d3c06878d896f739327668fca04dda6852eddc2d
[alexxy/gromacs.git] / src / gromacs / gmxpreprocess / readir.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) 2013,2014,2015, 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 "readir.h"
40
41 #include <ctype.h>
42 #include <limits.h>
43 #include <stdlib.h>
44
45 #include "gromacs/gmxpreprocess/toputil.h"
46 #include "gromacs/legacyheaders/chargegroup.h"
47 #include "gromacs/legacyheaders/inputrec.h"
48 #include "gromacs/legacyheaders/macros.h"
49 #include "gromacs/legacyheaders/names.h"
50 #include "gromacs/legacyheaders/network.h"
51 #include "gromacs/legacyheaders/readinp.h"
52 #include "gromacs/legacyheaders/typedefs.h"
53 #include "gromacs/legacyheaders/warninp.h"
54 #include "gromacs/math/units.h"
55 #include "gromacs/math/vec.h"
56 #include "gromacs/mdlib/calc_verletbuf.h"
57 #include "gromacs/pbcutil/pbc.h"
58 #include "gromacs/topology/block.h"
59 #include "gromacs/topology/index.h"
60 #include "gromacs/topology/mtop_util.h"
61 #include "gromacs/topology/symtab.h"
62 #include "gromacs/utility/cstringutil.h"
63 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
64 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
65
66 #define MAXPTR 254
67 #define NOGID  255
68
69 /* Resource parameters
70  * Do not change any of these until you read the instruction
71  * in readinp.h. Some cpp's do not take spaces after the backslash
72  * (like the c-shell), which will give you a very weird compiler
73  * message.
74  */
75
76 typedef struct t_inputrec_strings
77 {
78     char tcgrps[STRLEN], tau_t[STRLEN], ref_t[STRLEN],
79          acc[STRLEN], accgrps[STRLEN], freeze[STRLEN], frdim[STRLEN],
80          energy[STRLEN], user1[STRLEN], user2[STRLEN], vcm[STRLEN], x_compressed_groups[STRLEN],
81          couple_moltype[STRLEN], orirefitgrp[STRLEN], egptable[STRLEN], egpexcl[STRLEN],
82          wall_atomtype[STRLEN], wall_density[STRLEN], deform[STRLEN], QMMM[STRLEN],
83          imd_grp[STRLEN];
84     char   fep_lambda[efptNR][STRLEN];
85     char   lambda_weights[STRLEN];
86     char **pull_grp;
87     char **rot_grp;
88     char   anneal[STRLEN], anneal_npoints[STRLEN],
89            anneal_time[STRLEN], anneal_temp[STRLEN];
90     char   QMmethod[STRLEN], QMbasis[STRLEN], QMcharge[STRLEN], QMmult[STRLEN],
91            bSH[STRLEN], CASorbitals[STRLEN], CASelectrons[STRLEN], SAon[STRLEN],
92            SAoff[STRLEN], SAsteps[STRLEN], bTS[STRLEN], bOPT[STRLEN];
93     char efield_x[STRLEN], efield_xt[STRLEN], efield_y[STRLEN],
94          efield_yt[STRLEN], efield_z[STRLEN], efield_zt[STRLEN];
95
96 } gmx_inputrec_strings;
97
98 static gmx_inputrec_strings *is = NULL;
99
100 void init_inputrec_strings()
101 {
102     if (is)
103     {
104         gmx_incons("Attempted to call init_inputrec_strings before calling done_inputrec_strings. Only one inputrec (i.e. .mdp file) can be parsed at a time.");
105     }
106     snew(is, 1);
107 }
108
109 void done_inputrec_strings()
110 {
111     sfree(is);
112     is = NULL;
113 }
114
115 static char swapgrp[STRLEN], splitgrp0[STRLEN], splitgrp1[STRLEN], solgrp[STRLEN];
116
117 enum {
118     egrptpALL,         /* All particles have to be a member of a group.     */
119     egrptpALL_GENREST, /* A rest group with name is generated for particles *
120                         * that are not part of any group.                   */
121     egrptpPART,        /* As egrptpALL_GENREST, but no name is generated    *
122                         * for the rest group.                               */
123     egrptpONE          /* Merge all selected groups into one group,         *
124                         * make a rest group for the remaining particles.    */
125 };
126
127 static const char *constraints[eshNR+1]    = {
128     "none", "h-bonds", "all-bonds", "h-angles", "all-angles", NULL
129 };
130
131 static const char *couple_lam[ecouplamNR+1]    = {
132     "vdw-q", "vdw", "q", "none", NULL
133 };
134
135 void init_ir(t_inputrec *ir, t_gromppopts *opts)
136 {
137     snew(opts->include, STRLEN);
138     snew(opts->define, STRLEN);
139     snew(ir->fepvals, 1);
140     snew(ir->expandedvals, 1);
141     snew(ir->simtempvals, 1);
142 }
143
144 static void GetSimTemps(int ntemps, t_simtemp *simtemp, double *temperature_lambdas)
145 {
146
147     int i;
148
149     for (i = 0; i < ntemps; i++)
150     {
151         /* simple linear scaling -- allows more control */
152         if (simtemp->eSimTempScale == esimtempLINEAR)
153         {
154             simtemp->temperatures[i] = simtemp->simtemp_low + (simtemp->simtemp_high-simtemp->simtemp_low)*temperature_lambdas[i];
155         }
156         else if (simtemp->eSimTempScale == esimtempGEOMETRIC)  /* should give roughly equal acceptance for constant heat capacity . . . */
157         {
158             simtemp->temperatures[i] = simtemp->simtemp_low * pow(simtemp->simtemp_high/simtemp->simtemp_low, (1.0*i)/(ntemps-1));
159         }
160         else if (simtemp->eSimTempScale == esimtempEXPONENTIAL)
161         {
162             simtemp->temperatures[i] = simtemp->simtemp_low + (simtemp->simtemp_high-simtemp->simtemp_low)*(gmx_expm1(temperature_lambdas[i])/gmx_expm1(1.0));
163         }
164         else
165         {
166             char errorstr[128];
167             sprintf(errorstr, "eSimTempScale=%d not defined", simtemp->eSimTempScale);
168             gmx_fatal(FARGS, errorstr);
169         }
170     }
171 }
172
173
174
175 static void _low_check(gmx_bool b, char *s, warninp_t wi)
176 {
177     if (b)
178     {
179         warning_error(wi, s);
180     }
181 }
182
183 static void check_nst(const char *desc_nst, int nst,
184                       const char *desc_p, int *p,
185                       warninp_t wi)
186 {
187     char buf[STRLEN];
188
189     if (*p > 0 && *p % nst != 0)
190     {
191         /* Round up to the next multiple of nst */
192         *p = ((*p)/nst + 1)*nst;
193         sprintf(buf, "%s should be a multiple of %s, changing %s to %d\n",
194                 desc_p, desc_nst, desc_p, *p);
195         warning(wi, buf);
196     }
197 }
198
199 static gmx_bool ir_NVE(const t_inputrec *ir)
200 {
201     return ((ir->eI == eiMD || EI_VV(ir->eI)) && ir->etc == etcNO);
202 }
203
204 static int lcd(int n1, int n2)
205 {
206     int d, i;
207
208     d = 1;
209     for (i = 2; (i <= n1 && i <= n2); i++)
210     {
211         if (n1 % i == 0 && n2 % i == 0)
212         {
213             d = i;
214         }
215     }
216
217     return d;
218 }
219
220 static void process_interaction_modifier(const t_inputrec *ir, int *eintmod)
221 {
222     if (*eintmod == eintmodPOTSHIFT_VERLET)
223     {
224         if (ir->cutoff_scheme == ecutsVERLET)
225         {
226             *eintmod = eintmodPOTSHIFT;
227         }
228         else
229         {
230             *eintmod = eintmodNONE;
231         }
232     }
233 }
234
235 void check_ir(const char *mdparin, t_inputrec *ir, t_gromppopts *opts,
236               warninp_t wi)
237 /* Check internal consistency.
238  * NOTE: index groups are not set here yet, don't check things
239  * like temperature coupling group options here, but in triple_check
240  */
241 {
242     /* Strange macro: first one fills the err_buf, and then one can check
243      * the condition, which will print the message and increase the error
244      * counter.
245      */
246 #define CHECK(b) _low_check(b, err_buf, wi)
247     char        err_buf[256], warn_buf[STRLEN];
248     int         i, j;
249     int         ns_type  = 0;
250     real        dt_coupl = 0;
251     real        dt_pcoupl;
252     int         nstcmin;
253     t_lambda   *fep    = ir->fepvals;
254     t_expanded *expand = ir->expandedvals;
255
256     set_warning_line(wi, mdparin, -1);
257
258     /* BASIC CUT-OFF STUFF */
259     if (ir->rcoulomb < 0)
260     {
261         warning_error(wi, "rcoulomb should be >= 0");
262     }
263     if (ir->rvdw < 0)
264     {
265         warning_error(wi, "rvdw should be >= 0");
266     }
267     if (ir->rlist < 0 &&
268         !(ir->cutoff_scheme == ecutsVERLET && ir->verletbuf_tol > 0))
269     {
270         warning_error(wi, "rlist should be >= 0");
271     }
272     sprintf(err_buf, "nstlist can not be smaller than 0. (If you were trying to use the heuristic neighbour-list update scheme for efficient buffering for improved energy conservation, please use the Verlet cut-off scheme instead.)");
273     CHECK(ir->nstlist < 0);
274
275     process_interaction_modifier(ir, &ir->coulomb_modifier);
276     process_interaction_modifier(ir, &ir->vdw_modifier);
277
278     if (ir->cutoff_scheme == ecutsGROUP)
279     {
280         warning_note(wi,
281                      "The group cutoff scheme is deprecated in Gromacs 5.0 and will be removed in a future "
282                      "release when all interaction forms are supported for the verlet scheme. The verlet "
283                      "scheme already scales better, and it is compatible with GPUs and other accelerators.");
284
285         /* BASIC CUT-OFF STUFF */
286         if (ir->rlist == 0 ||
287             !((ir_coulomb_might_be_zero_at_cutoff(ir) && ir->rcoulomb > ir->rlist) ||
288               (ir_vdw_might_be_zero_at_cutoff(ir)     && ir->rvdw     > ir->rlist)))
289         {
290             /* No switched potential and/or no twin-range:
291              * we can set the long-range cut-off to the maximum of the other cut-offs.
