src/gromacs/gmxpreprocess/editconf.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) 2013,2014,2015,2016,2017,2018,2019, 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 #include "gmxpre.h"
  38
  39 #include "editconf.h"
  40
  41 #include <cmath>
  42 #include <cstring>
  43
  44 #include <algorithm>
  45 #include <string>
  46
  47 #include "gromacs/commandline/pargs.h"
  48 #include "gromacs/commandline/viewit.h"
  49 #include "gromacs/fileio/confio.h"
  50 #include "gromacs/fileio/pdbio.h"
  51 #include "gromacs/fileio/tpxio.h"
  52 #include "gromacs/fileio/trxio.h"
  53 #include "gromacs/gmxana/princ.h"
  54 #include "gromacs/gmxlib/conformation_utilities.h"
  55 #include "gromacs/math/functions.h"
  56 #include "gromacs/math/units.h"
  57 #include "gromacs/math/vec.h"
  58 #include "gromacs/pbcutil/pbc.h"
  59 #include "gromacs/pbcutil/rmpbc.h"
  60 #include "gromacs/topology/atomprop.h"
  61 #include "gromacs/topology/index.h"
  62 #include "gromacs/topology/topology.h"
  63 #include "gromacs/utility/arraysize.h"
  64 #include "gromacs/utility/cstringutil.h"
  65 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  66 #include "gromacs/utility/futil.h"
  67 #include "gromacs/utility/gmxassert.h"
  68 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  69 #include "gromacs/utility/strdb.h"
  70
  71 static real calc_mass(t_atoms *atoms, gmx_bool bGetMass, AtomProperties *aps)
  72 {
  73     real tmass;
  74     int  i;
  75
  76     tmass = 0;
  77     for (i = 0; (i < atoms->nr); i++)
  78     {
  79         if (bGetMass)
  80         {
  81             aps->setAtomProperty(epropMass,
  82                                  std::string(*atoms->resinfo[atoms->atom[i].resind].name),
  83                                  std::string(*atoms->atomname[i]), &(atoms->atom[i].m));
  84         }
  85         tmass += atoms->atom[i].m;
  86     }
  87
  88     return tmass;
  89 }
  90
  91 static real calc_geom(int isize, const int *index, rvec *x, rvec geom_center, rvec minval,
  92                       rvec maxval, gmx_bool bDiam)
  93 {
  94     real  diam2, d;
  95     int   ii, i, j;
  96
  97     clear_rvec(geom_center);
  98     diam2 = 0;
  99     if (isize == 0)
 100     {
 101         clear_rvec(minval);
 102         clear_rvec(maxval);
 103     }
 104     else
 105     {
 106         if (index)
 107         {
 108             ii = index[0];
 109         }
 110         else
 111         {
 112             ii = 0;
 113         }
 114         for (j = 0; j < DIM; j++)
 115         {
 116             minval[j] = maxval[j] = x[ii][j];
 117         }
 118         for (i = 0; i < isize; i++)
 119         {
 120             if (index)
 121             {
 122                 ii = index[i];
 123             }
 124             else
 125             {
 126                 ii = i;
 127             }
 128             rvec_inc(geom_center, x[ii]);
 129             for (j = 0; j < DIM; j++)
 130             {
 131                 if (x[ii][j] < minval[j])
 132                 {
 133                     minval[j] = x[ii][j];
 134                 }
 135                 if (x[ii][j] > maxval[j])
 136                 {
 137                     maxval[j] = x[ii][j];
 138                 }
 139             }
 140             if (bDiam)
 141             {
 142                 if (index)
 143                 {
 144                     for (j = i + 1; j < isize; j++)
 145                     {
 146                         d     = distance2(x[ii], x[index[j]]);
 147                         diam2 = std::max(d, diam2);
 148                     }
 149                 }
 150                 else
 151                 {
 152                     for (j = i + 1; j < isize; j++)
 153                     {
 154                         d     = distance2(x[i], x[j]);
 155                         diam2 = std::max(d, diam2);
 156                     }
 157                 }
 158             }
 159         }
 160         svmul(1.0 / isize, geom_center, geom_center);
 161     }
 162
 163     return std::sqrt(diam2);
 164 }
 165
 166 static void center_conf(int natom, rvec *x, rvec center, rvec geom_cent)
 167 {
 168     int  i;
 169     rvec shift;
 170
 171     rvec_sub(center, geom_cent, shift);
 172
 173     printf("    shift       :%7.3f%7.3f%7.3f (nm)\n", shift[XX], shift[YY],
 174            shift[ZZ]);
 175
 176     for (i = 0; (i < natom); i++)
 177     {
 178         rvec_inc(x[i], shift);
 179     }
 180 }
 181
 182 static void scale_conf(int natom, rvec x[], matrix box, const rvec scale)
 183 {
 184     int i, j;
 185
 186     for (i = 0; i < natom; i++)
 187     {
 188         for (j = 0; j < DIM; j++)
 189         {
 190             x[i][j] *= scale[j];
 191         }
 192     }
 193     for (i = 0; i < DIM; i++)
 194     {
 195         for (j = 0; j < DIM; j++)
 196         {
 197             box[i][j] *= scale[j];
 198         }
 199     }
 200 }
 201
 202 static void read_bfac(const char *fn, int *n_bfac, double **bfac_val, int **bfac_nr)
 203 {
 204     int    i;
 205     char **bfac_lines;
 206
 207     *n_bfac = get_lines(fn, &bfac_lines);
 208     snew(*bfac_val, *n_bfac);
 209     snew(*bfac_nr, *n_bfac);
 210     fprintf(stderr, "Reading %d B-factors from %s\n", *n_bfac, fn);
 211     for (i = 0; (i < *n_bfac); i++)
 212     {
 213         sscanf(bfac_lines[i], "%d %lf", &(*bfac_nr)[i], &(*bfac_val)[i]);
 214     }
 215
 216 }
 217
 218 static void set_pdb_conf_bfac(int natoms, int nres, t_atoms *atoms, int n_bfac,
 219                               double *bfac, int *bfac_nr, gmx_bool peratom)
 220 {
 221     real     bfac_min, bfac_max;
 222     int      i, n;
 223     gmx_bool found;
 224
 225     if (n_bfac > atoms->nres)
 226     {
 227         peratom = TRUE;
 228     }
 229
 230     bfac_max = -1e10;
 231     bfac_min = 1e10;
 232     for (i = 0; (i < n_bfac); i++)
 233     {
 234         /*    if ((bfac_nr[i]-1<0) || (bfac_nr[i]-1>=atoms->nr))
 235            gmx_fatal(FARGS,"Index of B-Factor %d is out of range: %d (%g)",
 236            i+1,bfac_nr[i],bfac[i]); */
 237         if (bfac[i] > bfac_max)
 238         {
 239             bfac_max = bfac[i];
 240         }
 241         if (bfac[i] < bfac_min)
 242         {
 243             bfac_min = bfac[i];
 244         }
 245     }
