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 by the GROMACS development team.
   7  * Copyright (c) 2018,2019,2020, by the GROMACS development team, led by
   8  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   9  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
  10  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  11  *
  12  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  13  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  14  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  15  * of the License, or (at your option) any later version.
  16  *
  17  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  20  * Lesser General Public License for more details.
  21  *
  22  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  23  * License along with GROMACS; if not, see
  24  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  25  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  26  *
  27  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  28  * consider that scientific software is very special. Version
  29  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  30  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  31  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  32  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  33  * official version at http://www.gromacs.org.
  34  *
  35  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  36  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  37  */
  38 #include "gmxpre.h"
  39
  40 #include "editconf.h"
  41
  42 #include <cmath>
  43 #include <cstring>
  44
  45 #include <algorithm>
  46 #include <string>
  47
  48 #include "gromacs/commandline/pargs.h"
  49 #include "gromacs/commandline/viewit.h"
  50 #include "gromacs/fileio/confio.h"
  51 #include "gromacs/fileio/pdbio.h"
  52 #include "gromacs/fileio/tpxio.h"
  53 #include "gromacs/fileio/trxio.h"
  54 #include "gromacs/gmxana/princ.h"
  55 #include "gromacs/gmxlib/conformation_utilities.h"
  56 #include "gromacs/math/functions.h"
  57 #include "gromacs/math/units.h"
  58 #include "gromacs/math/vec.h"
  59 #include "gromacs/pbcutil/pbc.h"
  60 #include "gromacs/pbcutil/rmpbc.h"
  61 #include "gromacs/topology/atomprop.h"
  62 #include "gromacs/topology/index.h"
  63 #include "gromacs/topology/topology.h"
  64 #include "gromacs/utility/arraysize.h"
  65 #include "gromacs/utility/cstringutil.h"
  66 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  67 #include "gromacs/utility/futil.h"
  68 #include "gromacs/utility/gmxassert.h"
  69 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  70 #include "gromacs/utility/strdb.h"
  71
  72 static real calc_mass(t_atoms* atoms, gmx_bool bGetMass, AtomProperties* aps)
  73 {
  74     real tmass;
  75     int  i;
  76
  77     tmass = 0;
  78     for (i = 0; (i < atoms->nr); i++)
  79     {
  80         if (bGetMass)
  81         {
  82             aps->setAtomProperty(epropMass,
  83                                  std::string(*atoms->resinfo[atoms->atom[i].resind].name),
  84                                  std::string(*atoms->atomname[i]),
  85                                  &(atoms->atom[i].m));
  86         }
  87         tmass += atoms->atom[i].m;
  88     }
  89
  90     return tmass;
  91 }
  92
  93 static real calc_geom(int isize, const int* index, rvec* x, rvec geom_center, rvec minval, rvec maxval, gmx_bool bDiam)
  94 {
  95     real diam2, d;
  96     int  ii, i, j;
  97
  98     clear_rvec(geom_center);
  99     diam2 = 0;
 100     if (isize == 0)
 101     {
 102         clear_rvec(minval);
 103         clear_rvec(maxval);
 104     }
 105     else
 106     {
 107         if (index)
 108         {
 109             ii = index[0];
 110         }
 111         else
 112         {
 113             ii = 0;
 114         }
 115         for (j = 0; j < DIM; j++)
 116         {
 117             minval[j] = maxval[j] = x[ii][j];
 118         }
 119         for (i = 0; i < isize; i++)
 120         {
 121             if (index)
 122             {
 123                 ii = index[i];
 124             }
 125             else
 126             {
 127                 ii = i;
 128             }
 129             rvec_inc(geom_center, x[ii]);
 130             for (j = 0; j < DIM; j++)
 131             {
 132                 if (x[ii][j] < minval[j])
 133                 {
 134                     minval[j] = x[ii][j];
 135                 }
 136                 if (x[ii][j] > maxval[j])
 137                 {
 138                     maxval[j] = x[ii][j];
 139                 }
 140             }
 141             if (bDiam)
 142             {
 143                 if (index)
 144                 {
 145                     for (j = i + 1; j < isize; j++)
 146                     {
 147                         d     = distance2(x[ii], x[index[j]]);
 148                         diam2 = std::max(d, diam2);
 149                     }
 150                 }
 151                 else
 152                 {
 153                     for (j = i + 1; j < isize; j++)
 154                     {
 155                         d     = distance2(x[i], x[j]);
 156                         diam2 = std::max(d, diam2);
 157                     }
 158                 }
 159             }
 160         }
 161         svmul(1.0 / isize, geom_center, geom_center);
 162     }
 163
 164     return std::sqrt(diam2);
 165 }
 166
 167 static void center_conf(int natom, rvec* x, rvec center, rvec geom_cent)
 168 {
 169     int  i;
 170     rvec shift;
 171
 172     rvec_sub(center, geom_cent, shift);
 173
 174     printf("    shift       :%7.3f%7.3f%7.3f (nm)\n", shift[XX], shift[YY], 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 static void set_pdb_conf_bfac(int natoms, int nres, t_atoms* atoms, int n_bfac, double* bfac, int* bfac_nr, gmx_bool peratom)
 218 {
 219     real     bfac_min, bfac_max;
 220     int      i, n;
 221     gmx_bool found;
 222
 223     if (n_bfac > atoms->nres)
 224     {
 225         peratom = TRUE;
 226     }
 227
 228     bfac_max = -1e10;
 229     bfac_min = 1e10;
 230     for (i = 0; (i < n_bfac); i++)
 231     {
 232         /*    if ((bfac_nr[i]-1<0) || (bfac_nr[i]-1>=atoms->nr))
 233            gmx_fatal(FARGS,"Index of B-Factor %d is out of range: %d (%g)",
 234            i+1,bfac_nr[i],bfac[i]); */
 235         if (bfac[i] > bfac_max)
 236         {
 237             bfac_max = bfac[i];
 238         }
 239         if (bfac[i] < bfac_min)
 240         {
 241             bfac_min = bfac[i];
 242         }
 243     }
 244     while ((bfac_max > 99.99) || (bfac_min < -99.99))
 245     {
 246         fprintf(stderr,
 247                 "Range of values for B-factors too large (min %g, max %g) "
 248                 "will scale down a factor 10\n",
 249                 bfac_min,
 250                 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",
 263                 bfac_min,
 264                 bfac_max);
 265         for (i = 0; (i < n_bfac); i++)
 266         {
 267             bfac[i] *= 10;
 268         }
 269         bfac_max *= 10;
 270         bfac_min *= 10;
 271     }
 272
 273     for (i = 0; (i < natoms); i++)
 274     {
 275         atoms->pdbinfo[i].bfac = 0;
 276     }
 277
 278     if (!peratom)
 279     {
 280         fprintf(stderr, "Will attach %d B-factors to %d residues\n", n_bfac, nres);
