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]], xr->x[dd->ai[1]], xr->x[dd->ai[2]], xr->x[dd->ai[3]],
  89                             nullptr, r_ij, r_kj, r_kl, m, n, &t1, &t2, &t3);
  90     }
  91 }
  92
  93 gmx_bool new_data(t_xrama* xr)
  94 {
  95     if (!read_next_x(xr->oenv, xr->traj, &xr->t, xr->x, xr->box))
  96     {
  97         return FALSE;
  98     }
  99
 100     calc_dihs(xr);
 101
 102     return TRUE;
 103 }
 104
 105 static int find_atom(const char* find, char*** names, int start, int nr)
 106 {
 107     int i;
 108
 109     for (i = start; (i < nr); i++)
 110     {
 111         if (std::strcmp(find, *names[i]) == 0)
 112         {
 113             return i;
 114         }
 115     }
 116     return -1;
 117 }
 118
 119 static void add_xr(t_xrama* xr, const int ff[5], const t_atoms* atoms)
 120 {
 121     char buf[12];
 122     int  i;
 123
 124     srenew(xr->dih, xr->ndih + 2LL);
 125     for (i = 0; (i < 4); i++)
 126     {
 127         xr->dih[xr->ndih].ai[i] = ff[i];
 128     }
 129     for (i = 0; (i < 4); i++)
 130     {
 131         xr->dih[xr->ndih + 1].ai[i] = ff[i + 1];
 132     }
 133     xr->ndih += 2;
 134
 135     srenew(xr->pp, xr->npp + 1LL);
 136     xr->pp[xr->npp].iphi  = xr->ndih - 2;
 137     xr->pp[xr->npp].ipsi  = xr->ndih - 1;
 138     xr->pp[xr->npp].bShow = FALSE;
 139     sprintf(buf, "%s-%d", *atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].name,
 140             atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].nr);
 141     xr->pp[xr->npp].label = gmx_strdup(buf);
 142     xr->npp++;
 143 }
 144
 145 static void get_dih(t_xrama* xr, const t_atoms* atoms)
 146 {
 147     int    found, ff[NPP];
 148     int    i;
 149     size_t j;
 150
 151     for (i = 0; (i < atoms->nr);)
 152     {
 153         found = i;
 154         for (j = 0; (j < NPP); j++)
 155         {
 156             if ((ff[j] = find_atom(pp_pat[j], atoms->atomname, found, atoms->nr)) == -1)
 157             {
 158                 break;
 159             }
 160             found = ff[j] + 1;
 161         }
 162         if (j != NPP)
 163         {
 164             break;
 165         }
 166         add_xr(xr, ff, atoms);
 167         i = ff[0] + 1;
 168     }
 169     fprintf(stderr, "Found %d phi-psi combinations\n", xr->npp);
 170 }
 171
 172 static void min_max(t_xrama* xr)
 173 {
 174     int ai, i, j;
 175
 176     xr->amin = xr->natoms;
 177     xr->amax = 0;
 178     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
 179     {
 180         for (j = 0; (j < 4); j++)
 181         {
 182             MSVC_DIAGNOSTIC_IGNORE(28182) // false positive in 2019 (16.5.4)
 183             ai = xr->dih[i].ai[j];
 184             MSVC_DIAGNOSTIC_RESET
 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 + 1LL;
 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, "Dihedral around %d,%d not found in topology. Using mult=%d\n",
 233                     xr->dih[i].ai[1], xr->dih[i].ai[2], mult);
 234             xr->dih[i].mult = mult;
 235             xr->dih[i].phi0 = 180;
 236         }
 237     }
 238 }
 239
 240
 241 t_topology* init_rama(gmx_output_env_t* oenv, const char* infile, const char* topfile, t_xrama* xr, int mult)
 242 {
 243     t_topology* top;
 244     real        t;
 245
 246     top = read_top(topfile, &xr->pbcType);
 247
 248     /*get_dih2(xr,top->idef.functype,&(top->idef.bondeds),&(top->atoms));*/
 249     get_dih(xr, &(top->atoms));
 250     get_dih_props(xr, &(top->idef), mult);
 251     xr->natoms = read_first_x(oenv, &xr->traj, infile, &t, &(xr->x), xr->box);
 252     xr->idef   = &(top->idef);
 253     xr->oenv   = oenv;
 254
 255     min_max(xr);
 256     calc_dihs(xr);
 257
 258     return top;
 259 }