258     sfree(m_com);
 259     sfree(m_shift);
 260
 261     fprintf(stdout, "\n");
 262 }
 263
 264 static void put_molecule_com_in_box(int unitcell_enum, int ecenter,
 265                                     t_block *mols,
 266                                     int natoms, t_atom atom[],
 267                                     int ePBC, matrix box, rvec x[])
 268 {
 269     atom_id i, j;
 270     int     d;
 271     rvec    com, new_com, shift, dx, box_center;
 272     real    m;
 273     double  mtot;
 274     t_pbc   pbc;
 275
 276     calc_box_center(ecenter, box, box_center);
 277     set_pbc(&pbc, ePBC, box);
 278     if (mols->nr <= 0)
 279     {
 280         gmx_fatal(FARGS, "There are no molecule descriptions. I need a .tpr file for this pbc option.");
 281     }
 282     for (i = 0; (i < mols->nr); i++)
 283     {
 284         /* calc COM */
 285         clear_rvec(com);
 286         mtot = 0;
 287         for (j = mols->index[i]; (j < mols->index[i+1] && j < natoms); j++)
 288         {
 289             m = atom[j].m;
 290             for (d = 0; d < DIM; d++)
 291             {
 292                 com[d] += m*x[j][d];
 293             }
 294             mtot += m;
 295         }
 296         /* calculate final COM */
 297         svmul(1.0/mtot, com, com);
 298
 299         /* check if COM is outside box */
 300         copy_rvec(com, new_com);
 301         switch (unitcell_enum)
 302         {
 303             case euRect:
 304                 put_atoms_in_box(ePBC, box, 1, &new_com);
 305                 break;
 306             case euTric:
 307                 put_atoms_in_triclinic_unitcell(ecenter, box, 1, &new_com);
 308                 break;
 309             case euCompact:
 310                 put_atoms_in_compact_unitcell(ePBC, ecenter, box, 1, &new_com);
 311                 break;
 312         }
 313         rvec_sub(new_com, com, shift);
 314         if (norm2(shift) > 0)
 315         {
 316             if (debug)
 317             {
 318                 fprintf (debug, "\nShifting position of molecule %d "
 319                          "by %8.3f  %8.3f  %8.3f\n", i+1, PR_VEC(shift));
 320             }
 321             for (j = mols->index[i]; (j < mols->index[i+1] && j < natoms); j++)
 322             {
 323                 rvec_inc(x[j], shift);
 324             }
 325         }
 326     }
 327 }
 328
 329 static void put_residue_com_in_box(int unitcell_enum, int ecenter,
 330                                    int natoms, t_atom atom[],
 331                                    int ePBC, matrix box, rvec x[])
 332 {
 333     atom_id i, j, res_start, res_end, res_nat;
 334     int     d, presnr;
 335     real    m;
 336     double  mtot;
 337     rvec    box_center, com, new_com, shift;
 338
 339     calc_box_center(ecenter, box, box_center);
 340
 341     presnr    = NOTSET;
 342     res_start = 0;
 343     clear_rvec(com);
 344     mtot = 0;
 345     for (i = 0; i < natoms+1; i++)
 346     {
 347         if (i == natoms || (presnr != atom[i].resind && presnr != NOTSET))
 348         {
 349             /* calculate final COM */
 350             res_end = i;
 351             res_nat = res_end - res_start;
 352             svmul(1.0/mtot, com, com);
 353
 354             /* check if COM is outside box */
 355             copy_rvec(com, new_com);
 356             switch (unitcell_enum)
 357             {
 358                 case euRect:
 359                     put_atoms_in_box(ePBC, box, 1, &new_com);
 360                     break;
 361                 case euTric:
 362                     put_atoms_in_triclinic_unitcell(ecenter, box, 1, &new_com);
 363                     break;
 364                 case euCompact:
 365                     put_atoms_in_compact_unitcell(ePBC, ecenter, box, 1, &new_com);
 366                     break;
 367             }
 368             rvec_sub(new_com, com, shift);
 369             if (norm2(shift))
 370             {
 371                 if (debug)
 372                 {
 373                     fprintf (debug, "\nShifting position of residue %d (atoms %u-%u) "
 374                              "by %g,%g,%g\n", atom[res_start].resind+1,
 375                              res_start+1, res_end+1, PR_VEC(shift));
 376                 }
 377                 for (j = res_start; j < res_end; j++)
 378                 {
 379                     rvec_inc(x[j], shift);
 380                 }
 381             }
 382             clear_rvec(com);
 383             mtot = 0;
 384
 385             /* remember start of new residue */
 386             res_start = i;
 387         }
 388         if (i < natoms)
 389         {
 390             /* calc COM */
 391             m = atom[i].m;
 392             for (d = 0; d < DIM; d++)
 393             {
 394                 com[d] += m*x[i][d];
 395             }
 396             mtot += m;
 397
 398             presnr = atom[i].resind;
 399         }
 400     }
 401 }
 402
 403 static void center_x(int ecenter, rvec x[], matrix box, int n, int nc, atom_id ci[])
 404 {
 405     int  i, m, ai;
 406     rvec cmin, cmax, box_center, dx;
 407
 408     if (nc > 0)
 409     {
 410         copy_rvec(x[ci[0]], cmin);
 411         copy_rvec(x[ci[0]], cmax);
 412         for (i = 0; i < nc; i++)
 413         {
 414             ai = ci[i];
 415             for (m = 0; m < DIM; m++)
 416             {
 417                 if (x[ai][m] < cmin[m])
 418                 {
 419                     cmin[m] = x[ai][m];
 420                 }
 421                 else if (x[ai][m] > cmax[m])
 422                 {
 423                     cmax[m] = x[ai][m];
 424                 }
 425             }
 426         }
 427         calc_box_center(ecenter, box, box_center);
 428         for (m = 0; m < DIM; m++)
 429         {
 430             dx[m] = box_center[m]-(cmin[m]+cmax[m])*0.5;
 431         }
 432
 433         for (i = 0; i < n; i++)
 434         {
 435             rvec_inc(x[i], dx);
 436         }
 437     }
 438 }
 439
 440 static void mk_filenm(char *base, const char *ext, int ndigit, int file_nr,
 441                       char out_file[])
 442 {
 443     char nbuf[128];
 444     int  nd = 0, fnr;
 445
 446     strcpy(out_file, base);
 447     fnr = file_nr;
 448     do
 449     {
 450         fnr /= 10;
 451         nd++;
 452     }
 453     while (fnr > 0);
 454
 455     if (nd < ndigit)
 456     {
 457         strncat(out_file, "00000000000", ndigit-nd);
 458     }
 459     sprintf(nbuf, "%d.", file_nr);
 460     strcat(out_file, nbuf);
 461     strcat(out_file, ext);
 462 }
 463
 464 void check_trn(const char *fn)
 465 {
 466     if ((fn2ftp(fn) != efTRJ)  && (fn2ftp(fn) != efTRR))
 467     {
 468         gmx_fatal(FARGS, "%s is not a trajectory file, exiting\n", fn);
 469     }
 470 }
 471
 472 #ifndef GMX_NATIVE_WINDOWS
 473 void do_trunc(const char *fn, real t0)
 474 {
 475     t_fileio        *in;
 476     FILE            *fp;
 477     gmx_bool         bStop, bOK;
 478     t_trnheader      sh;
 479     gmx_off_t        fpos;
 480     char             yesno[256];
 481     int              j;
 482     real             t = 0;
 483
 484     if (t0 == -1)
 485     {
 486         gmx_fatal(FARGS, "You forgot to set the truncation time");
 487     }
 488
 489     /* Check whether this is a .trj file */
 490     check_trn(fn);
 491
 492     in   = open_trn(fn, "r");
 493     fp   = gmx_fio_getfp(in);
 494     if (fp == NULL)
 495     {
 496         fprintf(stderr, "Sorry, can not trunc %s, truncation of this filetype is not supported\n", fn);
 497         close_trn(in);
 498     }
 499     else
 500     {
 501         j     = 0;
 502         fpos  = gmx_fio_ftell(in);
 503         bStop = FALSE;
 504         while (!bStop && fread_trnheader(in, &sh, &bOK))
 505         {
 506             fread_htrn(in, &sh, NULL, NULL, NULL, NULL);
 507             fpos = gmx_ftell(fp);
 508             t    = sh.t;
 509             if (t >= t0)
 510             {
 511                 gmx_fseek(fp, fpos, SEEK_SET);
 512                 bStop = TRUE;
 513             }
 514         }
 515         if (bStop)
 516         {
