src/gromacs/gmxana/nrama.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
   5  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team.
   6  * Copyright (c) 2013,2014,2015,2016,2017,2018,2019, by the GROMACS development team, led by
   7  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   8  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   9  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  10  *
  11  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  14  * of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with GROMACS; if not, see
  23  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  24  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  25  *
  26  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  27  * consider that scientific software is very special. Version
  28  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  29  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  30  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  31  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  32  * official version at http://www.gromacs.org.
  33  *
  34  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  35  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  36  */
  37 #include "gmxpre.h"
  38
  39 #include "nrama.h"
  40
  41 #include <cstdlib>
  42 #include <cstring>
  43
  44 #include <algorithm>
  45
  46 #include "gromacs/listed_forces/bonded.h"
  47 #include "gromacs/pbcutil/rmpbc.h"
  48 #include "gromacs/utility/cstringutil.h"
  49 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  50 #include "gromacs/utility/futil.h"
  51 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  52
  53 static const char* pp_pat[] = { "C", "N", "CA", "C", "N" };
  54 #define NPP (sizeof(pp_pat) / sizeof(pp_pat[0]))
  55
  56 static bool d_comp(const t_dih& a, const t_dih& b)
  57 {
  58     if (a.ai[1] < b.ai[1])
  59     {
  60         return true;
  61     }
  62     else if (a.ai[1] == b.ai[1])
  63     {
  64         return a.ai[2] < b.ai[2];
  65     }
  66     else
  67     {
  68         return false;
  69     }
  70 }
  71
  72
  73 static void calc_dihs(t_xrama* xr)
  74 {
  75     int         i, t1, t2, t3;
  76     rvec        r_ij, r_kj, r_kl, m, n;
  77     t_dih*      dd;
  78     gmx_rmpbc_t gpbc = nullptr;
  79
  80     gpbc = gmx_rmpbc_init(xr->idef, xr->ePBC, xr->natoms);
  81     gmx_rmpbc(gpbc, xr->natoms, xr->box, xr->x);
  82     gmx_rmpbc_done(gpbc);
  83
  84     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
  85     {
  86         dd      = &(xr->dih[i]);
  87         dd->ang = dih_angle(xr->x[dd->ai[0]], xr->x[dd->ai[1]], xr->x[dd->ai[2]], xr->x[dd->ai[3]],
  88                             nullptr, r_ij, r_kj, r_kl, m, n, &t1, &t2, &t3);
  89     }
  90 }
  91
  92 gmx_bool new_data(t_xrama* xr)
  93 {
  94     if (!read_next_x(xr->oenv, xr->traj, &xr->t, xr->x, xr->box))
  95     {
  96         return FALSE;
  97     }
  98
  99     calc_dihs(xr);
 100
 101     return TRUE;
 102 }
 103
 104 static int find_atom(const char* find, char*** names, int start, int nr)
 105 {
 106     int i;
 107
 108     for (i = start; (i < nr); i++)
 109     {
 110         if (std::strcmp(find, *names[i]) == 0)
 111         {
 112             return i;
 113         }
 114     }
 115     return -1;
 116 }
 117
 118 static void add_xr(t_xrama* xr, const int ff[5], const t_atoms* atoms)
 119 {
 120     char buf[12];
 121     int  i;
 122
 123     srenew(xr->dih, xr->ndih + 2);
 124     for (i = 0; (i < 4); i++)
 125     {
 126         xr->dih[xr->ndih].ai[i] = ff[i];
 127     }
 128     for (i = 0; (i < 4); i++)
 129     {
 130         xr->dih[xr->ndih + 1].ai[i] = ff[i + 1];
 131     }
 132     xr->ndih += 2;
 133
