src/gromacs/gmxpreprocess/hackblock.c

   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) 2011,2014, 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 /* This file is completely threadsafe - keep it that way! */
  38 #include "config.h"
  39
  40 #include <string.h>
  41 #include "hackblock.h"
  42 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  43 #include "gromacs/math/vec.h"
  44 #include "names.h"
  45
  46 /* these MUST correspond to the enum in hackblock.h */
  47 const char *btsNames[ebtsNR] = { "bonds", "angles", "dihedrals", "impropers", "exclusions", "cmap" };
  48 const int   btsNiatoms[ebtsNR] = { 2,       3,        4,           4,           2,             5 };
  49
  50 static void free_t_bonded(t_rbonded *rb)
  51 {
  52     int i;
  53
  54     for (i = 0; i < MAXATOMLIST; i++)
  55     {
  56         sfree(rb->a[i]);
  57     }
  58     sfree(rb->s);
  59 }
  60
  61 static void free_t_bondeds(t_rbondeds *rbs)
  62 {
  63     int i;
  64
  65     for (i = 0; i < rbs->nb; i++)
  66     {
  67         free_t_bonded(&rbs->b[i]);
  68     }
  69     sfree(rbs->b);
  70     rbs->b  = NULL;
  71     rbs->nb = 0;
  72 }
  73
  74 void free_t_restp(int nrtp, t_restp **rtp)
  75 {
  76     int i, j;
  77
  78     for (i = 0; i < nrtp; i++)
  79     {
  80         sfree((*rtp)[i].resname);
  81         sfree((*rtp)[i].atom);
  82         for (j = 0; j < (*rtp)[i].natom; j++)
  83         {
  84             sfree(*(*rtp)[i].atomname[j]);
  85             sfree((*rtp)[i].atomname[j]);
  86         }
  87         sfree((*rtp)[i].atomname);
  88         sfree((*rtp)[i].cgnr);
  89         for (j = 0; j < ebtsNR; j++)
  90         {
  91             free_t_bondeds(&(*rtp)[i].rb[j]);
  92         }
  93     }
  94     sfree(*rtp);
  95 }
  96
  97 void free_t_hack(int nh, t_hack **h)
  98 {
  99     int i, j;
 100
 101     for (i = 0; i < nh; i++)
 102     {
 103         sfree((*h)[i].oname);
 104         sfree((*h)[i].nname);
 105         sfree((*h)[i].atom);
 106         for (j = 0; j < 4; j++)
 107         {
 108             sfree((*h)[i].a[j]);
 109         }
 110     }
 111     sfree(*h);
 112     *h = NULL;
 113 }
 114
 115 void free_t_hackblock(int nhb, t_hackblock **hb)
 116 {
 117     int i, j;
 118
 119     for (i = 0; i < nhb; i++)
 120     {
 121         sfree((*hb)[i].name);
 122         free_t_hack((*hb)[i].nhack, &(*hb)[i].hack);
 123         for (j = 0; j < ebtsNR; j++)
 124         {
 125             free_t_bondeds(&(*hb)[i].rb[j]);
 126         }
 127     }
 128     sfree(*hb);
 129 }
 130
 131 void clear_t_hackblock(t_hackblock *hb)
 132 {
 133     int i;
 134
 135     hb->name    = NULL;
 136     hb->nhack   = 0;
 137     hb->maxhack = 0;
 138     hb->hack    = NULL;
 139     for (i = 0; i < ebtsNR; i++)
 140     {
 141         hb->rb[i].nb = 0;
 142         hb->rb[i].b  = NULL;
 143     }
 144 }
 145
 146 void clear_t_hack(t_hack *hack)
 147 {
 148     int i;
 149
 150     hack->nr    = 0;
 151     hack->oname = NULL;
 152     hack->nname = NULL;
 153     hack->atom  = NULL;
 154     hack->cgnr  = NOTSET;
 155     hack->tp    = 0;
 156     hack->nctl  = 0;
 157     for (i = 0; i < 4; i++)
 158     {
 159         hack->a[i]  = NULL;
 160     }
 161     for (i = 0; i < DIM; i++)
 162     {
 163         hack->newx[i] = NOTSET;
 164     }
 165 }
 166
 167 #define safe_strdup(str) ((str != NULL) ? strdup(str) : NULL)
 168
 169 static void copy_t_rbonded(t_rbonded *s, t_rbonded *d)
 170 {
 171     int i;
 172
 173     for (i = 0; i < MAXATOMLIST; i++)