 281         for (i = 0; (i < n_bfac); i++)
 282         {
 283             found = FALSE;
 284             for (n = 0; (n < natoms); n++)
 285             {
 286                 if (bfac_nr[i] == atoms->resinfo[atoms->atom[n].resind].nr)
 287                 {
 288                     atoms->pdbinfo[n].bfac = bfac[i];
 289                     found                  = TRUE;
 290                 }
 291             }
 292             if (!found)
 293             {
 294                 gmx_warning("Residue nr %d not found\n", bfac_nr[i]);
 295             }
 296         }
 297     }
 298     else
 299     {
 300         fprintf(stderr, "Will attach %d B-factors to %d atoms\n", n_bfac, 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  ",
 333                 natoms + 1 + i,
 334                 "CA",
 335                 "LEG",
 336                 space,
 337                 nres + 1,
 338                 space,
 339                 (xmin + (i * 0.12)) * 10,
 340                 ymin * 10,
 341                 zmin * 10,
 342                 1.0,
 343                 bfac_min + ((i - 1.0) * (bfac_max - bfac_min) / 10));
 344     }
 345 }
 346
 347 static void visualize_images(const char* fn, PbcType pbcType, matrix box)
 348 {
 349     t_atoms atoms;
 350     rvec*   img;
 351     char *  c, *ala;
 352     int     nat, i;
 353
 354     nat = NTRICIMG + 1;
 355     init_t_atoms(&atoms, nat, FALSE);
 356     atoms.nr = nat;
 357     snew(img, nat);
 358     /* FIXME: Constness should not be cast away */
 359     c   = const_cast<char*>("C");
 360     ala = const_cast<char*>("ALA");
 361     for (i = 0; i < nat; i++)
 362     {
 363         atoms.atomname[i]        = &c;
 364         atoms.atom[i].resind     = i;
 365         atoms.resinfo[i].name    = &ala;
 366         atoms.resinfo[i].nr      = i + 1;
 367         atoms.resinfo[i].chainid = 'A' + i / NCUCVERT;
 368     }
 369     calc_triclinic_images(box, img + 1);
 370
 371     write_sto_conf(fn, "Images", &atoms, img, nullptr, pbcType, box);
 372
 373     done_atom(&atoms);
 374     sfree(img);
 375 }
 376
 377 static void visualize_box(FILE* out, int a0, int r0, matrix box, const rvec gridsize)
 378 {
 379     int*  edge;
 380     rvec *vert, shift;
 381     int   nx, ny, nz, nbox, nat;
 382     int   i, j, x, y, z;
 383     int   rectedge[24] = { 0, 1, 1, 3, 3, 2, 0, 2, 0, 4, 1, 5, 3, 7, 2, 6, 4, 5, 5, 7, 7, 6, 6, 4 };
 384
 385     a0++;
 386     r0++;
 387
 388     nx   = gmx::roundToInt(gridsize[XX]);
 389     ny   = gmx::roundToInt(gridsize[YY]);
 390     nz   = gmx::roundToInt(gridsize[ZZ]);
 391     nbox = nx * ny * nz;
 392     if (TRICLINIC(box))
 393     {
 394         nat = nbox * NCUCVERT;
 395         snew(vert, nat);
 396         calc_compact_unitcell_vertices(ecenterDEF, box, vert);
 397         j = 0;
 398         for (z = 0; z < nz; z++)
 399         {
 400             for (y = 0; y < ny; y++)
 401             {
 402                 for (x = 0; x < nx; x++)
 403                 {
 404                     for (i = 0; i < DIM; i++)
 405                     {
 406                         shift[i] = x * box[0][i] + y * box[1][i] + z * box[2][i];
 407                     }
 408                     for (i = 0; i < NCUCVERT; i++)
 409                     {
 410                         rvec_add(vert[i], shift, vert[j]);
 411                         j++;
 412                     }
 413                 }
 414             }
 415         }
 416
 417         for (i = 0; i < nat; i++)
 418         {
 419             gmx_fprintf_pdb_atomline(out,
 420                                      epdbATOM,
 421                                      a0 + i,
 422                                      "C",
 423                                      ' ',
 424                                      "BOX",
 425                                      'K' + i / NCUCVERT,
 426                                      r0 + i,
 427                                      ' ',
 428                                      10 * vert[i][XX],
 429                                      10 * vert[i][YY],
 430                                      10 * vert[i][ZZ],
 431                                      1.0,
 432                                      0.0,
 433                                      "");
 434         }
 435
 436         edge = compact_unitcell_edges();
 437         for (j = 0; j < nbox; j++)
 438         {
 439             for (i = 0; i < NCUCEDGE; i++)
 440             {
 441                 fprintf(out,
 442                         "CONECT%5d%5d\n",
 443                         a0 + j * NCUCVERT + edge[2 * i],
 444                         a0 + j * NCUCVERT + edge[2 * i + 1]);
 445             }
 446         }
 447
 448         sfree(vert);
 449     }
 450     else
 451     {
 452         i = 0;
 453         for (z = 0; z <= 1; z++)
 454         {
 455             for (y = 0; y <= 1; y++)
 456             {
 457                 for (x = 0; x <= 1; x++)
 458                 {
 459                     gmx_fprintf_pdb_atomline(out,
 460                                              epdbATOM,
 461                                              a0 + i,
 462                                              "C",
 463                                              ' ',
 464                                              "BOX",
 465                                              'K' + i / 8,
 466                                              r0 + i,
 467                                              ' ',
 468                                              x * 10 * box[XX][XX],
 469                                              y * 10 * box[YY][YY],
 470                                              z * 10 * box[ZZ][ZZ],
 471                                              1.0,
 472                                              0.0,
 473                                              "");
 474                     i++;
 475                 }
 476             }
 477         }
 478         for (i = 0; i < 24; i += 2)
 479         {
 480             fprintf(out, "CONECT%5d%5d\n", a0 + rectedge[i], a0 + rectedge[i + 1]);
 481         }
 482     }
 483 }
 484
 485 static void calc_rotmatrix(rvec principal_axis, rvec targetvec, matrix rotmatrix)
 486 {
 487     rvec rotvec;
 488     real ux, uy, uz, costheta, sintheta;
 489
 490     costheta = cos_angle(principal_axis, targetvec);
 491     sintheta = std::sqrt(1.0 - costheta * costheta); /* sign is always positive since 0<theta<pi */
 492
 493     /* Determine rotation from cross product with target vector */
 494     cprod(principal_axis, targetvec, rotvec);
 495     unitv(rotvec, rotvec);
 496     printf("Aligning %g %g %g to %g %g %g : xprod  %g %g %g\n",
 497            principal_axis[XX],
 498            principal_axis[YY],
 499            principal_axis[ZZ],
 500            targetvec[XX],
 501            targetvec[YY],
 502            targetvec[ZZ],
 503            rotvec[XX],
 504            rotvec[YY],
 505            rotvec[ZZ]);
 506
 507     ux              = rotvec[XX];
 508     uy              = rotvec[YY];
 509     uz              = rotvec[ZZ];
 510     rotmatrix[0][0] = ux * ux + (1.0 - ux * ux) * costheta;
 511     rotmatrix[0][1] = ux * uy * (1 - costheta) - uz * sintheta;
 512     rotmatrix[0][2] = ux * uz * (1 - costheta) + uy * sintheta;
 513     rotmatrix[1][0] = ux * uy * (1 - costheta) + uz * sintheta;