 517             fprintf(stderr, "Do you REALLY want to truncate this trajectory (%s) at:\n"
 518                     "frame %d, time %g, bytes %ld ??? (type YES if so)\n",
 519                     fn, j, t, (long int)fpos);
 520             if (1 != scanf("%s", yesno))
 521             {
 522                 gmx_fatal(FARGS, "Error reading user input");
 523             }
 524             if (strcmp(yesno, "YES") == 0)
 525             {
 526                 fprintf(stderr, "Once again, I'm gonna DO this...\n");
 527                 close_trn(in);
 528                 if (0 != truncate(fn, fpos))
 529                 {
 530                     gmx_fatal(FARGS, "Error truncating file %s", fn);
 531                 }
 532             }
 533             else
 534             {
 535                 fprintf(stderr, "Ok, I'll forget about it\n");
 536             }
 537         }
 538         else
 539         {
 540             fprintf(stderr, "Already at end of file (t=%g)...\n", t);
 541             close_trn(in);
 542         }
 543     }
 544 }
 545 #endif
 546
 547 int gmx_trjconv(int argc, char *argv[])
 548 {
 549     const char *desc[] = {
 550         "[TT]trjconv[tt] can convert trajectory files in many ways:[BR]",
 551         "[BB]1.[bb] from one format to another[BR]",
 552         "[BB]2.[bb] select a subset of atoms[BR]",
 553         "[BB]3.[bb] change the periodicity representation[BR]",
 554         "[BB]4.[bb] keep multimeric molecules together[BR]",
 555         "[BB]5.[bb] center atoms in the box[BR]",
 556         "[BB]6.[bb] fit atoms to reference structure[BR]",
 557         "[BB]7.[bb] reduce the number of frames[BR]",
 558         "[BB]8.[bb] change the timestamps of the frames ",
 559         "([TT]-t0[tt] and [TT]-timestep[tt])[BR]",
 560         "[BB]9.[bb] cut the trajectory in small subtrajectories according",
 561         "to information in an index file. This allows subsequent analysis of",
 562         "the subtrajectories that could, for example, be the result of a",
 563         "cluster analysis. Use option [TT]-sub[tt].",
 564         "This assumes that the entries in the index file are frame numbers and",
 565         "dumps each group in the index file to a separate trajectory file.[BR]",
 566         "[BB]10.[bb] select frames within a certain range of a quantity given",
 567         "in an [TT].xvg[tt] file.[PAR]",
 568
 569         "The program [TT]trjcat[tt] is better suited for concatenating multiple trajectory files.",
 570         "[PAR]",
 571
 572         "Currently seven formats are supported for input and output:",
 573         "[TT].xtc[tt], [TT].trr[tt], [TT].trj[tt], [TT].gro[tt], [TT].g96[tt],",
 574         "[TT].pdb[tt] and [TT].g87[tt].",
 575         "The file formats are detected from the file extension.",
 576         "The precision of [TT].xtc[tt] and [TT].gro[tt] output is taken from the",
 577         "input file for [TT].xtc[tt], [TT].gro[tt] and [TT].pdb[tt],",
 578         "and from the [TT]-ndec[tt] option for other input formats. The precision",
 579         "is always taken from [TT]-ndec[tt], when this option is set.",
 580         "All other formats have fixed precision. [TT].trr[tt] and [TT].trj[tt]",
 581         "output can be single or double precision, depending on the precision",
 582         "of the [TT]trjconv[tt] binary.",
 583         "Note that velocities are only supported in",
 584         "[TT].trr[tt], [TT].trj[tt], [TT].gro[tt] and [TT].g96[tt] files.[PAR]",
 585
 586         "Option [TT]-app[tt] can be used to",
 587         "append output to an existing trajectory file.",
 588         "No checks are performed to ensure integrity",
 589         "of the resulting combined trajectory file.[PAR]",
 590
 591         "Option [TT]-sep[tt] can be used to write every frame to a separate",
 592         "[TT].gro, .g96[tt] or [TT].pdb[tt] file. By default, all frames all written to one file.",
 593         "[TT].pdb[tt] files with all frames concatenated can be viewed with",
 594         "[TT]rasmol -nmrpdb[tt].[PAR]",
 595
 596         "It is possible to select part of your trajectory and write it out",
 597         "to a new trajectory file in order to save disk space, e.g. for leaving",
 598         "out the water from a trajectory of a protein in water.",
 599         "[BB]ALWAYS[bb] put the original trajectory on tape!",
 600         "We recommend to use the portable [TT].xtc[tt] format for your analysis",
 601         "to save disk space and to have portable files.[PAR]",
 602
 603         "There are two options for fitting the trajectory to a reference",
 604         "either for essential dynamics analysis, etc.",
 605         "The first option is just plain fitting to a reference structure",
 606         "in the structure file. The second option is a progressive fit",
 607         "in which the first timeframe is fitted to the reference structure ",
 608         "in the structure file to obtain and each subsequent timeframe is ",
 609         "fitted to the previously fitted structure. This way a continuous",
 610         "trajectory is generated, which might not be the case when using the",
 611         "regular fit method, e.g. when your protein undergoes large",
 612         "conformational transitions.[PAR]",
 613
 614         "Option [TT]-pbc[tt] sets the type of periodic boundary condition",
 615         "treatment:[BR]",
 616         "[TT]* mol[tt] puts the center of mass of molecules in the box,",
 617         "and requires a run input file to be supplied with [TT]-s[tt].[BR]",
 618         "[TT]* res[tt] puts the center of mass of residues in the box.[BR]",
 619         "[TT]* atom[tt] puts all the atoms in the box.[BR]",
 620         "[TT]* nojump[tt] checks if atoms jump across the box and then puts",
 621         "them back. This has the effect that all molecules",
 622         "will remain whole (provided they were whole in the initial",
 623         "conformation). [BB]Note[bb] that this ensures a continuous trajectory but",
 624         "molecules may diffuse out of the box. The starting configuration",
 625         "for this procedure is taken from the structure file, if one is",
 626         "supplied, otherwise it is the first frame.[BR]",
 627         "[TT]* cluster[tt] clusters all the atoms in the selected index",
 628         "such that they are all closest to the center of mass of the cluster,",
 629         "which is iteratively updated. [BB]Note[bb] that this will only give meaningful",
 630         "results if you in fact have a cluster. Luckily that can be checked",
 631         "afterwards using a trajectory viewer. Note also that if your molecules",
 632         "are broken this will not work either.[BR]",
 633         "The separate option [TT]-clustercenter[tt] can be used to specify an",
 634         "approximate center for the cluster. This is useful e.g. if you have",
 635         "two big vesicles, and you want to maintain their relative positions.[BR]",
 636         "[TT]* whole[tt] only makes broken molecules whole.[PAR]",
 637
 638         "Option [TT]-ur[tt] sets the unit cell representation for options",
 639         "[TT]mol[tt], [TT]res[tt] and [TT]atom[tt] of [TT]-pbc[tt].",
 640         "All three options give different results for triclinic boxes and",
 641         "identical results for rectangular boxes.",
 642         "[TT]rect[tt] is the ordinary brick shape.",
 643         "[TT]tric[tt] is the triclinic unit cell.",
 644         "[TT]compact[tt] puts all atoms at the closest distance from the center",
 645         "of the box. This can be useful for visualizing e.g. truncated octahedra",
 646         "or rhombic dodecahedra. The center for options [TT]tric[tt] and [TT]compact[tt]",
 647         "is [TT]tric[tt] (see below), unless the option [TT]-boxcenter[tt]",
 648         "is set differently.[PAR]",
 649
 650         "Option [TT]-center[tt] centers the system in the box. The user can",
 651         "select the group which is used to determine the geometrical center.",
 652         "Option [TT]-boxcenter[tt] sets the location of the center of the box",
 653         "for options [TT]-pbc[tt] and [TT]-center[tt]. The center options are:",
