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 by the GROMACS development team.
   7  * Copyright (c) 2018,2019,2020, by the GROMACS development team, led by
   8  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   9  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
  10  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  11  *
  12  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  13  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  14  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  15  * of the License, or (at your option) any later version.
  16  *
  17  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  20  * Lesser General Public License for more details.
  21  *
  22  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  23  * License along with GROMACS; if not, see
  24  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  25  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  26  *
  27  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  28  * consider that scientific software is very special. Version
  29  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  30  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  31  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  32  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  33  * official version at http://www.gromacs.org.
  34  *
  35  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  36  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  37  */
  38 #include "gmxpre.h"
  39
  40 #include "nrama.h"
  41
  42 #include <cstdlib>
  43 #include <cstring>
  44
  45 #include <algorithm>
  46
  47 #include "gromacs/listed_forces/bonded.h"
  48 #include "gromacs/pbcutil/rmpbc.h"
  49 #include "gromacs/utility/cstringutil.h"
  50 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  51 #include "gromacs/utility/futil.h"
  52 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  53
  54 static const char* pp_pat[] = { "C", "N", "CA", "C", "N" };
  55 #define NPP (sizeof(pp_pat) / sizeof(pp_pat[0]))
  56
  57 static bool d_comp(const t_dih& a, const t_dih& b)
  58 {
  59     if (a.ai[1] < b.ai[1])
  60     {
  61         return true;
  62     }
  63     else if (a.ai[1] == b.ai[1])
  64     {
  65         return a.ai[2] < b.ai[2];
  66     }
  67     else
  68     {
  69         return false;
  70     }
  71 }
  72
  73
  74 static void calc_dihs(t_xrama* xr)
  75 {
  76     int         i, t1, t2, t3;
  77     rvec        r_ij, r_kj, r_kl, m, n;
  78     t_dih*      dd;
  79     gmx_rmpbc_t gpbc = nullptr;
  80
  81     gpbc = gmx_rmpbc_init(xr->idef, xr->pbcType, xr->natoms);
  82     gmx_rmpbc(gpbc, xr->natoms, xr->box, xr->x);
  83     gmx_rmpbc_done(gpbc);
  84
  85     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
  86     {
  87         dd      = &(xr->dih[i]);
  88         dd->ang = dih_angle(xr->x[dd->ai[0]],
  89                             xr->x[dd->ai[1]],
  90                             xr->x[dd->ai[2]],
  91                             xr->x[dd->ai[3]],
  92                             nullptr,
  93                             r_ij,
  94                             r_kj,
  95                             r_kl,
  96                             m,
  97                             n,
  98                             &t1,
  99                             &t2,
 100                             &t3);
 101     }
 102 }
 103
 104 gmx_bool new_data(t_xrama* xr)
 105 {
 106     if (!read_next_x(xr->oenv, xr->traj, &xr->t, xr->x, xr->box))
 107     {
 108         return FALSE;
 109     }
 110
 111     calc_dihs(xr);
 112
 113     return TRUE;
 114 }
 115
 116 static int find_atom(const char* find, char*** names, int start, int nr)
 117 {
 118     int i;
 119
 120     for (i = start; (i < nr); i++)
 121     {
 122         if (std::strcmp(find, *names[i]) == 0)
 123         {
 124             return i;
 125         }
 126     }
 127     return -1;
 128 }
 129
 130 static void add_xr(t_xrama* xr, const int ff[5], const t_atoms* atoms)
 131 {
 132     char buf[12];
 133     int  i;
 134
 135     srenew(xr->dih, xr->ndih + 2LL);
 136     for (i = 0; (i < 4); i++)
 137     {