 514     rotmatrix[1][1] = uy * uy + (1.0 - uy * uy) * costheta;
 515     rotmatrix[1][2] = uy * uz * (1 - costheta) - ux * sintheta;
 516     rotmatrix[2][0] = ux * uz * (1 - costheta) - uy * sintheta;
 517     rotmatrix[2][1] = uy * uz * (1 - costheta) + ux * sintheta;
 518     rotmatrix[2][2] = uz * uz + (1.0 - uz * uz) * costheta;
 519
 520     printf("Rotation matrix: \n%g %g %g\n%g %g %g\n%g %g %g\n",
 521            rotmatrix[0][0],
 522            rotmatrix[0][1],
 523            rotmatrix[0][2],
 524            rotmatrix[1][0],
 525            rotmatrix[1][1],
 526            rotmatrix[1][2],
 527            rotmatrix[2][0],
 528            rotmatrix[2][1],
 529            rotmatrix[2][2]);
 530 }
 531
 532 static void renum_resnr(t_atoms* atoms, int isize, const int* index, int resnr_start)
 533 {
 534     int i, resind_prev, resind;
 535
 536     resind_prev = -1;
 537     for (i = 0; i < isize; i++)
 538     {
 539         resind = atoms->atom[index == nullptr ? i : index[i]].resind;
 540         if (resind != resind_prev)
 541         {
 542             atoms->resinfo[resind].nr = resnr_start;
 543             resnr_start++;
 544         }
 545         resind_prev = resind;
 546     }
 547 }
 548
 549 int gmx_editconf(int argc, char* argv[])
 550 {
 551     const char* desc[] = {
 552         "[THISMODULE] converts generic structure format to [REF].gro[ref], [TT].g96[tt]",
 553         "or [REF].pdb[ref].",
 554         "[PAR]",
 555         "The box can be modified with options [TT]-box[tt], [TT]-d[tt] and",
 556         "[TT]-angles[tt]. Both [TT]-box[tt] and [TT]-d[tt]",
 557         "will center the system in the box, unless [TT]-noc[tt] is used.",
 558         "The [TT]-center[tt] option can be used to shift the geometric center",
 559         "of the system from the default of (x/2, y/2, z/2) implied by [TT]-c[tt]",
 560         "to some other value.",
 561         "[PAR]",
 562         "Option [TT]-bt[tt] determines the box type: [TT]triclinic[tt] is a",
 563         "triclinic box, [TT]cubic[tt] is a rectangular box with all sides equal",
 564         "[TT]dodecahedron[tt] represents a rhombic dodecahedron and",
 565         "[TT]octahedron[tt] is a truncated octahedron.",
 566         "The last two are special cases of a triclinic box.",
 567         "The length of the three box vectors of the truncated octahedron is the",
 568         "shortest distance between two opposite hexagons.",
 569         "Relative to a cubic box with some periodic image distance, the volume of a ",
 570         "dodecahedron with this same periodic distance is 0.71 times that of the cube, ",
 571         "and that of a truncated octahedron is 0.77 times.",
 572         "[PAR]",
 573         "Option [TT]-box[tt] requires only",
 574         "one value for a cubic, rhombic dodecahedral, or truncated octahedral box.",
 575         "[PAR]",
 576         "With [TT]-d[tt] and a [TT]triclinic[tt] box the size of the system in the [IT]x[it]-, ",
 577         "[IT]y[it]-,",
 578         "and [IT]z[it]-directions is used. With [TT]-d[tt] and [TT]cubic[tt],",
 579         "[TT]dodecahedron[tt] or [TT]octahedron[tt] boxes, the dimensions are set",
 580         "to the diameter of the system (largest distance between atoms) plus twice",
 581         "the specified distance.",
 582         "[PAR]",
 583         "Option [TT]-angles[tt] is only meaningful with option [TT]-box[tt] and",
 584         "a triclinic box and cannot be used with option [TT]-d[tt].",
 585         "[PAR]",
 586         "When [TT]-n[tt] or [TT]-ndef[tt] is set, a group",
 587         "can be selected for calculating the size and the geometric center,",
 588         "otherwise the whole system is used.",
 589         "[PAR]",
 590         "[TT]-rotate[tt] rotates the coordinates and velocities.",
 591         "[PAR]",
 592         "[TT]-princ[tt] aligns the principal axes of the system along the",
 593         "coordinate axes, with the longest axis aligned with the [IT]x[it]-axis. ",
 594         "This may allow you to decrease the box volume,",
 595         "but beware that molecules can rotate significantly in a nanosecond.",
 596         "[PAR]",
 597         "Scaling is applied before any of the other operations are",
 598         "performed. Boxes and coordinates can be scaled to give a certain density (option",
 599         "[TT]-density[tt]). Note that this may be inaccurate in case a [REF].gro[ref]",
 600         "file is given as input. A special feature of the scaling option is that when the",
 601         "factor -1 is given in one dimension, one obtains a mirror image,",
 602         "mirrored in one of the planes. When one uses -1 in three dimensions, ",
 603         "a point-mirror image is obtained.[PAR]",
 604         "Groups are selected after all operations have been applied.[PAR]",
 605         "Periodicity can be removed in a crude manner.",
 606         "It is important that the box vectors at the bottom of your input file",
 607         "are correct when the periodicity is to be removed.",
 608         "[PAR]",
 609         "When writing [REF].pdb[ref] files, B-factors can be",
 610         "added with the [TT]-bf[tt] option. B-factors are read",
 611         "from a file with with following format: first line states number of",
 612         "entries in the file, next lines state an index",
 613         "followed by a B-factor. The B-factors will be attached per residue",
 614         "unless the number of B-factors is larger than the number of the residues or unless the",
 615         "[TT]-atom[tt] option is set. Obviously, any type of numeric data can",
 616         "be added instead of B-factors. [TT]-legend[tt] will produce",
 617         "a row of CA atoms with B-factors ranging from the minimum to the",
 618         "maximum value found, effectively making a legend for viewing.",
 619         "[PAR]",
 620         "With the option [TT]-mead[tt] a special [REF].pdb[ref] ([REF].pqr[ref])",
 621         "file for the MEAD electrostatics",
 622         "program (Poisson-Boltzmann solver) can be made. A further prerequisite",
 623         "is that the input file is a run input file.",
 624         "The B-factor field is then filled with the Van der Waals radius",
 625         "of the atoms while the occupancy field will hold the charge.",
 626         "[PAR]",
 627         "The option [TT]-grasp[tt] is similar, but it puts the charges in the B-factor",
 628         "and the radius in the occupancy.",
 629         "[PAR]",
 630         "Option [TT]-align[tt] allows alignment",
 631         "of the principal axis of a specified group against the given vector, ",
 632         "with an optional center of rotation specified by [TT]-aligncenter[tt].",
 633         "[PAR]",
 634         "Finally, with option [TT]-label[tt], [TT]editconf[tt] can add a chain identifier",
 635         "to a [REF].pdb[ref] file, which can be useful for analysis with e.g. Rasmol.",
 636         "[PAR]",
 637         "To convert a truncated octrahedron file produced by a package which uses",
 638         "a cubic box with the corners cut off (such as GROMOS), use::",
 639         "",
 640         "  gmx editconf -f in -rotate 0 45 35.264 -bt o -box veclen -o out",
 641         "",
 642         "where [TT]veclen[tt] is the size of the cubic box times [SQRT]3[sqrt]/2."