292              */
293             ir->rlistlong = max_cutoff(ir->rlist, max_cutoff(ir->rvdw, ir->rcoulomb));
294         }
295         else if (ir->rlistlong < 0)
296         {
297             ir->rlistlong = max_cutoff(ir->rlist, max_cutoff(ir->rvdw, ir->rcoulomb));
298             sprintf(warn_buf, "rlistlong was not set, setting it to %g (no buffer)",
299                     ir->rlistlong);
300             warning(wi, warn_buf);
301         }
302         if (ir->rlistlong == 0 && ir->ePBC != epbcNONE)
303         {
304             warning_error(wi, "Can not have an infinite cut-off with PBC");
305         }
306         if (ir->rlistlong > 0 && (ir->rlist == 0 || ir->rlistlong < ir->rlist))
307         {
308             warning_error(wi, "rlistlong can not be shorter than rlist");
309         }
310         if (IR_TWINRANGE(*ir) && ir->nstlist == 0)
311         {
312             warning_error(wi, "Can not have nstlist == 0 with twin-range interactions");
313         }
314     }
315
316     if (ir->rlistlong == ir->rlist)
317     {
318         ir->nstcalclr = 0;
319     }
320     else if (ir->rlistlong > ir->rlist && ir->nstcalclr == 0)
321     {
322         warning_error(wi, "With different cutoffs for electrostatics and VdW, nstcalclr must be -1 or a positive number");
323     }
324
325     if (ir->cutoff_scheme == ecutsVERLET)
326     {
327         real rc_max;
328
329         /* Normal Verlet type neighbor-list, currently only limited feature support */
330         if (inputrec2nboundeddim(ir) < 3)
331         {
332             warning_error(wi, "With Verlet lists only full pbc or pbc=xy with walls is supported");
333         }
334         if (ir->rcoulomb != ir->rvdw)
335         {
336             warning_error(wi, "With Verlet lists rcoulomb!=rvdw is not supported");
337         }
338         if (ir->vdwtype == evdwSHIFT || ir->vdwtype == evdwSWITCH)
339         {
340             if (ir->vdw_modifier == eintmodNONE ||
341                 ir->vdw_modifier == eintmodPOTSHIFT)
342             {
343                 ir->vdw_modifier = (ir->vdwtype == evdwSHIFT ? eintmodFORCESWITCH : eintmodPOTSWITCH);
344
345                 sprintf(warn_buf, "Replacing vdwtype=%s by the equivalent combination of vdwtype=%s and vdw_modifier=%s", evdw_names[ir->vdwtype], evdw_names[evdwCUT], eintmod_names[ir->vdw_modifier]);
346                 warning_note(wi, warn_buf);
347
348                 ir->vdwtype = evdwCUT;
349             }
350             else
351             {
352                 sprintf(warn_buf, "Unsupported combination of vdwtype=%s and vdw_modifier=%s", evdw_names[ir->vdwtype], eintmod_names[ir->vdw_modifier]);
353                 warning_error(wi, warn_buf);
354             }
355         }
356
357         if (!(ir->vdwtype == evdwCUT || ir->vdwtype == evdwPME))
358         {
359             warning_error(wi, "With Verlet lists only cut-off and PME LJ interactions are supported");
360         }
361         if (!(ir->coulombtype == eelCUT ||
362               (EEL_RF(ir->coulombtype) && ir->coulombtype != eelRF_NEC) ||
363               EEL_PME(ir->coulombtype) || ir->coulombtype == eelEWALD))
364         {
365             warning_error(wi, "With Verlet lists only cut-off, reaction-field, PME and Ewald electrostatics are supported");
366         }
367         if (!(ir->coulomb_modifier == eintmodNONE ||
368               ir->coulomb_modifier == eintmodPOTSHIFT))
369         {
370             sprintf(warn_buf, "coulomb_modifier=%s is not supported with the Verlet cut-off scheme", eintmod_names[ir->coulomb_modifier]);
371             warning_error(wi, warn_buf);
372         }
373
374         if (ir->implicit_solvent != eisNO)
375         {
376             warning_error(wi, "Implicit solvent is not (yet) supported with the with Verlet lists.");
377         }
378
379         if (ir->nstlist <= 0)
380         {
381             warning_error(wi, "With Verlet lists nstlist should be larger than 0");
382         }
383
384         if (ir->nstlist < 10)
385         {
386             warning_note(wi, "With Verlet lists the optimal nstlist is >= 10, with GPUs >= 20. Note that with the Verlet scheme, nstlist has no effect on the accuracy of your simulation.");
387         }
388
389         rc_max = max(ir->rvdw, ir->rcoulomb);
390
391         if (ir->verletbuf_tol <= 0)
392         {
393             if (ir->verletbuf_tol == 0)
394             {
395                 warning_error(wi, "Can not have Verlet buffer tolerance of exactly 0");
396             }
397
398             if (ir->rlist < rc_max)
399             {
400                 warning_error(wi, "With verlet lists rlist can not be smaller than rvdw or rcoulomb");
401             }
402
403             if (ir->rlist == rc_max && ir->nstlist > 1)
404             {
405                 warning_note(wi, "rlist is equal to rvdw and/or rcoulomb: there is no explicit Verlet buffer. The cluster pair list does have a buffering effect, but choosing a larger rlist might be necessary for good energy conservation.");
406             }
407         }
408         else
409         {
410             if (ir->rlist > rc_max)
411             {
412                 warning_note(wi, "You have set rlist larger than the interaction cut-off, but you also have verlet-buffer-tolerance > 0. Will set rlist using verlet-buffer-tolerance.");
413             }
414
415             if (ir->nstlist == 1)
416             {
417                 /* No buffer required */
418                 ir->rlist = rc_max;
419             }
420             else
421             {
422                 if (EI_DYNAMICS(ir->eI))
423                 {
424                     if (inputrec2nboundeddim(ir) < 3)
425                     {
426                         warning_error(wi, "The box volume is required for calculating rlist from the energy drift with verlet-buffer-tolerance > 0. You are using at least one unbounded dimension, so no volume can be computed. Either use a finite box, or set rlist yourself together with verlet-buffer-tolerance = -1.");
427                     }
428                     /* Set rlist temporarily so we can continue processing */
429                     ir->rlist = rc_max;
430                 }
431                 else
432                 {
433                     /* Set the buffer to 5% of the cut-off */
434                     ir->rlist = (1.0 + verlet_buffer_ratio_nodynamics)*rc_max;
435                 }
436             }
437         }
438
439         /* No twin-range calculations with Verlet lists */
440         ir->rlistlong = ir->rlist;
441     }
442
443     if (ir->nstcalclr == -1)
444     {
445         /* if rlist=rlistlong, this will later be changed to nstcalclr=0 */
446         ir->nstcalclr = ir->nstlist;
447     }
448     else if (ir->nstcalclr > 0)
449     {
450         if (ir->nstlist > 0 && (ir->nstlist % ir->nstcalclr != 0))
451         {
452             warning_error(wi, "nstlist must be evenly divisible by nstcalclr. Use nstcalclr = -1 to automatically follow nstlist");
453         }
454     }
455     else if (ir->nstcalclr < -1)
456     {
457         warning_error(wi, "nstcalclr must be a positive number (divisor of nstcalclr), or -1 to follow nstlist.");
458     }
459
460     if (EEL_PME(ir->coulombtype) && ir->rcoulomb > ir->rlist && ir->nstcalclr > 1)
461     {
462         warning_error(wi, "When used with PME, the long-range component of twin-range interactions must be updated every step (nstcalclr)");
463     }
464
465     /* GENERAL INTEGRATOR STUFF */
466     if (!(ir->eI == eiMD || EI_VV(ir->eI)))
467     {
468         ir->etc = etcNO;
469     }
470     if (ir->eI == eiVVAK)
471     {
472         sprintf(warn_buf, "Integrator method %s is implemented primarily for validation purposes; for molecular dynamics, you should probably be using %s or %s", ei_names[eiVVAK], ei_names[eiMD], ei_names[eiVV]);
473         warning_note(wi, warn_buf);
474     }
475     if (!EI_DYNAMICS(ir->eI))
476     {
477         ir->epc = epcNO;
478     }
479     if (EI_DYNAMICS(ir->eI))
480     {
481         if (ir->nstcalcenergy < 0)
482         {
483             ir->nstcalcenergy = ir_optimal_nstcalcenergy(ir);
484             if (ir->nstenergy != 0 && ir->nstenergy < ir->nstcalcenergy)
485             {
486                 /* nstcalcenergy larger than nstener does not make sense.
487                  * We ideally want nstcalcenergy=nstener.
488                  */
489                 if (ir->nstlist > 0)
490                 {
491                     ir->nstcalcenergy = lcd(ir->nstenergy, ir->nstlist);
492                 }
493                 else
494                 {
495                     ir->nstcalcenergy = ir->nstenergy;
496                 }
497             }
498         }
499         else if ( (ir->nstenergy > 0 && ir->nstcalcenergy > ir->nstenergy) ||
500                   (ir->efep != efepNO && ir->fepvals->nstdhdl > 0 &&
501                    (ir->nstcalcenergy > ir->fepvals->nstdhdl) ) )
502
503         {
504             const char *nsten    = "nstenergy";
505             const char *nstdh    = "nstdhdl";
506             const char *min_name = nsten;
507             int         min_nst  = ir->nstenergy;
508
509             /* find the smallest of ( nstenergy, nstdhdl ) */
510             if (ir->efep != efepNO && ir->fepvals->nstdhdl > 0 &&
511                 (ir->nstenergy == 0 || ir->fepvals->nstdhdl < ir->nstenergy))
512             {
513                 min_nst  = ir->fepvals->nstdhdl;
514                 min_name = nstdh;
515             }
516             /* If the user sets nstenergy small, we should respect that */
517             sprintf(warn_buf,
518                     "Setting nstcalcenergy (%d) equal to %s (%d)",
519                     ir->nstcalcenergy, min_name, min_nst);
520             warning_note(wi, warn_buf);
521             ir->nstcalcenergy = min_nst;
522         }
523
524         if (ir->epc != epcNO)
525         {
526             if (ir->nstpcouple < 0)
527             {
528                 ir->nstpcouple = ir_optimal_nstpcouple(ir);
529             }
530         }
531         if (IR_TWINRANGE(*ir))
532         {
533             check_nst("nstlist", ir->nstlist,
534                       "nstcalcenergy", &ir->nstcalcenergy, wi);
535             if (ir->epc != epcNO)
536             {
537                 check_nst("nstlist", ir->nstlist,
538                           "nstpcouple", &ir->nstpcouple, wi);
539             }
540         }
541
542         if (ir->nstcalcenergy > 0)
543         {
544             if (ir->efep != efepNO)
545             {
546                 /* nstdhdl should be a multiple of nstcalcenergy */
547                 check_nst("nstcalcenergy", ir->nstcalcenergy,
548                           "nstdhdl", &ir->fepvals->nstdhdl, wi);
549                 /* nstexpanded should be a multiple of nstcalcenergy */
550                 check_nst("nstcalcenergy", ir->nstcalcenergy,
551                           "nstexpanded", &ir->expandedvals->nstexpanded, wi);
552             }
553             /* for storing exact averages nstenergy should be
554              * a multiple of nstcalcenergy
555              */
556             check_nst("nstcalcenergy", ir->nstcalcenergy,
557                       "nstenergy", &ir->nstenergy, wi);
558         }
559     }
560
561     if (ir->nsteps == 0 && !ir->bContinuation)
562     {
563         warning_note(wi, "For a correct single-point energy evaluation with nsteps = 0, use continuation = yes to avoid constraining the input coordinates.");
564     }
565
566     /* LD STUFF */
567     if ((EI_SD(ir->eI) || ir->eI == eiBD) &&
568         ir->bContinuation && ir->ld_seed != -1)
569     {
570         warning_note(wi, "You are doing a continuation with SD or BD, make sure that ld_seed is different from the previous run (using ld_seed=-1 will ensure this)");
571     }
572
573     /* TPI STUFF */
574     if (EI_TPI(ir->eI))
575     {
576         sprintf(err_buf, "TPI only works with pbc = %s", epbc_names[epbcXYZ]);
577         CHECK(ir->ePBC != epbcXYZ);
578         sprintf(err_buf, "TPI only works with ns = %s", ens_names[ensGRID]);
579         CHECK(ir->ns_type != ensGRID);
580         sprintf(err_buf, "with TPI nstlist should be larger than zero");
581         CHECK(ir->nstlist <= 0);
582         sprintf(err_buf, "TPI does not work with full electrostatics other than PME");
583         CHECK(EEL_FULL(ir->coulombtype) && !EEL_PME(ir->coulombtype));
584         sprintf(err_buf, "TPI does not work (yet) with the Verlet cut-off scheme");
585         CHECK(ir->cutoff_scheme == ecutsVERLET);
586     }
587
588     /* SHAKE / LINCS */
589     if ( (opts->nshake > 0) && (opts->bMorse) )
590     {
591         sprintf(warn_buf,
592                 "Using morse bond-potentials while constraining bonds is useless");
593         warning(wi, warn_buf);
594     }
595
596     if ((EI_SD(ir->eI) || ir->eI == eiBD) &&
597         ir->bContinuation && ir->ld_seed != -1)
598     {
599         warning_note(wi, "You are doing a continuation with SD or BD, make sure that ld_seed is different from the previous run (using ld_seed=-1 will ensure this)");
600     }
601     /* verify simulated tempering options */
602
603     if (ir->bSimTemp)
604     {
605         gmx_bool bAllTempZero = TRUE;
606         for (i = 0; i < fep->n_lambda; i++)
607         {
608             sprintf(err_buf, "Entry %d for %s must be between 0 and 1, instead is %g", i, efpt_names[efptTEMPERATURE], fep->all_lambda[efptTEMPERATURE][i]);
609             CHECK((fep->all_lambda[efptTEMPERATURE][i] < 0) || (fep->all_lambda[efptTEMPERATURE][i] > 1));
610             if (fep->all_lambda[efptTEMPERATURE][i] > 0)
611             {
612                 bAllTempZero = FALSE;
613             }
614         }
615         sprintf(err_buf, "if simulated tempering is on, temperature-lambdas may not be all zero");
616         CHECK(bAllTempZero == TRUE);
617
618         sprintf(err_buf, "Simulated tempering is currently only compatible with md-vv");
619         CHECK(ir->eI != eiVV);
620
621         /* check compatability of the temperature coupling with simulated tempering */
622
623         if (ir->etc == etcNOSEHOOVER)
624         {
625             sprintf(warn_buf, "Nose-Hoover based temperature control such as [%s] my not be entirelyconsistent with simulated tempering", etcoupl_names[ir->etc]);
626             warning_note(wi, warn_buf);
627         }
628
629         /* check that the temperatures make sense */
630