 246     while ((bfac_max > 99.99) || (bfac_min < -99.99))
 247     {
 248         fprintf(stderr,
 249                 "Range of values for B-factors too large (min %g, max %g) "
 250                 "will scale down a factor 10\n", bfac_min, bfac_max);
 251         for (i = 0; (i < n_bfac); i++)
 252         {
 253             bfac[i] /= 10;
 254         }
 255         bfac_max /= 10;
 256         bfac_min /= 10;
 257     }
 258     while ((std::abs(bfac_max) < 0.5) && (std::abs(bfac_min) < 0.5))
 259     {
 260         fprintf(stderr,
 261                 "Range of values for B-factors too small (min %g, max %g) "
 262                 "will scale up a factor 10\n", bfac_min, bfac_max);
 263         for (i = 0; (i < n_bfac); i++)
 264         {
 265             bfac[i] *= 10;
 266         }
 267         bfac_max *= 10;
 268         bfac_min *= 10;
 269     }
 270
 271     for (i = 0; (i < natoms); i++)
 272     {
 273         atoms->pdbinfo[i].bfac = 0;
 274     }
 275
 276     if (!peratom)
 277     {
 278         fprintf(stderr, "Will attach %d B-factors to %d residues\n", n_bfac,
 279                 nres);
 280         for (i = 0; (i < n_bfac); i++)
 281         {
 282             found = FALSE;
 283             for (n = 0; (n < natoms); n++)
 284             {
 285                 if (bfac_nr[i] == atoms->resinfo[atoms->atom[n].resind].nr)
 286                 {
 287                     atoms->pdbinfo[n].bfac = bfac[i];
 288                     found                  = TRUE;
 289                 }
 290             }
 291             if (!found)
 292             {
 293                 gmx_warning("Residue nr %d not found\n", bfac_nr[i]);
 294             }
 295         }
 296     }
 297     else
 298     {
 299         fprintf(stderr, "Will attach %d B-factors to %d atoms\n", n_bfac,
 300                 natoms);
 301         for (i = 0; (i < n_bfac); i++)
 302         {
 303             atoms->pdbinfo[bfac_nr[i] - 1].bfac = bfac[i];
 304         }
 305     }
 306 }
 307
 308 static void pdb_legend(FILE *out, int natoms, int nres, t_atoms *atoms, rvec x[])
 309 {
 310     real bfac_min, bfac_max, xmin, ymin, zmin;
 311     int  i;
 312     int  space = ' ';
 313
 314     bfac_max = -1e10;
 315     bfac_min = 1e10;
 316     xmin     = 1e10;
 317     ymin     = 1e10;
 318     zmin     = 1e10;
 319     for (i = 0; (i < natoms); i++)
 320     {
 321         xmin     = std::min(xmin, x[i][XX]);
 322         ymin     = std::min(ymin, x[i][YY]);
 323         zmin     = std::min(zmin, x[i][ZZ]);
 324         bfac_min = std::min(bfac_min, atoms->pdbinfo[i].bfac);
 325         bfac_max = std::max(bfac_max, atoms->pdbinfo[i].bfac);
 326     }
 327     fprintf(stderr, "B-factors range from %g to %g\n", bfac_min, bfac_max);
 328     for (i = 1; (i < 12); i++)
 329     {
 330         fprintf(out,
 331                 "%-6s%5d  %-4.4s%3.3s %c%4d%c   %8.3f%8.3f%8.3f%6.2f%6.2f\n",
 332                 "ATOM  ", natoms + 1 + i, "CA", "LEG", space, nres + 1, space,
 333                 (xmin + (i * 0.12)) * 10, ymin * 10, zmin * 10, 1.0, bfac_min
 334                 + ((i - 1.0) * (bfac_max - bfac_min) / 10));
 335     }
 336 }
 337
 338 static void visualize_images(const char *fn, int ePBC, matrix box)
 339 {
 340     t_atoms atoms;
 341     rvec   *img;
 342     char   *c, *ala;
 343     int     nat, i;
 344
 345     nat = NTRICIMG + 1;
 346     init_t_atoms(&atoms, nat, FALSE);
 347     atoms.nr = nat;
 348     snew(img, nat);
 349     /* FIXME: Constness should not be cast away */
 350     c   = const_cast<char*>("C");
 351     ala = const_cast<char*>("ALA");
 352     for (i = 0; i < nat; i++)
 353     {
 354         atoms.atomname[i]        = &c;
 355         atoms.atom[i].resind     = i;
 356         atoms.resinfo[i].name    = &ala;
 357         atoms.resinfo[i].nr      = i + 1;
 358         atoms.resinfo[i].chainid = 'A' + i / NCUCVERT;
 359     }
 360     calc_triclinic_images(box, img + 1);
 361
 362     write_sto_conf(fn, "Images", &atoms, img, nullptr, ePBC, box);
 363
 364     done_atom(&atoms);
 365     sfree(img);
 366 }
 367
 368 static void visualize_box(FILE *out, int a0, int r0, matrix box, const rvec gridsize)
 369 {
 370     int  *edge;
 371     rvec *vert, shift;
 372     int   nx, ny, nz, nbox, nat;
 373     int   i, j, x, y, z;
 374     int   rectedge[24] =
 375     {
 376         0, 1, 1, 3, 3, 2, 0, 2, 0, 4, 1, 5, 3, 7, 2, 6, 4, 5, 5, 7, 7, 6, 6,
 377         4
 378     };
 379
 380     a0++;
 381     r0++;
 382
 383     nx   = gmx::roundToInt(gridsize[XX]);
 384     ny   = gmx::roundToInt(gridsize[YY]);
 385     nz   = gmx::roundToInt(gridsize[ZZ]);
 386     nbox = nx * ny * nz;
 387     if (TRICLINIC(box))
 388     {
 389         nat = nbox * NCUCVERT;
 390         snew(vert, nat);
 391         calc_compact_unitcell_vertices(ecenterDEF, box, vert);
 392         j = 0;
 393         for (z = 0; z < nz; z++)
 394         {
 395             for (y = 0; y < ny; y++)
 396             {
 397                 for (x = 0; x < nx; x++)
 398                 {
 399                     for (i = 0; i < DIM; i++)
 400                     {
 401                         shift[i] = x * box[0][i] + y * box[1][i] + z
 402                             * box[2][i];
 403                     }
 404                     for (i = 0; i < NCUCVERT; i++)
 405                     {
 406                         rvec_add(vert[i], shift, vert[j]);
 407                         j++;
 408                     }
 409                 }
 410             }
 411         }
 412
 413         for (i = 0; i < nat; i++)
 414         {
 415             gmx_fprintf_pdb_atomline(out, epdbATOM, a0 + i, "C", ' ', "BOX", 'K' + i / NCUCVERT, r0 + i, ' ',
 416                                      10*vert[i][XX], 10*vert[i][YY], 10*vert[i][ZZ], 1.0, 0.0, "");
 417         }
 418
 419         edge = compact_unitcell_edges();
 420         for (j = 0; j < nbox; j++)
 421         {
 422             for (i = 0; i < NCUCEDGE; i++)
 423             {
 424                 fprintf(out, "CONECT%5d%5d\n", a0 + j * NCUCVERT + edge[2 * i],
 425                         a0 + j * NCUCVERT + edge[2 * i + 1]);
 426             }
 427         }
 428
 429         sfree(vert);
 430     }
 431     else
 432     {
 433         i = 0;
 434         for (z = 0; z <= 1; z++)
 435         {