 643     };
 644     const char* bugs[] = {
 645         "For complex molecules, the periodicity removal routine may break down, ",
 646         "in that case you can use [gmx-trjconv]."
 647     };
 648     static real     dist = 0.0;
 649     static gmx_bool bNDEF = FALSE, bRMPBC = FALSE, bCenter = FALSE, bReadVDW = FALSE, bCONECT = FALSE;
 650     static gmx_bool peratom = FALSE, bLegend = FALSE, bOrient = FALSE, bMead = FALSE,
 651                     bGrasp = FALSE, bSig56 = FALSE;
 652     static rvec scale = { 1, 1, 1 }, newbox = { 0, 0, 0 }, newang = { 90, 90, 90 };
 653     static real rho = 1000.0, rvdw = 0.12;
 654     static rvec center = { 0, 0, 0 }, translation = { 0, 0, 0 }, rotangles = { 0, 0, 0 },
 655                 aligncenter = { 0, 0, 0 }, targetvec = { 0, 0, 0 };
 656     static const char *btype[] = { nullptr,        "triclinic",  "cubic",
 657                                    "dodecahedron", "octahedron", nullptr },
 658                       *label   = "A";
 659     static rvec visbox         = { 0, 0, 0 };
 660     static int  resnr_start    = -1;
 661     t_pargs     pa[]           = {
 662         { "-ndef", FALSE, etBOOL, { &bNDEF }, "Choose output from default index groups" },
 663         { "-visbox",
 664           FALSE,
 665           etRVEC,
 666           { visbox },
 667           "HIDDENVisualize a grid of boxes, -1 visualizes the 14 box images" },
 668         { "-bt", FALSE, etENUM, { btype }, "Box type for [TT]-box[tt] and [TT]-d[tt]" },
 669         { "-box", FALSE, etRVEC, { newbox }, "Box vector lengths (a,b,c)" },
 670         { "-angles", FALSE, etRVEC, { newang }, "Angles between the box vectors (bc,ac,ab)" },
 671         { "-d", FALSE, etREAL, { &dist }, "Distance between the solute and the box" },
 672         { "-c",
 673           FALSE,
 674           etBOOL,
 675           { &bCenter },
 676           "Center molecule in box (implied by [TT]-box[tt] and [TT]-d[tt])" },
 677         { "-center", FALSE, etRVEC, { center }, "Shift the geometrical center to (x,y,z)" },
 678         { "-aligncenter", FALSE, etRVEC, { aligncenter }, "Center of rotation for alignment" },
 679         { "-align", FALSE, etRVEC, { targetvec }, "Align to target vector" },
 680         { "-translate", FALSE, etRVEC, { translation }, "Translation" },
 681         { "-rotate",
 682           FALSE,
 683           etRVEC,
 684           { rotangles },
 685           "Rotation around the X, Y and Z axes in degrees" },
 686         { "-princ", FALSE, etBOOL, { &bOrient }, "Orient molecule(s) along their principal axes" },
 687         { "-scale", FALSE, etRVEC, { scale }, "Scaling factor" },
 688         { "-density",
 689           FALSE,
 690           etREAL,
 691           { &rho },
 692           "Density (g/L) of the output box achieved by scaling" },
 693         { "-pbc", FALSE, etBOOL, { &bRMPBC }, "Remove the periodicity (make molecule whole again)" },
 694         { "-resnr", FALSE, etINT, { &resnr_start }, " Renumber residues starting from resnr" },
 695         { "-grasp",
 696           FALSE,
 697           etBOOL,
 698           { &bGrasp },
 699           "Store the charge of the atom in the B-factor field and the radius of the atom in the "
 700           "occupancy field" },
 701         { "-rvdw",
 702           FALSE,
 703           etREAL,
 704           { &rvdw },
 705           "Default Van der Waals radius (in nm) if one can not be found in the database or if no "
 706           "parameters are present in the topology file" },
 707         { "-sig56",
 708           FALSE,
 709           etBOOL,
 710           { &bSig56 },
 711           "Use rmin/2 (minimum in the Van der Waals potential) rather than [GRK]sigma[grk]/2 " },
 712         { "-vdwread",
 713           FALSE,
 714           etBOOL,
 715           { &bReadVDW },
 716           "Read the Van der Waals radii from the file [TT]vdwradii.dat[tt] rather than computing "
 717           "the radii based on the force field" },
 718         { "-atom", FALSE, etBOOL, { &peratom }, "Force B-factor attachment per atom" },
 719         { "-legend", FALSE, etBOOL, { &bLegend }, "Make B-factor legend" },
 720         { "-label", FALSE, etSTR, { &label }, "Add chain label for all residues" },
 721         { "-conect",
 722           FALSE,
 723           etBOOL,
 724           { &bCONECT },
 725           "Add CONECT records to a [REF].pdb[ref] file when written. Can only be done when a "
 726           "topology is present" }
 727     };
 728 #define NPA asize(pa)
 729
 730     FILE*             out;
 731     const char *      infile, *outfile;
 732     int               outftp, inftp, natom, i, j, n_bfac, itype, ntype;
 733     double *          bfac    = nullptr, c6, c12;
 734     int*              bfac_nr = nullptr;
 735     t_topology*       top     = nullptr;
 736     char *            grpname, *sgrpname, *agrpname;
 737     int               isize, ssize, numAlignmentAtoms;
 738     int *             index, *sindex, *aindex;
 739     rvec *            x, *v, gc, rmin, rmax, size;
 740     PbcType           pbcType;
 741     matrix            box, rotmatrix, trans;
 742     rvec              princd, tmpvec;
 743     gmx_bool          bIndex, bSetSize, bSetAng, bDist, bSetCenter, bAlign;
 744     gmx_bool          bHaveV, bScale, bRho, bTranslate, bRotate, bCalcGeom, bCalcDiam;
 745     real              diam = 0, mass = 0, d, vdw;
 746     gmx_conect        conect;
 747     gmx_output_env_t* oenv;
 748     t_filenm          fnm[] = { { efSTX, "-f", nullptr, ffREAD },
 749                        { efNDX, "-n", nullptr, ffOPTRD },
 750                        { efSTO, nullptr, nullptr, ffOPTWR },
 751                        { efPQR, "-mead", "mead", ffOPTWR },
 752                        { efDAT, "-bf", "bfact", ffOPTRD } };
 753 #define NFILE asize(fnm)
 754
 755     if (!parse_common_args(
