src/gromacs/gmxlib/rmpbc.c

   1 /*  -*- mode: c; tab-width: 4; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 4; c-file-style: "stroustrup"; -*-
   2  *
   3  *
   4  *                This source code is part of
   5  *
   6  *                 G   R   O   M   A   C   S
   7  *
   8  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   9  *
  10  *                        VERSION 3.2.0
  11  * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
  12  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
  13  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team,
  14  * check out http://www.gromacs.org for more information.
  15
  16  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  17  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  18  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  19  * of the License, or (at your option) any later version.
  20  *
  21  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  22  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  23  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  24  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  25  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  26  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  27  *
  28  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  29  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  30  *
  31  * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
  32  *
  33  * And Hey:
  34  * GROningen Mixture of Alchemy and Childrens' Stories
  35  */
  36 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  37 #include <config.h>
  38 #endif
  39
  40 #include "sysstuff.h"
  41 #include "typedefs.h"
  42 #include "smalloc.h"
  43 #include "mshift.h"
  44 #include "pbc.h"
  45 #include "gstat.h"
  46 #include "futil.h"
  47 #include "vec.h"
  48
  49 typedef struct {
  50     int      natoms;
  51     t_graph *gr;
  52 } rmpbc_graph_t;
  53
  54 typedef struct gmx_rmpbc {
  55     t_idef        *idef;
  56     int            natoms_init;
  57     int            ePBC;
  58     int            ngraph;
  59     rmpbc_graph_t *graph;
  60 } koeiepoep;
  61
  62 static t_graph *gmx_rmpbc_get_graph(gmx_rmpbc_t gpbc, int ePBC, int natoms)
  63 {
  64     int            i;
  65     rmpbc_graph_t *gr;
  66
  67     if (ePBC == epbcNONE
  68         || NULL == gpbc
  69         || NULL == gpbc->idef
  70         || gpbc->idef->ntypes <= 0)
  71     {
  72         return NULL;
  73     }
  74
  75     gr = NULL;
  76     for (i = 0; i < gpbc->ngraph; i++)
  77     {
  78         if (natoms == gpbc->graph[i].natoms)
  79         {
  80             gr = &gpbc->graph[i];
  81         }
  82     }
  83     if (gr == NULL)
  84     {
  85         /* We'd like to check with the number of atoms in the topology,
  86          * but we don't have that available.
  87          * So we check against the number of atoms that gmx_rmpbc_init
  88          * was called with.
  89          */
  90         if (natoms > gpbc->natoms_init)
  91         {
  92             gmx_fatal(FARGS, "Structure or trajectory file has more atoms (%d) than the topology (%d)", natoms, gpbc->natoms_init);
  93         }
  94         gpbc->ngraph++;
  95         srenew(gpbc->graph, gpbc->ngraph);
  96         gr         = &gpbc->graph[gpbc->ngraph-1];
  97         gr->natoms = natoms;
  98         gr->gr     = mk_graph(NULL, gpbc->idef, 0, natoms, FALSE, FALSE);
  99     }
 100
 101     return gr->gr;
 102 }
 103
 104 gmx_rmpbc_t gmx_rmpbc_init(t_idef *idef, int ePBC, int natoms,
 105                            matrix box)
 106 {
 107     gmx_rmpbc_t gpbc;
 108
 109     snew(gpbc, 1);
 110
 111     gpbc->natoms_init = natoms;
 112
 113     /* This sets pbc when we now it,
 114      * otherwise we guess it from the instantaneous box in the trajectory.