 436             for (y = 0; y <= 1; y++)
 437             {
 438                 for (x = 0; x <= 1; x++)
 439                 {
 440                     gmx_fprintf_pdb_atomline(out, epdbATOM, a0 + i, "C", ' ', "BOX", 'K' + i/8, r0+i, ' ',
 441                                              x * 10 * box[XX][XX], y * 10 * box[YY][YY], z * 10 * box[ZZ][ZZ], 1.0, 0.0, "");
 442                     i++;
 443                 }
 444             }
 445         }
 446         for (i = 0; i < 24; i += 2)
 447         {
 448             fprintf(out, "CONECT%5d%5d\n", a0 + rectedge[i], a0 + rectedge[i + 1]);
 449         }
 450     }
 451 }
 452
 453 static void calc_rotmatrix(rvec principal_axis, rvec targetvec, matrix rotmatrix)
 454 {
 455     rvec rotvec;
 456     real ux, uy, uz, costheta, sintheta;
 457
 458     costheta = cos_angle(principal_axis, targetvec);
 459     sintheta = std::sqrt(1.0-costheta*costheta); /* sign is always positive since 0<theta<pi */
 460
 461     /* Determine rotation from cross product with target vector */
 462     cprod(principal_axis, targetvec, rotvec);
 463     unitv(rotvec, rotvec);
 464     printf("Aligning %g %g %g to %g %g %g : xprod  %g %g %g\n",
 465            principal_axis[XX], principal_axis[YY], principal_axis[ZZ], targetvec[XX], targetvec[YY], targetvec[ZZ],
 466            rotvec[XX], rotvec[YY], rotvec[ZZ]);
 467
 468     ux              = rotvec[XX];
 469     uy              = rotvec[YY];
 470     uz              = rotvec[ZZ];
 471     rotmatrix[0][0] = ux*ux + (1.0-ux*ux)*costheta;
 472     rotmatrix[0][1] = ux*uy*(1-costheta)-uz*sintheta;
 473     rotmatrix[0][2] = ux*uz*(1-costheta)+uy*sintheta;
 474     rotmatrix[1][0] = ux*uy*(1-costheta)+uz*sintheta;
 475     rotmatrix[1][1] = uy*uy + (1.0-uy*uy)*costheta;
 476     rotmatrix[1][2] = uy*uz*(1-costheta)-ux*sintheta;
 477     rotmatrix[2][0] = ux*uz*(1-costheta)-uy*sintheta;
 478     rotmatrix[2][1] = uy*uz*(1-costheta)+ux*sintheta;
 479     rotmatrix[2][2] = uz*uz + (1.0-uz*uz)*costheta;
 480
 481     printf("Rotation matrix: \n%g %g %g\n%g %g %g\n%g %g %g\n",
 482            rotmatrix[0][0], rotmatrix[0][1], rotmatrix[0][2],
 483            rotmatrix[1][0], rotmatrix[1][1], rotmatrix[1][2],
 484            rotmatrix[2][0], rotmatrix[2][1], rotmatrix[2][2]);
 485 }
 486
 487 static void renum_resnr(t_atoms *atoms, int isize, const int *index,
 488                         int resnr_start)
 489 {
 490     int i, resind_prev, resind;
 491
 492     resind_prev = -1;
 493     for (i = 0; i < isize; i++)
 494     {
 495         resind = atoms->atom[index == nullptr ? i : index[i]].resind;
 496         if (resind != resind_prev)
 497         {
 498             atoms->resinfo[resind].nr = resnr_start;
 499             resnr_start++;
 500         }
 501         resind_prev = resind;
 502     }
 503 }
 504
 505 int gmx_editconf(int argc, char *argv[])
 506 {
 507     const char     *desc[] =
 508     {
 509         "[THISMODULE] converts generic structure format to [REF].gro[ref], [TT].g96[tt]",
 510         "or [REF].pdb[ref].",
 511         "[PAR]",
 512         "The box can be modified with options [TT]-box[tt], [TT]-d[tt] and",
 513         "[TT]-angles[tt]. Both [TT]-box[tt] and [TT]-d[tt]",
 514         "will center the system in the box, unless [TT]-noc[tt] is used.",
 515         "The [TT]-center[tt] option can be used to shift the geometric center",
 516         "of the system from the default of (x/2, y/2, z/2) implied by [TT]-c[tt]",
 517         "to some other value.",
 518         "[PAR]",
 519         "Option [TT]-bt[tt] determines the box type: [TT]triclinic[tt] is a",
 520         "triclinic box, [TT]cubic[tt] is a rectangular box with all sides equal",
 521         "[TT]dodecahedron[tt] represents a rhombic dodecahedron and",
 522         "[TT]octahedron[tt] is a truncated octahedron.",
 523         "The last two are special cases of a triclinic box.",
 524         "The length of the three box vectors of the truncated octahedron is the",
 525         "shortest distance between two opposite hexagons.",
 526         "Relative to a cubic box with some periodic image distance, the volume of a ",
 527         "dodecahedron with this same periodic distance is 0.71 times that of the cube, ",
 528         "and that of a truncated octahedron is 0.77 times.",
 529         "[PAR]",
 530         "Option [TT]-box[tt] requires only",
 531         "one value for a cubic, rhombic dodecahedral, or truncated octahedral box.",
 532         "[PAR]",
 533         "With [TT]-d[tt] and a [TT]triclinic[tt] box the size of the system in the [IT]x[it]-, [IT]y[it]-,",
 534         "and [IT]z[it]-directions is used. With [TT]-d[tt] and [TT]cubic[tt],",
 535         "[TT]dodecahedron[tt] or [TT]octahedron[tt] boxes, the dimensions are set",
 536         "to the diameter of the system (largest distance between atoms) plus twice",
 537         "the specified distance.",
 538         "[PAR]",
 539         "Option [TT]-angles[tt] is only meaningful with option [TT]-box[tt] and",
 540         "a triclinic box and cannot be used with option [TT]-d[tt].",
 541         "[PAR]",
 542         "When [TT]-n[tt] or [TT]-ndef[tt] is set, a group",
 543         "can be selected for calculating the size and the geometric center,",
 544         "otherwise the whole system is used.",
 545         "[PAR]",
 546         "[TT]-rotate[tt] rotates the coordinates and velocities.",
 547         "[PAR]",
 548         "[TT]-princ[tt] aligns the principal axes of the system along the",
 549         "coordinate axes, with the longest axis aligned with the [IT]x[it]-axis. ",
 550         "This may allow you to decrease the box volume,",
 551         "but beware that molecules can rotate significantly in a nanosecond.",
 552         "[PAR]",
 553         "Scaling is applied before any of the other operations are",
 554         "performed. Boxes and coordinates can be scaled to give a certain density (option",
 555         "[TT]-density[tt]). Note that this may be inaccurate in case a [REF].gro[ref]",
 556         "file is given as input. A special feature of the scaling option is that when the",
 557         "factor -1 is given in one dimension, one obtains a mirror image,",
 558         "mirrored in one of the planes. When one uses -1 in three dimensions, ",