 756                 &argc, argv, PCA_CAN_VIEW, NFILE, fnm, NPA, pa, asize(desc), desc, asize(bugs), bugs, &oenv))
 757     {
 758         return 0;
 759     }
 760     fprintf(stdout,
 761             "Note that major changes are planned in future for "
 762             "editconf, to improve usability and utility.\n");
 763
 764     bIndex     = opt2bSet("-n", NFILE, fnm) || bNDEF;
 765     bMead      = opt2bSet("-mead", NFILE, fnm);
 766     bSetSize   = opt2parg_bSet("-box", NPA, pa);
 767     bSetAng    = opt2parg_bSet("-angles", NPA, pa);
 768     bSetCenter = opt2parg_bSet("-center", NPA, pa);
 769     bDist      = opt2parg_bSet("-d", NPA, pa);
 770     bAlign     = opt2parg_bSet("-align", NPA, pa);
 771     /* Only automatically turn on centering without -noc */
 772     if ((bDist || bSetSize || bSetCenter) && !opt2parg_bSet("-c", NPA, pa))
 773     {
 774         bCenter = TRUE;
 775     }
 776     bScale     = opt2parg_bSet("-scale", NPA, pa);
 777     bRho       = opt2parg_bSet("-density", NPA, pa);
 778     bTranslate = opt2parg_bSet("-translate", NPA, pa);
 779     bRotate    = opt2parg_bSet("-rotate", NPA, pa);
 780     if (bScale && bRho)
 781     {
 782         fprintf(stderr, "WARNING: setting -density overrides -scale\n");
 783     }
 784     bScale    = bScale || bRho;
 785     bCalcGeom = bCenter || bRotate || bOrient || bScale;
 786
 787     GMX_RELEASE_ASSERT(btype[0] != nullptr, "Option setting inconsistency; btype[0] is NULL");
 788
 789     bCalcDiam = (btype[0][0] == 'c' || btype[0][0] == 'd' || btype[0][0] == 'o');
 790
 791     infile = ftp2fn(efSTX, NFILE, fnm);
 792     if (bMead)
 793     {
 794         outfile = ftp2fn(efPQR, NFILE, fnm);
 795     }
 796     else
 797     {
 798         outfile = ftp2fn(efSTO, NFILE, fnm);
 799     }
 800     outftp = fn2ftp(outfile);
 801     inftp  = fn2ftp(infile);
 802
 803     AtomProperties aps;
 804
 805     if (bMead && bGrasp)
 806     {
 807         printf("Incompatible options -mead and -grasp. Turning off -grasp\n");
 808         bGrasp = FALSE;
 809     }
 810     if (bGrasp && (outftp != efPDB))
 811     {
 812         gmx_fatal(FARGS,
 813                   "Output file should be a .pdb file"
 814                   " when using the -grasp option\n");
 815     }
 816     if ((bMead || bGrasp) && (fn2ftp(infile) != efTPR))
 817     {
 818         gmx_fatal(FARGS,
 819                   "Input file should be a .tpr file"
 820                   " when using the -mead option\n");
 821     }
 822
 823     t_symtab symtab;
 824     char*    name;
 825     t_atoms  atoms;
 826     open_symtab(&symtab);
 827     readConfAndAtoms(infile, &symtab, &name, &atoms, &pbcType, &x, &v, box);
 828     natom = atoms.nr;
 829     if (atoms.pdbinfo == nullptr)
 830     {
 831         snew(atoms.pdbinfo, atoms.nr);
 832     }
 833     atoms.havePdbInfo = TRUE;
 834
 835     if (fn2ftp(infile) == efPDB)
 836     {
 837         get_pdb_atomnumber(&atoms, &aps);
 838     }
 839     printf("Read %d atoms\n", atoms.nr);
 840
 841     /* Get the element numbers if available in a pdb file */
 842     if (fn2ftp(infile) == efPDB)
 843     {
 844         get_pdb_atomnumber(&atoms, &aps);
 845     }
 846
 847     if (pbcType != PbcType::No)
 848     {
 849         real vol = det(box);
 850         printf("Volume: %g nm^3, corresponds to roughly %d electrons\n",
 851                vol,
 852                100 * (static_cast<int>(vol * 4.5)));
 853     }
 854
 855     if (bMead || bGrasp || bCONECT)
 856     {
 857         top = read_top(infile, nullptr);
 858     }
 859
 860     if (bMead || bGrasp)
 861     {
 862         if (atoms.nr != top->atoms.nr)
 863         {
 864             gmx_fatal(FARGS, "Atom numbers don't match (%d vs. %d)", atoms.nr, top->atoms.nr);
 865         }
 866         snew(atoms.pdbinfo, top->atoms.nr);
 867         ntype = top->idef.atnr;
 868         for (i = 0; (i < atoms.nr); i++)
 869         {
 870             /* Determine the Van der Waals radius from the force field */
 871             if (bReadVDW)
 872             {
 873                 if (!aps.setAtomProperty(epropVDW,
 874                                          *top->atoms.resinfo[top->atoms.atom[i].resind].name,
 875                                          *top->atoms.atomname[i],
 876                                          &vdw))
 877                 {
 878                     vdw = rvdw;
 879                 }
 880             }
 881             else
 882             {
 883                 itype = top->atoms.atom[i].type;
 884                 c12   = top->idef.iparams[itype * ntype + itype].lj.c12;
 885                 c6    = top->idef.iparams[itype * ntype + itype].lj.c6;
 886                 if ((c6 != 0) && (c12 != 0))
 887                 {
 888                     real sig6;
 889                     if (bSig56)
 890                     {
 891                         sig6 = 2 * c12 / c6;
 892                     }
 893                     else
 894                     {
 895                         sig6 = c12 / c6;
 896                     }
 897                     vdw = 0.5 * gmx::sixthroot(sig6);
 898                 }
 899                 else
 900                 {
 901                     vdw = rvdw;
 902                 }
 903             }
 904             /* Factor of 10 for nm -> Angstroms */
 905             vdw *= 10;
 906
 907             if (bMead)
 908             {
 909                 atoms.pdbinfo[i].occup = top->atoms.atom[i].q;
 910                 atoms.pdbinfo[i].bfac  = vdw;
 911             }
 912             else
 913             {
 914                 atoms.pdbinfo[i].occup = vdw;
 915                 atoms.pdbinfo[i].bfac  = top->atoms.atom[i].q;
 916             }
 917         }
 918     }
 919     bHaveV = FALSE;
 920     for (i = 0; (i < natom) && !bHaveV; i++)
 921     {