631         sprintf(err_buf, "Higher simulated tempering temperature (%g) must be >= than the simulated tempering lower temperature (%g)", ir->simtempvals->simtemp_high, ir->simtempvals->simtemp_low);
632         CHECK(ir->simtempvals->simtemp_high <= ir->simtempvals->simtemp_low);
633
634         sprintf(err_buf, "Higher simulated tempering temperature (%g) must be >= zero", ir->simtempvals->simtemp_high);
635         CHECK(ir->simtempvals->simtemp_high <= 0);
636
637         sprintf(err_buf, "Lower simulated tempering temperature (%g) must be >= zero", ir->simtempvals->simtemp_low);
638         CHECK(ir->simtempvals->simtemp_low <= 0);
639     }
640
641     /* verify free energy options */
642
643     if (ir->efep != efepNO)
644     {
645         fep = ir->fepvals;
646         sprintf(err_buf, "The soft-core power is %d and can only be 1 or 2",
647                 fep->sc_power);
648         CHECK(fep->sc_alpha != 0 && fep->sc_power != 1 && fep->sc_power != 2);
649
650         sprintf(err_buf, "The soft-core sc-r-power is %d and can only be 6 or 48",
651                 (int)fep->sc_r_power);
652         CHECK(fep->sc_alpha != 0 && fep->sc_r_power != 6.0 && fep->sc_r_power != 48.0);
653
654         sprintf(err_buf, "Can't use postive delta-lambda (%g) if initial state/lambda does not start at zero", fep->delta_lambda);
655         CHECK(fep->delta_lambda > 0 && ((fep->init_fep_state > 0) ||  (fep->init_lambda > 0)));
656
657         sprintf(err_buf, "Can't use postive delta-lambda (%g) with expanded ensemble simulations", fep->delta_lambda);
658         CHECK(fep->delta_lambda > 0 && (ir->efep == efepEXPANDED));
659
660         sprintf(err_buf, "Can only use expanded ensemble with md-vv for now; should be supported for other integrators in 5.0");
661         CHECK(!(EI_VV(ir->eI)) && (ir->efep == efepEXPANDED));
662
663         sprintf(err_buf, "Free-energy not implemented for Ewald");
664         CHECK(ir->coulombtype == eelEWALD);
665
666         /* check validty of lambda inputs */
667         if (fep->n_lambda == 0)
668         {
669             /* Clear output in case of no states:*/
670             sprintf(err_buf, "init-lambda-state set to %d: no lambda states are defined.", fep->init_fep_state);
671             CHECK((fep->init_fep_state >= 0) && (fep->n_lambda == 0));
672         }
673         else
674         {
675             sprintf(err_buf, "initial thermodynamic state %d does not exist, only goes to %d", fep->init_fep_state, fep->n_lambda-1);
676             CHECK((fep->init_fep_state >= fep->n_lambda));
677         }
678
679         sprintf(err_buf, "Lambda state must be set, either with init-lambda-state or with init-lambda");
680         CHECK((fep->init_fep_state < 0) && (fep->init_lambda < 0));
681
682         sprintf(err_buf, "init-lambda=%g while init-lambda-state=%d. Lambda state must be set either with init-lambda-state or with init-lambda, but not both",
683                 fep->init_lambda, fep->init_fep_state);
684         CHECK((fep->init_fep_state >= 0) && (fep->init_lambda >= 0));
685
686
687
688         if ((fep->init_lambda >= 0) && (fep->delta_lambda == 0))
689         {
690             int n_lambda_terms;
691             n_lambda_terms = 0;
692             for (i = 0; i < efptNR; i++)
693             {
694                 if (fep->separate_dvdl[i])
695                 {
696                     n_lambda_terms++;
697                 }
698             }
699             if (n_lambda_terms > 1)
700             {
701                 sprintf(warn_buf, "If lambda vector states (fep-lambdas, coul-lambdas etc.) are set, don't use init-lambda to set lambda state (except for slow growth). Use init-lambda-state instead.");
702                 warning(wi, warn_buf);
703             }
704
705             if (n_lambda_terms < 2 && fep->n_lambda > 0)
706             {
707                 warning_note(wi,
708                              "init-lambda is deprecated for setting lambda state (except for slow growth). Use init-lambda-state instead.");
709             }
710         }
711
712         for (j = 0; j < efptNR; j++)
713         {
714             for (i = 0; i < fep->n_lambda; i++)
715             {
716                 sprintf(err_buf, "Entry %d for %s must be between 0 and 1, instead is %g", i, efpt_names[j], fep->all_lambda[j][i]);
717                 CHECK((fep->all_lambda[j][i] < 0) || (fep->all_lambda[j][i] > 1));
718             }
719         }
720
721         if ((fep->sc_alpha > 0) && (!fep->bScCoul))
722         {
723             for (i = 0; i < fep->n_lambda; i++)
724             {
725                 sprintf(err_buf, "For state %d, vdw-lambdas (%f) is changing with vdw softcore, while coul-lambdas (%f) is nonzero without coulomb softcore: this will lead to crashes, and is not supported.", i, fep->all_lambda[efptVDW][i],
726                         fep->all_lambda[efptCOUL][i]);
727                 CHECK((fep->sc_alpha > 0) &&
728                       (((fep->all_lambda[efptCOUL][i] > 0.0) &&
729                         (fep->all_lambda[efptCOUL][i] < 1.0)) &&
730                        ((fep->all_lambda[efptVDW][i] > 0.0) &&
731                         (fep->all_lambda[efptVDW][i] < 1.0))));
732             }
733         }
734
735         if ((fep->bScCoul) && (EEL_PME(ir->coulombtype)))
736         {
737             real sigma, lambda, r_sc;
738
739             sigma  = 0.34;
740             /* Maximum estimate for A and B charges equal with lambda power 1 */
741             lambda = 0.5;
742             r_sc   = pow(lambda*fep->sc_alpha*pow(sigma/ir->rcoulomb, fep->sc_r_power) + 1.0, 1.0/fep->sc_r_power);
743             sprintf(warn_buf, "With PME there is a minor soft core effect present at the cut-off, proportional to (LJsigma/rcoulomb)^%g. This could have a minor effect on energy conservation, but usually other effects dominate. With a common sigma value of %g nm the fraction of the particle-particle potential at the cut-off at lambda=%g is around %.1e, while ewald-rtol is %.1e.",
744                     fep->sc_r_power,
745                     sigma, lambda, r_sc - 1.0, ir->ewald_rtol);
746             warning_note(wi, warn_buf);
747         }
748
749         /*  Free Energy Checks -- In an ideal world, slow growth and FEP would
750             be treated differently, but that's the next step */
751
752         for (i = 0; i < efptNR; i++)
753         {
754             for (j = 0; j < fep->n_lambda; j++)
755             {
756                 sprintf(err_buf, "%s[%d] must be between 0 and 1", efpt_names[i], j);
757                 CHECK((fep->all_lambda[i][j] < 0) || (fep->all_lambda[i][j] > 1));
758             }
759         }
760     }
761
762     if ((ir->bSimTemp) || (ir->efep == efepEXPANDED))
763     {
764         fep    = ir->fepvals;
765         expand = ir->expandedvals;
766
767         /* checking equilibration of weights inputs for validity */
768
769         sprintf(err_buf, "weight-equil-number-all-lambda (%d) is ignored if lmc-weights-equil is not equal to %s",
770                 expand->equil_n_at_lam, elmceq_names[elmceqNUMATLAM]);
771         CHECK((expand->equil_n_at_lam > 0) && (expand->elmceq != elmceqNUMATLAM));
772
773         sprintf(err_buf, "weight-equil-number-samples (%d) is ignored if lmc-weights-equil is not equal to %s",
774                 expand->equil_samples, elmceq_names[elmceqSAMPLES]);
775         CHECK((expand->equil_samples > 0) && (expand->elmceq != elmceqSAMPLES));
776
777         sprintf(err_buf, "weight-equil-number-steps (%d) is ignored if lmc-weights-equil is not equal to %s",
778                 expand->equil_steps, elmceq_names[elmceqSTEPS]);
779         CHECK((expand->equil_steps > 0) && (expand->elmceq != elmceqSTEPS));
780
781         sprintf(err_buf, "weight-equil-wl-delta (%d) is ignored if lmc-weights-equil is not equal to %s",
782                 expand->equil_samples, elmceq_names[elmceqWLDELTA]);
783         CHECK((expand->equil_wl_delta > 0) && (expand->elmceq != elmceqWLDELTA));
784
785         sprintf(err_buf, "weight-equil-count-ratio (%f) is ignored if lmc-weights-equil is not equal to %s",
786                 expand->equil_ratio, elmceq_names[elmceqRATIO]);
787         CHECK((expand->equil_ratio > 0) && (expand->elmceq != elmceqRATIO));
788
789         sprintf(err_buf, "weight-equil-number-all-lambda (%d) must be a positive integer if lmc-weights-equil=%s",
790                 expand->equil_n_at_lam, elmceq_names[elmceqNUMATLAM]);
791         CHECK((expand->equil_n_at_lam <= 0) && (expand->elmceq == elmceqNUMATLAM));
792
793         sprintf(err_buf, "weight-equil-number-samples (%d) must be a positive integer if lmc-weights-equil=%s",
794                 expand->equil_samples, elmceq_names[elmceqSAMPLES]);
795         CHECK((expand->equil_samples <= 0) && (expand->elmceq == elmceqSAMPLES));
796
797         sprintf(err_buf, "weight-equil-number-steps (%d) must be a positive integer if lmc-weights-equil=%s",
798                 expand->equil_steps, elmceq_names[elmceqSTEPS]);
799         CHECK((expand->equil_steps <= 0) && (expand->elmceq == elmceqSTEPS));
800
801         sprintf(err_buf, "weight-equil-wl-delta (%f) must be > 0 if lmc-weights-equil=%s",
802                 expand->equil_wl_delta, elmceq_names[elmceqWLDELTA]);
803         CHECK((expand->equil_wl_delta <= 0) && (expand->elmceq == elmceqWLDELTA));
804
805         sprintf(err_buf, "weight-equil-count-ratio (%f) must be > 0 if lmc-weights-equil=%s",
806                 expand->equil_ratio, elmceq_names[elmceqRATIO]);
807         CHECK((expand->equil_ratio <= 0) && (expand->elmceq == elmceqRATIO));
808
809         sprintf(err_buf, "lmc-weights-equil=%s only possible when lmc-stats = %s or lmc-stats %s",
810                 elmceq_names[elmceqWLDELTA], elamstats_names[elamstatsWL], elamstats_names[elamstatsWWL]);
811         CHECK((expand->elmceq == elmceqWLDELTA) && (!EWL(expand->elamstats)));
812
813         sprintf(err_buf, "lmc-repeats (%d) must be greater than 0", expand->lmc_repeats);
814         CHECK((expand->lmc_repeats <= 0));
815         sprintf(err_buf, "minimum-var-min (%d) must be greater than 0", expand->minvarmin);
816         CHECK((expand->minvarmin <= 0));
817         sprintf(err_buf, "weight-c-range (%d) must be greater or equal to 0", expand->c_range);
818         CHECK((expand->c_range < 0));
819         sprintf(err_buf, "init-lambda-state (%d) must be zero if lmc-forced-nstart (%d)> 0 and lmc-move != 'no'",
820                 fep->init_fep_state, expand->lmc_forced_nstart);
821         CHECK((fep->init_fep_state != 0) && (expand->lmc_forced_nstart > 0) && (expand->elmcmove != elmcmoveNO));
822         sprintf(err_buf, "lmc-forced-nstart (%d) must not be negative", expand->lmc_forced_nstart);
823         CHECK((expand->lmc_forced_nstart < 0));
824         sprintf(err_buf, "init-lambda-state (%d) must be in the interval [0,number of lambdas)", fep->init_fep_state);
825         CHECK((fep->init_fep_state < 0) || (fep->init_fep_state >= fep->n_lambda));
826
827         sprintf(err_buf, "init-wl-delta (%f) must be greater than or equal to 0", expand->init_wl_delta);
828         CHECK((expand->init_wl_delta < 0));
829         sprintf(err_buf, "wl-ratio (%f) must be between 0 and 1", expand->wl_ratio);
830         CHECK((expand->wl_ratio <= 0) || (expand->wl_ratio >= 1));
831         sprintf(err_buf, "wl-scale (%f) must be between 0 and 1", expand->wl_scale);
832         CHECK((expand->wl_scale <= 0) || (expand->wl_scale >= 1));
833
834         /* if there is no temperature control, we need to specify an MC temperature */
835         sprintf(err_buf, "If there is no temperature control, and lmc-mcmove!= 'no',mc_temperature must be set to a positive number");
836         if (expand->nstTij > 0)
837         {
838             sprintf(err_buf, "nst-transition-matrix (%d) must be an integer multiple of nstlog (%d)",
839                     expand->nstTij, ir->nstlog);
840             CHECK((mod(expand->nstTij, ir->nstlog) != 0));
841         }
842     }
843
844     /* PBC/WALLS */
845     sprintf(err_buf, "walls only work with pbc=%s", epbc_names[epbcXY]);
846     CHECK(ir->nwall && ir->ePBC != epbcXY);
847
848     /* VACUUM STUFF */
849     if (ir->ePBC != epbcXYZ && ir->nwall != 2)
850     {
851         if (ir->ePBC == epbcNONE)
852         {
853             if (ir->epc != epcNO)
854             {
855                 warning(wi, "Turning off pressure coupling for vacuum system");
856                 ir->epc = epcNO;
857             }
858         }
859         else
860         {
861             sprintf(err_buf, "Can not have pressure coupling with pbc=%s",
862                     epbc_names[ir->ePBC]);
863             CHECK(ir->epc != epcNO);
864         }
865         sprintf(err_buf, "Can not have Ewald with pbc=%s", epbc_names[ir->ePBC]);
866         CHECK(EEL_FULL(ir->coulombtype));
867
868         sprintf(err_buf, "Can not have dispersion correction with pbc=%s",
869                 epbc_names[ir->ePBC]);
870         CHECK(ir->eDispCorr != edispcNO);
871     }
872
873     if (ir->rlist == 0.0)
874     {
875         sprintf(err_buf, "can only have neighborlist cut-off zero (=infinite)\n"
876                 "with coulombtype = %s or coulombtype = %s\n"
877                 "without periodic boundary conditions (pbc = %s) and\n"
878                 "rcoulomb and rvdw set to zero",
879                 eel_names[eelCUT], eel_names[eelUSER], epbc_names[epbcNONE]);
880         CHECK(((ir->coulombtype != eelCUT) && (ir->coulombtype != eelUSER)) ||
881               (ir->ePBC     != epbcNONE) ||
882               (ir->rcoulomb != 0.0)      || (ir->rvdw != 0.0));
883
884         if (ir->nstlist > 0)
885         {
886             warning_note(wi, "Simulating without cut-offs can be (slightly) faster with nstlist=0, nstype=simple and only one MPI rank");
887         }
888     }
889
890     /* COMM STUFF */
891     if (ir->nstcomm == 0)
892     {
893         ir->comm_mode = ecmNO;
894     }
895     if (ir->comm_mode != ecmNO)
896     {
897         if (ir->nstcomm < 0)
898         {
899             warning(wi, "If you want to remove the rotation around the center of mass, you should set comm_mode = Angular instead of setting nstcomm < 0. nstcomm is modified to its absolute value");
900             ir->nstcomm = abs(ir->nstcomm);
901         }
902
903         if (ir->nstcalcenergy > 0 && ir->nstcomm < ir->nstcalcenergy)
904         {