 559         "a point-mirror image is obtained.[PAR]",
 560         "Groups are selected after all operations have been applied.[PAR]",
 561         "Periodicity can be removed in a crude manner.",
 562         "It is important that the box vectors at the bottom of your input file",
 563         "are correct when the periodicity is to be removed.",
 564         "[PAR]",
 565         "When writing [REF].pdb[ref] files, B-factors can be",
 566         "added with the [TT]-bf[tt] option. B-factors are read",
 567         "from a file with with following format: first line states number of",
 568         "entries in the file, next lines state an index",
 569         "followed by a B-factor. The B-factors will be attached per residue",
 570         "unless the number of B-factors is larger than the number of the residues or unless the",
 571         "[TT]-atom[tt] option is set. Obviously, any type of numeric data can",
 572         "be added instead of B-factors. [TT]-legend[tt] will produce",
 573         "a row of CA atoms with B-factors ranging from the minimum to the",
 574         "maximum value found, effectively making a legend for viewing.",
 575         "[PAR]",
 576         "With the option [TT]-mead[tt] a special [REF].pdb[ref] ([REF].pqr[ref])",
 577         "file for the MEAD electrostatics",
 578         "program (Poisson-Boltzmann solver) can be made. A further prerequisite",
 579         "is that the input file is a run input file.",
 580         "The B-factor field is then filled with the Van der Waals radius",
 581         "of the atoms while the occupancy field will hold the charge.",
 582         "[PAR]",
 583         "The option [TT]-grasp[tt] is similar, but it puts the charges in the B-factor",
 584         "and the radius in the occupancy.",
 585         "[PAR]",
 586         "Option [TT]-align[tt] allows alignment",
 587         "of the principal axis of a specified group against the given vector, ",
 588         "with an optional center of rotation specified by [TT]-aligncenter[tt].",
 589         "[PAR]",
 590         "Finally, with option [TT]-label[tt], [TT]editconf[tt] can add a chain identifier",
 591         "to a [REF].pdb[ref] file, which can be useful for analysis with e.g. Rasmol.",
 592         "[PAR]",
 593         "To convert a truncated octrahedron file produced by a package which uses",
 594         "a cubic box with the corners cut off (such as GROMOS), use::",
 595         "",
 596         "  gmx editconf -f in -rotate 0 45 35.264 -bt o -box veclen -o out",
 597         "",
 598         "where [TT]veclen[tt] is the size of the cubic box times [SQRT]3[sqrt]/2."
 599     };
 600     const char     *bugs[] =
 601     {
 602         "For complex molecules, the periodicity removal routine may break down, "
 603         "in that case you can use [gmx-trjconv]."
 604     };
 605     static real     dist    = 0.0;
 606     static gmx_bool bNDEF   = FALSE, bRMPBC = FALSE, bCenter = FALSE, bReadVDW =
 607         FALSE, bCONECT      = FALSE;
 608     static gmx_bool peratom = FALSE, bLegend = FALSE, bOrient = FALSE, bMead =
 609         FALSE, bGrasp       = FALSE, bSig56 = FALSE;
 610     static rvec     scale   =
 611     { 1, 1, 1 }, newbox     =
 612     { 0, 0, 0 }, newang     =
 613     { 90, 90, 90 };
 614     static real rho          = 1000.0, rvdw = 0.12;
 615     static rvec center       =
 616     { 0, 0, 0 }, translation =
 617     { 0, 0, 0 }, rotangles   =
 618     { 0, 0, 0 }, aligncenter =
 619     { 0, 0, 0 }, targetvec   =
 620     { 0, 0, 0 };
 621     static const char *btype[] =
 622     { nullptr, "triclinic", "cubic", "dodecahedron", "octahedron", nullptr },
 623     *label             = "A";
 624     static rvec visbox =
 625     { 0, 0, 0 };
 626     static int  resnr_start = -1;
 627     t_pargs
 628                 pa[] =
 629     {
 630         { "-ndef", FALSE, etBOOL,
 631           { &bNDEF }, "Choose output from default index groups" },
 632         { "-visbox", FALSE, etRVEC,
 633           { visbox },
 634           "HIDDENVisualize a grid of boxes, -1 visualizes the 14 box images" },
 635         { "-bt", FALSE, etENUM,
 636           { btype }, "Box type for [TT]-box[tt] and [TT]-d[tt]" },
 637         { "-box", FALSE, etRVEC,
 638           { newbox }, "Box vector lengths (a,b,c)" },
 639         { "-angles", FALSE, etRVEC,
 640           { newang }, "Angles between the box vectors (bc,ac,ab)" },
 641         { "-d", FALSE, etREAL,
 642           { &dist }, "Distance between the solute and the box" },
 643         { "-c", FALSE, etBOOL,
 644           { &bCenter },
 645           "Center molecule in box (implied by [TT]-box[tt] and [TT]-d[tt])" },
 646         { "-center", FALSE, etRVEC,
 647           { center }, "Shift the geometrical center to (x,y,z)" },
 648         { "-aligncenter", FALSE, etRVEC,
 649           { aligncenter }, "Center of rotation for alignment" },
 650         { "-align", FALSE, etRVEC,
 651           { targetvec },
 652           "Align to target vector" },
 653         { "-translate", FALSE, etRVEC,
 654           { translation }, "Translation" },
 655         { "-rotate", FALSE, etRVEC,
 656           { rotangles },
 657           "Rotation around the X, Y and Z axes in degrees" },
 658         { "-princ", FALSE, etBOOL,
 659           { &bOrient },
 660           "Orient molecule(s) along their principal axes" },
 661         { "-scale", FALSE, etRVEC,
 662           { scale }, "Scaling factor" },
 663         { "-density", FALSE, etREAL,
 664           { &rho },
 665           "Density (g/L) of the output box achieved by scaling" },
 666         { "-pbc", FALSE, etBOOL,
 667           { &bRMPBC },
 668           "Remove the periodicity (make molecule whole again)" },
 669         { "-resnr", FALSE, etINT,
 670           { &resnr_start },
 671           " Renumber residues starting from resnr" },
 672         { "-grasp", FALSE, etBOOL,
 673           { &bGrasp },
 674           "Store the charge of the atom in the B-factor field and the radius of the atom in the occupancy field" },
 675         {
 676             "-rvdw", FALSE, etREAL,
 677             { &rvdw },
 678             "Default Van der Waals radius (in nm) if one can not be found in the database or if no parameters are present in the topology file"
 679         },
