src/gromacs/gmxlib/nrama.c

   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, 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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  38 #include <config.h>
  39 #endif
  40
  41 #include <math.h>
  42 #include "sysstuff.h"
  43 #include "smalloc.h"
  44 #include "string2.h"
  45 #include "typedefs.h"
  46 #include "random.h"
  47 #include "bondf.h"
  48 #include "gromacs/fileio/futil.h"
  49 #include "gmx_fatal.h"
  50 #include "nrama.h"
  51 #include "rmpbc.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 int d_comp(const void *a, const void *b)
  57 {
  58     t_dih *da, *db;
  59
  60     da = (t_dih *)a;
  61     db = (t_dih *)b;
  62
  63     if (da->ai[1] < db->ai[1])
  64     {
  65         return -1;
  66     }
  67     else if (da->ai[1] == db->ai[1])
  68     {
  69         return (da->ai[2] - db->ai[2]);
  70     }
  71     else
  72     {
  73         return 1;
  74     }
  75 }
  76
  77
  78 static void calc_dihs(t_xrama *xr)
  79 {
  80     int          i, t1, t2, t3;
  81     rvec         r_ij, r_kj, r_kl, m, n;
  82     real         sign;
  83     t_dih       *dd;
  84     gmx_rmpbc_t  gpbc = NULL;
  85
  86     gpbc = gmx_rmpbc_init(xr->idef, xr->ePBC, xr->natoms);
  87     gmx_rmpbc(gpbc, xr->natoms, xr->box, xr->x);
  88     gmx_rmpbc_done(gpbc);
  89
  90     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
  91     {
  92         dd      = &(xr->dih[i]);
  93         dd->ang = dih_angle(xr->x[dd->ai[0]], xr->x[dd->ai[1]],
  94                             xr->x[dd->ai[2]], xr->x[dd->ai[3]],
  95                             NULL,
  96                             r_ij, r_kj, r_kl, m, n, &sign, &t1, &t2, &t3);
  97     }
  98 }
  99
 100 gmx_bool new_data(t_xrama *xr)
 101 {
 102     if (!read_next_x(xr->oenv, xr->traj, &xr->t, xr->x, xr->box))
 103     {
 104         return FALSE;
 105     }
 106
 107     calc_dihs(xr);
 108
 109     return TRUE;
 110 }
 111
 112 static int find_atom(const char *find, char ***names, int start, int nr)
 113 {
 114     int i;
 115
 116     for (i = start; (i < nr); i++)
 117     {
 118         if (strcmp(find, *names[i]) == 0)
 119         {
 120             return i;
 121         }
 122     }
 123     return -1;
 124 }
 125
 126 static void add_xr(t_xrama *xr, int ff[5], t_atoms *atoms)
 127 {
 128     char buf[12];
 129     int  i;
 130
 131     srenew(xr->dih, xr->ndih+2);
 132     for (i = 0; (i < 4); i++)
 133     {
 134         xr->dih[xr->ndih].ai[i] = ff[i];
 135     }
 136     for (i = 0; (i < 4); i++)
 137     {
 138         xr->dih[xr->ndih+1].ai[i] = ff[i+1];
 139     }
 140     xr->ndih += 2;
 141
 142     srenew(xr->pp, xr->npp+1);
 143     xr->pp[xr->npp].iphi  = xr->ndih-2;
 144     xr->pp[xr->npp].ipsi  = xr->ndih-1;
 145     xr->pp[xr->npp].bShow = FALSE;
 146     sprintf(buf, "%s-%d", *atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].name,
 147             atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].nr);
 148     xr->pp[xr->npp].label = strdup(buf);
 149     xr->npp++;
 150 }
 151
 152 static void get_dih(t_xrama *xr, t_atoms *atoms)
 153 {
 154     int    found, ff[NPP];
 155     int    i;
 156     size_t j;
 157
 158     for (i = 0; (i < atoms->nr); )
 159     {
 160         found = i;
 161         for (j = 0; (j < NPP); j++)
 162         {
 163             if ((ff[j] = find_atom(pp_pat[j], atoms->atomname, found, atoms->nr)) == -1)
 164             {
 165                 break;
 166             }
 167             found = ff[j]+1;
 168         }
 169         if (j != NPP)
 170         {
 171             break;
 172         }
 173         add_xr(xr, ff, atoms);