 922         for (j = 0; (j < DIM) && !bHaveV; j++)
 923         {
 924             bHaveV = bHaveV || (v[i][j] != 0);
 925         }
 926     }
 927     printf("%selocities found\n", bHaveV ? "V" : "No v");
 928
 929     if (visbox[0] > 0)
 930     {
 931         if (bIndex)
 932         {
 933             gmx_fatal(FARGS, "Sorry, can not visualize box with index groups");
 934         }
 935         if (outftp != efPDB)
 936         {
 937             gmx_fatal(FARGS, "Sorry, can only visualize box with a pdb file");
 938         }
 939     }
 940     else if (visbox[0] == -1)
 941     {
 942         visualize_images("images.pdb", pbcType, box);
 943     }
 944
 945     /* remove pbc */
 946     if (bRMPBC)
 947     {
 948         rm_gropbc(&atoms, x, box);
 949     }
 950
 951     if (bCalcGeom)
 952     {
 953         if (bIndex)
 954         {
 955             fprintf(stderr, "\nSelect a group for determining the system size:\n");
 956             get_index(&atoms, ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm), 1, &ssize, &sindex, &sgrpname);
 957         }
 958         else
 959         {
 960             ssize  = atoms.nr;
 961             sindex = nullptr;
 962         }
 963         diam = calc_geom(ssize, sindex, x, gc, rmin, rmax, bCalcDiam);
 964         rvec_sub(rmax, rmin, size);
 965         printf("    system size :%7.3f%7.3f%7.3f (nm)\n", size[XX], size[YY], size[ZZ]);
 966         if (bCalcDiam)
 967         {
 968             printf("    diameter    :%7.3f               (nm)\n", diam);
 969         }
 970         printf("    center      :%7.3f%7.3f%7.3f (nm)\n", gc[XX], gc[YY], gc[ZZ]);
 971         printf("    box vectors :%7.3f%7.3f%7.3f (nm)\n", norm(box[XX]), norm(box[YY]), norm(box[ZZ]));
 972         printf("    box angles  :%7.2f%7.2f%7.2f (degrees)\n",
 973                norm2(box[ZZ]) == 0 ? 0 : RAD2DEG * gmx_angle(box[YY], box[ZZ]),
 974                norm2(box[ZZ]) == 0 ? 0 : RAD2DEG * gmx_angle(box[XX], box[ZZ]),
 975                norm2(box[YY]) == 0 ? 0 : RAD2DEG * gmx_angle(box[XX], box[YY]));
 976         printf("    box volume  :%7.2f               (nm^3)\n", det(box));
 977     }
 978
 979     if (bRho || bOrient || bAlign)
 980     {
 981         mass = calc_mass(&atoms, !fn2bTPX(infile), &aps);
 982     }
 983
 984     if (bOrient)
 985     {
 986         int*  index;
 987         char* grpnames;
 988
 989         /* Get a group for principal component analysis */
 990         fprintf(stderr, "\nSelect group for the determining the orientation\n");
 991         get_index(&atoms, ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm), 1, &isize, &index, &grpnames);
 992
 993         /* Orient the principal axes along the coordinate axes */
 994         orient_princ(&atoms, isize, index, natom, x, bHaveV ? v : nullptr, nullptr);
 995         sfree(index);
 996         sfree(grpnames);
 997     }
 998
 999     if (bScale)
1000     {
1001         /* scale coordinates and box */
1002         if (bRho)
1003         {
1004             /* Compute scaling constant */
1005             real vol, dens;
1006
1007             vol  = det(box);
1008             dens = (mass * AMU) / (vol * NANO * NANO * NANO);
1009             fprintf(stderr, "Volume  of input %g (nm^3)\n", vol);
1010             fprintf(stderr, "Mass    of input %g (a.m.u.)\n", mass);
1011             fprintf(stderr, "Density of input %g (g/l)\n", dens);
1012             if (vol == 0 || mass == 0)
1013             {
1014                 gmx_fatal(FARGS,
1015                           "Cannot scale density with "
1016                           "zero mass (%g) or volume (%g)\n",
1017                           mass,
1018                           vol);
1019             }
1020
1021             scale[XX] = scale[YY] = scale[ZZ] = std::cbrt(dens / rho);
1022             fprintf(stderr, "Scaling all box vectors by %g\n", scale[XX]);
1023         }
1024         scale_conf(atoms.nr, x, box, scale);
1025     }
1026
1027     if (bAlign)
1028     {
1029         if (bIndex)
1030         {
1031             fprintf(stderr, "\nSelect a group that you want to align:\n");
1032             get_index(&atoms, ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm), 1, &numAlignmentAtoms, &aindex, &agrpname);
1033         }
1034         else
1035         {
1036             numAlignmentAtoms = atoms.nr;
1037             snew(aindex, numAlignmentAtoms);
1038             for (i = 0; i < numAlignmentAtoms; i++)
1039             {
1040                 aindex[i] = i;
1041             }
1042         }
1043         printf("Aligning %d atoms (out of %d) to %g %g %g, center of rotation %g %g %g\n",
1044                numAlignmentAtoms,
1045                natom,
1046                targetvec[XX],
1047                targetvec[YY],
1048                targetvec[ZZ],
1049                aligncenter[XX],
1050                aligncenter[YY],
1051                aligncenter[ZZ]);
1052         /*subtract out pivot point*/
1053         for (i = 0; i < numAlignmentAtoms; i++)
1054         {
1055             rvec_dec(x[aindex[i]], aligncenter);
1056         }
1057         /*now determine transform and rotate*/
1058         /*will this work?*/
1059         principal_comp(numAlignmentAtoms, aindex, atoms.atom, x, trans, princd);
1060
1061         unitv(targetvec, targetvec);
1062         printf("Using %g %g %g as principal axis\n", trans[0][2], trans[1][2], trans[2][2]);
1063         tmpvec[XX] = trans[0][2];
1064         tmpvec[YY] = trans[1][2];
1065         tmpvec[ZZ] = trans[2][2];
1066         calc_rotmatrix(tmpvec, targetvec, rotmatrix);
1067         /* rotmatrix finished */
1068
1069         for (i = 0; i < numAlignmentAtoms; ++i)
1070         {
1071             mvmul(rotmatrix, x[aindex[i]], tmpvec);
1072             copy_rvec(tmpvec, x[aindex[i]]);
1073         }
1074
1075         /*add pivot point back*/