 680         { "-sig56", FALSE, etBOOL,
 681           { &bSig56 },
 682           "Use rmin/2 (minimum in the Van der Waals potential) rather than [GRK]sigma[grk]/2 " },
 683         {
 684             "-vdwread", FALSE, etBOOL,
 685             { &bReadVDW },
 686             "Read the Van der Waals radii from the file [TT]vdwradii.dat[tt] rather than computing the radii based on the force field"
 687         },
 688         { "-atom", FALSE, etBOOL,
 689           { &peratom }, "Force B-factor attachment per atom" },
 690         { "-legend", FALSE, etBOOL,
 691           { &bLegend }, "Make B-factor legend" },
 692         { "-label", FALSE, etSTR,
 693           { &label }, "Add chain label for all residues" },
 694         {
 695             "-conect", FALSE, etBOOL,
 696             { &bCONECT },
 697             "Add CONECT records to a [REF].pdb[ref] file when written. Can only be done when a topology is present"
 698         }
 699     };
 700 #define NPA asize(pa)
 701
 702     FILE             *out;
 703     const char       *infile, *outfile;
 704     int               outftp, inftp, natom, i, j, n_bfac, itype, ntype;
 705     double           *bfac    = nullptr, c6, c12;
 706     int              *bfac_nr = nullptr;
 707     t_topology       *top     = nullptr;
 708     char             *grpname, *sgrpname, *agrpname;
 709     int               isize, ssize, numAlignmentAtoms;
 710     int              *index, *sindex, *aindex;
 711     rvec             *x, *v, gc, rmin, rmax, size;
 712     int               ePBC;
 713     matrix            box, rotmatrix, trans;
 714     rvec              princd, tmpvec;
 715     gmx_bool          bIndex, bSetSize, bSetAng, bDist, bSetCenter, bAlign;
 716     gmx_bool          bHaveV, bScale, bRho, bTranslate, bRotate, bCalcGeom, bCalcDiam;
 717     real              diam = 0, mass = 0, d, vdw;
 718     gmx_conect        conect;
 719     gmx_output_env_t *oenv;
 720     t_filenm          fnm[] =
 721     {
 722         { efSTX, "-f", nullptr, ffREAD },
 723         { efNDX, "-n", nullptr, ffOPTRD },
 724         { efSTO, nullptr, nullptr, ffOPTWR },
 725         { efPQR, "-mead", "mead", ffOPTWR },
 726         { efDAT, "-bf", "bfact", ffOPTRD }
 727     };
 728 #define NFILE asize(fnm)
 729
 730     if (!parse_common_args(&argc, argv, PCA_CAN_VIEW, NFILE, fnm, NPA, pa,
 731                            asize(desc), desc, asize(bugs), bugs, &oenv))
 732     {
 733         return 0;
 734     }
 735     fprintf(stdout, "Note that major changes are planned in future for "
 736             "editconf, to improve usability and utility.\n");
 737
 738     bIndex     = opt2bSet("-n", NFILE, fnm) || bNDEF;
 739     bMead      = opt2bSet("-mead", NFILE, fnm);
 740     bSetSize   = opt2parg_bSet("-box", NPA, pa);
 741     bSetAng    = opt2parg_bSet("-angles", NPA, pa);
 742     bSetCenter = opt2parg_bSet("-center", NPA, pa);
 743     bDist      = opt2parg_bSet("-d", NPA, pa);
 744     bAlign     = opt2parg_bSet("-align", NPA, pa);
 745     /* Only automatically turn on centering without -noc */
 746     if ((bDist || bSetSize || bSetCenter) && !opt2parg_bSet("-c", NPA, pa))
 747     {
 748         bCenter = TRUE;
 749     }
 750     bScale     = opt2parg_bSet("-scale", NPA, pa);
 751     bRho       = opt2parg_bSet("-density", NPA, pa);
 752     bTranslate = opt2parg_bSet("-translate", NPA, pa);
 753     bRotate    = opt2parg_bSet("-rotate", NPA, pa);
 754     if (bScale && bRho)
 755     {
 756         fprintf(stderr, "WARNING: setting -density overrides -scale\n");
 757     }
 758     bScale    = bScale || bRho;
 759     bCalcGeom = bCenter || bRotate || bOrient || bScale;
 760
 761     GMX_RELEASE_ASSERT(btype[0] != nullptr, "Option setting inconsistency; btype[0] is NULL");
 762
 763     bCalcDiam = (btype[0][0] == 'c' || btype[0][0] == 'd' || btype[0][0] == 'o');
 764
 765     infile = ftp2fn(efSTX, NFILE, fnm);
 766     if (bMead)
 767     {
 768         outfile = ftp2fn(efPQR, NFILE, fnm);
 769     }
 770     else
 771     {
 772         outfile = ftp2fn(efSTO, NFILE, fnm);
 773     }
 774     outftp = fn2ftp(outfile);
 775     inftp  = fn2ftp(infile);
 776
 777     AtomProperties aps;
 778
 779     if (bMead && bGrasp)
 780     {
 781         printf("Incompatible options -mead and -grasp. Turning off -grasp\n");
 782         bGrasp = FALSE;
 783     }
 784     if ((bGrasp || bCONECT) && (outftp != efPDB))
 785     {
 786         gmx_fatal(FARGS, "Output file should be a .pdb file"
 787                   " when using the -grasp or -connect options\n");
 788     }
 789     if ((bMead || bGrasp || bCONECT) && (fn2ftp(infile) != efTPR))
 790     {
 791         gmx_fatal(FARGS, "Input file should be a .tpr file"
 792                   " when using the -mead or -connect options\n");
 793     }
 794
 795     t_symtab  symtab;
 796     char     *name;
 797     t_atoms   atoms;
 798     open_symtab(&symtab);
 799     readConfAndAtoms(infile, &symtab, &name, &atoms, &ePBC, &x, &v, box);
 800     natom = atoms.nr;
 801     if (atoms.pdbinfo == nullptr)
 802     {
 803         snew(atoms.pdbinfo, atoms.nr);
 804     }
 805     atoms.havePdbInfo = TRUE;
 806
 807     if (fn2ftp(infile) == efPDB)
 808     {
 809         get_pdb_atomnumber(&atoms, &aps);
 810     }
 811     printf("Read %d atoms\n", atoms.nr);
 812
 813     /* Get the element numbers if available in a pdb file */
 814     if (fn2ftp(infile) == efPDB)
 815     {
 816         get_pdb_atomnumber(&atoms, &aps);
 817     }
 818
 819     if (ePBC != epbcNONE)
 820     {
 821         real vol = det(box);
 822         printf("Volume: %g nm^3, corresponds to roughly %d electrons\n",
 823                vol, 100*(static_cast<int>(vol*4.5)));
 824     }
 825
 826     if (bMead || bGrasp || bCONECT)
 827     {
 828         top = read_top(infile, nullptr);
 829     }
 830
 831     if (bMead || bGrasp)
 832     {
 833         if (atoms.nr != top->atoms.nr)
 834         {
 835             gmx_fatal(FARGS, "Atom numbers don't match (%d vs. %d)", atoms.nr, top->atoms.nr);
 836         }
 837         snew(atoms.pdbinfo, top->atoms.nr);
 838         ntype = top->idef.atnr;
 839         for (i = 0; (i < atoms.nr); i++)
 840         {
 841             /* Determine the Van der Waals radius from the force field */
