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, 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     real         sign;
  78     t_dih       *dd;
  79     gmx_rmpbc_t  gpbc = NULL;
  80
  81     gpbc = gmx_rmpbc_init(xr->idef, xr->ePBC, 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]], xr->x[dd->ai[1]],
  89                             xr->x[dd->ai[2]], xr->x[dd->ai[3]],
  90                             NULL,
  91                             r_ij, r_kj, r_kl, m, n, &sign, &t1, &t2, &t3);
  92     }
  93 }
  94
  95 gmx_bool new_data(t_xrama *xr)
  96 {
  97     if (!read_next_x(xr->oenv, xr->traj, &xr->t, xr->x, xr->box))
  98     {
  99         return FALSE;
 100     }
 101
 102     calc_dihs(xr);
 103
 104     return TRUE;
 105 }
 106
 107 static int find_atom(const char *find, char ***names, int start, int nr)
 108 {
 109     int i;
 110
 111     for (i = start; (i < nr); i++)
 112     {
 113         if (std::strcmp(find, *names[i]) == 0)
 114         {
 115             return i;
 116         }
 117     }
 118     return -1;
 119 }
 120
 121 static void add_xr(t_xrama *xr, int ff[5], const t_atoms *atoms)
 122 {
 123     char buf[12];
 124     int  i;
 125
 126     srenew(xr->dih, xr->ndih+2);
 127     for (i = 0; (i < 4); i++)
 128     {
 129         xr->dih[xr->ndih].ai[i] = ff[i];
 130     }
 131     for (i = 0; (i < 4); i++)
 132     {
 133         xr->dih[xr->ndih+1].ai[i] = ff[i+1];
 134     }
 135     xr->ndih += 2;
 136
 137     srenew(xr->pp, xr->npp+1);
 138     xr->pp[xr->npp].iphi  = xr->ndih-2;
 139     xr->pp[xr->npp].ipsi  = xr->ndih-1;
 140     xr->pp[xr->npp].bShow = FALSE;
 141     sprintf(buf, "%s-%d", *atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].name,
 142             atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].nr);
 143     xr->pp[xr->npp].label = gmx_strdup(buf);
 144     xr->npp++;
 145 }
 146
 147 static void get_dih(t_xrama *xr, const t_atoms *atoms)
 148 {
 149     int    found, ff[NPP];
 150     int    i;
 151     size_t j;
 152
 153     for (i = 0; (i < atoms->nr); )
 154     {
 155         found = i;
 156         for (j = 0; (j < NPP); j++)
 157         {
 158             if ((ff[j] = find_atom(pp_pat[j], atoms->atomname, found, atoms->nr)) == -1)
 159             {
 160                 break;
 161             }
 162             found = ff[j]+1;
 163         }
 164         if (j != NPP)
 165         {
 166             break;
 167         }
 168         add_xr(xr, ff, atoms);
 169         i = ff[0]+1;
 170     }
 171     fprintf(stderr, "Found %d phi-psi combinations\n", xr->npp);
 172 }
 173
 174 static void min_max(t_xrama *xr)
 175 {
 176     int ai, i, j;
 177
 178     xr->amin = xr->natoms;
 179     xr->amax = 0;
 180     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
 181     {
 182         for (j = 0; (j < 4); j++)
 183         {
 184             ai = xr->dih[i].ai[j];
 185             if (ai < xr->amin)
 186             {
 187                 xr->amin = ai;
 188             }
 189             else if (ai > xr->amax)
 190             {
 191                 xr->amax = ai;
 192             }
 193         }
 194     }
 195 }
 196
 197 static void get_dih_props(t_xrama *xr, const t_idef *idef, int mult)
 198 {
 199     int      i, ft, ftype, nra;
 200     t_iatom *ia;
 201     t_dih   *dd, key;
 202
 203     ia = idef->il[F_PDIHS].iatoms;
 204     for (i = 0; (i < idef->il[F_PDIHS].nr); )
 205     {
 206         ft    = ia[0];
 207         ftype = idef->functype[ft];
 208         nra   = interaction_function[ftype].nratoms;
 209
 210         if (ftype != F_PDIHS)
 211         {
 212             gmx_incons("ftype is not a dihedral");
 213         }
 214
 215         key.ai[1] = ia[2];
 216         key.ai[2] = ia[3];
 217         dd        = std::lower_bound(xr->dih, xr->dih+xr->ndih, key, d_comp);
 218         if (dd < xr->dih+xr->ndih && !d_comp(key, *dd))
 219         {
 220             dd->mult = idef->iparams[ft].pdihs.mult;
 221             dd->phi0 = idef->iparams[ft].pdihs.phiA;
 222         }
 223
 224         i  += nra+1;
 225         ia += nra+1;
 226     }
 227     /* Fill in defaults for values not in the topology */
 228     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
 229     {
 230         if (xr->dih[i].mult == 0)
 231         {
 232             fprintf(stderr,
 233                     "Dihedral around %d,%d not found in topology. Using mult=%d\n",
 234                     xr->dih[i].ai[1], xr->dih[i].ai[2], mult);
 235             xr->dih[i].mult = mult;
 236             xr->dih[i].phi0 = 180;
 237         }
 238     }
 239 }
 240
 241
 242
 243 t_topology *init_rama(gmx_output_env_t *oenv, const char *infile,
 244                       const char *topfile, t_xrama *xr, int mult)
 245 {
 246     t_topology *top;
 247     real        t;
 248
 249     top = read_top(topfile, &xr->ePBC);
 250
 251     /*get_dih2(xr,top->idef.functype,&(top->idef.bondeds),&(top->atoms));*/
 252     get_dih(xr, &(top->atoms));
 253     get_dih_props(xr, &(top->idef), mult);
 254     xr->natoms = read_first_x(oenv, &xr->traj, infile, &t, &(xr->x), xr->box);
 255     xr->idef   = &(top->idef);
 256     xr->oenv   = oenv;
 257
 258     min_max(xr);
 259     calc_dihs(xr);
 260
 261     return top;
 262 }