1076         for (i = 0; i < numAlignmentAtoms; i++)
1077         {
1078             rvec_inc(x[aindex[i]], aligncenter);
1079         }
1080         if (!bIndex)
1081         {
1082             sfree(aindex);
1083         }
1084     }
1085
1086     if (bTranslate)
1087     {
1088         if (bIndex)
1089         {
1090             fprintf(stderr, "\nSelect a group that you want to translate:\n");
1091             get_index(&atoms, ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm), 1, &ssize, &sindex, &sgrpname);
1092         }
1093         else
1094         {
1095             ssize  = atoms.nr;
1096             sindex = nullptr;
1097         }
1098         printf("Translating %d atoms (out of %d) by %g %g %g nm\n",
1099                ssize,
1100                natom,
1101                translation[XX],
1102                translation[YY],
1103                translation[ZZ]);
1104         if (sindex)
1105         {
1106             for (i = 0; i < ssize; i++)
1107             {
1108                 rvec_inc(x[sindex[i]], translation);
1109             }
1110         }
1111         else
1112         {
1113             for (i = 0; i < natom; i++)
1114             {
1115                 rvec_inc(x[i], translation);
1116             }
1117         }
1118     }
1119     if (bRotate)
1120     {
1121         /* Rotate */
1122         printf("Rotating %g, %g, %g degrees around the X, Y and Z axis respectively\n",
1123                rotangles[XX],
1124                rotangles[YY],
1125                rotangles[ZZ]);
1126         for (i = 0; i < DIM; i++)
1127         {
1128             rotangles[i] *= DEG2RAD;
1129         }
1130         rotate_conf(natom, x, v, rotangles[XX], rotangles[YY], rotangles[ZZ]);
1131     }
1132
1133     if (bCalcGeom)
1134     {
1135         /* recalc geometrical center and max and min coordinates and size */
1136         calc_geom(ssize, sindex, x, gc, rmin, rmax, FALSE);
1137         rvec_sub(rmax, rmin, size);
1138         if (bScale || bOrient || bRotate)
1139         {
1140             printf("new system size : %6.3f %6.3f %6.3f\n", size[XX], size[YY], size[ZZ]);
1141         }
1142     }
1143
1144     if ((btype[0] != nullptr) && (bSetSize || bDist || (btype[0][0] == 't' && bSetAng)))
1145     {
1146         pbcType = PbcType::Xyz;
1147         if (!(bSetSize || bDist))
1148         {
1149             for (i = 0; i < DIM; i++)
1150             {
1151                 newbox[i] = norm(box[i]);
1152             }
1153         }
1154         clear_mat(box);
1155         /* calculate new boxsize */
1156         switch (btype[0][0])
1157         {
1158             case 't':
1159                 if (bDist)
1160                 {
1161                     for (i = 0; i < DIM; i++)
1162                     {
1163                         newbox[i] = size[i] + 2 * dist;
1164                     }
1165                 }
1166                 if (!bSetAng)
1167                 {
1168                     box[XX][XX] = newbox[XX];
1169                     box[YY][YY] = newbox[YY];
1170                     box[ZZ][ZZ] = newbox[ZZ];
1171                 }
1172                 else
1173                 {
1174                     matrix_convert(box, newbox, newang);
1175                 }
1176                 break;
1177             case 'c':
1178             case 'd':
1179             case 'o':
1180                 if (bSetSize)
1181                 {
1182                     d = newbox[0];
1183                 }
1184                 else
1185                 {
1186                     d = diam + 2 * dist;
1187                 }
1188                 if (btype[0][0] == 'c')
1189                 {
1190                     for (i = 0; i < DIM; i++)
1191                     {
1192                         box[i][i] = d;
1193                     }
1194                 }
1195                 else if (btype[0][0] == 'd')
1196                 {
1197                     box[XX][XX] = d;
1198                     box[YY][YY] = d;
1199                     box[ZZ][XX] = d / 2;
1200                     box[ZZ][YY] = d / 2;
1201                     box[ZZ][ZZ] = d * std::sqrt(2.0) / 2.0;
1202                 }
1203                 else
1204                 {
1205                     box[XX][XX] = d;
1206                     box[YY][XX] = d / 3;
1207                     box[YY][YY] = d * std::sqrt(2.0) * 2.0 / 3.0;
1208                     box[ZZ][XX] = -d / 3;
1209                     box[ZZ][YY] = d * std::sqrt(2.0) / 3.0;
1210                     box[ZZ][ZZ] = d * std::sqrt(6.0) / 3.0;
1211                 }
1212                 break;
1213         }
1214     }
1215
1216     /* calculate new coords for geometrical center */
1217     if (!bSetCenter)
1218     {
1219         calc_box_center(ecenterDEF, box, center);
1220     }
1221
1222     /* center molecule on 'center' */
1223     if (bCenter)
1224     {
1225         center_conf(natom, x, center, gc);
1226     }
1227
1228     /* print some */
1229     if (bCalcGeom)
1230     {
1231         calc_geom(ssize, sindex, x, gc, rmin, rmax, FALSE);
1232         printf("new center      :%7.3f%7.3f%7.3f (nm)\n", gc[XX], gc[YY], gc[ZZ]);
1233     }
1234     if (bOrient || bScale || bDist || bSetSize)
1235     {
1236         printf("new box vectors :%7.3f%7.3f%7.3f (nm)\n", norm(box[XX]), norm(box[YY]), norm(box[ZZ]));
1237         printf("new box angles  :%7.2f%7.2f%7.2f (degrees)\n",
1238                norm2(box[ZZ]) == 0 ? 0 : RAD2DEG * gmx_angle(box[YY], box[ZZ]),
1239                norm2(box[ZZ]) == 0 ? 0 : RAD2DEG * gmx_angle(box[XX], box[ZZ]),
1240                norm2(box[YY]) == 0 ? 0 : RAD2DEG * gmx_angle(box[XX], box[YY]));
1241         printf("new box volume  :%7.2f               (nm^3)\n", det(box));
1242     }
1243
1244     if (check_box(PbcType::Xyz, box))
1245     {
1246         printf("\nWARNING: %s\n"