 842             if (bReadVDW)
 843             {
 844                 if (!aps.setAtomProperty(epropVDW,
 845                                          *top->atoms.resinfo[top->atoms.atom[i].resind].name,
 846                                          *top->atoms.atomname[i], &vdw))
 847                 {
 848                     vdw = rvdw;
 849                 }
 850             }
 851             else
 852             {
 853                 itype = top->atoms.atom[i].type;
 854                 c12   = top->idef.iparams[itype*ntype+itype].lj.c12;
 855                 c6    = top->idef.iparams[itype*ntype+itype].lj.c6;
 856                 if ((c6 != 0) && (c12 != 0))
 857                 {
 858                     real sig6;
 859                     if (bSig56)
 860                     {
 861                         sig6 = 2*c12/c6;
 862                     }
 863                     else
 864                     {
 865                         sig6 = c12/c6;
 866                     }
 867                     vdw   = 0.5*gmx::sixthroot(sig6);
 868                 }
 869                 else
 870                 {
 871                     vdw = rvdw;
 872                 }
 873             }
 874             /* Factor of 10 for nm -> Angstroms */
 875             vdw *= 10;
 876
 877             if (bMead)
 878             {
 879                 atoms.pdbinfo[i].occup = top->atoms.atom[i].q;
 880                 atoms.pdbinfo[i].bfac  = vdw;
 881             }
 882             else
 883             {
 884                 atoms.pdbinfo[i].occup = vdw;
 885                 atoms.pdbinfo[i].bfac  = top->atoms.atom[i].q;
 886             }
 887         }
 888     }
 889     bHaveV = FALSE;
 890     for (i = 0; (i < natom) && !bHaveV; i++)
 891     {
 892         for (j = 0; (j < DIM) && !bHaveV; j++)
 893         {
 894             bHaveV = bHaveV || (v[i][j] != 0);
 895         }
 896     }
 897     printf("%selocities found\n", bHaveV ? "V" : "No v");
 898
 899     if (visbox[0] > 0)
 900     {
 901         if (bIndex)
 902         {
 903             gmx_fatal(FARGS, "Sorry, can not visualize box with index groups");
 904         }
 905         if (outftp != efPDB)
 906         {
 907             gmx_fatal(FARGS, "Sorry, can only visualize box with a pdb file");
 908         }
 909     }
 910     else if (visbox[0] == -1)
 911     {
 912         visualize_images("images.pdb", ePBC, box);
 913     }
 914
 915     /* remove pbc */
 916     if (bRMPBC)
 917     {
 918         rm_gropbc(&atoms, x, box);
 919     }
 920
 921     if (bCalcGeom)
 922     {
 923         if (bIndex)
 924         {
 925             fprintf(stderr, "\nSelect a group for determining the system size:\n");
 926             get_index(&atoms, ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm),
 927                       1, &ssize, &sindex, &sgrpname);
 928         }
 929         else
 930         {
 931             ssize  = atoms.nr;
 932             sindex = nullptr;
 933         }
 934         diam = calc_geom(ssize, sindex, x, gc, rmin, rmax, bCalcDiam);
 935         rvec_sub(rmax, rmin, size);
 936         printf("    system size :%7.3f%7.3f%7.3f (nm)\n",
 937                size[XX], size[YY], size[ZZ]);
 938         if (bCalcDiam)
 939         {
 940             printf("    diameter    :%7.3f               (nm)\n", diam);
 941         }
 942         printf("    center      :%7.3f%7.3f%7.3f (nm)\n", gc[XX], gc[YY], gc[ZZ]);
 943         printf("    box vectors :%7.3f%7.3f%7.3f (nm)\n",
 944                norm(box[XX]), norm(box[YY]), norm(box[ZZ]));
 945         printf("    box angles  :%7.2f%7.2f%7.2f (degrees)\n",
 946                norm2(box[ZZ]) == 0 ? 0 :
 947                RAD2DEG*gmx_angle(box[YY], box[ZZ]),
 948                norm2(box[ZZ]) == 0 ? 0 :
 949                RAD2DEG*gmx_angle(box[XX], box[ZZ]),
 950                norm2(box[YY]) == 0 ? 0 :
 951                RAD2DEG*gmx_angle(box[XX], box[YY]));
 952         printf("    box volume  :%7.2f               (nm^3)\n", det(box));
 953     }
 954
 955     if (bRho || bOrient || bAlign)
 956     {
 957         mass = calc_mass(&atoms, !fn2bTPX(infile), &aps);
 958     }
 959
 960     if (bOrient)
 961     {
 962         int     *index;
 963         char    *grpnames;
 964
 965         /* Get a group for principal component analysis */
 966         fprintf(stderr, "\nSelect group for the determining the orientation\n");
 967         get_index(&atoms, ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm), 1, &isize, &index, &grpnames);
 968
 969         /* Orient the principal axes along the coordinate axes */
 970         orient_princ(&atoms, isize, index, natom, x, bHaveV ? v : nullptr, nullptr);
 971         sfree(index);
 972         sfree(grpnames);
 973     }
 974
 975     if (bScale)
 976     {
 977         /* scale coordinates and box */
 978         if (bRho)
 979         {
 980             /* Compute scaling constant */
 981             real vol, dens;
 982
 983             vol  = det(box);
 984             dens = (mass*AMU)/(vol*NANO*NANO*NANO);
 985             fprintf(stderr, "Volume  of input %g (nm^3)\n", vol);
 986             fprintf(stderr, "Mass    of input %g (a.m.u.)\n", mass);
 987             fprintf(stderr, "Density of input %g (g/l)\n", dens);
 988             if (vol == 0 || mass == 0)
 989             {
 990                 gmx_fatal(FARGS, "Cannot scale density with "
 991                           "zero mass (%g) or volume (%g)\n", mass, vol);
 992             }
 993
 994             scale[XX] = scale[YY] = scale[ZZ] = std::cbrt(dens/rho);
 995             fprintf(stderr, "Scaling all box vectors by %g\n", scale[XX]);
 996         }
 997         scale_conf(atoms.nr, x, box, scale);
 998     }
 999
1000     if (bAlign)
1001     {
1002         if (bIndex)
1003         {
1004             fprintf(stderr, "\nSelect a group that you want to align:\n");
1005             get_index(&atoms, ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm),
1006                       1, &numAlignmentAtoms, &aindex, &agrpname);
1007         }
1008         else
1009         {
1010             numAlignmentAtoms = atoms.nr;
1011             snew(aindex, numAlignmentAtoms);
1012             for (i = 0; i < numAlignmentAtoms; i++)
1013             {
1014                 aindex[i] = i;