 134     srenew(xr->pp, xr->npp + 1);
 135     xr->pp[xr->npp].iphi  = xr->ndih - 2;
 136     xr->pp[xr->npp].ipsi  = xr->ndih - 1;
 137     xr->pp[xr->npp].bShow = FALSE;
 138     sprintf(buf, "%s-%d", *atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].name,
 139             atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].nr);
 140     xr->pp[xr->npp].label = gmx_strdup(buf);
 141     xr->npp++;
 142 }
 143
 144 static void get_dih(t_xrama* xr, const t_atoms* atoms)
 145 {
 146     int    found, ff[NPP];
 147     int    i;
 148     size_t j;
 149
 150     for (i = 0; (i < atoms->nr);)
 151     {
 152         found = i;
 153         for (j = 0; (j < NPP); j++)
 154         {
 155             if ((ff[j] = find_atom(pp_pat[j], atoms->atomname, found, atoms->nr)) == -1)
 156             {
 157                 break;
 158             }
 159             found = ff[j] + 1;
 160         }
 161         if (j != NPP)
 162         {
 163             break;
 164         }
 165         add_xr(xr, ff, atoms);
 166         i = ff[0] + 1;
 167     }
 168     fprintf(stderr, "Found %d phi-psi combinations\n", xr->npp);
 169 }
 170
 171 static void min_max(t_xrama* xr)
 172 {
 173     int ai, i, j;
 174
 175     xr->amin = xr->natoms;
 176     xr->amax = 0;
 177     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
 178     {
 179         for (j = 0; (j < 4); j++)
 180         {
 181             ai = xr->dih[i].ai[j];
 182             if (ai < xr->amin)
 183             {
 184                 xr->amin = ai;
 185             }
 186             else if (ai > xr->amax)
 187             {
 188                 xr->amax = ai;
 189             }
 190         }
 191     }
 192 }
 193
 194 static void get_dih_props(t_xrama* xr, const t_idef* idef, int mult)
 195 {
 196     int      i, ft, ftype, nra;
 197     t_iatom* ia;
 198     t_dih *  dd, key;
 199
 200     ia = idef->il[F_PDIHS].iatoms;
 201     for (i = 0; (i < idef->il[F_PDIHS].nr);)
 202     {
 203         ft    = ia[0];
 204         ftype = idef->functype[ft];
 205         nra   = interaction_function[ftype].nratoms;
 206
 207         if (ftype != F_PDIHS)
 208         {
 209             gmx_incons("ftype is not a dihedral");
 210         }
 211
 212         key.ai[1] = ia[2];
 213         key.ai[2] = ia[3];
 214         dd        = std::lower_bound(xr->dih, xr->dih + xr->ndih, key, d_comp);
 215         if (dd < xr->dih + xr->ndih && !d_comp(key, *dd))
 216         {
 217             dd->mult = idef->iparams[ft].pdihs.mult;
 218             dd->phi0 = idef->iparams[ft].pdihs.phiA;
 219         }
 220
 221         i += nra + 1;
 222         ia += nra + 1;
 223     }
 224     /* Fill in defaults for values not in the topology */
 225     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
 226     {
 227         if (xr->dih[i].mult == 0)
 228         {
 229             fprintf(stderr, "Dihedral around %d,%d not found in topology. Using mult=%d\n",
 230                     xr->dih[i].ai[1], xr->dih[i].ai[2], mult);
 231             xr->dih[i].mult = mult;
 232             xr->dih[i].phi0 = 180;
 233         }
 234     }
 235 }
 236
 237
 238 t_topology* init_rama(gmx_output_env_t* oenv, const char* infile, const char* topfile, t_xrama* xr, int mult)
 239 {
 240     t_topology* top;
 241     real        t;
 242
 243     top = read_top(topfile, &xr->ePBC);
 244
 245     /*get_dih2(xr,top->idef.functype,&(top->idef.bondeds),&(top->atoms));*/
 246     get_dih(xr, &(top->atoms));
 247     get_dih_props(xr, &(top->idef), mult);
 248     xr->natoms = read_first_x(oenv, &xr->traj, infile, &t, &(xr->x), xr->box);
 249     xr->idef   = &(top->idef);
 250     xr->oenv   = oenv;
 251
 252     min_max(xr);
 253     calc_dihs(xr);
 254
 255     return top;
 256 }