 174         i = ff[0]+1;
 175     }
 176     fprintf(stderr, "Found %d phi-psi combinations\n", xr->npp);
 177 }
 178
 179 static int search_ff(int thisff[NPP], int ndih, int **ff)
 180 {
 181     int      j, k;
 182     gmx_bool bFound = FALSE;
 183
 184     for (j = 0; (j < ndih); j++)
 185     {
 186         bFound = TRUE;
 187         for (k = 1; (k <= 3); k++)
 188         {
 189             bFound = bFound && (thisff[k] == ff[j][k]);
 190         }
 191         if (bFound)
 192         {
 193             if (thisff[0] == -1)
 194             {
 195                 ff[j][4] = thisff[4];
 196             }
 197             else
 198             {
 199                 ff[j][0] = thisff[0];
 200             }
 201             break;
 202         }
 203     }
 204     if (!bFound)
 205     {
 206         for (k = 0; (k < 5); k++)
 207         {
 208             ff[ndih][k] = thisff[k];
 209         }
 210         ndih++;
 211     }
 212     return ndih;
 213 }
 214
 215 static void min_max(t_xrama *xr)
 216 {
 217     int ai, i, j;
 218
 219     xr->amin = xr->natoms;
 220     xr->amax = 0;
 221     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
 222     {
 223         for (j = 0; (j < 4); j++)
 224         {
 225             ai = xr->dih[i].ai[j];
 226             if (ai < xr->amin)
 227             {
 228                 xr->amin = ai;
 229             }
 230             else if (ai > xr->amax)
 231             {
 232                 xr->amax = ai;
 233             }
 234         }
 235     }
 236 }
 237
 238 static void get_dih_props(t_xrama *xr, t_idef *idef, int mult)
 239 {
 240     int      i, ft, ftype, nra;
 241     t_iatom *ia;
 242     t_dih   *dd, key;
 243
 244     ia = idef->il[F_PDIHS].iatoms;
 245     for (i = 0; (i < idef->il[F_PDIHS].nr); )
 246     {
 247         ft    = ia[0];
 248         ftype = idef->functype[ft];
 249         nra   = interaction_function[ftype].nratoms;
 250
 251         if (ftype != F_PDIHS)
 252         {
 253             gmx_incons("ftype is not a dihedral");
 254         }
 255
 256         key.ai[1] = ia[2];
 257         key.ai[2] = ia[3];
 258         if ((dd = (t_dih *)bsearch(&key, xr->dih, xr->ndih, (size_t)sizeof(key), d_comp))
 259             != NULL)
 260         {
 261             dd->mult = idef->iparams[ft].pdihs.mult;
 262             dd->phi0 = idef->iparams[ft].pdihs.phiA;
 263         }
 264
 265         i  += nra+1;
 266         ia += nra+1;
 267     }
 268     /* Fill in defaults for values not in the topology */
 269     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
 270     {
 271         if (xr->dih[i].mult == 0)
 272         {
 273             fprintf(stderr,
 274                     "Dihedral around %d,%d not found in topology. Using mult=%d\n",
 275                     xr->dih[i].ai[1], xr->dih[i].ai[2], mult);
 276             xr->dih[i].mult = mult;
 277             xr->dih[i].phi0 = 180;
 278         }
 279     }
 280 }
 281
 282
 283
 284 t_topology *init_rama(const output_env_t oenv, const char *infile,
 285                       const char *topfile, t_xrama *xr, int mult)
 286 {
 287     t_topology *top;
 288     int         ePBC;
 289     real        t;
 290
 291     top = read_top(topfile, &xr->ePBC);
 292
 293     /*get_dih2(xr,top->idef.functype,&(top->idef.bondeds),&(top->atoms));*/
 294     get_dih(xr, &(top->atoms));
 295     get_dih_props(xr, &(top->idef), mult);
 296     xr->natoms = read_first_x(oenv, &xr->traj, infile, &t, &(xr->x), xr->box);
 297     xr->idef   = &(top->idef);
 298     xr->oenv   = oenv;
 299
 300     min_max(xr);
 301     calc_dihs(xr);
 302
 303     return top;
 304 }