905             warning_note(wi, "nstcomm < nstcalcenergy defeats the purpose of nstcalcenergy, setting nstcomm to nstcalcenergy");
906             ir->nstcomm = ir->nstcalcenergy;
907         }
908
909         if (ir->comm_mode == ecmANGULAR)
910         {
911             sprintf(err_buf, "Can not remove the rotation around the center of mass with periodic molecules");
912             CHECK(ir->bPeriodicMols);
913             if (ir->ePBC != epbcNONE)
914             {
915                 warning(wi, "Removing the rotation around the center of mass in a periodic system, this can lead to artifacts. Only use this on a single (cluster of) molecules. This cluster should not cross periodic boundaries.");
916             }
917         }
918     }
919
920     if (EI_STATE_VELOCITY(ir->eI) && ir->ePBC == epbcNONE && ir->comm_mode != ecmANGULAR)
921     {
922         warning_note(wi, "Tumbling and or flying ice-cubes: We are not removing rotation around center of mass in a non-periodic system. You should probably set comm_mode = ANGULAR.");
923     }
924
925     sprintf(err_buf, "Twin-range neighbour searching (NS) with simple NS"
926             " algorithm not implemented");
927     CHECK(((ir->rcoulomb > ir->rlist) || (ir->rvdw > ir->rlist))
928           && (ir->ns_type == ensSIMPLE));
929
930     /* TEMPERATURE COUPLING */
931     if (ir->etc == etcYES)
932     {
933         ir->etc = etcBERENDSEN;
934         warning_note(wi, "Old option for temperature coupling given: "
935                      "changing \"yes\" to \"Berendsen\"\n");
936     }
937
938     if ((ir->etc == etcNOSEHOOVER) || (ir->epc == epcMTTK))
939     {
940         if (ir->opts.nhchainlength < 1)
941         {
942             sprintf(warn_buf, "number of Nose-Hoover chains (currently %d) cannot be less than 1,reset to 1\n", ir->opts.nhchainlength);
943             ir->opts.nhchainlength = 1;
944             warning(wi, warn_buf);
945         }
946
947         if (ir->etc == etcNOSEHOOVER && !EI_VV(ir->eI) && ir->opts.nhchainlength > 1)
948         {
949             warning_note(wi, "leapfrog does not yet support Nose-Hoover chains, nhchainlength reset to 1");
950             ir->opts.nhchainlength = 1;
951         }
952     }
953     else
954     {
955         ir->opts.nhchainlength = 0;
956     }
957
958     if (ir->eI == eiVVAK)
959     {
960         sprintf(err_buf, "%s implemented primarily for validation, and requires nsttcouple = 1 and nstpcouple = 1.",
961                 ei_names[eiVVAK]);
962         CHECK((ir->nsttcouple != 1) || (ir->nstpcouple != 1));
963     }
964
965     if (ETC_ANDERSEN(ir->etc))
966     {
967         sprintf(err_buf, "%s temperature control not supported for integrator %s.", etcoupl_names[ir->etc], ei_names[ir->eI]);
968         CHECK(!(EI_VV(ir->eI)));
969
970         if (ir->nstcomm > 0 && (ir->etc == etcANDERSEN))
971         {
972             sprintf(warn_buf, "Center of mass removal not necessary for %s.  All velocities of coupled groups are rerandomized periodically, so flying ice cube errors will not occur.", etcoupl_names[ir->etc]);
973             warning_note(wi, warn_buf);
974         }
975
976         sprintf(err_buf, "nstcomm must be 1, not %d for %s, as velocities of atoms in coupled groups are randomized every time step", ir->nstcomm, etcoupl_names[ir->etc]);
977         CHECK(ir->nstcomm > 1 && (ir->etc == etcANDERSEN));
978     }
979
980     if (ir->etc == etcBERENDSEN)
981     {
982         sprintf(warn_buf, "The %s thermostat does not generate the correct kinetic energy distribution. You might want to consider using the %s thermostat.",
983                 ETCOUPLTYPE(ir->etc), ETCOUPLTYPE(etcVRESCALE));
984         warning_note(wi, warn_buf);
985     }
986
987     if ((ir->etc == etcNOSEHOOVER || ETC_ANDERSEN(ir->etc))
988         && ir->epc == epcBERENDSEN)
989     {
990         sprintf(warn_buf, "Using Berendsen pressure coupling invalidates the "
991                 "true ensemble for the thermostat");
992         warning(wi, warn_buf);
993     }
994
995     /* PRESSURE COUPLING */
996     if (ir->epc == epcISOTROPIC)
997     {
998         ir->epc = epcBERENDSEN;
999         warning_note(wi, "Old option for pressure coupling given: "
1000                      "changing \"Isotropic\" to \"Berendsen\"\n");
1001     }
1002
1003     if (ir->epc != epcNO)
1004     {
1005         dt_pcoupl = ir->nstpcouple*ir->delta_t;
1006
1007         sprintf(err_buf, "tau-p must be > 0 instead of %g\n", ir->tau_p);
1008         CHECK(ir->tau_p <= 0);
1009
1010         if (ir->tau_p/dt_pcoupl < pcouple_min_integration_steps(ir->epc) - 10*GMX_REAL_EPS)
1011         {
1012             sprintf(warn_buf, "For proper integration of the %s barostat, tau-p (%g) should be at least %d times larger than nstpcouple*dt (%g)",
1013                     EPCOUPLTYPE(ir->epc), ir->tau_p, pcouple_min_integration_steps(ir->epc), dt_pcoupl);
1014             warning(wi, warn_buf);
1015         }
1016
1017         sprintf(err_buf, "compressibility must be > 0 when using pressure"
1018                 " coupling %s\n", EPCOUPLTYPE(ir->epc));
1019         CHECK(ir->compress[XX][XX] < 0 || ir->compress[YY][YY] < 0 ||
1020               ir->compress[ZZ][ZZ] < 0 ||
1021               (trace(ir->compress) == 0 && ir->compress[YY][XX] <= 0 &&
1022                ir->compress[ZZ][XX] <= 0 && ir->compress[ZZ][YY] <= 0));
1023
1024         if (epcPARRINELLORAHMAN == ir->epc && opts->bGenVel)
1025         {
1026             sprintf(warn_buf,
1027                     "You are generating velocities so I am assuming you "
1028                     "are equilibrating a system. You are using "
1029                     "%s pressure coupling, but this can be "
1030                     "unstable for equilibration. If your system crashes, try "
1031                     "equilibrating first with Berendsen pressure coupling. If "
1032                     "you are not equilibrating the system, you can probably "
1033                     "ignore this warning.",
1034                     epcoupl_names[ir->epc]);
1035             warning(wi, warn_buf);
1036         }
1037     }
1038
1039     if (EI_VV(ir->eI))
1040     {
1041         if (ir->epc > epcNO)
1042         {
1043             if ((ir->epc != epcBERENDSEN) && (ir->epc != epcMTTK))
1044             {
1045                 warning_error(wi, "for md-vv and md-vv-avek, can only use Berendsen and Martyna-Tuckerman-Tobias-Klein (MTTK) equations for pressure control; MTTK is equivalent to Parrinello-Rahman.");
1046             }
1047         }
1048     }
1049     else
1050     {
1051         if (ir->epc == epcMTTK)
1052         {
1053             warning_error(wi, "MTTK pressure coupling requires a Velocity-verlet integrator");
1054         }
1055     }
1056
1057     /* ELECTROSTATICS */
1058     /* More checks are in triple check (grompp.c) */
1059
1060     if (ir->coulombtype == eelSWITCH)
1061     {
1062         sprintf(warn_buf, "coulombtype = %s is only for testing purposes and can lead to serious "
1063                 "artifacts, advice: use coulombtype = %s",
1064                 eel_names[ir->coulombtype],
1065                 eel_names[eelRF_ZERO]);
1066         warning(wi, warn_buf);
1067     }
1068
1069     if (ir->epsilon_r != 1 && ir->implicit_solvent == eisGBSA)
1070     {
1071         sprintf(warn_buf, "epsilon-r = %g with GB implicit solvent, will use this value for inner dielectric", ir->epsilon_r);
1072         warning_note(wi, warn_buf);
1073     }
1074
1075     if (EEL_RF(ir->coulombtype) && ir->epsilon_rf == 1 && ir->epsilon_r != 1)
1076     {
1077         sprintf(warn_buf, "epsilon-r = %g and epsilon-rf = 1 with reaction field, proceeding assuming old format and exchanging epsilon-r and epsilon-rf", ir->epsilon_r);
1078         warning(wi, warn_buf);
1079         ir->epsilon_rf = ir->epsilon_r;
1080         ir->epsilon_r  = 1.0;
1081     }
1082
1083     if (getenv("GMX_DO_GALACTIC_DYNAMICS") == NULL)
1084     {
1085         sprintf(err_buf, "epsilon-r must be >= 0 instead of %g\n", ir->epsilon_r);
1086         CHECK(ir->epsilon_r < 0);
1087     }
1088
1089     if (EEL_RF(ir->coulombtype))
1090     {
1091         /* reaction field (at the cut-off) */
1092
1093         if (ir->coulombtype == eelRF_ZERO)
1094         {
1095             sprintf(warn_buf, "With coulombtype = %s, epsilon-rf must be 0, assuming you meant epsilon_rf=0",
1096                     eel_names[ir->coulombtype]);
1097             CHECK(ir->epsilon_rf != 0);
1098             ir->epsilon_rf = 0.0;
1099         }
1100
1101         sprintf(err_buf, "epsilon-rf must be >= epsilon-r");
1102         CHECK((ir->epsilon_rf < ir->epsilon_r && ir->epsilon_rf != 0) ||
1103               (ir->epsilon_r == 0));
1104         if (ir->epsilon_rf == ir->epsilon_r)
1105         {
1106             sprintf(warn_buf, "Using epsilon-rf = epsilon-r with %s does not make sense",
1107                     eel_names[ir->coulombtype]);
1108             warning(wi, warn_buf);
1109         }
1110     }
1111     /* Allow rlist>rcoulomb for tabulated long range stuff. This just
1112      * means the interaction is zero outside rcoulomb, but it helps to
1113      * provide accurate energy conservation.
1114      */
1115     if (ir_coulomb_might_be_zero_at_cutoff(ir))
1116     {
1117         if (ir_coulomb_switched(ir))
1118         {
1119             sprintf(err_buf,
1120                     "With coulombtype = %s rcoulomb_switch must be < rcoulomb. Or, better: Use the potential modifier options!",
1121                     eel_names[ir->coulombtype]);
1122             CHECK(ir->rcoulomb_switch >= ir->rcoulomb);
1123         }
1124     }
1125     else if (ir->coulombtype == eelCUT || EEL_RF(ir->coulombtype))
1126     {
1127         if (ir->cutoff_scheme == ecutsGROUP && ir->coulomb_modifier == eintmodNONE)
1128         {
1129             sprintf(err_buf, "With coulombtype = %s, rcoulomb should be >= rlist unless you use a potential modifier",
1130                     eel_names[ir->coulombtype]);
1131             CHECK(ir->rlist > ir->rcoulomb);
1132         }
1133     }
1134
1135     if (ir->coulombtype == eelSWITCH || ir->coulombtype == eelSHIFT)
1136     {
1137         sprintf(err_buf,
1138                 "Explicit switch/shift coulomb interactions cannot be used in combination with a secondary coulomb-modifier.");
1139         CHECK( ir->coulomb_modifier != eintmodNONE);
1140     }
1141     if (ir->vdwtype == evdwSWITCH || ir->vdwtype == evdwSHIFT)
1142     {
1143         sprintf(err_buf,
1144                 "Explicit switch/shift vdw interactions cannot be used in combination with a secondary vdw-modifier.");
1145         CHECK( ir->vdw_modifier != eintmodNONE);
1146     }
1147
1148     if (ir->coulombtype == eelSWITCH || ir->coulombtype == eelSHIFT ||
1149         ir->vdwtype == evdwSWITCH || ir->vdwtype == evdwSHIFT)
1150     {
1151         sprintf(warn_buf,
1152                 "The switch/shift interaction settings are just for compatibility; you will get better "
1153                 "performance from applying potential modifiers to your interactions!\n");
1154         warning_note(wi, warn_buf);
1155     }
1156
1157     if (ir->coulombtype == eelPMESWITCH || ir->coulomb_modifier == eintmodPOTSWITCH)
1158     {
1159         if (ir->rcoulomb_switch/ir->rcoulomb < 0.9499)
1160         {
1161             real percentage  = 100*(ir->rcoulomb-ir->rcoulomb_switch)/ir->rcoulomb;
1162             sprintf(warn_buf, "The switching range should be 5%% or less (currently %.2f%% using a switching range of %4f-%4f) for accurate electrostatic energies, energy conservation will be good regardless, since ewald_rtol = %g.",
1163                     percentage, ir->rcoulomb_switch, ir->rcoulomb, ir->ewald_rtol);
1164             warning(wi, warn_buf);
1165         }
1166     }
1167
1168     if (ir->vdwtype == evdwSWITCH || ir->vdw_modifier == eintmodPOTSWITCH)
1169     {
1170         if (ir->rvdw_switch == 0)
1171         {
1172             sprintf(warn_buf, "rvdw-switch is equal 0 even though you are using a switched Lennard-Jones potential.  This suggests it was not set in the mdp, which can lead to large energy errors.  In GROMACS, 0.05 to 0.1 nm is often a reasonable vdw switching range.");
1173             warning(wi, warn_buf);
1174         }
1175     }
1176
1177     if (EEL_FULL(ir->coulombtype))
1178     {
1179         if (ir->coulombtype == eelPMESWITCH || ir->coulombtype == eelPMEUSER ||
1180             ir->coulombtype == eelPMEUSERSWITCH)
1181         {
1182             sprintf(err_buf, "With coulombtype = %s, rcoulomb must be <= rlist",
1183                     eel_names[ir->coulombtype]);
1184             CHECK(ir->rcoulomb > ir->rlist);
1185         }
1186         else if (ir->cutoff_scheme == ecutsGROUP && ir->coulomb_modifier == eintmodNONE)
1187         {
1188             if (ir->coulombtype == eelPME || ir->coulombtype == eelP3M_AD)
1189             {
1190                 sprintf(err_buf,
1191                         "With coulombtype = %s (without modifier), rcoulomb must be equal to rlist,\n"
1192                         "or rlistlong if nstcalclr=1. For optimal energy conservation,consider using\n"
1193                         "a potential modifier.", eel_names[ir->coulombtype]);
1194                 if (ir->nstcalclr == 1)
1195                 {
1196                     CHECK(ir->rcoulomb != ir->rlist && ir->rcoulomb != ir->rlistlong);
1197                 }
1198                 else
1199                 {
1200                     CHECK(ir->rcoulomb != ir->rlist);
1201                 }
1202             }
1203         }
1204     }
1205
1206     if (EEL_PME(ir->coulombtype) || EVDW_PME(ir->vdwtype))
1207     {
1208         if (ir->pme_order < 3)
1209         {
1210             warning_error(wi, "pme-order can not be smaller than 3");
1211         }
1212     }
1213
1214     if (ir->nwall == 2 && EEL_FULL(ir->coulombtype))
1215     {
1216         if (ir->ewald_geometry == eewg3D)
1217         {
1218             sprintf(warn_buf, "With pbc=%s you should use ewald-geometry=%s",
1219                     epbc_names[ir->ePBC], eewg_names[eewg3DC]);
1220             warning(wi, warn_buf);
1221         }
1222         /* This check avoids extra pbc coding for exclusion corrections */
1223         sprintf(err_buf, "wall-ewald-zfac should be >= 2");
1224         CHECK(ir->wall_ewald_zfac < 2);
1225     }
1226     if ((ir->ewald_geometry == eewg3DC) && (ir->ePBC != epbcXY) &&
1227         EEL_FULL(ir->coulombtype))
1228     {