 654         "[TT]tric[tt]: half of the sum of the box vectors,",
 655         "[TT]rect[tt]: half of the box diagonal,",
 656         "[TT]zero[tt]: zero.",
 657         "Use option [TT]-pbc mol[tt] in addition to [TT]-center[tt] when you",
 658         "want all molecules in the box after the centering.[PAR]",
 659
 660         "It is not always possible to use combinations of [TT]-pbc[tt],",
 661         "[TT]-fit[tt], [TT]-ur[tt] and [TT]-center[tt] to do exactly what",
 662         "you want in one call to [TT]trjconv[tt]. Consider using multiple",
 663         "calls, and check out the GROMACS website for suggestions.[PAR]",
 664
 665         "With [TT]-dt[tt], it is possible to reduce the number of ",
 666         "frames in the output. This option relies on the accuracy of the times",
 667         "in your input trajectory, so if these are inaccurate use the",
 668         "[TT]-timestep[tt] option to modify the time (this can be done",
 669         "simultaneously). For making smooth movies, the program [TT]g_filter[tt]",
 670         "can reduce the number of frames while using low-pass frequency",
 671         "filtering, this reduces aliasing of high frequency motions.[PAR]",
 672
 673         "Using [TT]-trunc[tt] [TT]trjconv[tt] can truncate [TT].trj[tt] in place, i.e.",
 674         "without copying the file. This is useful when a run has crashed",
 675         "during disk I/O (i.e. full disk), or when two contiguous",
 676         "trajectories must be concatenated without having double frames.[PAR]",
 677
 678         "Option [TT]-dump[tt] can be used to extract a frame at or near",
 679         "one specific time from your trajectory.[PAR]",
 680
 681         "Option [TT]-drop[tt] reads an [TT].xvg[tt] file with times and values.",
 682         "When options [TT]-dropunder[tt] and/or [TT]-dropover[tt] are set,",
 683         "frames with a value below and above the value of the respective options",
 684         "will not be written."
 685     };
 686
 687     int         pbc_enum;
 688     enum
 689     {
 690         epSel,
 691         epNone,
 692         epComMol,
 693         epComRes,
 694         epComAtom,
 695         epNojump,
 696         epCluster,
 697         epWhole,
 698         epNR
 699     };
 700     const char *pbc_opt[epNR + 1] =
 701     {
 702         NULL, "none", "mol", "res", "atom", "nojump", "cluster", "whole",
 703         NULL
 704     };
 705
 706     int         unitcell_enum;
 707     const char *unitcell_opt[euNR+1] =
 708     { NULL, "rect", "tric", "compact", NULL };
 709
 710     enum
 711     {
 712         ecSel, ecTric, ecRect, ecZero, ecNR
 713     };
 714     const char *center_opt[ecNR+1] =
 715     { NULL, "tric", "rect", "zero", NULL };
 716     int         ecenter;
 717
 718     int         fit_enum;
 719     enum
 720     {
 721         efSel, efNone, efFit, efFitXY, efReset, efResetXY, efPFit, efNR
 722     };
 723     const char *fit[efNR + 1] =
 724     {
 725         NULL, "none", "rot+trans", "rotxy+transxy", "translation", "transxy",
 726         "progressive", NULL
 727     };
 728
 729     static gmx_bool  bAppend       = FALSE, bSeparate = FALSE, bVels = TRUE, bForce = FALSE, bCONECT = FALSE;
 730     static gmx_bool  bCenter       = FALSE;
 731     static int       skip_nr       = 1, ndec = 3, nzero = 0;
 732     static real      tzero         = 0, delta_t = 0, timestep = 0, ttrunc = -1, tdump = -1, split_t = 0;
 733     static rvec      newbox        = {0, 0, 0}, shift = {0, 0, 0}, trans = {0, 0, 0};
 734     static char     *exec_command  = NULL;
 735     static real      dropunder     = 0, dropover = 0;
 736     static gmx_bool  bRound        = FALSE;
 737
 738     t_pargs
 739         pa[] =
 740     {
 741         { "-skip", FALSE, etINT,
 742           { &skip_nr }, "Only write every nr-th frame" },
 743         { "-dt", FALSE, etTIME,
 744           { &delta_t },
 745           "Only write frame when t MOD dt = first time (%t)" },
 746         { "-round", FALSE, etBOOL,
 747           { &bRound }, "Round measurements to nearest picosecond"},
 748         { "-dump", FALSE, etTIME,
 749           { &tdump }, "Dump frame nearest specified time (%t)" },
 750         { "-t0", FALSE, etTIME,
 751           { &tzero },
 752           "Starting time (%t) (default: don't change)" },
 753         { "-timestep", FALSE, etTIME,
 754           { &timestep },
 755           "Change time step between input frames (%t)" },
 756         { "-pbc", FALSE, etENUM,
 757           { pbc_opt },
 758           "PBC treatment (see help text for full description)" },
 759         { "-ur", FALSE, etENUM,
 760           { unitcell_opt }, "Unit-cell representation" },
 761         { "-center", FALSE, etBOOL,
 762           { &bCenter }, "Center atoms in box" },
 763         { "-boxcenter", FALSE, etENUM,
 764           { center_opt }, "Center for -pbc and -center" },
 765         { "-box", FALSE, etRVEC,
 766           { newbox },
 767           "Size for new cubic box (default: read from input)" },
 768         { "-trans", FALSE, etRVEC,
 769           { trans },
 770           "All coordinates will be translated by trans. This "
 771           "can advantageously be combined with -pbc mol -ur "
 772           "compact." },
 773         { "-shift", FALSE, etRVEC,
 774           { shift },
 775           "All coordinates will be shifted by framenr*shift" },
 776         { "-fit", FALSE, etENUM,
 777           { fit },
 778           "Fit molecule to ref structure in the structure file" },
 779         { "-ndec", FALSE, etINT,
 780           { &ndec },
 781           "Precision for .xtc and .gro writing in number of "
 782           "decimal places" },
 783         { "-vel", FALSE, etBOOL,
 784           { &bVels }, "Read and write velocities if possible" },
 785         { "-force", FALSE, etBOOL,
 786           { &bForce }, "Read and write forces if possible" },
 787 #ifndef GMX_NATIVE_WINDOWS
 788         { "-trunc", FALSE, etTIME,
 789           { &ttrunc },
 790           "Truncate input trajectory file after this time (%t)" },
 791 #endif
 792         { "-exec", FALSE, etSTR,
 793           { &exec_command },
 794           "Execute command for every output frame with the "
 795           "frame number as argument" },
 796         { "-app", FALSE, etBOOL,
 797           { &bAppend }, "Append output" },
 798         { "-split", FALSE, etTIME,
 799           { &split_t },
 800           "Start writing new file when t MOD split = first "
 801           "time (%t)" },
 802         { "-sep", FALSE, etBOOL,
 803           { &bSeparate },
 804           "Write each frame to a separate .gro, .g96 or .pdb "
 805           "file" },
 806         { "-nzero", FALSE, etINT,
 807           { &nzero },
 808           "If the -sep flag is set, use these many digits "
 809           "for the file numbers and prepend zeros as needed" },
 810         { "-dropunder", FALSE, etREAL,
 811           { &dropunder }, "Drop all frames below this value" },
 812         { "-dropover", FALSE, etREAL,
 813           { &dropover }, "Drop all frames above this value" },
 814         { "-conect", FALSE, etBOOL,
 815           { &bCONECT },
 816           "Add conect records when writing [TT].pdb[tt] files. Useful "
 817           "for visualization of non-standard molecules, e.g. "
 818           "coarse grained ones" }
 819     };
 820 #define NPA asize(pa)
 821
 822     FILE            *out    = NULL;
 823     t_trxstatus     *trxout = NULL;
 824     t_trxstatus     *status;
 825     int              ftp, ftpin = 0, file_nr;
 826     t_trxframe       fr, frout;
 827     int              flags;
 828     rvec            *xmem = NULL, *vmem = NULL, *fmem = NULL;
 829     rvec            *xp   = NULL, x_shift, hbox, box_center, dx;
 830     real             xtcpr, lambda, *w_rls = NULL;
 831     int              m, i, d, frame, outframe, natoms, nout, ncent, nre, newstep = 0, model_nr;
 832 #define SKIP 10
 833     t_topology       top;
 834     gmx_conect       gc    = NULL;
 835     int              ePBC  = -1;
 836     t_atoms         *atoms = NULL, useatoms;
