src/gromacs/gmxlib/topsort.c

   1 /* -*- mode: c; tab-width: 4; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 4; c-file-style: "stroustrup"; -*-  */
   2
   3 /*
   4  *
   5  *                This source code is part of
   6  *
   7  *                 G   R   O   M   A   C   S
   8  *
   9  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
  10  *
  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) 2001-2008, 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  * Gallium Rubidium Oxygen Manganese Argon Carbon Silicon
  35  */
  36
  37 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  38 #include <config.h>
  39 #endif
  40
  41 #include "typedefs.h"
  42 #include "topsort.h"
  43 #include "smalloc.h"
  44 #include "gmx_fatal.h"
  45
  46 static gmx_bool ip_pert(int ftype, const t_iparams *ip)
  47 {
  48     gmx_bool bPert;
  49     int      i;
  50
  51     if (NRFPB(ftype) == 0)
  52     {
  53         return FALSE;
  54     }
  55
  56     switch (ftype)
  57     {
  58         case F_BONDS:
  59         case F_G96BONDS:
  60         case F_HARMONIC:
  61         case F_ANGLES:
  62         case F_G96ANGLES:
  63         case F_IDIHS:
  64             bPert = (ip->harmonic.rA  != ip->harmonic.rB ||
  65                      ip->harmonic.krA != ip->harmonic.krB);
  66             break;
  67         case F_MORSE:
  68             bPert = (ip->morse.b0A  != ip->morse.b0B ||
  69                      ip->morse.cbA  != ip->morse.cbB ||
  70                      ip->morse.betaA  != ip->morse.betaB);
  71             break;
  72         case F_RESTRBONDS:
  73             bPert = (ip->restraint.lowA  != ip->restraint.lowB ||
  74                      ip->restraint.up1A  != ip->restraint.up1B ||
  75                      ip->restraint.up2A  != ip->restraint.up2B ||
  76                      ip->restraint.kA    != ip->restraint.kB);
  77             break;
  78         case F_PDIHS:
  79         case F_PIDIHS:
  80         case F_ANGRES:
  81         case F_ANGRESZ:
  82             bPert = (ip->pdihs.phiA != ip->pdihs.phiB ||
  83                      ip->pdihs.cpA  != ip->pdihs.cpB);
  84             break;
  85         case F_RBDIHS:
  86             bPert = FALSE;
  87             for (i = 0; i < NR_RBDIHS; i++)
  88             {
  89                 if (ip->rbdihs.rbcA[i] != ip->rbdihs.rbcB[i])
  90                 {
  91                     bPert = TRUE;
  92                 }
  93             }
  94             break;
  95         case F_TABBONDS:
  96         case F_TABBONDSNC:
  97         case F_TABANGLES:
  98         case F_TABDIHS:
  99             bPert = (ip->tab.kA != ip->tab.kB);
 100             break;
 101         case F_POSRES:
 102             bPert = FALSE;
 103             for (i = 0; i < DIM; i++)
 104             {
 105                 if (ip->posres.pos0A[i] != ip->posres.pos0B[i] ||
 106                     ip->posres.fcA[i]   != ip->posres.fcB[i])
 107                 {
 108                     bPert = TRUE;
 109                 }
 110             }
 111             break;
 112         case F_DIHRES:
 113             bPert = ((ip->dihres.phiA != ip->dihres.phiB) ||
 114                      (ip->dihres.dphiA != ip->dihres.dphiB) ||
 115                      (ip->dihres.kfacA != ip->dihres.kfacB));
 116             break;
 117         case F_LJ14:
 118             bPert = (ip->lj14.c6A  != ip->lj14.c6B ||
 119                      ip->lj14.c12A != ip->lj14.c12B);
 120             break;
 121         case F_CMAP:
 122             bPert = FALSE;
 123             break;
 124         default:
 125             bPert = FALSE;
 126             gmx_fatal(FARGS, "Function type %s not implemented in ip_pert",
 127                       interaction_function[ftype].longname);
 128     }
 129
 130     return bPert;
 131 }
 132
 133 static gmx_bool ip_q_pert(int ftype, const t_iatom *ia,
 134                           const t_iparams *ip, const real *qA, const real *qB)
 135 {
 136     /* 1-4 interactions do not have the charges stored in the iparams list,
 137      * so we need a separate check for those.