1229         sprintf(warn_buf, "With %s and ewald_geometry = %s you should use pbc = %s",
1230                 eel_names[ir->coulombtype], eewg_names[eewg3DC], epbc_names[epbcXY]);
1231         warning(wi, warn_buf);
1232     }
1233     if ((ir->epsilon_surface != 0) && EEL_FULL(ir->coulombtype))
1234     {
1235         if (ir->cutoff_scheme == ecutsVERLET)
1236         {
1237             sprintf(warn_buf, "Since molecules/charge groups are broken using the Verlet scheme, you can not use a dipole correction to the %s electrostatics.",
1238                     eel_names[ir->coulombtype]);
1239             warning(wi, warn_buf);
1240         }
1241         else
1242         {
1243             sprintf(warn_buf, "Dipole corrections to %s electrostatics only work if all charge groups that can cross PBC boundaries are dipoles. If this is not the case set epsilon_surface to 0",
1244                     eel_names[ir->coulombtype]);
1245             warning_note(wi, warn_buf);
1246         }
1247     }
1248
1249     if (ir_vdw_switched(ir))
1250     {
1251         sprintf(err_buf, "With switched vdw forces or potentials, rvdw-switch must be < rvdw");
1252         CHECK(ir->rvdw_switch >= ir->rvdw);
1253
1254         if (ir->rvdw_switch < 0.5*ir->rvdw)
1255         {
1256             sprintf(warn_buf, "You are applying a switch function to vdw forces or potentials from %g to %g nm, which is more than half the interaction range, whereas switch functions are intended to act only close to the cut-off.",
1257                     ir->rvdw_switch, ir->rvdw);
1258             warning_note(wi, warn_buf);
1259         }
1260     }
1261     else if (ir->vdwtype == evdwCUT || ir->vdwtype == evdwPME)
1262     {
1263         if (ir->cutoff_scheme == ecutsGROUP && ir->vdw_modifier == eintmodNONE)
1264         {
1265             sprintf(err_buf, "With vdwtype = %s, rvdw must be >= rlist unless you use a potential modifier", evdw_names[ir->vdwtype]);
1266             CHECK(ir->rlist > ir->rvdw);
1267         }
1268     }
1269
1270     if (ir->vdwtype == evdwPME)
1271     {
1272         if (!(ir->vdw_modifier == eintmodNONE || ir->vdw_modifier == eintmodPOTSHIFT))
1273         {
1274             sprintf(err_buf, "With vdwtype = %s, the only supported modifiers are %s a\
1275 nd %s",
1276                     evdw_names[ir->vdwtype],
1277                     eintmod_names[eintmodPOTSHIFT],
1278                     eintmod_names[eintmodNONE]);
1279         }
1280     }
1281
1282     if (ir->cutoff_scheme == ecutsGROUP)
1283     {
1284         if (((ir->coulomb_modifier != eintmodNONE && ir->rcoulomb == ir->rlist) ||
1285              (ir->vdw_modifier != eintmodNONE && ir->rvdw == ir->rlist)))
1286         {
1287             warning_note(wi, "With exact cut-offs, rlist should be "
1288                          "larger than rcoulomb and rvdw, so that there "
1289                          "is a buffer region for particle motion "
1290                          "between neighborsearch steps");
1291         }
1292
1293         if (ir_coulomb_is_zero_at_cutoff(ir) && ir->rlistlong <= ir->rcoulomb)
1294         {
1295             sprintf(warn_buf, "For energy conservation with switch/shift potentials, %s should be 0.1 to 0.3 nm larger than rcoulomb.",
1296                     IR_TWINRANGE(*ir) ? "rlistlong" : "rlist");
1297             warning_note(wi, warn_buf);
1298         }
1299         if (ir_vdw_switched(ir) && (ir->rlistlong <= ir->rvdw))
1300         {
1301             sprintf(warn_buf, "For energy conservation with switch/shift potentials, %s should be 0.1 to 0.3 nm larger than rvdw.",
1302                     IR_TWINRANGE(*ir) ? "rlistlong" : "rlist");
1303             warning_note(wi, warn_buf);
1304         }
1305     }
1306
1307     if (ir->vdwtype == evdwUSER && ir->eDispCorr != edispcNO)
1308     {
1309         warning_note(wi, "You have selected user tables with dispersion correction, the dispersion will be corrected to -C6/r^6 beyond rvdw_switch (the tabulated interaction between rvdw_switch and rvdw will not be double counted). Make sure that you really want dispersion correction to -C6/r^6.");
1310     }
1311
1312     if (ir->eI == eiLBFGS && (ir->coulombtype == eelCUT || ir->vdwtype == evdwCUT)
1313         && ir->rvdw != 0)
1314     {
1315         warning(wi, "For efficient BFGS minimization, use switch/shift/pme instead of cut-off.");
1316     }
1317
1318     if (ir->eI == eiLBFGS && ir->nbfgscorr <= 0)
1319     {
1320         warning(wi, "Using L-BFGS with nbfgscorr<=0 just gets you steepest descent.");
1321     }
1322
1323     /* ENERGY CONSERVATION */
1324     if (ir_NVE(ir) && ir->cutoff_scheme == ecutsGROUP)
1325     {
1326         if (!ir_vdw_might_be_zero_at_cutoff(ir) && ir->rvdw > 0 && ir->vdw_modifier == eintmodNONE)
1327         {
1328             sprintf(warn_buf, "You are using a cut-off for VdW interactions with NVE, for good energy conservation use vdwtype = %s (possibly with DispCorr)",
1329                     evdw_names[evdwSHIFT]);
1330             warning_note(wi, warn_buf);
1331         }
1332         if (!ir_coulomb_might_be_zero_at_cutoff(ir) && ir->rcoulomb > 0)
1333         {
1334             sprintf(warn_buf, "You are using a cut-off for electrostatics with NVE, for good energy conservation use coulombtype = %s or %s",
1335                     eel_names[eelPMESWITCH], eel_names[eelRF_ZERO]);
1336             warning_note(wi, warn_buf);
1337         }
1338     }
1339
1340     if (EI_VV(ir->eI) && IR_TWINRANGE(*ir) && ir->nstlist > 1)
1341     {
1342         sprintf(warn_buf, "Twin-range multiple time stepping does not work with integrator %s.", ei_names[ir->eI]);
1343         warning_error(wi, warn_buf);
1344     }
1345
1346     /* IMPLICIT SOLVENT */
1347     if (ir->coulombtype == eelGB_NOTUSED)
1348     {
1349         sprintf(warn_buf, "Invalid option %s for coulombtype",
1350                 eel_names[ir->coulombtype]);
1351         warning_error(wi, warn_buf);
1352     }
1353
1354     if (ir->sa_algorithm == esaSTILL)
1355     {
1356         sprintf(err_buf, "Still SA algorithm not available yet, use %s or %s instead\n", esa_names[esaAPPROX], esa_names[esaNO]);
1357         CHECK(ir->sa_algorithm == esaSTILL);
1358     }
1359
1360     if (ir->implicit_solvent == eisGBSA)
1361     {
1362         sprintf(err_buf, "With GBSA implicit solvent, rgbradii must be equal to rlist.");
1363         CHECK(ir->rgbradii != ir->rlist);
1364
1365         if (ir->coulombtype != eelCUT)
1366         {
1367             sprintf(err_buf, "With GBSA, coulombtype must be equal to %s\n", eel_names[eelCUT]);
1368             CHECK(ir->coulombtype != eelCUT);
1369         }
1370         if (ir->vdwtype != evdwCUT)
1371         {
1372             sprintf(err_buf, "With GBSA, vdw-type must be equal to %s\n", evdw_names[evdwCUT]);
1373             CHECK(ir->vdwtype != evdwCUT);
1374         }
1375         if (ir->nstgbradii < 1)
1376         {
1377             sprintf(warn_buf, "Using GBSA with nstgbradii<1, setting nstgbradii=1");
1378             warning_note(wi, warn_buf);
1379             ir->nstgbradii = 1;
1380         }
1381         if (ir->sa_algorithm == esaNO)
1382         {
1383             sprintf(warn_buf, "No SA (non-polar) calculation requested together with GB. Are you sure this is what you want?\n");
1384             warning_note(wi, warn_buf);
1385         }
1386         if (ir->sa_surface_tension < 0 && ir->sa_algorithm != esaNO)
1387         {
1388             sprintf(warn_buf, "Value of sa_surface_tension is < 0. Changing it to 2.05016 or 2.25936 kJ/nm^2/mol for Still and HCT/OBC respectively\n");
1389             warning_note(wi, warn_buf);
1390
1391             if (ir->gb_algorithm == egbSTILL)
1392             {
1393                 ir->sa_surface_tension = 0.0049 * CAL2JOULE * 100;
1394             }
1395             else
1396             {
1397                 ir->sa_surface_tension = 0.0054 * CAL2JOULE * 100;
1398             }
1399         }
1400         if (ir->sa_surface_tension == 0 && ir->sa_algorithm != esaNO)
1401         {
1402             sprintf(err_buf, "Surface tension set to 0 while SA-calculation requested\n");
1403             CHECK(ir->sa_surface_tension == 0 && ir->sa_algorithm != esaNO);
1404         }
1405
1406     }
1407
1408     if (ir->bAdress)
1409     {
1410         if (ir->cutoff_scheme != ecutsGROUP)
1411         {
1412             warning_error(wi, "AdresS simulation supports only cutoff-scheme=group");
1413         }
1414         if (!EI_SD(ir->eI))
1415         {
1416             warning_error(wi, "AdresS simulation supports only stochastic dynamics");
1417         }
1418         if (ir->epc != epcNO)
1419         {
1420             warning_error(wi, "AdresS simulation does not support pressure coupling");
1421         }
1422         if (EEL_FULL(ir->coulombtype))
1423         {
1424             warning_error(wi, "AdresS simulation does not support long-range electrostatics");
1425         }
1426     }
1427 }
1428
1429 /* count the number of text elemets separated by whitespace in a string.
1430     str = the input string
1431     maxptr = the maximum number of allowed elements
1432     ptr = the output array of pointers to the first character of each element
1433     returns: the number of elements. */
1434 int str_nelem(const char *str, int maxptr, char *ptr[])
1435 {
1436     int   np = 0;
1437     char *copy0, *copy;
1438
1439     copy0 = gmx_strdup(str);
1440     copy  = copy0;
1441     ltrim(copy);
1442     while (*copy != '\0')
1443     {
1444         if (np >= maxptr)
1445         {
1446             gmx_fatal(FARGS, "Too many groups on line: '%s' (max is %d)",
1447                       str, maxptr);
1448         }
1449         if (ptr)
1450         {
1451             ptr[np] = copy;
1452         }
1453         np++;
1454         while ((*copy != '\0') && !isspace(*copy))
1455         {
1456             copy++;
1457         }
1458         if (*copy != '\0')
1459         {
1460             *copy = '\0';
1461             copy++;
1462         }
1463         ltrim(copy);
1464     }
1465     if (ptr == NULL)
1466     {
1467         sfree(copy0);
1468     }
1469
1470     return np;
1471 }
1472
1473 /* interpret a number of doubles from a string and put them in an array,
1474    after allocating space for them.
1475    str = the input string
1476    n = the (pre-allocated) number of doubles read
1477    r = the output array of doubles. */
1478 static void parse_n_real(char *str, int *n, real **r)
1479 {
1480     char *ptr[MAXPTR];
1481     int   i;
1482
1483     *n = str_nelem(str, MAXPTR, ptr);
1484
1485     snew(*r, *n);
1486     for (i = 0; i < *n; i++)
1487     {
1488         (*r)[i] = strtod(ptr[i], NULL);
1489     }
1490 }
1491
1492 static void do_fep_params(t_inputrec *ir, char fep_lambda[][STRLEN], char weights[STRLEN])
1493 {
1494
1495     int         i, j, max_n_lambda, nweights, nfep[efptNR];
1496     t_lambda   *fep    = ir->fepvals;
1497     t_expanded *expand = ir->expandedvals;
1498     real      **count_fep_lambdas;
1499     gmx_bool    bOneLambda = TRUE;
1500
1501     snew(count_fep_lambdas, efptNR);
1502
1503     /* FEP input processing */
1504     /* first, identify the number of lambda values for each type.
1505        All that are nonzero must have the same number */
1506
1507     for (i = 0; i < efptNR; i++)
1508     {
1509         parse_n_real(fep_lambda[i], &(nfep[i]), &(count_fep_lambdas[i]));
1510     }
1511
1512     /* now, determine the number of components.  All must be either zero, or equal. */
1513
1514     max_n_lambda = 0;
1515     for (i = 0; i < efptNR; i++)
1516     {
1517         if (nfep[i] > max_n_lambda)
1518         {
1519             max_n_lambda = nfep[i];  /* here's a nonzero one.  All of them
1520                                         must have the same number if its not zero.*/
1521             break;
1522         }
1523     }
1524
1525     for (i = 0; i < efptNR; i++)
1526     {
1527         if (nfep[i] == 0)
1528         {
1529             ir->fepvals->separate_dvdl[i] = FALSE;
1530         }
1531         else if (nfep[i] == max_n_lambda)
1532         {
1533             if (i != efptTEMPERATURE)  /* we treat this differently -- not really a reason to compute the derivative with
1534                                           respect to the temperature currently */
1535             {
1536                 ir->fepvals->separate_dvdl[i] = TRUE;
1537             }
1538         }
1539         else
1540         {
1541             gmx_fatal(FARGS, "Number of lambdas (%d) for FEP type %s not equal to number of other types (%d)",
1542                       nfep[i], efpt_names[i], max_n_lambda);
1543         }
1544     }
1545     /* we don't print out dhdl if the temperature is changing, since we can't correctly define dhdl in this case */
1546     ir->fepvals->separate_dvdl[efptTEMPERATURE] = FALSE;
1547
1548     /* the number of lambdas is the number we've read in, which is either zero
1549        or the same for all */
1550     fep->n_lambda = max_n_lambda;
1551
1552     /* allocate space for the array of lambda values */
1553     snew(fep->all_lambda, efptNR);
1554     /* if init_lambda is defined, we need to set lambda */
1555     if ((fep->init_lambda > 0) && (fep->n_lambda == 0))
1556     {
1557         ir->fepvals->separate_dvdl[efptFEP] = TRUE;
1558     }
1559     /* otherwise allocate the space for all of the lambdas, and transfer the data */
1560     for (i = 0; i < efptNR; i++)
1561     {
1562         snew(fep->all_lambda[i], fep->n_lambda);
1563         if (nfep[i] > 0)  /* if it's zero, then the count_fep_lambda arrays
1564                              are zero */
1565         {
1566             for (j = 0; j < fep->n_lambda; j++)
1567             {
1568                 fep->all_lambda[i][j] = (double)count_fep_lambdas[i][j];
1569             }
1570             sfree(count_fep_lambdas[i]);
1571         }
1572     }
1573     sfree(count_fep_lambdas);
1574
1575     /* "fep-vals" is either zero or the full number. If zero, we'll need to define fep-lambdas for internal
1576        bookkeeping -- for now, init_lambda */
1577
1578     if ((nfep[efptFEP] == 0) && (fep->init_lambda >= 0))
1579     {
1580         for (i = 0; i < fep->n_lambda; i++)
1581         {
1582             fep->all_lambda[efptFEP][i] = fep->init_lambda;
1583         }
1584     }
1585
1586     /* check to see if only a single component lambda is defined, and soft core is defined.