 174     {
 175         d->a[i] = safe_strdup(s->a[i]);
 176     }
 177     d->s     = safe_strdup(s->s);
 178     d->match = s->match;
 179 }
 180
 181 static gmx_bool contains_char(t_rbonded *s, char c)
 182 {
 183     int      i;
 184     gmx_bool bRet;
 185
 186     bRet = FALSE;
 187     for (i = 0; i < MAXATOMLIST; i++)
 188     {
 189         if (s->a[i] && s->a[i][0] == c)
 190         {
 191             bRet = TRUE;
 192         }
 193     }
 194
 195     return bRet;
 196 }
 197
 198 gmx_bool rbonded_atoms_exist_in_list(t_rbonded *b, t_rbonded blist[], int nlist, int natoms)
 199 {
 200     int      i, k;
 201     gmx_bool matchFound = FALSE;
 202     gmx_bool atomsMatch;
 203
 204     for (i = 0; i < nlist && !matchFound; i++)
 205     {
 206         atomsMatch = TRUE;
 207         for (k = 0; k < natoms && atomsMatch; k++)
 208         {
 209             atomsMatch = atomsMatch && !strcmp(b->a[k], blist[i].a[k]);
 210         }
 211         /* Try reverse if forward match did not work */
 212         if (!atomsMatch)
 213         {
 214             atomsMatch = TRUE;
 215             for (k = 0; k < natoms && atomsMatch; k++)
 216             {
 217                 atomsMatch = atomsMatch && !strcmp(b->a[k], blist[i].a[natoms-1-k]);
 218             }
 219         }
 220         matchFound = atomsMatch;
 221     }
 222     return matchFound;
 223 }
 224
 225 gmx_bool merge_t_bondeds(t_rbondeds s[], t_rbondeds d[], gmx_bool bMin, gmx_bool bPlus)
 226 {
 227     int      i, j;
 228     gmx_bool bBondsRemoved;
 229
 230     bBondsRemoved = FALSE;
 231     for (i = 0; i < ebtsNR; i++)
 232     {
 233         if (s[i].nb > 0)
 234         {
 235             /* make space */
 236             srenew(d[i].b, d[i].nb + s[i].nb);
 237             for (j = 0; j < s[i].nb; j++)
 238             {
 239                 /* Check if this bonded string already exists before adding.
 240                  * We are merging from the main rtp to the hackblocks, so this
 241                  * will mean the hackblocks overwrite the man rtp, as intended.
 242                  */
 243                 if (!rbonded_atoms_exist_in_list(&s[i].b[j], d[i].b, d[i].nb, btsNiatoms[i]))
 244                 {
 245                     if (!(bMin && contains_char(&s[i].b[j], '-'))
 246                         && !(bPlus && contains_char(&s[i].b[j], '+')))
 247                     {
 248                         copy_t_rbonded(&s[i].b[j], &d[i].b[ d[i].nb ]);
 249                         d[i].nb++;
 250                     }
 251                     else if (i == ebtsBONDS)
 252                     {
 253                         bBondsRemoved = TRUE;
 254                     }
 255                 }
 256             }
 257         }
 258     }
 259     return bBondsRemoved;
 260 }
 261
 262 void copy_t_restp(t_restp *s, t_restp *d)
 263 {
 264     int i;
 265
 266     *d         = *s;
 267     d->resname = safe_strdup(s->resname);
 268     snew(d->atom, s->natom);
 269     for (i = 0; i < s->natom; i++)
 270     {
 271         d->atom[i] = s->atom[i];
 272     }
 273     snew(d->atomname, s->natom);
 274     for (i = 0; i < s->natom; i++)
 275     {
 276         snew(d->atomname[i], 1);
 277         *d->atomname[i] = safe_strdup(*s->atomname[i]);
 278     }
 279     snew(d->cgnr, s->natom);
 280     for (i = 0; i < s->natom; i++)
 281     {
 282         d->cgnr[i] = s->cgnr[i];
 283     }
 284     for (i = 0; i < ebtsNR; i++)
 285     {
 286         d->rb[i].type = s->rb[i].type;