1247                "See the GROMACS manual for a description of the requirements that\n"
1248                "must be satisfied by descriptions of simulation cells.\n",
1249                check_box(PbcType::Xyz, box));
1250     }
1251
1252     if (bDist && btype[0][0] == 't')
1253     {
1254         if (TRICLINIC(box))
1255         {
1256             printf("\nWARNING: Your box is triclinic with non-orthogonal axes. In this case, the\n"
1257                    "distance from the solute to a box surface along the corresponding normal\n"
1258                    "vector might be somewhat smaller than your specified value %f.\n"
1259                    "You can check the actual value with g_mindist -pi\n",
1260                    dist);
1261         }
1262         else if (!opt2parg_bSet("-bt", NPA, pa))
1263         {
1264             printf("\nWARNING: No boxtype specified - distance condition applied in each "
1265                    "dimension.\n"
1266                    "If the molecule rotates the actual distance will be smaller. You might want\n"
1267                    "to use a cubic box instead, or why not try a dodecahedron today?\n");
1268         }
1269     }
1270     if (bCONECT && (outftp == efPDB) && (inftp == efTPR))
1271     {
1272         conect = gmx_conect_generate(top);
1273     }
1274     else
1275     {
1276         conect = nullptr;
1277     }
1278
1279     if (bIndex)
1280     {
1281         fprintf(stderr, "\nSelect a group for output:\n");
1282         get_index(&atoms, opt2fn_null("-n", NFILE, fnm), 1, &isize, &index, &grpname);
1283
1284         if (resnr_start >= 0)
1285         {
1286             renum_resnr(&atoms, isize, index, resnr_start);
1287         }
1288
1289         if (opt2parg_bSet("-label", NPA, pa))
1290         {
1291             for (i = 0; (i < atoms.nr); i++)
1292             {
1293                 atoms.resinfo[atoms.atom[i].resind].chainid = label[0];
1294             }
1295         }
1296
1297         if (opt2bSet("-bf", NFILE, fnm) || bLegend)
1298         {
1299             gmx_fatal(FARGS, "Sorry, cannot do bfactors with an index group.");
1300         }
1301
1302         if (outftp == efPDB)
1303         {
1304             out = gmx_ffopen(outfile, "w");
1305             write_pdbfile_indexed(out, name, &atoms, x, pbcType, box, ' ', 1, isize, index, conect, FALSE);
1306             gmx_ffclose(out);
1307         }
1308         else
1309         {
1310             write_sto_conf_indexed(
1311                     outfile, name, &atoms, x, bHaveV ? v : nullptr, pbcType, box, isize, index);
1312         }
1313         sfree(grpname);
1314         sfree(index);
1315     }
1316     else
1317     {
1318         if (resnr_start >= 0)
1319         {
1320             renum_resnr(&atoms, atoms.nr, nullptr, resnr_start);
1321         }
1322
1323         if ((outftp == efPDB) || (outftp == efPQR))
1324         {
1325             out = gmx_ffopen(outfile, "w");
1326             if (bMead)
1327             {
1328                 fprintf(out,
1329                         "REMARK    "
1330                         "The B-factors in this file hold atomic radii\n");
1331                 fprintf(out,
1332                         "REMARK    "
1333                         "The occupancy in this file hold atomic charges\n");
1334             }
1335             else if (bGrasp)
1336             {
1337                 fprintf(out, "GRASP PDB FILE\nFORMAT NUMBER=1\n");
1338                 fprintf(out,
1339                         "REMARK    "
1340                         "The B-factors in this file hold atomic charges\n");
1341                 fprintf(out,
1342                         "REMARK    "
1343                         "The occupancy in this file hold atomic radii\n");
1344             }
1345             else if (opt2bSet("-bf", NFILE, fnm))
1346             {
1347                 read_bfac(opt2fn("-bf", NFILE, fnm), &n_bfac, &bfac, &bfac_nr);
1348                 set_pdb_conf_bfac(atoms.nr, atoms.nres, &atoms, n_bfac, bfac, bfac_nr, peratom);
1349             }
1350             if (opt2parg_bSet("-label", NPA, pa))
1351             {
1352                 for (i = 0; (i < atoms.nr); i++)
1353                 {
1354                     atoms.resinfo[atoms.atom[i].resind].chainid = label[0];
1355                 }
1356             }
1357             /* Need to bypass the regular write_pdbfile because I don't want to change
1358              * all instances to include the boolean flag for writing out PQR files.
1359              */
1360             int* index;
1361             snew(index, atoms.nr);
1362             for (int i = 0; i < atoms.nr; i++)
1363             {
1364                 index[i] = i;
1365             }
1366             write_pdbfile_indexed(
1367                     out, name, &atoms, x, pbcType, box, ' ', -1, atoms.nr, index, conect, outftp == efPQR);
1368             sfree(index);
1369             if (bLegend)
1370             {
1371                 pdb_legend(out, atoms.nr, atoms.nres, &atoms, x);
1372             }
1373             if (visbox[0] > 0)
1374             {
1375                 visualize_box(out,
1376                               bLegend ? atoms.nr + 12 : atoms.nr,
1377                               bLegend ? atoms.nres = 12 : atoms.nres,
1378                               box,
1379                               visbox);
1380             }
1381             gmx_ffclose(out);
1382         }
1383         else
1384         {
1385             write_sto_conf(outfile, name, &atoms, x, bHaveV ? v : nullptr, pbcType, box);
1386         }
1387     }
1388     done_atom(&atoms);
1389     done_symtab(&symtab);
1390     sfree(name);
1391     if (x)
1392     {
1393         sfree(x);
1394     }
1395     if (v)
1396     {
1397         sfree(v);
1398     }
1399     do_view(oenv, outfile, nullptr);
1400     output_env_done(oenv);
1401
1402     return 0;
1403 }