1587        In this case, turn on coulomb soft core */
1588
1589     if (max_n_lambda == 0)
1590     {
1591         bOneLambda = TRUE;
1592     }
1593     else
1594     {
1595         for (i = 0; i < efptNR; i++)
1596         {
1597             if ((nfep[i] != 0) && (i != efptFEP))
1598             {
1599                 bOneLambda = FALSE;
1600             }
1601         }
1602     }
1603     if ((bOneLambda) && (fep->sc_alpha > 0))
1604     {
1605         fep->bScCoul = TRUE;
1606     }
1607
1608     /* Fill in the others with the efptFEP if they are not explicitly
1609        specified (i.e. nfep[i] == 0).  This means if fep is not defined,
1610        they are all zero. */
1611
1612     for (i = 0; i < efptNR; i++)
1613     {
1614         if ((nfep[i] == 0) && (i != efptFEP))
1615         {
1616             for (j = 0; j < fep->n_lambda; j++)
1617             {
1618                 fep->all_lambda[i][j] = fep->all_lambda[efptFEP][j];
1619             }
1620         }
1621     }
1622
1623
1624     /* make it easier if sc_r_power = 48 by increasing it to the 4th power, to be in the right scale. */
1625     if (fep->sc_r_power == 48)
1626     {
1627         if (fep->sc_alpha > 0.1)
1628         {
1629             gmx_fatal(FARGS, "sc_alpha (%f) for sc_r_power = 48 should usually be between 0.001 and 0.004", fep->sc_alpha);
1630         }
1631     }
1632
1633     expand = ir->expandedvals;
1634     /* now read in the weights */
1635     parse_n_real(weights, &nweights, &(expand->init_lambda_weights));
1636     if (nweights == 0)
1637     {
1638         snew(expand->init_lambda_weights, fep->n_lambda); /* initialize to zero */
1639     }
1640     else if (nweights != fep->n_lambda)
1641     {
1642         gmx_fatal(FARGS, "Number of weights (%d) is not equal to number of lambda values (%d)",
1643                   nweights, fep->n_lambda);
1644     }
1645     if ((expand->nstexpanded < 0) && (ir->efep != efepNO))
1646     {
1647         expand->nstexpanded = fep->nstdhdl;
1648         /* if you don't specify nstexpanded when doing expanded ensemble free energy calcs, it is set to nstdhdl */
1649     }
1650     if ((expand->nstexpanded < 0) && ir->bSimTemp)
1651     {
1652         expand->nstexpanded = 2*(int)(ir->opts.tau_t[0]/ir->delta_t);
1653         /* if you don't specify nstexpanded when doing expanded ensemble simulated tempering, it is set to
1654            2*tau_t just to be careful so it's not to frequent  */
1655     }
1656 }
1657
1658
1659 static void do_simtemp_params(t_inputrec *ir)
1660 {
1661
1662     snew(ir->simtempvals->temperatures, ir->fepvals->n_lambda);
1663     GetSimTemps(ir->fepvals->n_lambda, ir->simtempvals, ir->fepvals->all_lambda[efptTEMPERATURE]);
1664
1665     return;
1666 }
1667
1668 static void do_wall_params(t_inputrec *ir,
1669                            char *wall_atomtype, char *wall_density,
1670                            t_gromppopts *opts)
1671 {
1672     int    nstr, i;
1673     char  *names[MAXPTR];
1674     double dbl;
1675
1676     opts->wall_atomtype[0] = NULL;
1677     opts->wall_atomtype[1] = NULL;
1678
1679     ir->wall_atomtype[0] = -1;
1680     ir->wall_atomtype[1] = -1;
1681     ir->wall_density[0]  = 0;
1682     ir->wall_density[1]  = 0;
1683
1684     if (ir->nwall > 0)
1685     {
1686         nstr = str_nelem(wall_atomtype, MAXPTR, names);
1687         if (nstr != ir->nwall)
1688         {
1689             gmx_fatal(FARGS, "Expected %d elements for wall_atomtype, found %d",
1690                       ir->nwall, nstr);
1691         }
1692         for (i = 0; i < ir->nwall; i++)
1693         {
1694             opts->wall_atomtype[i] = gmx_strdup(names[i]);
1695         }
1696
1697         if (ir->wall_type == ewt93 || ir->wall_type == ewt104)
1698         {
1699             nstr = str_nelem(wall_density, MAXPTR, names);
1700             if (nstr != ir->nwall)
1701             {
1702                 gmx_fatal(FARGS, "Expected %d elements for wall-density, found %d", ir->nwall, nstr);
1703             }
1704             for (i = 0; i < ir->nwall; i++)
1705             {
1706                 sscanf(names[i], "%lf", &dbl);
1707                 if (dbl <= 0)
1708                 {
1709                     gmx_fatal(FARGS, "wall-density[%d] = %f\n", i, dbl);
1710                 }
1711                 ir->wall_density[i] = dbl;
1712             }
1713         }
1714     }
1715 }
1716
1717 static void add_wall_energrps(gmx_groups_t *groups, int nwall, t_symtab *symtab)
1718 {
1719     int     i;
1720     t_grps *grps;
1721     char    str[STRLEN];
1722
1723     if (nwall > 0)
1724     {
1725         srenew(groups->grpname, groups->ngrpname+nwall);
1726         grps = &(groups->grps[egcENER]);
1727         srenew(grps->nm_ind, grps->nr+nwall);
1728         for (i = 0; i < nwall; i++)
1729         {
1730             sprintf(str, "wall%d", i);
1731             groups->grpname[groups->ngrpname] = put_symtab(symtab, str);
1732             grps->nm_ind[grps->nr++]          = groups->ngrpname++;
1733         }
1734     }
1735 }
1736
1737 void read_expandedparams(int *ninp_p, t_inpfile **inp_p,
1738                          t_expanded *expand, warninp_t wi)
1739 {
1740     int        ninp, nerror = 0;
1741     t_inpfile *inp;
1742
1743     ninp   = *ninp_p;
1744     inp    = *inp_p;
1745
1746     /* read expanded ensemble parameters */
1747     CCTYPE ("expanded ensemble variables");
1748     ITYPE ("nstexpanded", expand->nstexpanded, -1);
1749     EETYPE("lmc-stats", expand->elamstats, elamstats_names);
1750     EETYPE("lmc-move", expand->elmcmove, elmcmove_names);
1751     EETYPE("lmc-weights-equil", expand->elmceq, elmceq_names);
1752     ITYPE ("weight-equil-number-all-lambda", expand->equil_n_at_lam, -1);
1753     ITYPE ("weight-equil-number-samples", expand->equil_samples, -1);
1754     ITYPE ("weight-equil-number-steps", expand->equil_steps, -1);
1755     RTYPE ("weight-equil-wl-delta", expand->equil_wl_delta, -1);
1756     RTYPE ("weight-equil-count-ratio", expand->equil_ratio, -1);
1757     CCTYPE("Seed for Monte Carlo in lambda space");
1758     ITYPE ("lmc-seed", expand->lmc_seed, -1);
1759     RTYPE ("mc-temperature", expand->mc_temp, -1);
1760     ITYPE ("lmc-repeats", expand->lmc_repeats, 1);
1761     ITYPE ("lmc-gibbsdelta", expand->gibbsdeltalam, -1);
1762     ITYPE ("lmc-forced-nstart", expand->lmc_forced_nstart, 0);
1763     EETYPE("symmetrized-transition-matrix", expand->bSymmetrizedTMatrix, yesno_names);
1764     ITYPE("nst-transition-matrix", expand->nstTij, -1);
1765     ITYPE ("mininum-var-min", expand->minvarmin, 100); /*default is reasonable */
1766     ITYPE ("weight-c-range", expand->c_range, 0);      /* default is just C=0 */
1767     RTYPE ("wl-scale", expand->wl_scale, 0.8);
1768     RTYPE ("wl-ratio", expand->wl_ratio, 0.8);
1769     RTYPE ("init-wl-delta", expand->init_wl_delta, 1.0);
1770     EETYPE("wl-oneovert", expand->bWLoneovert, yesno_names);
1771
1772     *ninp_p   = ninp;
1773     *inp_p    = inp;
1774
1775     return;
1776 }
1777
1778 void get_ir(const char *mdparin, const char *mdparout,
1779             t_inputrec *ir, t_gromppopts *opts,
1780             warninp_t wi)
1781 {
1782     char       *dumstr[2];
1783     double      dumdub[2][6];
1784     t_inpfile  *inp;
1785     const char *tmp;
1786     int         i, j, m, ninp;
1787     char        warn_buf[STRLEN];
1788     t_lambda   *fep    = ir->fepvals;
1789     t_expanded *expand = ir->expandedvals;
1790
1791     init_inputrec_strings();
1792     inp = read_inpfile(mdparin, &ninp, wi);
1793
1794     snew(dumstr[0], STRLEN);
1795     snew(dumstr[1], STRLEN);
1796
1797     if (-1 == search_einp(ninp, inp, "cutoff-scheme"))
1798     {
1799         sprintf(warn_buf,
1800                 "%s did not specify a value for the .mdp option "
1801                 "\"cutoff-scheme\". Probably it was first intended for use "
1802                 "with GROMACS before 4.6. In 4.6, the Verlet scheme was "
1803                 "introduced, but the group scheme was still the default. "
1804                 "The default is now the Verlet scheme, so you will observe "
1805                 "different behaviour.", mdparin);
1806         warning_note(wi, warn_buf);
1807     }
1808
1809     /* ignore the following deprecated commands */
1810     REM_TYPE("title");
1811     REM_TYPE("cpp");
1812     REM_TYPE("domain-decomposition");
1813     REM_TYPE("andersen-seed");
1814     REM_TYPE("dihre");
1815     REM_TYPE("dihre-fc");
1816     REM_TYPE("dihre-tau");
1817     REM_TYPE("nstdihreout");
1818     REM_TYPE("nstcheckpoint");
1819     REM_TYPE("optimize-fft");
1820
1821     /* replace the following commands with the clearer new versions*/
1822     REPL_TYPE("unconstrained-start", "continuation");
1823     REPL_TYPE("foreign-lambda", "fep-lambdas");
1824     REPL_TYPE("verlet-buffer-drift", "verlet-buffer-tolerance");
1825     REPL_TYPE("nstxtcout", "nstxout-compressed");
1826     REPL_TYPE("xtc-grps", "compressed-x-grps");
1827     REPL_TYPE("xtc-precision", "compressed-x-precision");
1828
1829     CCTYPE ("VARIOUS PREPROCESSING OPTIONS");
1830     CTYPE ("Preprocessor information: use cpp syntax.");
1831     CTYPE ("e.g.: -I/home/joe/doe -I/home/mary/roe");
1832     STYPE ("include", opts->include,  NULL);
1833     CTYPE ("e.g.: -DPOSRES -DFLEXIBLE (note these variable names are case sensitive)");
1834     STYPE ("define",  opts->define,   NULL);
1835
1836     CCTYPE ("RUN CONTROL PARAMETERS");
1837     EETYPE("integrator",  ir->eI,         ei_names);
1838     CTYPE ("Start time and timestep in ps");
1839     RTYPE ("tinit",   ir->init_t, 0.0);
1840     RTYPE ("dt",      ir->delta_t,    0.001);
1841     STEPTYPE ("nsteps",   ir->nsteps,     0);
1842     CTYPE ("For exact run continuation or redoing part of a run");
1843     STEPTYPE ("init-step", ir->init_step,  0);
1844     CTYPE ("Part index is updated automatically on checkpointing (keeps files separate)");
1845     ITYPE ("simulation-part", ir->simulation_part, 1);
1846     CTYPE ("mode for center of mass motion removal");
1847     EETYPE("comm-mode",   ir->comm_mode,  ecm_names);
1848     CTYPE ("number of steps for center of mass motion removal");
1849     ITYPE ("nstcomm", ir->nstcomm,    100);
1850     CTYPE ("group(s) for center of mass motion removal");
1851     STYPE ("comm-grps",   is->vcm,            NULL);
1852
1853     CCTYPE ("LANGEVIN DYNAMICS OPTIONS");
1854     CTYPE ("Friction coefficient (amu/ps) and random seed");
1855     RTYPE ("bd-fric",     ir->bd_fric,    0.0);
1856     STEPTYPE ("ld-seed",  ir->ld_seed,    -1);
1857
1858     /* Em stuff */
1859     CCTYPE ("ENERGY MINIMIZATION OPTIONS");
1860     CTYPE ("Force tolerance and initial step-size");
1861     RTYPE ("emtol",       ir->em_tol,     10.0);
1862     RTYPE ("emstep",      ir->em_stepsize, 0.01);
1863     CTYPE ("Max number of iterations in relax-shells");
1864     ITYPE ("niter",       ir->niter,      20);
1865     CTYPE ("Step size (ps^2) for minimization of flexible constraints");
1866     RTYPE ("fcstep",      ir->fc_stepsize, 0);
1867     CTYPE ("Frequency of steepest descents steps when doing CG");
1868     ITYPE ("nstcgsteep",  ir->nstcgsteep, 1000);
1869     ITYPE ("nbfgscorr",   ir->nbfgscorr,  10);
1870
1871     CCTYPE ("TEST PARTICLE INSERTION OPTIONS");
1872     RTYPE ("rtpi",    ir->rtpi,   0.05);
1873
1874     /* Output options */
1875     CCTYPE ("OUTPUT CONTROL OPTIONS");
1876     CTYPE ("Output frequency for coords (x), velocities (v) and forces (f)");
1877     ITYPE ("nstxout", ir->nstxout,    0);
1878     ITYPE ("nstvout", ir->nstvout,    0);
1879     ITYPE ("nstfout", ir->nstfout,    0);
1880     CTYPE ("Output frequency for energies to log file and energy file");
1881     ITYPE ("nstlog",  ir->nstlog, 1000);
1882     ITYPE ("nstcalcenergy", ir->nstcalcenergy, 100);
1883     ITYPE ("nstenergy",   ir->nstenergy,  1000);
1884     CTYPE ("Output frequency and precision for .xtc file");
1885     ITYPE ("nstxout-compressed", ir->nstxout_compressed,  0);
1886     RTYPE ("compressed-x-precision", ir->x_compression_precision, 1000.0);
1887     CTYPE ("This selects the subset of atoms for the compressed");
1888     CTYPE ("trajectory file. You can select multiple groups. By");
1889     CTYPE ("default, all atoms will be written.");
1890     STYPE ("compressed-x-grps", is->x_compressed_groups, NULL);
1891     CTYPE ("Selection of energy groups");
1892     STYPE ("energygrps",  is->energy,         NULL);