 138      */
 139     return (ip_pert(ftype, ip+ia[0]) ||
 140             (ftype == F_LJ14 && (qA[ia[1]] != qB[ia[1]] ||
 141                                  qA[ia[2]] != qB[ia[2]])));
 142 }
 143
 144 gmx_bool gmx_mtop_bondeds_free_energy(const gmx_mtop_t *mtop)
 145 {
 146     const gmx_ffparams_t *ffparams;
 147     int                   i, ftype;
 148     int                   mb;
 149     t_atom               *atom;
 150     t_ilist              *il;
 151     t_iatom              *ia;
 152     gmx_bool              bPert;
 153
 154     ffparams = &mtop->ffparams;
 155
 156     /* Loop over all the function types and compare the A/B parameters */
 157     bPert = FALSE;
 158     for (i = 0; i < ffparams->ntypes; i++)
 159     {
 160         ftype = ffparams->functype[i];
 161         if (interaction_function[ftype].flags & IF_BOND)
 162         {
 163             if (ip_pert(ftype, &ffparams->iparams[i]))
 164             {
 165                 bPert = TRUE;
 166             }
 167         }
 168     }
 169
 170     /* Check perturbed charges for 1-4 interactions */
 171     for (mb = 0; mb < mtop->nmolblock; mb++)
 172     {
 173         atom = mtop->moltype[mtop->molblock[mb].type].atoms.atom;
 174         il   = &mtop->moltype[mtop->molblock[mb].type].ilist[F_LJ14];
 175         ia   = il->iatoms;
 176         for (i = 0; i < il->nr; i += 3)
 177         {
 178             if (atom[ia[i+1]].q != atom[ia[i+1]].qB ||
 179                 atom[ia[i+2]].q != atom[ia[i+2]].qB)
 180             {
 181                 bPert = TRUE;
 182             }
 183         }
 184     }
 185
 186     return (bPert ? ilsortFE_UNSORTED : ilsortNO_FE);
 187 }
 188
 189 void gmx_sort_ilist_fe(t_idef *idef, const real *qA, const real *qB)
 190 {
 191     int        ftype, nral, i, ic, ib, a;
 192     t_iparams *iparams;
 193     t_ilist   *ilist;
 194     t_iatom   *iatoms;
 195     gmx_bool   bPert;
 196     t_iatom   *iabuf;
 197     int        iabuf_nalloc;
 198
 199     if (qB == NULL)
 200     {
 201         qB = qA;
 202     }
 203
 204     iabuf_nalloc = 0;
 205     iabuf        = NULL;
 206
 207     iparams = idef->iparams;
 208
 209     for (ftype = 0; ftype < F_NRE; ftype++)
 210     {
 211         if (interaction_function[ftype].flags & IF_BOND)
 212         {
 213             ilist  = &idef->il[ftype];
 214             iatoms = ilist->iatoms;
 215             nral   = NRAL(ftype);
 216             ic     = 0;
 217             ib     = 0;
 218             i      = 0;
 219             while (i < ilist->nr)
 220             {
 221                 /* Check if this interaction is perturbed */
 222                 if (ip_q_pert(ftype, iatoms+i, iparams, qA, qB))
 223                 {
 224                     /* Copy to the perturbed buffer */
 225                     if (ib + 1 + nral > iabuf_nalloc)
 226                     {
 227                         iabuf_nalloc = over_alloc_large(ib+1+nral);
 228                         srenew(iabuf, iabuf_nalloc);
 229                     }
 230                     for (a = 0; a < 1+nral; a++)
 231                     {
 232                         iabuf[ib++] = iatoms[i++];
 233                     }
 234                 }
 235                 else
 236                 {
 237                     /* Copy in place */
 238                     for (a = 0; a < 1+nral; a++)
 239                     {
 240                         iatoms[ic++] = iatoms[i++];
 241                     }
 242                 }
 243             }
 244             /* Now we now the number of non-perturbed interactions */
 245             ilist->nr_nonperturbed = ic;
 246
 247             /* Copy the buffer with perturbed interactions to the ilist */
 248             for (a = 0; a < ib; a++)
 249             {
 250                 iatoms[ic++] = iabuf[a];
 251             }
 252
 253             if (debug)
 254             {
 255                 fprintf(debug, "%s non-pert %d pert %d\n",
 256                         interaction_function[ftype].longname,
 257                         ilist->nr_nonperturbed,
 258                         ilist->nr-ilist->nr_nonperturbed);
 259             }
 260         }
 261     }
 262
 263     sfree(iabuf);
 264
 265     idef->ilsort = ilsortFE_SORTED;
 266 }