 138         xr->dih[xr->ndih].ai[i] = ff[i];
 139     }
 140     for (i = 0; (i < 4); i++)
 141     {
 142         xr->dih[xr->ndih + 1].ai[i] = ff[i + 1];
 143     }
 144     xr->ndih += 2;
 145
 146     srenew(xr->pp, xr->npp + 1LL);
 147     xr->pp[xr->npp].iphi  = xr->ndih - 2;
 148     xr->pp[xr->npp].ipsi  = xr->ndih - 1;
 149     xr->pp[xr->npp].bShow = FALSE;
 150     sprintf(buf,
 151             "%s-%d",
 152             *atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].name,
 153             atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].nr);
 154     xr->pp[xr->npp].label = gmx_strdup(buf);
 155     xr->npp++;
 156 }
 157
 158 static void get_dih(t_xrama* xr, const t_atoms* atoms)
 159 {
 160     int    found, ff[NPP];
 161     int    i;
 162     size_t j;
 163
 164     for (i = 0; (i < atoms->nr);)
 165     {
 166         found = i;
 167         for (j = 0; (j < NPP); j++)
 168         {
 169             if ((ff[j] = find_atom(pp_pat[j], atoms->atomname, found, atoms->nr)) == -1)
 170             {
 171                 break;
 172             }
 173             found = ff[j] + 1;
 174         }
 175         if (j != NPP)
 176         {
 177             break;
 178         }
 179         add_xr(xr, ff, atoms);
 180         i = ff[0] + 1;
 181     }
 182     fprintf(stderr, "Found %d phi-psi combinations\n", xr->npp);
 183 }
 184
 185 static void min_max(t_xrama* xr)
 186 {
 187     int ai, i, j;
 188
 189     xr->amin = xr->natoms;
 190     xr->amax = 0;
 191     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
 192     {
 193         for (j = 0; (j < 4); j++)
 194         {
 195             MSVC_DIAGNOSTIC_IGNORE(28182) // false positive in 2019 (16.5.4)
 196             ai = xr->dih[i].ai[j];
 197             MSVC_DIAGNOSTIC_RESET
 198             if (ai < xr->amin)
 199             {
 200                 xr->amin = ai;
 201             }
 202             else if (ai > xr->amax)
 203             {
 204                 xr->amax = ai;
 205             }
 206         }
 207     }
 208 }
 209
 210 static void get_dih_props(t_xrama* xr, const t_idef* idef, int mult)
 211 {
 212     int      i, ft, ftype, nra;
 213     t_iatom* ia;
 214     t_dih *  dd, key;
 215
 216     ia = idef->il[F_PDIHS].iatoms;
 217     for (i = 0; (i < idef->il[F_PDIHS].nr);)
 218     {
 219         ft    = ia[0];
 220         ftype = idef->functype[ft];
 221         nra   = interaction_function[ftype].nratoms;
 222
 223         if (ftype != F_PDIHS)
 224         {
 225             gmx_incons("ftype is not a dihedral");
 226         }
 227
 228         key.ai[1] = ia[2];
 229         key.ai[2] = ia[3];
 230         dd        = std::lower_bound(xr->dih, xr->dih + xr->ndih, key, d_comp);
 231         if (dd < xr->dih + xr->ndih && !d_comp(key, *dd))
 232         {
 233             dd->mult = idef->iparams[ft].pdihs.mult;
 234             dd->phi0 = idef->iparams[ft].pdihs.phiA;
 235         }
 236
 237         i += nra + 1;
 238         ia += nra + 1LL;
 239     }
 240     /* Fill in defaults for values not in the topology */
 241     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
 242     {
 243         if (xr->dih[i].mult == 0)
 244         {
 245             fprintf(stderr,
 246                     "Dihedral around %d,%d not found in topology. Using mult=%d\n",
 247                     xr->dih[i].ai[1],
 248                     xr->dih[i].ai[2],
 249                     mult);
 250             xr->dih[i].mult = mult;
 251             xr->dih[i].phi0 = 180;
 252         }
 253     }
 254 }
 255
 256
 257 t_topology* init_rama(gmx_output_env_t* oenv, const char* infile, const char* topfile, t_xrama* xr, int mult)
 258 {
 259     t_topology* top;
 260     real        t;
 261
 262     top = read_top(topfile, &xr->pbcType);
 263
 264     /*get_dih2(xr,top->idef.functype,&(top->idef.bondeds),&(top->atoms));*/
 265     get_dih(xr, &(top->atoms));
 266     get_dih_props(xr, &(top->idef), mult);
 267     xr->natoms = read_first_x(oenv, &xr->traj, infile, &t, &(xr->x), xr->box);
 268     xr->idef   = &(top->idef);
 269     xr->oenv   = oenv;
 270
 271     min_max(xr);
 272     calc_dihs(xr);
 273
 274     return top;
 275 }