1893
1894     /* Neighbor searching */
1895     CCTYPE ("NEIGHBORSEARCHING PARAMETERS");
1896     CTYPE ("cut-off scheme (Verlet: particle based cut-offs, group: using charge groups)");
1897     EETYPE("cutoff-scheme",     ir->cutoff_scheme,    ecutscheme_names);
1898     CTYPE ("nblist update frequency");
1899     ITYPE ("nstlist", ir->nstlist,    10);
1900     CTYPE ("ns algorithm (simple or grid)");
1901     EETYPE("ns-type",     ir->ns_type,    ens_names);
1902     CTYPE ("Periodic boundary conditions: xyz, no, xy");
1903     EETYPE("pbc",         ir->ePBC,       epbc_names);
1904     EETYPE("periodic-molecules", ir->bPeriodicMols, yesno_names);
1905     CTYPE ("Allowed energy error due to the Verlet buffer in kJ/mol/ps per atom,");
1906     CTYPE ("a value of -1 means: use rlist");
1907     RTYPE("verlet-buffer-tolerance", ir->verletbuf_tol,    0.005);
1908     CTYPE ("nblist cut-off");
1909     RTYPE ("rlist",   ir->rlist,  1.0);
1910     CTYPE ("long-range cut-off for switched potentials");
1911     RTYPE ("rlistlong",   ir->rlistlong,  -1);
1912     ITYPE ("nstcalclr",   ir->nstcalclr,  -1);
1913
1914     /* Electrostatics */
1915     CCTYPE ("OPTIONS FOR ELECTROSTATICS AND VDW");
1916     CTYPE ("Method for doing electrostatics");
1917     EETYPE("coulombtype", ir->coulombtype,    eel_names);
1918     EETYPE("coulomb-modifier",    ir->coulomb_modifier,    eintmod_names);
1919     CTYPE ("cut-off lengths");
1920     RTYPE ("rcoulomb-switch", ir->rcoulomb_switch,    0.0);
1921     RTYPE ("rcoulomb",    ir->rcoulomb,   1.0);
1922     CTYPE ("Relative dielectric constant for the medium and the reaction field");
1923     RTYPE ("epsilon-r",   ir->epsilon_r,  1.0);
1924     RTYPE ("epsilon-rf",  ir->epsilon_rf, 0.0);
1925     CTYPE ("Method for doing Van der Waals");
1926     EETYPE("vdw-type",    ir->vdwtype,    evdw_names);
1927     EETYPE("vdw-modifier",    ir->vdw_modifier,    eintmod_names);
1928     CTYPE ("cut-off lengths");
1929     RTYPE ("rvdw-switch", ir->rvdw_switch,    0.0);
1930     RTYPE ("rvdw",    ir->rvdw,   1.0);
1931     CTYPE ("Apply long range dispersion corrections for Energy and Pressure");
1932     EETYPE("DispCorr",    ir->eDispCorr,  edispc_names);
1933     CTYPE ("Extension of the potential lookup tables beyond the cut-off");
1934     RTYPE ("table-extension", ir->tabext, 1.0);
1935     CTYPE ("Separate tables between energy group pairs");
1936     STYPE ("energygrp-table", is->egptable,   NULL);
1937     CTYPE ("Spacing for the PME/PPPM FFT grid");
1938     RTYPE ("fourierspacing", ir->fourier_spacing, 0.12);
1939     CTYPE ("FFT grid size, when a value is 0 fourierspacing will be used");
1940     ITYPE ("fourier-nx",  ir->nkx,         0);
1941     ITYPE ("fourier-ny",  ir->nky,         0);
1942     ITYPE ("fourier-nz",  ir->nkz,         0);
1943     CTYPE ("EWALD/PME/PPPM parameters");
1944     ITYPE ("pme-order",   ir->pme_order,   4);
1945     RTYPE ("ewald-rtol",  ir->ewald_rtol, 0.00001);
1946     RTYPE ("ewald-rtol-lj", ir->ewald_rtol_lj, 0.001);
1947     EETYPE("lj-pme-comb-rule", ir->ljpme_combination_rule, eljpme_names);
1948     EETYPE("ewald-geometry", ir->ewald_geometry, eewg_names);
1949     RTYPE ("epsilon-surface", ir->epsilon_surface, 0.0);
1950
1951     CCTYPE("IMPLICIT SOLVENT ALGORITHM");
1952     EETYPE("implicit-solvent", ir->implicit_solvent, eis_names);
1953
1954     CCTYPE ("GENERALIZED BORN ELECTROSTATICS");
1955     CTYPE ("Algorithm for calculating Born radii");
1956     EETYPE("gb-algorithm", ir->gb_algorithm, egb_names);
1957     CTYPE ("Frequency of calculating the Born radii inside rlist");
1958     ITYPE ("nstgbradii", ir->nstgbradii, 1);
1959     CTYPE ("Cutoff for Born radii calculation; the contribution from atoms");
1960     CTYPE ("between rlist and rgbradii is updated every nstlist steps");
1961     RTYPE ("rgbradii",  ir->rgbradii, 1.0);
1962     CTYPE ("Dielectric coefficient of the implicit solvent");
1963     RTYPE ("gb-epsilon-solvent", ir->gb_epsilon_solvent, 80.0);
1964     CTYPE ("Salt concentration in M for Generalized Born models");
1965     RTYPE ("gb-saltconc",  ir->gb_saltconc, 0.0);
1966     CTYPE ("Scaling factors used in the OBC GB model. Default values are OBC(II)");
1967     RTYPE ("gb-obc-alpha", ir->gb_obc_alpha, 1.0);
1968     RTYPE ("gb-obc-beta", ir->gb_obc_beta, 0.8);
1969     RTYPE ("gb-obc-gamma", ir->gb_obc_gamma, 4.85);
1970     RTYPE ("gb-dielectric-offset", ir->gb_dielectric_offset, 0.009);
1971     EETYPE("sa-algorithm", ir->sa_algorithm, esa_names);
1972     CTYPE ("Surface tension (kJ/mol/nm^2) for the SA (nonpolar surface) part of GBSA");
1973     CTYPE ("The value -1 will set default value for Still/HCT/OBC GB-models.");
1974     RTYPE ("sa-surface-tension", ir->sa_surface_tension, -1);
1975
1976     /* Coupling stuff */
1977     CCTYPE ("OPTIONS FOR WEAK COUPLING ALGORITHMS");
1978     CTYPE ("Temperature coupling");
1979     EETYPE("tcoupl",  ir->etc,        etcoupl_names);
1980     ITYPE ("nsttcouple", ir->nsttcouple,  -1);
1981     ITYPE("nh-chain-length",     ir->opts.nhchainlength, 10);
1982     EETYPE("print-nose-hoover-chain-variables", ir->bPrintNHChains, yesno_names);
1983     CTYPE ("Groups to couple separately");
1984     STYPE ("tc-grps",     is->tcgrps,         NULL);
1985     CTYPE ("Time constant (ps) and reference temperature (K)");
1986     STYPE ("tau-t",   is->tau_t,      NULL);
1987     STYPE ("ref-t",   is->ref_t,      NULL);
1988     CTYPE ("pressure coupling");
1989     EETYPE("pcoupl",  ir->epc,        epcoupl_names);
1990     EETYPE("pcoupltype",  ir->epct,       epcoupltype_names);
1991     ITYPE ("nstpcouple", ir->nstpcouple,  -1);
1992     CTYPE ("Time constant (ps), compressibility (1/bar) and reference P (bar)");
1993     RTYPE ("tau-p",   ir->tau_p,  1.0);
1994     STYPE ("compressibility", dumstr[0],  NULL);
1995     STYPE ("ref-p",       dumstr[1],      NULL);
1996     CTYPE ("Scaling of reference coordinates, No, All or COM");
1997     EETYPE ("refcoord-scaling", ir->refcoord_scaling, erefscaling_names);
1998
1999     /* QMMM */
2000     CCTYPE ("OPTIONS FOR QMMM calculations");
2001     EETYPE("QMMM", ir->bQMMM, yesno_names);
2002     CTYPE ("Groups treated Quantum Mechanically");
2003     STYPE ("QMMM-grps",  is->QMMM,          NULL);
2004     CTYPE ("QM method");
2005     STYPE("QMmethod",     is->QMmethod, NULL);
2006     CTYPE ("QMMM scheme");
2007     EETYPE("QMMMscheme",  ir->QMMMscheme,    eQMMMscheme_names);
2008     CTYPE ("QM basisset");
2009     STYPE("QMbasis",      is->QMbasis, NULL);
2010     CTYPE ("QM charge");
2011     STYPE ("QMcharge",    is->QMcharge, NULL);
2012     CTYPE ("QM multiplicity");
2013     STYPE ("QMmult",      is->QMmult, NULL);
2014     CTYPE ("Surface Hopping");
2015     STYPE ("SH",          is->bSH, NULL);
2016     CTYPE ("CAS space options");
2017     STYPE ("CASorbitals",      is->CASorbitals,   NULL);
2018     STYPE ("CASelectrons",     is->CASelectrons,  NULL);
2019     STYPE ("SAon", is->SAon, NULL);
2020     STYPE ("SAoff", is->SAoff, NULL);
2021     STYPE ("SAsteps", is->SAsteps, NULL);
2022     CTYPE ("Scale factor for MM charges");
2023     RTYPE ("MMChargeScaleFactor", ir->scalefactor, 1.0);
2024     CTYPE ("Optimization of QM subsystem");
2025     STYPE ("bOPT",          is->bOPT, NULL);
2026     STYPE ("bTS",          is->bTS, NULL);
2027
2028     /* Simulated annealing */
2029     CCTYPE("SIMULATED ANNEALING");
2030     CTYPE ("Type of annealing for each temperature group (no/single/periodic)");
2031     STYPE ("annealing",   is->anneal,      NULL);
2032     CTYPE ("Number of time points to use for specifying annealing in each group");
2033     STYPE ("annealing-npoints", is->anneal_npoints, NULL);
2034     CTYPE ("List of times at the annealing points for each group");
2035     STYPE ("annealing-time",       is->anneal_time,       NULL);
2036     CTYPE ("Temp. at each annealing point, for each group.");
2037     STYPE ("annealing-temp",  is->anneal_temp,  NULL);
2038
2039     /* Startup run */
2040     CCTYPE ("GENERATE VELOCITIES FOR STARTUP RUN");
2041     EETYPE("gen-vel",     opts->bGenVel,  yesno_names);
2042     RTYPE ("gen-temp",    opts->tempi,    300.0);
2043     ITYPE ("gen-seed",    opts->seed,     -1);
2044
2045     /* Shake stuff */
2046     CCTYPE ("OPTIONS FOR BONDS");
2047     EETYPE("constraints", opts->nshake,   constraints);
2048     CTYPE ("Type of constraint algorithm");
2049     EETYPE("constraint-algorithm",  ir->eConstrAlg, econstr_names);
2050     CTYPE ("Do not constrain the start configuration");
2051     EETYPE("continuation", ir->bContinuation, yesno_names);
2052     CTYPE ("Use successive overrelaxation to reduce the number of shake iterations");
2053     EETYPE("Shake-SOR", ir->bShakeSOR, yesno_names);
2054     CTYPE ("Relative tolerance of shake");
2055     RTYPE ("shake-tol", ir->shake_tol, 0.0001);
2056     CTYPE ("Highest order in the expansion of the constraint coupling matrix");
2057     ITYPE ("lincs-order", ir->nProjOrder, 4);
2058     CTYPE ("Number of iterations in the final step of LINCS. 1 is fine for");
2059     CTYPE ("normal simulations, but use 2 to conserve energy in NVE runs.");
2060     CTYPE ("For energy minimization with constraints it should be 4 to 8.");
2061     ITYPE ("lincs-iter", ir->nLincsIter, 1);
2062     CTYPE ("Lincs will write a warning to the stderr if in one step a bond");
2063     CTYPE ("rotates over more degrees than");
2064     RTYPE ("lincs-warnangle", ir->LincsWarnAngle, 30.0);
2065     CTYPE ("Convert harmonic bonds to morse potentials");
2066     EETYPE("morse",       opts->bMorse, yesno_names);
2067
2068     /* Energy group exclusions */
2069     CCTYPE ("ENERGY GROUP EXCLUSIONS");
2070     CTYPE ("Pairs of energy groups for which all non-bonded interactions are excluded");
2071     STYPE ("energygrp-excl", is->egpexcl,     NULL);
2072
2073     /* Walls */
2074     CCTYPE ("WALLS");
2075     CTYPE ("Number of walls, type, atom types, densities and box-z scale factor for Ewald");
2076     ITYPE ("nwall", ir->nwall, 0);
2077     EETYPE("wall-type",     ir->wall_type,   ewt_names);
2078     RTYPE ("wall-r-linpot", ir->wall_r_linpot, -1);
2079     STYPE ("wall-atomtype", is->wall_atomtype, NULL);
2080     STYPE ("wall-density",  is->wall_density,  NULL);
2081     RTYPE ("wall-ewald-zfac", ir->wall_ewald_zfac, 3);
2082
2083     /* COM pulling */
2084     CCTYPE("COM PULLING");
2085     CTYPE("Pull type: no, umbrella, constraint or constant-force");
2086     EETYPE("pull",          ir->ePull, epull_names);
2087     if (ir->ePull != epullNO)
2088     {
2089         snew(ir->pull, 1);
2090         is->pull_grp = read_pullparams(&ninp, &inp, ir->pull, &opts->pull_start, wi);
2091     }
2092
2093     /* Enforced rotation */
2094     CCTYPE("ENFORCED ROTATION");
2095     CTYPE("Enforced rotation: No or Yes");
2096     EETYPE("rotation",       ir->bRot, yesno_names);
2097     if (ir->bRot)
2098     {
2099         snew(ir->rot, 1);
2100         is->rot_grp = read_rotparams(&ninp, &inp, ir->rot, wi);
2101     }
2102
2103     /* Interactive MD */
2104     ir->bIMD = FALSE;
2105     CCTYPE("Group to display and/or manipulate in interactive MD session");
2106     STYPE ("IMD-group", is->imd_grp, NULL);
2107     if (is->imd_grp[0] != '\0')
2108     {
2109         snew(ir->imd, 1);
2110         ir->bIMD = TRUE;
2111     }
2112
2113     /* Refinement */
2114     CCTYPE("NMR refinement stuff");
2115     CTYPE ("Distance restraints type: No, Simple or Ensemble");
2116     EETYPE("disre",       ir->eDisre,     edisre_names);
2117     CTYPE ("Force weighting of pairs in one distance restraint: Conservative or Equal");
2118     EETYPE("disre-weighting", ir->eDisreWeighting, edisreweighting_names);
2119     CTYPE ("Use sqrt of the time averaged times the instantaneous violation");
2120     EETYPE("disre-mixed", ir->bDisreMixed, yesno_names);
2121     RTYPE ("disre-fc",    ir->dr_fc,  1000.0);
2122     RTYPE ("disre-tau",   ir->dr_tau, 0.0);
2123     CTYPE ("Output frequency for pair distances to energy file");
2124     ITYPE ("nstdisreout", ir->nstdisreout, 100);
2125     CTYPE ("Orientation restraints: No or Yes");
2126     EETYPE("orire",       opts->bOrire,   yesno_names);
2127     CTYPE ("Orientation restraints force constant and tau for time averaging");
2128     RTYPE ("orire-fc",    ir->orires_fc,  0.0);
2129     RTYPE ("orire-tau",   ir->orires_tau, 0.0);
2130     STYPE ("orire-fitgrp", is->orirefitgrp,    NULL);