 837     matrix           top_box;
 838     atom_id         *index, *cindex;
 839     char            *grpnm;
 840     int             *frindex, nrfri;
 841     char            *frname;
 842     int              ifit, irms, my_clust = -1;
 843     atom_id         *ind_fit, *ind_rms;
 844     char            *gn_fit, *gn_rms;
 845     t_cluster_ndx   *clust           = NULL;
 846     t_trxstatus    **clust_status    = NULL;
 847     int             *clust_status_id = NULL;
 848     int              ntrxopen        = 0;
 849     int             *nfwritten       = NULL;
 850     int              ndrop           = 0, ncol, drop0 = 0, drop1 = 0, dropuse = 0;
 851     double         **dropval;
 852     real             tshift = 0, t0 = -1, dt = 0.001, prec;
 853     gmx_bool         bFit, bFitXY, bPFit, bReset;
 854     int              nfitdim;
 855     gmx_rmpbc_t      gpbc = NULL;
 856     gmx_bool         bRmPBC, bPBCWhole, bPBCcomRes, bPBCcomMol, bPBCcomAtom, bPBC, bNoJump, bCluster;
 857     gmx_bool         bCopy, bDoIt, bIndex, bTDump, bSetTime, bTPS = FALSE, bDTset = FALSE;
 858     gmx_bool         bExec, bTimeStep = FALSE, bDumpFrame = FALSE, bSetPrec, bNeedPrec;
 859     gmx_bool         bHaveFirstFrame, bHaveNextFrame, bSetBox, bSetUR, bSplit = FALSE;
 860     gmx_bool         bSubTraj = FALSE, bDropUnder = FALSE, bDropOver = FALSE, bTrans = FALSE;
 861     gmx_bool         bWriteFrame, bSplitHere;
 862     const char      *top_file, *in_file, *out_file = NULL;
 863     char             out_file2[256], *charpt;
 864     char            *outf_base = NULL;
 865     const char      *outf_ext  = NULL;
 866     char             top_title[256], title[256], command[256], filemode[5];
 867     int              xdr          = 0;
 868     gmx_bool         bWarnCompact = FALSE;
 869     const char      *warn;
 870     output_env_t     oenv;
 871
 872     t_filenm         fnm[] = {
 873         { efTRX, "-f",   NULL,      ffREAD  },
 874         { efTRO, "-o",   NULL,      ffWRITE },
 875         { efTPS, NULL,   NULL,      ffOPTRD },
 876         { efNDX, NULL,   NULL,      ffOPTRD },
 877         { efNDX, "-fr",  "frames",  ffOPTRD },
 878         { efNDX, "-sub", "cluster", ffOPTRD },
 879         { efXVG, "-drop", "drop",    ffOPTRD }
 880     };
 881 #define NFILE asize(fnm)
 882
 883     if (!parse_common_args(&argc, argv,
 884                            PCA_CAN_BEGIN | PCA_CAN_END | PCA_CAN_VIEW |
 885                            PCA_TIME_UNIT | PCA_BE_NICE,
 886                            NFILE, fnm, NPA, pa, asize(desc), desc,
 887                            0, NULL, &oenv))
 888     {
 889         return 0;
 890     }
 891
 892     top_file = ftp2fn(efTPS, NFILE, fnm);
 893     init_top(&top);
 894
 895     /* Check command line */
 896     in_file = opt2fn("-f", NFILE, fnm);
 897
 898     if (ttrunc != -1)
 899     {
 900 #ifndef GMX_NATIVE_WINDOWS
 901         do_trunc(in_file, ttrunc);
 902 #endif
 903     }
 904     else
 905     {
 906         /* mark active cmdline options */
 907         bSetBox    = opt2parg_bSet("-box", NPA, pa);
 908         bSetTime   = opt2parg_bSet("-t0", NPA, pa);
 909         bSetPrec   = opt2parg_bSet("-ndec", NPA, pa);
 910         bSetUR     = opt2parg_bSet("-ur", NPA, pa);
 911         bExec      = opt2parg_bSet("-exec", NPA, pa);
 912         bTimeStep  = opt2parg_bSet("-timestep", NPA, pa);
 913         bTDump     = opt2parg_bSet("-dump", NPA, pa);
 914         bDropUnder = opt2parg_bSet("-dropunder", NPA, pa);
 915         bDropOver  = opt2parg_bSet("-dropover", NPA, pa);
 916         bTrans     = opt2parg_bSet("-trans", NPA, pa);
 917         bSplit     = (split_t != 0);
 918
 919         /* parse enum options */
 920         fit_enum      = nenum(fit);
 921         bFit          = (fit_enum == efFit || fit_enum == efFitXY);
 922         bFitXY        = fit_enum == efFitXY;
 923         bReset        = (fit_enum == efReset || fit_enum == efResetXY);
 924         bPFit         = fit_enum == efPFit;
 925         pbc_enum      = nenum(pbc_opt);
 926         bPBCWhole     = pbc_enum == epWhole;
 927         bPBCcomRes    = pbc_enum == epComRes;
 928         bPBCcomMol    = pbc_enum == epComMol;
 929         bPBCcomAtom   = pbc_enum == epComAtom;
 930         bNoJump       = pbc_enum == epNojump;
 931         bCluster      = pbc_enum == epCluster;
 932         bPBC          = pbc_enum != epNone;
 933         unitcell_enum = nenum(unitcell_opt);
 934         ecenter       = nenum(center_opt) - ecTric;
 935
 936         /* set and check option dependencies */
 937         if (bPFit)
 938         {
 939             bFit = TRUE;        /* for pfit, fit *must* be set */
 940         }
 941         if (bFit)
 942         {
 943             bReset = TRUE;       /* for fit, reset *must* be set */
 944         }
 945         nfitdim = 0;
 946         if (bFit || bReset)
 947         {
 948             nfitdim = (fit_enum == efFitXY || fit_enum == efResetXY) ? 2 : 3;
 949         }
 950         bRmPBC = bFit || bPBCWhole || bPBCcomRes || bPBCcomMol;
 951
 952         if (bSetUR)
 953         {
 954             if (!(bPBCcomRes || bPBCcomMol ||  bPBCcomAtom))
 955             {
 956                 fprintf(stderr,
 957                         "WARNING: Option for unitcell representation (-ur %s)\n"
 958                         "         only has effect in combination with -pbc %s, %s or %s.\n"
 959                         "         Ingoring unitcell representation.\n\n",
 960                         unitcell_opt[0], pbc_opt[2], pbc_opt[3], pbc_opt[4]);
 961                 bSetUR = FALSE;
 962             }
 963         }
 964         if (bFit && bPBC)
 965         {
 966             gmx_fatal(FARGS, "PBC condition treatment does not work together with rotational fit.\n"
 967                       "Please do the PBC condition treatment first and then run trjconv in a second step\n"
 968                       "for the rotational fit.\n"
 969                       "First doing the rotational fit and then doing the PBC treatment gives incorrect\n"
 970                       "results!");
 971         }
 972
 973         /* ndec is in nr of decimal places, prec is a multiplication factor: */
 974         prec = 1;
 975         for (i = 0; i < ndec; i++)
 976         {
 977             prec *= 10;
 978         }
 979
 980         bIndex = ftp2bSet(efNDX, NFILE, fnm);
 981
 982
 983         /* Determine output type */
 984         out_file = opt2fn("-o", NFILE, fnm);
 985         ftp      = fn2ftp(out_file);
 986         fprintf(stderr, "Will write %s: %s\n", ftp2ext(ftp), ftp2desc(ftp));
 987         bNeedPrec = (ftp == efXTC || ftp == efGRO);
 988         if (bVels)
 989         {
 990             /* check if velocities are possible in input and output files */
 991             ftpin = fn2ftp(in_file);
 992             bVels = (ftp == efTRR || ftp == efTRJ || ftp == efGRO || ftp == efG96)
 993                 && (ftpin == efTRR || ftpin == efTRJ || ftpin == efGRO || ftpin == efG96 ||
 994                     ftpin == efCPT);
 995         }
 996         if (bSeparate || bSplit)
 997         {
 998             outf_ext = strrchr(out_file, '.');
 999             if (outf_ext == NULL)
1000             {
1001                 gmx_fatal(FARGS, "Output file name '%s' does not contain a '.'", out_file);
1002             }
1003             outf_base = strdup(out_file);
1004             outf_base[outf_ext - out_file] = '\0';
1005         }
1006
1007         bSubTraj = opt2bSet("-sub", NFILE, fnm);
1008         if (bSubTraj)
1009         {
1010             if ((ftp != efXTC) && (ftp != efTRR))
1011             {
1012                 /* It seems likely that other trajectory file types
1013                  * could work here. */
1014                 gmx_fatal(FARGS, "Can only use the sub option with output file types "
1015                           "xtc and trr");
1016             }
1017             clust = cluster_index(NULL, opt2fn("-sub", NFILE, fnm));
1018
1019             /* Check for number of files disabled, as FOPEN_MAX is not the correct
1020              * number to check for. In my linux box it is only 16.
