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_UREY_BRADLEY:
  79             bPert = (ip->u_b.thetaA  != ip->u_b.thetaB  ||
  80                      ip->u_b.kthetaA != ip->u_b.kthetaB ||
  81                      ip->u_b.r13A    != ip->u_b.r13B    ||
  82                      ip->u_b.kUBA    != ip->u_b.kUBB);
  83             break;
  84         case F_PDIHS:
  85         case F_PIDIHS:
  86         case F_ANGRES:
  87         case F_ANGRESZ:
  88             bPert = (ip->pdihs.phiA != ip->pdihs.phiB ||
  89                      ip->pdihs.cpA  != ip->pdihs.cpB);
  90             break;
  91         case F_RBDIHS:
  92             bPert = FALSE;
  93             for (i = 0; i < NR_RBDIHS; i++)
  94             {
  95                 if (ip->rbdihs.rbcA[i] != ip->rbdihs.rbcB[i])
  96                 {
  97                     bPert = TRUE;
  98                 }
  99             }
 100             break;
 101         case F_TABBONDS:
 102         case F_TABBONDSNC:
 103         case F_TABANGLES:
 104         case F_TABDIHS:
 105             bPert = (ip->tab.kA != ip->tab.kB);
 106             break;
 107         case F_POSRES:
 108             bPert = FALSE;
 109             for (i = 0; i < DIM; i++)
 110             {
 111                 if (ip->posres.pos0A[i] != ip->posres.pos0B[i] ||
 112                     ip->posres.fcA[i]   != ip->posres.fcB[i])
 113                 {
 114                     bPert = TRUE;
 115                 }
 116             }
 117             break;
 118         case F_DIHRES:
 119             bPert = ((ip->dihres.phiA != ip->dihres.phiB) ||
 120                      (ip->dihres.dphiA != ip->dihres.dphiB) ||
 121                      (ip->dihres.kfacA != ip->dihres.kfacB));
 122             break;
 123         case F_LJ14:
 124             bPert = (ip->lj14.c6A  != ip->lj14.c6B ||
 125                      ip->lj14.c12A != ip->lj14.c12B);
 126             break;
 127         case F_CMAP:
 128             bPert = FALSE;
 129             break;
 130         default:
 131             bPert = FALSE;
 132             gmx_fatal(FARGS, "Function type %s not implemented in ip_pert",
 133                       interaction_function[ftype].longname);
 134     }
 135
 136     return bPert;
 137 }
 138
 139 static gmx_bool ip_q_pert(int ftype, const t_iatom *ia,
 140                           const t_iparams *ip, const real *qA, const real *qB)
 141 {
 142     /* 1-4 interactions do not have the charges stored in the iparams list,
 143      * so we need a separate check for those.
 144      */
 145     return (ip_pert(ftype, ip+ia[0]) ||
 146             (ftype == F_LJ14 && (qA[ia[1]] != qB[ia[1]] ||
 147                                  qA[ia[2]] != qB[ia[2]])));
 148 }
 149
 150 gmx_bool gmx_mtop_bondeds_free_energy(const gmx_mtop_t *mtop)
 151 {
 152     const gmx_ffparams_t *ffparams;
 153     int                   i, ftype;
 154     int                   mb;
 155     t_atom               *atom;
 156     t_ilist              *il;
 157     t_iatom              *ia;
 158     gmx_bool              bPert;
 159
 160     ffparams = &mtop->ffparams;
 161
 162     /* Loop over all the function types and compare the A/B parameters */
 163     bPert = FALSE;
 164     for (i = 0; i < ffparams->ntypes; i++)
 165     {
 166         ftype = ffparams->functype[i];
 167         if (interaction_function[ftype].flags & IF_BOND)
 168         {
 169             if (ip_pert(ftype, &ffparams->iparams[i]))
 170             {
 171                 bPert = TRUE;
 172             }
 173         }
 174     }
 175
 176     /* Check perturbed charges for 1-4 interactions */
 177     for (mb = 0; mb < mtop->nmolblock; mb++)
 178     {
 179         atom = mtop->moltype[mtop->molblock[mb].type].atoms.atom;
 180         il   = &mtop->moltype[mtop->molblock[mb].type].ilist[F_LJ14];
 181         ia   = il->iatoms;
 182         for (i = 0; i < il->nr; i += 3)
 183         {
 184             if (atom[ia[i+1]].q != atom[ia[i+1]].qB ||
 185                 atom[ia[i+2]].q != atom[ia[i+2]].qB)
 186             {
 187                 bPert = TRUE;
 188             }
 189         }
 190     }
 191
 192     return bPert;
 193 }
 194
 195 void gmx_sort_ilist_fe(t_idef *idef, const real *qA, const real *qB)
 196 {
 197     int        ftype, nral, i, ic, ib, a;
 198     t_iparams *iparams;
 199     t_ilist   *ilist;
 200     t_iatom   *iatoms;
 201     gmx_bool   bPert;
 202     t_iatom   *iabuf;
 203     int        iabuf_nalloc;
 204
 205     if (qB == NULL)
 206     {
 207         qB = qA;
 208     }
 209
 210     iabuf_nalloc = 0;
 211     iabuf        = NULL;
 212
 213     iparams = idef->iparams;
 214
 215     for (ftype = 0; ftype < F_NRE; ftype++)
 216     {
 217         if (interaction_function[ftype].flags & IF_BOND)
 218         {
 219             ilist  = &idef->il[ftype];
 220             iatoms = ilist->iatoms;
 221             nral   = NRAL(ftype);
 222             ic     = 0;
 223             ib     = 0;
 224             i      = 0;
 225             while (i < ilist->nr)
 226             {
 227                 /* Check if this interaction is perturbed */
 228                 if (ip_q_pert(ftype, iatoms+i, iparams, qA, qB))
 229                 {
 230                     /* Copy to the perturbed buffer */
 231                     if (ib + 1 + nral > iabuf_nalloc)
 232                     {
 233                         iabuf_nalloc = over_alloc_large(ib+1+nral);
 234                         srenew(iabuf, iabuf_nalloc);
 235                     }
 236                     for (a = 0; a < 1+nral; a++)
 237                     {
 238                         iabuf[ib++] = iatoms[i++];
 239                     }
 240                 }
 241                 else
 242                 {
 243                     /* Copy in place */
 244                     for (a = 0; a < 1+nral; a++)
 245                     {
 246                         iatoms[ic++] = iatoms[i++];
 247                     }
 248                 }
 249             }
 250             /* Now we now the number of non-perturbed interactions */
 251             ilist->nr_nonperturbed = ic;
 252
 253             /* Copy the buffer with perturbed interactions to the ilist */
 254             for (a = 0; a < ib; a++)
 255             {
 256                 iatoms[ic++] = iabuf[a];
 257             }
 258
 259             if (debug)
 260             {
 261                 fprintf(debug, "%s non-pert %d pert %d\n",
 262                         interaction_function[ftype].longname,
 263                         ilist->nr_nonperturbed,
 264                         ilist->nr-ilist->nr_nonperturbed);
 265             }
 266         }
 267     }
 268
 269     sfree(iabuf);
 270
 271     idef->ilsort = ilsortFE_SORTED;
 272 }