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