1021              */
1022             if (0 && (clust->clust->nr > FOPEN_MAX-4))
1023             {
1024                 gmx_fatal(FARGS, "Can not open enough (%d) files to write all the"
1025                           " trajectories.\ntry splitting the index file in %d parts.\n"
1026                           "FOPEN_MAX = %d",
1027                           clust->clust->nr, 1+clust->clust->nr/FOPEN_MAX, FOPEN_MAX);
1028             }
1029             gmx_warning("The -sub option could require as many open output files as there are\n"
1030                         "index groups in the file (%d). If you get I/O errors opening new files,\n"
1031                         "try reducing the number of index groups in the file, and perhaps\n"
1032                         "using trjconv -sub several times on different chunks of your index file.\n",
1033                         clust->clust->nr);
1034
1035             snew(clust_status, clust->clust->nr);
1036             snew(clust_status_id, clust->clust->nr);
1037             snew(nfwritten, clust->clust->nr);
1038             for (i = 0; (i < clust->clust->nr); i++)
1039             {
1040                 clust_status[i]    = NULL;
1041                 clust_status_id[i] = -1;
1042             }
1043             bSeparate = bSplit = FALSE;
1044         }
1045         /* skipping */
1046         if (skip_nr <= 0)
1047         {
1048         }
1049
1050         /* Determine whether to read a topology */
1051         bTPS = (ftp2bSet(efTPS, NFILE, fnm) ||
1052                 bRmPBC || bReset || bPBCcomMol || bCluster ||
1053                 (ftp == efGRO) || (ftp == efPDB) || bCONECT);
1054
1055         /* Determine if when can read index groups */
1056         bIndex = (bIndex || bTPS);
1057
1058         if (bTPS)
1059         {
1060             read_tps_conf(top_file, top_title, &top, &ePBC, &xp, NULL, top_box,
1061                           bReset || bPBCcomRes);
1062             atoms = &top.atoms;
1063
1064             if (0 == top.mols.nr && (bCluster || bPBCcomMol))
1065             {
1066                 gmx_fatal(FARGS, "Option -pbc %s requires a .tpr file for the -s option", pbc_opt[pbc_enum]);
1067             }
1068
1069             /* top_title is only used for gro and pdb,
1070              * the header in such a file is top_title t= ...
1071              * to prevent a double t=, remove it from top_title
1072              */
1073             if ((charpt = strstr(top_title, " t= ")))
1074             {
1075                 charpt[0] = '\0';
1076             }
1077
1078             if (bCONECT)
1079             {
1080                 gc = gmx_conect_generate(&top);
1081             }
1082             if (bRmPBC)
1083             {
1084                 gpbc = gmx_rmpbc_init(&top.idef, ePBC, top.atoms.nr);
1085             }
1086         }
1087
1088         /* get frame number index */
1089         frindex = NULL;
1090         if (opt2bSet("-fr", NFILE, fnm))
1091         {
1092             printf("Select groups of frame number indices:\n");
1093             rd_index(opt2fn("-fr", NFILE, fnm), 1, &nrfri, (atom_id **)&frindex, &frname);
1094             if (debug)
1095             {
1096                 for (i = 0; i < nrfri; i++)
1097                 {
1098                     fprintf(debug, "frindex[%4d]=%4d\n", i, frindex[i]);
1099                 }
1100             }
1101         }
1102
1103         /* get index groups etc. */
1104         if (bReset)
1105         {
1106             printf("Select group for %s fit\n",
1107                    bFit ? "least squares" : "translational");
1108             get_index(atoms, ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm),
1109                       1, &ifit, &ind_fit, &gn_fit);
1110
1111             if (bFit)
1112             {
1113                 if (ifit < 2)
1114                 {
1115                     gmx_fatal(FARGS, "Need at least 2 atoms to fit!\n");
1116                 }
1117                 else if (ifit == 3)
1118                 {
1119                     fprintf(stderr, "WARNING: fitting with only 2 atoms is not unique\n");
1120                 }
1121             }
1122         }
1123         else if (bCluster)
1124         {
1125             printf("Select group for clustering\n");
1126             get_index(atoms, ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm),
1127                       1, &ifit, &ind_fit, &gn_fit);
1128         }
1129
1130         if (bIndex)
1131         {
1132             if (bCenter)
1133             {
1134                 printf("Select group for centering\n");
1135                 get_index(atoms, ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm),
1136                           1, &ncent, &cindex, &grpnm);
1137             }
1138             printf("Select group for output\n");
1139             get_index(atoms, ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm),
1140                       1, &nout, &index, &grpnm);
1141         }
1142         else
1143         {
1144             /* no index file, so read natoms from TRX */
1145             if (!read_first_frame(oenv, &status, in_file, &fr, TRX_DONT_SKIP))
1146             {
1147                 gmx_fatal(FARGS, "Could not read a frame from %s", in_file);
1148             }
1149             natoms = fr.natoms;
1150             close_trj(status);
1151             sfree(fr.x);
1152             snew(index, natoms);
1153             for (i = 0; i < natoms; i++)
1154             {
1155                 index[i] = i;
1156             }
1157             nout = natoms;
1158             if (bCenter)
1159             {
1160                 ncent  = nout;
1161                 cindex = index;
1162             }
1163         }
1164
1165         if (bReset)
1166         {
1167             snew(w_rls, atoms->nr);
1168             for (i = 0; (i < ifit); i++)
1169             {
1170                 w_rls[ind_fit[i]] = atoms->atom[ind_fit[i]].m;
1171             }
1172
1173             /* Restore reference structure and set to origin,
1174                store original location (to put structure back) */
1175             if (bRmPBC)
1176             {
1177                 gmx_rmpbc(gpbc, top.atoms.nr, top_box, xp);
1178             }
1179             copy_rvec(xp[index[0]], x_shift);
1180             reset_x_ndim(nfitdim, ifit, ind_fit, atoms->nr, NULL, xp, w_rls);
1181             rvec_dec(x_shift, xp[index[0]]);
1182         }
1183         else
1184         {
1185             clear_rvec(x_shift);
1186         }
1187
1188         if (bDropUnder || bDropOver)
1189         {
1190             /* Read the .xvg file with the drop values */
1191             fprintf(stderr, "\nReading drop file ...");
1192             ndrop = read_xvg(opt2fn("-drop", NFILE, fnm), &dropval, &ncol);
1193             fprintf(stderr, " %d time points\n", ndrop);
1194             if (ndrop == 0 || ncol < 2)
1195             {
1196                 gmx_fatal(FARGS, "Found no data points in %s",
1197                           opt2fn("-drop", NFILE, fnm));
1198             }
1199             drop0 = 0;
1200             drop1 = 0;
1201         }
1202
1203         /* Make atoms struct for output in GRO or PDB files */
1204         if ((ftp == efGRO) || ((ftp == efG96) && bTPS) || (ftp == efPDB))
1205         {
1206             /* get memory for stuff to go in .pdb file */
1207             init_t_atoms(&useatoms, atoms->nr, FALSE);
1208             sfree(useatoms.resinfo);
1209             useatoms.resinfo = atoms->resinfo;
1210             for (i = 0; (i < nout); i++)
1211             {
1212                 useatoms.atomname[i] = atoms->atomname[index[i]];
1213                 useatoms.atom[i]     = atoms->atom[index[i]];
1214                 useatoms.nres        = max(useatoms.nres, useatoms.atom[i].resind+1);
1215             }
1216             useatoms.nr = nout;
1217         }
1218         /* select what to read */
1219         if (ftp == efTRR || ftp == efTRJ)
1220         {
1221             flags = TRX_READ_X;
1222         }
1223         else
1224         {
1225             flags = TRX_NEED_X;
1226         }
1227         if (bVels)
1228         {
1229             flags = flags | TRX_READ_V;
1230         }
1231         if (bForce)
1232         {
1233             flags = flags | TRX_READ_F;
1234         }
1235
1236         /* open trx file for reading */
1237         bHaveFirstFrame = read_first_frame(oenv, &status, in_file, &fr, flags);
1238         if (fr.bPrec)
1239         {
1240             fprintf(stderr, "\nPrecision of %s is %g (nm)\n", in_file, 1/fr.prec);
1241         }
1242         if (bNeedPrec)
1243         {
1244             if (bSetPrec || !fr.bPrec)
1245             {
1246                 fprintf(stderr, "\nSetting output precision to %g (nm)\n", 1/prec);
1247             }
1248             else
1249             {
1250                 fprintf(stderr, "Using output precision of %g (nm)\n", 1/prec);
1251             }
1252         }
1253
1254         if (bHaveFirstFrame)
1255         {
1256             set_trxframe_ePBC(&fr, ePBC);
1257
1258             natoms = fr.natoms;
1259
1260             if (bSetTime)
1261             {
1262                 tshift = tzero-fr.time;
1263             }