1015             }
1016         }
1017         printf("Aligning %d atoms (out of %d) to %g %g %g, center of rotation %g %g %g\n", numAlignmentAtoms, natom,
1018                targetvec[XX], targetvec[YY], targetvec[ZZ],
1019                aligncenter[XX], aligncenter[YY], aligncenter[ZZ]);
1020         /*subtract out pivot point*/
1021         for (i = 0; i < numAlignmentAtoms; i++)
1022         {
1023             rvec_dec(x[aindex[i]], aligncenter);
1024         }
1025         /*now determine transform and rotate*/
1026         /*will this work?*/
1027         principal_comp(numAlignmentAtoms, aindex, atoms.atom, x, trans, princd);
1028
1029         unitv(targetvec, targetvec);
1030         printf("Using %g %g %g as principal axis\n", trans[0][2], trans[1][2], trans[2][2]);
1031         tmpvec[XX] = trans[0][2]; tmpvec[YY] = trans[1][2]; tmpvec[ZZ] = trans[2][2];
1032         calc_rotmatrix(tmpvec, targetvec, rotmatrix);
1033         /* rotmatrix finished */
1034
1035         for (i = 0; i < numAlignmentAtoms; ++i)
1036         {
1037             mvmul(rotmatrix, x[aindex[i]], tmpvec);
1038             copy_rvec(tmpvec, x[aindex[i]]);
1039         }
1040
1041         /*add pivot point back*/
1042         for (i = 0; i < numAlignmentAtoms; i++)
1043         {
1044             rvec_inc(x[aindex[i]], aligncenter);
1045         }
1046         if (!bIndex)
1047         {
1048             sfree(aindex);
1049         }
1050     }
1051
1052     if (bTranslate)
1053     {
1054         if (bIndex)
1055         {
1056             fprintf(stderr, "\nSelect a group that you want to translate:\n");
1057             get_index(&atoms, ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm),
1058                       1, &ssize, &sindex, &sgrpname);
1059         }
1060         else
1061         {
1062             ssize  = atoms.nr;
1063             sindex = nullptr;
1064         }
1065         printf("Translating %d atoms (out of %d) by %g %g %g nm\n", ssize, natom,
1066                translation[XX], translation[YY], translation[ZZ]);
1067         if (sindex)
1068         {
1069             for (i = 0; i < ssize; i++)
1070             {
1071                 rvec_inc(x[sindex[i]], translation);
1072             }
1073         }
1074         else
1075         {
1076             for (i = 0; i < natom; i++)
1077             {
1078                 rvec_inc(x[i], translation);
1079             }
1080         }
1081     }
1082     if (bRotate)
1083     {
1084         /* Rotate */
1085         printf("Rotating %g, %g, %g degrees around the X, Y and Z axis respectively\n", rotangles[XX], rotangles[YY], rotangles[ZZ]);
1086         for (i = 0; i < DIM; i++)
1087         {
1088             rotangles[i] *= DEG2RAD;
1089         }
1090         rotate_conf(natom, x, v, rotangles[XX], rotangles[YY], rotangles[ZZ]);
1091     }
1092
1093     if (bCalcGeom)
1094     {
1095         /* recalc geometrical center and max and min coordinates and size */
1096         calc_geom(ssize, sindex, x, gc, rmin, rmax, FALSE);
1097         rvec_sub(rmax, rmin, size);
1098         if (bScale || bOrient || bRotate)
1099         {
1100             printf("new system size : %6.3f %6.3f %6.3f\n",
1101                    size[XX], size[YY], size[ZZ]);
1102         }
1103     }
1104
1105     if ((btype[0] != nullptr) && (bSetSize || bDist || (btype[0][0] == 't' && bSetAng)))
1106     {
1107         ePBC = epbcXYZ;
1108         if (!(bSetSize || bDist))
1109         {
1110             for (i = 0; i < DIM; i++)
1111             {
1112                 newbox[i] = norm(box[i]);
1113             }
1114         }
1115         clear_mat(box);
1116         /* calculate new boxsize */
1117         switch (btype[0][0])
1118         {
1119             case 't':
1120                 if (bDist)
1121                 {
1122                     for (i = 0; i < DIM; i++)
1123                     {
1124                         newbox[i] = size[i]+2*dist;
1125                     }
1126                 }
1127                 if (!bSetAng)
1128                 {
1129                     box[XX][XX] = newbox[XX];
1130                     box[YY][YY] = newbox[YY];
1131                     box[ZZ][ZZ] = newbox[ZZ];
1132                 }
1133                 else
1134                 {
1135                     matrix_convert(box, newbox, newang);
1136                 }
1137                 break;
1138             case 'c':
1139             case 'd':
1140             case 'o':
1141                 if (bSetSize)
1142                 {
1143                     d = newbox[0];
1144                 }
1145                 else
1146                 {
1147                     d = diam+2*dist;
1148                 }
1149                 if (btype[0][0] == 'c')
1150                 {
1151                     for (i = 0; i < DIM; i++)
1152                     {
1153                         box[i][i] = d;
1154                     }
1155                 }
1156                 else if (btype[0][0] == 'd')
1157                 {
1158                     box[XX][XX] = d;
1159                     box[YY][YY] = d;
1160                     box[ZZ][XX] = d/2;
1161                     box[ZZ][YY] = d/2;
1162                     box[ZZ][ZZ] = d*std::sqrt(2.0)/2.0;
1163                 }
1164                 else
1165                 {
1166                     box[XX][XX] = d;
1167                     box[YY][XX] = d/3;
1168                     box[YY][YY] = d*std::sqrt(2.0)*2.0/3.0;
1169                     box[ZZ][XX] = -d/3;
1170                     box[ZZ][YY] = d*std::sqrt(2.0)/3.0;
1171                     box[ZZ][ZZ] = d*std::sqrt(6.0)/3.0;
1172                 }
1173                 break;
1174         }
1175     }
1176
1177     /* calculate new coords for geometrical center */
1178     if (!bSetCenter)
1179     {
1180         calc_box_center(ecenterDEF, box, center);
1181     }
1182
1183     /* center molecule on 'center' */
1184     if (bCenter)
1185     {
1186         center_conf(natom, x, center, gc);
1187     }
1188
1189     /* print some */
1190     if (bCalcGeom)
1191     {
1192         calc_geom(ssize, sindex, x, gc, rmin, rmax, FALSE);
1193         printf("new center      :%7.3f%7.3f%7.3f (nm)\n", gc[XX], gc[YY], gc[ZZ]);
1194     }
1195     if (bOrient || bScale || bDist || bSetSize)