 287         d->rb[i].nb   = 0;
 288         d->rb[i].b    = NULL;
 289     }
 290     merge_t_bondeds(s->rb, d->rb, FALSE, FALSE);
 291 }
 292
 293 void copy_t_hack(t_hack *s, t_hack *d)
 294 {
 295     int i;
 296
 297     *d       = *s;
 298     d->oname = safe_strdup(s->oname);
 299     d->nname = safe_strdup(s->nname);
 300     if (s->atom)
 301     {
 302         snew(d->atom, 1);
 303         *(d->atom) = *(s->atom);
 304     }
 305     else
 306     {
 307         d->atom = NULL;
 308     }
 309     for (i = 0; i < 4; i++)
 310     {
 311         d->a[i] = safe_strdup(s->a[i]);
 312     }
 313     copy_rvec(s->newx, d->newx);
 314 }
 315
 316 void merge_hacks_lo(int ns, t_hack *s, int *nd, t_hack **d)
 317 {
 318     int i;
 319
 320     if (ns)
 321     {
 322         srenew(*d, *nd + ns);
 323         for (i = 0; i < ns; i++)
 324         {
 325             copy_t_hack(&s[i], &(*d)[*nd + i]);
 326         }
 327         (*nd) += ns;
 328     }
 329 }
 330
 331 void merge_hacks(t_hackblock *s, t_hackblock *d)
 332 {
 333     merge_hacks_lo(s->nhack, s->hack, &d->nhack, &d->hack);
 334 }
 335
 336 void merge_t_hackblock(t_hackblock *s, t_hackblock *d)
 337 {
 338     merge_hacks(s, d);
 339     merge_t_bondeds(s->rb, d->rb, FALSE, FALSE);
 340 }
 341
 342 void copy_t_hackblock(t_hackblock *s, t_hackblock *d)
 343 {
 344     int i;
 345
 346     *d       = *s;
 347     d->name  = safe_strdup(s->name);
 348     d->nhack = 0;
 349     d->hack  = NULL;
 350     for (i = 0; i < ebtsNR; i++)
 351     {
 352         d->rb[i].nb = 0;
 353         d->rb[i].b  = NULL;
 354     }
 355     merge_t_hackblock(s, d);
 356 }
 357
 358 #undef safe_strdup
 359
 360 void dump_hb(FILE *out, int nres, t_hackblock hb[])
 361 {
 362     int i, j, k, l;
 363
 364 #define SS(s) (s) ? (s) : "-"
 365 #define SA(s) (s) ? "+" : ""
 366     fprintf(out, "t_hackblock\n");
 367     for (i = 0; i < nres; i++)
 368     {
 369         fprintf(out, "%3d %4s %2d %2d\n",
 370                 i, SS(hb[i].name), hb[i].nhack, hb[i].maxhack);
 371         if (hb[i].nhack)
 372         {
 373             for (j = 0; j < hb[i].nhack; j++)
 374             {
 375                 fprintf(out, "%d: %d %4s %4s %1s %2d %d %4s %4s %4s %4s\n",
 376                         j, hb[i].hack[j].nr,
 377                         SS(hb[i].hack[j].oname), SS(hb[i].hack[j].nname),
 378                         SA(hb[i].hack[j].atom), hb[i].hack[j].tp, hb[i].hack[j].cgnr,
 379                         SS(hb[i].hack[j].AI), SS(hb[i].hack[j].AJ),
 380                         SS(hb[i].hack[j].AK), SS(hb[i].hack[j].AL) );
 381             }
 382         }
 383         for (j = 0; j < ebtsNR; j++)
 384         {
 385             if (hb[i].rb[j].nb)
 386             {
 387                 fprintf(out, " %c %d:", btsNames[j][0], hb[i].rb[j].nb);
 388                 for (k = 0; k < hb[i].rb[j].nb; k++)
 389                 {
 390                     fprintf(out, " [");
 391                     for (l = 0; l < btsNiatoms[j]; l++)
 392                     {
 393                         fprintf(out, " %s", hb[i].rb[j].b[k].a[l]);
 394                     }
 395                     fprintf(out, " %s]", SS(hb[i].rb[j].b[k].s));
 396                 }
 397                 fprintf(out, " Entry matched: %s\n", yesno_names[hb[i].rb[j].b[k].match]);
 398             }
 399         }
 400         fprintf(out, "\n");
 401     }
 402 #undef SS
 403 #undef SA
 404 }
 405
 406 void init_t_protonate(t_protonate *protonate)
 407 {
 408     protonate->bInit = FALSE;
 409 }