1264             else
1265             {
1266                 tzero = fr.time;
1267             }
1268
1269             /* open output for writing */
1270             if ((bAppend) && (gmx_fexist(out_file)))
1271             {
1272                 strcpy(filemode, "a");
1273                 fprintf(stderr, "APPENDING to existing file %s\n", out_file);
1274             }
1275             else
1276             {
1277                 strcpy(filemode, "w");
1278             }
1279             switch (ftp)
1280             {
1281                 case efXTC:
1282                 case efG87:
1283                 case efTRR:
1284                 case efTRJ:
1285                     out = NULL;
1286                     if (!bSplit && !bSubTraj)
1287                     {
1288                         trxout = open_trx(out_file, filemode);
1289                     }
1290                     break;
1291                 case efGRO:
1292                 case efG96:
1293                 case efPDB:
1294                     if (( !bSeparate && !bSplit ) && !bSubTraj)
1295                     {
1296                         out = ffopen(out_file, filemode);
1297                     }
1298                     break;
1299             }
1300
1301             bCopy = FALSE;
1302             if (bIndex)
1303             {
1304                 /* check if index is meaningful */
1305                 for (i = 0; i < nout; i++)
1306                 {
1307                     if (index[i] >= natoms)
1308                     {
1309                         gmx_fatal(FARGS,
1310                                   "Index[%d] %d is larger than the number of atoms in the\n"
1311                                   "trajectory file (%d). There is a mismatch in the contents\n"
1312                                   "of your -f, -s and/or -n files.", i, index[i]+1, natoms);
1313                     }
1314                     bCopy = bCopy || (i != index[i]);
1315                 }
1316             }
1317             if (bCopy)
1318             {
1319                 snew(xmem, nout);
1320                 if (bVels)
1321                 {
1322                     snew(vmem, nout);
1323                 }
1324                 if (bForce)
1325                 {
1326                     snew(fmem, nout);
1327                 }
1328             }
1329
1330             if (ftp == efG87)
1331             {
1332                 fprintf(gmx_fio_getfp(trx_get_fileio(trxout)),
1333                         "Generated by %s. #atoms=%d, a BOX is"
1334                         " stored in this file.\n", ShortProgram(), nout);
1335             }
1336
1337             /* Start the big loop over frames */
1338             file_nr  =  0;
1339             frame    =  0;
1340             outframe =  0;
1341             model_nr =  0;
1342             bDTset   = FALSE;
1343
1344             /* Main loop over frames */
1345             do
1346             {
1347                 if (!fr.bStep)
1348                 {
1349                     /* set the step */
1350                     fr.step = newstep;
1351                     newstep++;
1352                 }
1353                 if (bSubTraj)
1354                 {
1355                     /*if (frame >= clust->clust->nra)
1356                        gmx_fatal(FARGS,"There are more frames in the trajectory than in the cluster index file\n");*/
1357                     if (frame > clust->maxframe)
1358                     {
1359                         my_clust = -1;
1360                     }
1361                     else
1362                     {
1363                         my_clust = clust->inv_clust[frame];
1364                     }
1365                     if ((my_clust < 0) || (my_clust >= clust->clust->nr) ||
1366                         (my_clust == NO_ATID))
1367                     {
1368                         my_clust = -1;
1369                     }
1370                 }
1371
1372                 if (bSetBox)
1373                 {
1374                     /* generate new box */
1375                     clear_mat(fr.box);
1376                     for (m = 0; m < DIM; m++)
1377                     {
1378                         fr.box[m][m] = newbox[m];
1379                     }
1380                 }
1381
1382                 if (bTrans)
1383                 {
1384                     for (i = 0; i < natoms; i++)
1385                     {
1386                         rvec_inc(fr.x[i], trans);
1387                     }
1388                 }
1389
1390                 if (bTDump)
1391                 {
1392                     /* determine timestep */
1393                     if (t0 == -1)
1394                     {
1395                         t0 = fr.time;
1396                     }
1397                     else
1398                     {
1399                         if (!bDTset)
1400                         {
1401                             dt     = fr.time-t0;
1402                             bDTset = TRUE;
1403                         }
1404                     }
1405                     /* This is not very elegant, as one can not dump a frame after
1406                      * a timestep with is more than twice as small as the first one. */
1407                     bDumpFrame = (fr.time > tdump-0.5*dt) && (fr.time <= tdump+0.5*dt);
1408                 }
1409                 else
1410                 {
1411                     bDumpFrame = FALSE;
1412                 }
1413
1414                 /* determine if an atom jumped across the box and reset it if so */
1415                 if (bNoJump && (bTPS || frame != 0))
1416                 {
1417                     for (d = 0; d < DIM; d++)
1418                     {
1419                         hbox[d] = 0.5*fr.box[d][d];
1420                     }
1421                     for (i = 0; i < natoms; i++)
1422                     {
1423                         if (bReset)
1424                         {
1425                             rvec_dec(fr.x[i], x_shift);
1426                         }
1427                         for (m = DIM-1; m >= 0; m--)
1428                         {
1429                             if (hbox[m] > 0)
1430                             {
1431                                 while (fr.x[i][m]-xp[i][m] <= -hbox[m])
1432                                 {
1433                                     for (d = 0; d <= m; d++)
1434                                     {
1435                                         fr.x[i][d] += fr.box[m][d];
1436                                     }
1437                                 }
1438                                 while (fr.x[i][m]-xp[i][m] > hbox[m])
1439                                 {
1440                                     for (d = 0; d <= m; d++)
1441                                     {
1442                                         fr.x[i][d] -= fr.box[m][d];
1443                                     }
1444                                 }
1445                             }
1446                         }
1447                     }
1448                 }
1449                 else if (bCluster)
1450                 {
1451                     calc_pbc_cluster(ecenter, ifit, &top, ePBC, fr.x, ind_fit, fr.box);
1452                 }
1453
1454                 if (bPFit)
1455                 {
1456                     /* Now modify the coords according to the flags,
1457                        for normal fit, this is only done for output frames */
1458                     if (bRmPBC)
1459                     {
1460                         gmx_rmpbc_trxfr(gpbc, &fr);
1461                     }
1462
1463                     reset_x_ndim(nfitdim, ifit, ind_fit, natoms, NULL, fr.x, w_rls);
1464                     do_fit(natoms, w_rls, xp, fr.x);
1465                 }
1466
1467                 /* store this set of coordinates for future use */
1468                 if (bPFit || bNoJump)
1469                 {
1470                     if (xp == NULL)
1471                     {
1472                         snew(xp, natoms);
1473                     }
1474                     for (i = 0; (i < natoms); i++)
1475                     {
1476                         copy_rvec(fr.x[i], xp[i]);
1477                         rvec_inc(fr.x[i], x_shift);
1478                     }
1479                 }
1480
1481                 if (frindex)
1482                 {
1483                     /* see if we have a frame from the frame index group */
1484                     for (i = 0; i < nrfri && !bDumpFrame; i++)
1485                     {
1486                         bDumpFrame = frame == frindex[i];
1487                     }
1488                 }
1489                 if (debug && bDumpFrame)
1490                 {
1491                     fprintf(debug, "dumping %d\n", frame);
1492                 }
1493
1494                 bWriteFrame =
1495                     ( ( !bTDump && !frindex && frame % skip_nr == 0 ) || bDumpFrame );
1496
1497                 if (bWriteFrame && (bDropUnder || bDropOver))
1498                 {
1499                     while (dropval[0][drop1] < fr.time && drop1+1 < ndrop)
1500                     {
1501                         drop0 = drop1;
1502                         drop1++;