1196     {
1197         printf("new box vectors :%7.3f%7.3f%7.3f (nm)\n",
1198                norm(box[XX]), norm(box[YY]), norm(box[ZZ]));
1199         printf("new box angles  :%7.2f%7.2f%7.2f (degrees)\n",
1200                norm2(box[ZZ]) == 0 ? 0 :
1201                RAD2DEG*gmx_angle(box[YY], box[ZZ]),
1202                norm2(box[ZZ]) == 0 ? 0 :
1203                RAD2DEG*gmx_angle(box[XX], box[ZZ]),
1204                norm2(box[YY]) == 0 ? 0 :
1205                RAD2DEG*gmx_angle(box[XX], box[YY]));
1206         printf("new box volume  :%7.2f               (nm^3)\n", det(box));
1207     }
1208
1209     if (check_box(epbcXYZ, box))
1210     {
1211         printf("\nWARNING: %s\n"
1212                "See the GROMACS manual for a description of the requirements that\n"
1213                "must be satisfied by descriptions of simulation cells.\n",
1214                check_box(epbcXYZ, box));
1215     }
1216
1217     if (bDist && btype[0][0] == 't')
1218     {
1219         if (TRICLINIC(box))
1220         {
1221             printf("\nWARNING: Your box is triclinic with non-orthogonal axes. In this case, the\n"
1222                    "distance from the solute to a box surface along the corresponding normal\n"
1223                    "vector might be somewhat smaller than your specified value %f.\n"
1224                    "You can check the actual value with g_mindist -pi\n", dist);
1225         }
1226         else if (!opt2parg_bSet("-bt", NPA, pa))
1227         {
1228             printf("\nWARNING: No boxtype specified - distance condition applied in each dimension.\n"
1229                    "If the molecule rotates the actual distance will be smaller. You might want\n"
1230                    "to use a cubic box instead, or why not try a dodecahedron today?\n");
1231         }
1232     }
1233     if (bCONECT && (outftp == efPDB) && (inftp == efTPR))
1234     {
1235         conect = gmx_conect_generate(top);
1236     }
1237     else
1238     {
1239         conect = nullptr;
1240     }
1241
1242     if (bIndex)
1243     {
1244         fprintf(stderr, "\nSelect a group for output:\n");
1245         get_index(&atoms, opt2fn_null("-n", NFILE, fnm),
1246                   1, &isize, &index, &grpname);
1247
1248         if (resnr_start >= 0)
1249         {
1250             renum_resnr(&atoms, isize, index, resnr_start);
1251         }
1252
1253         if (opt2parg_bSet("-label", NPA, pa))
1254         {
1255             for (i = 0; (i < atoms.nr); i++)
1256             {
1257                 atoms.resinfo[atoms.atom[i].resind].chainid = label[0];
1258             }
1259         }
1260
1261         if (opt2bSet("-bf", NFILE, fnm) || bLegend)
1262         {
1263             gmx_fatal(FARGS, "Sorry, cannot do bfactors with an index group.");
1264         }
1265
1266         if (outftp == efPDB)
1267         {
1268             out = gmx_ffopen(outfile, "w");
1269             write_pdbfile_indexed(out, name, &atoms, x, ePBC, box, ' ', 1, isize, index, conect, FALSE);
1270             gmx_ffclose(out);
1271         }
1272         else
1273         {
1274             write_sto_conf_indexed(outfile, name, &atoms, x, bHaveV ? v : nullptr, ePBC, box, isize, index);
1275         }
1276     }
1277     else
1278     {
1279         if (resnr_start >= 0)
1280         {
1281             renum_resnr(&atoms, atoms.nr, nullptr, resnr_start);
1282         }
1283
1284         if ((outftp == efPDB) || (outftp == efPQR))
1285         {
1286             out = gmx_ffopen(outfile, "w");
1287             if (bMead)
1288             {
1289                 fprintf(out, "REMARK    "
1290                         "The B-factors in this file hold atomic radii\n");
1291                 fprintf(out, "REMARK    "
1292                         "The occupancy in this file hold atomic charges\n");
1293             }
1294             else if (bGrasp)
1295             {
1296                 fprintf(out, "GRASP PDB FILE\nFORMAT NUMBER=1\n");
1297                 fprintf(out, "REMARK    "
1298                         "The B-factors in this file hold atomic charges\n");
1299                 fprintf(out, "REMARK    "
1300                         "The occupancy in this file hold atomic radii\n");
1301             }
1302             else if (opt2bSet("-bf", NFILE, fnm))
1303             {
1304                 read_bfac(opt2fn("-bf", NFILE, fnm), &n_bfac, &bfac, &bfac_nr);
1305                 set_pdb_conf_bfac(atoms.nr, atoms.nres, &atoms,
1306                                   n_bfac, bfac, bfac_nr, peratom);
1307             }
1308             if (opt2parg_bSet("-label", NPA, pa))
1309             {
1310                 for (i = 0; (i < atoms.nr); i++)
1311                 {
1312                     atoms.resinfo[atoms.atom[i].resind].chainid = label[0];
1313                 }
1314             }
1315             /* Need to bypass the regular write_pdbfile because I don't want to change
1316              * all instances to include the boolean flag for writing out PQR files.
1317              */
1318             int *index;
1319             snew(index, atoms.nr);
1320             for (int i = 0; i < atoms.nr; i++)
1321             {
1322                 index[i] = i;
1323             }
1324             write_pdbfile_indexed(out, name, &atoms, x, ePBC, box, ' ', -1, atoms.nr, index, conect,
1325                                   outftp == efPQR);
1326             sfree(index);
1327             if (bLegend)
1328             {
1329                 pdb_legend(out, atoms.nr, atoms.nres, &atoms, x);
1330             }
1331             if (visbox[0] > 0)
1332             {
1333                 visualize_box(out, bLegend ? atoms.nr+12 : atoms.nr,
1334                               bLegend ? atoms.nres = 12 : atoms.nres, box, visbox);
1335             }
1336             gmx_ffclose(out);
1337         }
1338         else
1339         {
1340             write_sto_conf(outfile, name, &atoms, x, bHaveV ? v : nullptr, ePBC, box);
1341         }
1342     }
1343     done_atom(&atoms);
1344     done_symtab(&symtab);
1345     sfree(name);
1346     if (x)
1347     {
1348         sfree(x);
1349     }
1350     if (v)
1351     {
1352         sfree(v);
1353     }
1354     do_view(oenv, outfile, nullptr);
1355     output_env_done(oenv);
1356
1357     return 0;
1358 }