 115      */
 116     gpbc->ePBC = ePBC;
 117
 118     gpbc->idef = idef;
 119     if (gpbc->idef->ntypes <= 0)
 120     {
 121         fprintf(stderr,
 122                 "\n"
 123                 "WARNING: If there are molecules in the input trajectory file\n"
 124                 "         that are broken across periodic boundaries, they\n"
 125                 "         cannot be made whole (or treated as whole) without\n"
 126                 "         you providing a run input file.\n\n");
 127     }
 128
 129     return gpbc;
 130 }
 131
 132 void gmx_rmpbc_done(gmx_rmpbc_t gpbc)
 133 {
 134     int i;
 135
 136     if (NULL != gpbc)
 137     {
 138         for (i = 0; i < gpbc->ngraph; i++)
 139         {
 140             done_graph(gpbc->graph[i].gr);
 141         }
 142         if (gpbc->graph != NULL)
 143         {
 144             sfree(gpbc->graph);
 145         }
 146         sfree(gpbc);
 147     }
 148 }
 149
 150 static int gmx_rmpbc_ePBC(gmx_rmpbc_t gpbc, matrix box)
 151 {
 152     if (NULL != gpbc && gpbc->ePBC >= 0)
 153     {
 154         return gpbc->ePBC;
 155     }
 156     else
 157     {
 158         return guess_ePBC(box);
 159     }
 160 }
 161
 162 void gmx_rmpbc(gmx_rmpbc_t gpbc, int natoms, matrix box, rvec x[])
 163 {
 164     int      ePBC;
 165     t_graph *gr;
 166
 167     ePBC = gmx_rmpbc_ePBC(gpbc, box);
 168     gr   = gmx_rmpbc_get_graph(gpbc, ePBC, natoms);
 169     if (gr != NULL)
 170     {
 171         mk_mshift(stdout, gr, ePBC, box, x);
 172         shift_self(gr, box, x);
 173     }
 174 }
 175
 176 void gmx_rmpbc_copy(gmx_rmpbc_t gpbc, int natoms, matrix box, rvec x[], rvec x_s[])
 177 {
 178     int      ePBC;
 179     t_graph *gr;
 180     int      i;
 181
 182     ePBC = gmx_rmpbc_ePBC(gpbc, box);
 183     gr   = gmx_rmpbc_get_graph(gpbc, ePBC, natoms);
 184     if (gr != NULL)
 185     {
 186         mk_mshift(stdout, gr, ePBC, box, x);
 187         shift_x(gr, box, x, x_s);
 188     }
 189     else
 190     {
 191         for (i = 0; i < natoms; i++)
 192         {
 193             copy_rvec(x[i], x_s[i]);
 194         }
 195     }
 196 }
 197
 198 void gmx_rmpbc_trxfr(gmx_rmpbc_t gpbc, t_trxframe *fr)
 199 {
 200     int      ePBC;
 201     t_graph *gr;
 202
 203     if (fr->bX && fr->bBox)
 204     {
 205         ePBC = gmx_rmpbc_ePBC(gpbc, fr->box);
 206         gr   = gmx_rmpbc_get_graph(gpbc, ePBC, fr->natoms);
 207         if (gr != NULL)
 208         {
 209             mk_mshift(stdout, gr, ePBC, fr->box, fr->x);
 210             shift_self(gr, fr->box, fr->x);
 211         }
 212     }
 213 }
 214
 215 void rm_gropbc(t_atoms *atoms, rvec x[], matrix box)
 216 {
 217     real dist;
 218     int  n, m, d;
 219
 220     /* check periodic boundary */
 221     for (n = 1; (n < atoms->nr); n++)
 222     {
 223         for (m = DIM-1; m >= 0; m--)
 224         {
 225             dist = x[n][m]-x[n-1][m];
 226             if (fabs(dist) > 0.9*box[m][m])
 227             {
 228                 if (dist >  0)
 229                 {
 230                     for (d = 0; d <= m; d++)
 231                     {
 232                         x[n][d] -= box[m][d];
 233                     }
 234                 }
 235                 else
 236                 {
 237                     for (d = 0; d <= m; d++)
 238                     {
 239                         x[n][d] += box[m][d];
 240                     }
 241                 }
 242             }
 243         }
 244     }
 245 }