1503                     }
1504                     if (fabs(dropval[0][drop0] - fr.time)
1505                         < fabs(dropval[0][drop1] - fr.time))
1506                     {
1507                         dropuse = drop0;
1508                     }
1509                     else
1510                     {
1511                         dropuse = drop1;
1512                     }
1513                     if ((bDropUnder && dropval[1][dropuse] < dropunder) ||
1514                         (bDropOver && dropval[1][dropuse] > dropover))
1515                     {
1516                         bWriteFrame = FALSE;
1517                     }
1518                 }
1519
1520                 if (bWriteFrame)
1521                 {
1522
1523                     /* calc new time */
1524                     if (bTimeStep)
1525                     {
1526                         fr.time = tzero+frame*timestep;
1527                     }
1528                     else
1529                     if (bSetTime)
1530                     {
1531                         fr.time += tshift;
1532                     }
1533
1534                     if (bTDump)
1535                     {
1536                         fprintf(stderr, "\nDumping frame at t= %g %s\n",
1537                                 output_env_conv_time(oenv, fr.time), output_env_get_time_unit(oenv));
1538                     }
1539
1540                     /* check for writing at each delta_t */
1541                     bDoIt = (delta_t == 0);
1542                     if (!bDoIt)
1543                     {
1544                         if (!bRound)
1545                         {
1546                             bDoIt = bRmod(fr.time, tzero, delta_t);
1547                         }
1548                         else
1549                         {
1550                             /* round() is not C89 compatible, so we do this:  */
1551                             bDoIt = bRmod(floor(fr.time+0.5), floor(tzero+0.5),
1552                                           floor(delta_t+0.5));
1553                         }
1554                     }
1555
1556                     if (bDoIt || bTDump)
1557                     {
1558                         /* print sometimes */
1559                         if ( ((outframe % SKIP) == 0) || (outframe < SKIP) )
1560                         {
1561                             fprintf(stderr, " ->  frame %6d time %8.3f      \r",
1562                                     outframe, output_env_conv_time(oenv, fr.time));
1563                         }
1564
1565                         if (!bPFit)
1566                         {
1567                             /* Now modify the coords according to the flags,
1568                                for PFit we did this already! */
1569
1570                             if (bRmPBC)
1571                             {
1572                                 gmx_rmpbc_trxfr(gpbc, &fr);
1573                             }
1574
1575                             if (bReset)
1576                             {
1577                                 reset_x_ndim(nfitdim, ifit, ind_fit, natoms, NULL, fr.x, w_rls);
1578                                 if (bFit)
1579                                 {
1580                                     do_fit_ndim(nfitdim, natoms, w_rls, xp, fr.x);
1581                                 }
1582                                 if (!bCenter)
1583                                 {
1584                                     for (i = 0; i < natoms; i++)
1585                                     {
1586                                         rvec_inc(fr.x[i], x_shift);
1587                                     }
1588                                 }
1589                             }
1590
1591                             if (bCenter)
1592                             {
1593                                 center_x(ecenter, fr.x, fr.box, natoms, ncent, cindex);
1594                             }
1595                         }
1596
1597                         if (bPBCcomAtom)
1598                         {
1599                             switch (unitcell_enum)
1600                             {
1601                                 case euRect:
1602                                     put_atoms_in_box(ePBC, fr.box, natoms, fr.x);
1603                                     break;
1604                                 case euTric:
1605                                     put_atoms_in_triclinic_unitcell(ecenter, fr.box, natoms, fr.x);
1606                                     break;
1607                                 case euCompact:
1608                                     warn = put_atoms_in_compact_unitcell(ePBC, ecenter, fr.box,
1609                                                                          natoms, fr.x);
1610                                     if (warn && !bWarnCompact)
1611                                     {
1612                                         fprintf(stderr, "\n%s\n", warn);
1613                                         bWarnCompact = TRUE;
1614                                     }
1615                                     break;
1616                             }
1617                         }
1618                         if (bPBCcomRes)
1619                         {
1620                             put_residue_com_in_box(unitcell_enum, ecenter,
1621                                                    natoms, atoms->atom, ePBC, fr.box, fr.x);
1622                         }
1623                         if (bPBCcomMol)
1624                         {
1625                             put_molecule_com_in_box(unitcell_enum, ecenter,
1626                                                     &top.mols,
1627                                                     natoms, atoms->atom, ePBC, fr.box, fr.x);
1628                         }
1629                         /* Copy the input trxframe struct to the output trxframe struct */
1630                         frout        = fr;
1631                         frout.bV     = (frout.bV && bVels);
1632                         frout.bF     = (frout.bF && bForce);
1633                         frout.natoms = nout;
1634                         if (bNeedPrec && (bSetPrec || !fr.bPrec))
1635                         {
1636                             frout.bPrec = TRUE;
1637                             frout.prec  = prec;
1638                         }
1639                         if (bCopy)
1640                         {
1641                             frout.x = xmem;
1642                             if (frout.bV)
1643                             {
1644                                 frout.v = vmem;
1645                             }
1646                             if (frout.bF)
1647                             {
1648                                 frout.f = fmem;
1649                             }
1650                             for (i = 0; i < nout; i++)
1651                             {
1652                                 copy_rvec(fr.x[index[i]], frout.x[i]);
1653                                 if (frout.bV)
1654                                 {
1655                                     copy_rvec(fr.v[index[i]], frout.v[i]);
1656                                 }
1657                                 if (frout.bF)
1658                                 {
1659                                     copy_rvec(fr.f[index[i]], frout.f[i]);
1660                                 }
1661                             }
1662                         }
1663
1664                         if (opt2parg_bSet("-shift", NPA, pa))
1665                         {
1666                             for (i = 0; i < nout; i++)
1667                             {
1668                                 for (d = 0; d < DIM; d++)
1669                                 {
1670                                     frout.x[i][d] += outframe*shift[d];
1671                                 }
1672                             }
1673                         }
1674
1675                         if (!bRound)
1676                         {
1677                             bSplitHere = bSplit && bRmod(fr.time, tzero, split_t);
1678                         }
1679                         else
1680                         {
1681                             /* round() is not C89 compatible, so we do this: */
1682                             bSplitHere = bSplit && bRmod(floor(fr.time+0.5),
1683                                                          floor(tzero+0.5),
1684                                                          floor(split_t+0.5));
1685                         }
1686                         if (bSeparate || bSplitHere)
1687                         {
1688                             mk_filenm(outf_base, ftp2ext(ftp), nzero, file_nr, out_file2);
1689                         }
1690
1691                         switch (ftp)
1692                         {
1693                             case efTRJ:
1694                             case efTRR:
1695                             case efG87:
1696                             case efXTC:
1697                                 if (bSplitHere)
1698                                 {
1699                                     if (trxout)
1700                                     {
1701                                         close_trx(trxout);
1702                                     }
1703                                     trxout = open_trx(out_file2, filemode);
1704                                 }
1705                                 if (bSubTraj)
1706                                 {
1707                                     if (my_clust != -1)
1708                                     {
1709                                         char buf[STRLEN];
1710                                         if (clust_status_id[my_clust] == -1)
1711                                         {
1712                                             sprintf(buf, "%s.%s", clust->grpname[my_clust], ftp2ext(ftp));
1713                                             clust_status[my_clust]    = open_trx(buf, "w");
1714                                             clust_status_id[my_clust] = 1;
1715                                             ntrxopen++;
1716                                         }
1717                                         else if (clust_status_id[my_clust] == -2)
1718                                         {
1719                                             gmx_fatal(FARGS, "File %s.xtc should still be open (%d open .xtc files)\n" "in order to write frame %d. my_clust = %d",
1720                                                       clust->grpname[my_clust], ntrxopen, frame,
1721                                                       my_clust);
1722                                         }
1723                                         write_trxframe(clust_status[my_clust], &frout, gc);
1724                                         nfwritten[my_clust]++;
1725                                         if (nfwritten[my_clust] ==
1726                                             (clust->clust->index[my_clust+1]-
1727                                              clust->clust->index[my_clust]))
1728                                         {
1729                                             close_trx(clust_status[my_clust]);
1730                                             clust_status[my_clust]    = NULL;
1731                                             clust_status_id[my_clust] = -2;
1732                                             ntrxopen--;
1733                                             if (ntrxopen < 0)
1734                                             {
1735                                                 gmx_fatal(FARGS, "Less than zero open .xtc files!");
1736                                             }
1737                                         }
1738                                     }
1739                                 }
1740                                 else
1741                                 {
1742                                     write_trxframe(trxout, &frout, gc);
1743                                 }
1744                                 break;
1745                             case efGRO:
1746                             case efG96:
1747                             case efPDB:
1748                                 sprintf(title, "Generated by trjconv : %s t= %9.5f",
1749                                         top_title, fr.time);
1750                                 if (bSeparate || bSplitHere)
1751                                 {
1752                                     out = ffopen(out_file2, "w");
1753                                 }
1754                                 switch (ftp)
1755                                 {
1756                                     case efGRO:
1757                                         write_hconf_p(out, title, &useatoms, prec2ndec(frout.prec),
1758                                                       frout.x, frout.bV ? frout.v : NULL, frout.box);
1759                                         break;
1760                                     case efPDB:
1761                                         fprintf(out, "REMARK    GENERATED BY TRJCONV\n");
1762                                         sprintf(title, "%s t= %9.5f", top_title, frout.time);
1763                                         /* if reading from pdb, we want to keep the original
1764                                            model numbering else we write the output frame
1765                                            number plus one, because model 0 is not allowed in pdb */
1766                                         if (ftpin == efPDB && fr.bStep && fr.step > model_nr)
1767                                         {
1768                                             model_nr = fr.step;
1769                                         }
1770                                         else
1771                                         {
1772                                             model_nr++;
1773                                         }
1774                                         write_pdbfile(out, title, &useatoms, frout.x,
1775                                                       frout.ePBC, frout.box, ' ', model_nr, gc, TRUE);
1776                                         break;
1777                                     case efG96:
1778                                         frout.title = title;
1779                                         if (bSeparate || bTDump)
1780                                         {
1781                                             frout.bTitle = TRUE;
1782                                             if (bTPS)
1783                                             {
1784                                                 frout.bAtoms = TRUE;
1785                                             }
1786                                             frout.atoms  = &useatoms;
1787                                             frout.bStep  = FALSE;
1788                                             frout.bTime  = FALSE;
1789                                         }
1790                                         else
1791                                         {
1792                                             frout.bTitle = (outframe == 0);
1793                                             frout.bAtoms = FALSE;
1794                                             frout.bStep  = TRUE;
1795                                             frout.bTime  = TRUE;
1796                                         }
1797                                         write_g96_conf(out, &frout, -1, NULL);
1798                                 }
1799                                 if (bSeparate)
1800                                 {
1801                                     ffclose(out);
1802                                     out = NULL;
1803                                 }
1804                                 break;
1805                             default:
1806                                 gmx_fatal(FARGS, "DHE, ftp=%d\n", ftp);
1807                         }
1808                         if (bSeparate || bSplitHere)
1809                         {
1810                             file_nr++;
1811                         }
1812
1813                         /* execute command */
1814                         if (bExec)
1815                         {
1816                             char c[255];
1817                             sprintf(c, "%s  %d", exec_command, file_nr-1);
1818                             /*fprintf(stderr,"Executing '%s'\n",c);*/
1819 #ifdef GMX_NO_SYSTEM
1820                             printf("Warning-- No calls to system(3) supported on this platform.");
1821                             printf("Warning-- Skipping execution of 'system(\"%s\")'.", c);
1822 #else
1823                             if (0 != system(c))
1824                             {
1825                                 gmx_fatal(FARGS, "Error executing command: %s", c);
1826                             }
1827 #endif
1828                         }
1829                         outframe++;
1830                     }
1831                 }
1832                 frame++;
1833                 bHaveNextFrame = read_next_frame(oenv, status, &fr);
1834             }
1835             while (!(bTDump && bDumpFrame) && bHaveNextFrame);
1836         }
1837
1838         if (!bHaveFirstFrame || (bTDump && !bDumpFrame))
1839         {
1840             fprintf(stderr, "\nWARNING no output, "
1841                     "last frame read at t=%g\n", fr.time);
1842         }
1843         fprintf(stderr, "\n");
1844
1845         close_trj(status);
1846         sfree(outf_base);
1847
1848         if (bRmPBC)
1849         {
1850             gmx_rmpbc_done(gpbc);
1851         }
1852
1853         if (trxout)
1854         {
1855             close_trx(trxout);
1856         }
1857         else if (out != NULL)
1858         {
1859             ffclose(out);
1860         }
1861         if (bSubTraj)
1862         {
1863             for (i = 0; (i < clust->clust->nr); i++)
1864             {
1865                 if (clust_status_id[i] >= 0)
1866                 {
1867                     close_trx(clust_status[i]);
1868                 }
1869             }
1870         }
1871     }
1872
1873     do_view(oenv, out_file, NULL);
1874
1875     return 0;
1876 }