2131     CTYPE ("Output frequency for trace(SD) and S to energy file");
2132     ITYPE ("nstorireout", ir->nstorireout, 100);
2133
2134     /* free energy variables */
2135     CCTYPE ("Free energy variables");
2136     EETYPE("free-energy", ir->efep, efep_names);
2137     STYPE ("couple-moltype",  is->couple_moltype,  NULL);
2138     EETYPE("couple-lambda0", opts->couple_lam0, couple_lam);
2139     EETYPE("couple-lambda1", opts->couple_lam1, couple_lam);
2140     EETYPE("couple-intramol", opts->bCoupleIntra, yesno_names);
2141
2142     RTYPE ("init-lambda", fep->init_lambda, -1); /* start with -1 so
2143                                                     we can recognize if
2144                                                     it was not entered */
2145     ITYPE ("init-lambda-state", fep->init_fep_state, -1);
2146     RTYPE ("delta-lambda", fep->delta_lambda, 0.0);
2147     ITYPE ("nstdhdl", fep->nstdhdl, 50);
2148     STYPE ("fep-lambdas", is->fep_lambda[efptFEP], NULL);
2149     STYPE ("mass-lambdas", is->fep_lambda[efptMASS], NULL);
2150     STYPE ("coul-lambdas", is->fep_lambda[efptCOUL], NULL);
2151     STYPE ("vdw-lambdas", is->fep_lambda[efptVDW], NULL);
2152     STYPE ("bonded-lambdas", is->fep_lambda[efptBONDED], NULL);
2153     STYPE ("restraint-lambdas", is->fep_lambda[efptRESTRAINT], NULL);
2154     STYPE ("temperature-lambdas", is->fep_lambda[efptTEMPERATURE], NULL);
2155     ITYPE ("calc-lambda-neighbors", fep->lambda_neighbors, 1);
2156     STYPE ("init-lambda-weights", is->lambda_weights, NULL);
2157     EETYPE("dhdl-print-energy", fep->edHdLPrintEnergy, edHdLPrintEnergy_names);
2158     RTYPE ("sc-alpha", fep->sc_alpha, 0.0);
2159     ITYPE ("sc-power", fep->sc_power, 1);
2160     RTYPE ("sc-r-power", fep->sc_r_power, 6.0);
2161     RTYPE ("sc-sigma", fep->sc_sigma, 0.3);
2162     EETYPE("sc-coul", fep->bScCoul, yesno_names);
2163     ITYPE ("dh_hist_size", fep->dh_hist_size, 0);
2164     RTYPE ("dh_hist_spacing", fep->dh_hist_spacing, 0.1);
2165     EETYPE("separate-dhdl-file", fep->separate_dhdl_file,
2166            separate_dhdl_file_names);
2167     EETYPE("dhdl-derivatives", fep->dhdl_derivatives, dhdl_derivatives_names);
2168     ITYPE ("dh_hist_size", fep->dh_hist_size, 0);
2169     RTYPE ("dh_hist_spacing", fep->dh_hist_spacing, 0.1);
2170
2171     /* Non-equilibrium MD stuff */
2172     CCTYPE("Non-equilibrium MD stuff");
2173     STYPE ("acc-grps",    is->accgrps,        NULL);
2174     STYPE ("accelerate",  is->acc,            NULL);
2175     STYPE ("freezegrps",  is->freeze,         NULL);
2176     STYPE ("freezedim",   is->frdim,          NULL);
2177     RTYPE ("cos-acceleration", ir->cos_accel, 0);
2178     STYPE ("deform",      is->deform,         NULL);
2179
2180     /* simulated tempering variables */
2181     CCTYPE("simulated tempering variables");
2182     EETYPE("simulated-tempering", ir->bSimTemp, yesno_names);
2183     EETYPE("simulated-tempering-scaling", ir->simtempvals->eSimTempScale, esimtemp_names);
2184     RTYPE("sim-temp-low", ir->simtempvals->simtemp_low, 300.0);
2185     RTYPE("sim-temp-high", ir->simtempvals->simtemp_high, 300.0);
2186
2187     /* expanded ensemble variables */
2188     if (ir->efep == efepEXPANDED || ir->bSimTemp)
2189     {
2190         read_expandedparams(&ninp, &inp, expand, wi);
2191     }
2192
2193     /* Electric fields */
2194     CCTYPE("Electric fields");
2195     CTYPE ("Format is number of terms (int) and for all terms an amplitude (real)");
2196     CTYPE ("and a phase angle (real)");
2197     STYPE ("E-x",     is->efield_x,   NULL);
2198     STYPE ("E-xt",    is->efield_xt,  NULL);
2199     STYPE ("E-y",     is->efield_y,   NULL);
2200     STYPE ("E-yt",    is->efield_yt,  NULL);
2201     STYPE ("E-z",     is->efield_z,   NULL);
2202     STYPE ("E-zt",    is->efield_zt,  NULL);
2203
2204     CCTYPE("Ion/water position swapping for computational electrophysiology setups");
2205     CTYPE("Swap positions along direction: no, X, Y, Z");
2206     EETYPE("swapcoords", ir->eSwapCoords, eSwapTypes_names);
2207     if (ir->eSwapCoords != eswapNO)
2208     {
2209         snew(ir->swap, 1);
2210         CTYPE("Swap attempt frequency");
2211         ITYPE("swap-frequency", ir->swap->nstswap, 1);
2212         CTYPE("Two index groups that contain the compartment-partitioning atoms");
2213         STYPE("split-group0", splitgrp0, NULL);
2214         STYPE("split-group1", splitgrp1, NULL);
2215         CTYPE("Use center of mass of split groups (yes/no), otherwise center of geometry is used");
2216         EETYPE("massw-split0", ir->swap->massw_split[0], yesno_names);
2217         EETYPE("massw-split1", ir->swap->massw_split[1], yesno_names);
2218
2219         CTYPE("Group name of ions that can be exchanged with solvent molecules");
2220         STYPE("swap-group", swapgrp, NULL);
2221         CTYPE("Group name of solvent molecules");
2222         STYPE("solvent-group", solgrp, NULL);
2223
2224         CTYPE("Split cylinder: radius, upper and lower extension (nm) (this will define the channels)");
2225         CTYPE("Note that the split cylinder settings do not have an influence on the swapping protocol,");
2226         CTYPE("however, if correctly defined, the ion permeation events are counted per channel");
2227         RTYPE("cyl0-r", ir->swap->cyl0r, 2.0);
2228         RTYPE("cyl0-up", ir->swap->cyl0u, 1.0);
2229         RTYPE("cyl0-down", ir->swap->cyl0l, 1.0);
2230         RTYPE("cyl1-r", ir->swap->cyl1r, 2.0);
2231         RTYPE("cyl1-up", ir->swap->cyl1u, 1.0);
2232         RTYPE("cyl1-down", ir->swap->cyl1l, 1.0);
2233
2234         CTYPE("Average the number of ions per compartment over these many swap attempt steps");
2235         ITYPE("coupl-steps", ir->swap->nAverage, 10);
2236         CTYPE("Requested number of anions and cations for each of the two compartments");
2237         CTYPE("-1 means fix the numbers as found in time step 0");
2238         ITYPE("anionsA", ir->swap->nanions[0], -1);
2239         ITYPE("cationsA", ir->swap->ncations[0], -1);
2240         ITYPE("anionsB", ir->swap->nanions[1], -1);
2241         ITYPE("cationsB", ir->swap->ncations[1], -1);
2242         CTYPE("Start to swap ions if threshold difference to requested count is reached");
2243         RTYPE("threshold", ir->swap->threshold, 1.0);
2244     }
2245
2246     /* AdResS defined thingies */
2247     CCTYPE ("AdResS parameters");
2248     EETYPE("adress",       ir->bAdress, yesno_names);
2249     if (ir->bAdress)
2250     {
2251         snew(ir->adress, 1);
2252         read_adressparams(&ninp, &inp, ir->adress, wi);
2253     }
2254
2255     /* User defined thingies */
2256     CCTYPE ("User defined thingies");
2257     STYPE ("user1-grps",  is->user1,          NULL);
2258     STYPE ("user2-grps",  is->user2,          NULL);
2259     ITYPE ("userint1",    ir->userint1,   0);
2260     ITYPE ("userint2",    ir->userint2,   0);
2261     ITYPE ("userint3",    ir->userint3,   0);
2262     ITYPE ("userint4",    ir->userint4,   0);
2263     RTYPE ("userreal1",   ir->userreal1,  0);
2264     RTYPE ("userreal2",   ir->userreal2,  0);
2265     RTYPE ("userreal3",   ir->userreal3,  0);
2266     RTYPE ("userreal4",   ir->userreal4,  0);
2267 #undef CTYPE
2268
2269     write_inpfile(mdparout, ninp, inp, FALSE, wi);
2270     for (i = 0; (i < ninp); i++)
2271     {
2272         sfree(inp[i].name);
2273         sfree(inp[i].value);
2274     }
2275     sfree(inp);
2276
2277     /* Process options if necessary */
2278     for (m = 0; m < 2; m++)
2279     {
2280         for (i = 0; i < 2*DIM; i++)
2281         {
2282             dumdub[m][i] = 0.0;
2283         }
2284         if (ir->epc)
2285         {
2286             switch (ir->epct)
2287             {
2288                 case epctISOTROPIC:
2289                     if (sscanf(dumstr[m], "%lf", &(dumdub[m][XX])) != 1)
2290                     {
2291                         warning_error(wi, "Pressure coupling not enough values (I need 1)");
2292                     }
2293                     dumdub[m][YY] = dumdub[m][ZZ] = dumdub[m][XX];
2294                     break;
2295                 case epctSEMIISOTROPIC:
2296                 case epctSURFACETENSION:
2297                     if (sscanf(dumstr[m], "%lf%lf",
2298                                &(dumdub[m][XX]), &(dumdub[m][ZZ])) != 2)
2299                     {
2300                         warning_error(wi, "Pressure coupling not enough values (I need 2)");
2301                     }
2302                     dumdub[m][YY] = dumdub[m][XX];
2303                     break;
2304                 case epctANISOTROPIC:
2305                     if (sscanf(dumstr[m], "%lf%lf%lf%lf%lf%lf",
2306                                &(dumdub[m][XX]), &(dumdub[m][YY]), &(dumdub[m][ZZ]),
2307                                &(dumdub[m][3]), &(dumdub[m][4]), &(dumdub[m][5])) != 6)
2308                     {
2309                         warning_error(wi, "Pressure coupling not enough values (I need 6)");
2310                     }
2311                     break;
2312                 default:
2313                     gmx_fatal(FARGS, "Pressure coupling type %s not implemented yet",
2314                               epcoupltype_names[ir->epct]);
2315             }
2316         }
2317     }
2318     clear_mat(ir->ref_p);
2319     clear_mat(ir->compress);
2320     for (i = 0; i < DIM; i++)
2321     {
2322         ir->ref_p[i][i]    = dumdub[1][i];
2323         ir->compress[i][i] = dumdub[0][i];
2324     }
2325     if (ir->epct == epctANISOTROPIC)
2326     {
2327         ir->ref_p[XX][YY] = dumdub[1][3];
2328         ir->ref_p[XX][ZZ] = dumdub[1][4];
2329         ir->ref_p[YY][ZZ] = dumdub[1][5];
2330         if (ir->ref_p[XX][YY] != 0 && ir->ref_p[XX][ZZ] != 0 && ir->ref_p[YY][ZZ] != 0)
2331         {
2332             warning(wi, "All off-diagonal reference pressures are non-zero. Are you sure you want to apply a threefold shear stress?\n");
2333         }
2334         ir->compress[XX][YY] = dumdub[0][3];
2335         ir->compress[XX][ZZ] = dumdub[0][4];
2336         ir->compress[YY][ZZ] = dumdub[0][5];
2337         for (i = 0; i < DIM; i++)
2338         {
2339             for (m = 0; m < i; m++)
2340             {
2341                 ir->ref_p[i][m]    = ir->ref_p[m][i];
2342                 ir->compress[i][m] = ir->compress[m][i];
2343             }
2344         }
2345     }
2346
2347     if (ir->comm_mode == ecmNO)
2348     {
2349         ir->nstcomm = 0;
2350     }
2351
2352     opts->couple_moltype = NULL;
2353     if (strlen(is->couple_moltype) > 0)
2354     {
2355         if (ir->efep != efepNO)
2356         {
2357             opts->couple_moltype = gmx_strdup(is->couple_moltype);
2358             if (opts->couple_lam0 == opts->couple_lam1)
2359             {
2360                 warning(wi, "The lambda=0 and lambda=1 states for coupling are identical");
2361             }
2362             if (ir->eI == eiMD && (opts->couple_lam0 == ecouplamNONE ||
2363                                    opts->couple_lam1 == ecouplamNONE))
2364             {
2365                 warning(wi, "For proper sampling of the (nearly) decoupled state, stochastic dynamics should be used");
2366             }
2367         }
2368         else
2369         {
2370             warning_note(wi, "Free energy is turned off, so we will not decouple the molecule listed in your input.");
2371         }
2372     }
2373     /* FREE ENERGY AND EXPANDED ENSEMBLE OPTIONS */
2374     if (ir->efep != efepNO)
2375     {
2376         if (fep->delta_lambda > 0)
2377         {
2378             ir->efep = efepSLOWGROWTH;
2379         }
2380     }
2381
2382     if (fep->edHdLPrintEnergy == edHdLPrintEnergyYES)
2383     {
2384         fep->edHdLPrintEnergy = edHdLPrintEnergyTOTAL;
2385         warning_note(wi, "Old option for dhdl-print-energy given: "
2386                      "changing \"yes\" to \"total\"\n");
2387     }
2388
2389     if (ir->bSimTemp && (fep->edHdLPrintEnergy == edHdLPrintEnergyNO))
2390     {
2391         /* always print out the energy to dhdl if we are doing
2392            expanded ensemble, since we need the total energy for
2393            analysis if the temperature is changing. In some
2394            conditions one may only want the potential energy, so
2395            we will allow that if the appropriate mdp setting has
2396            been enabled. Otherwise, total it is:
2397          */
2398         fep->edHdLPrintEnergy = edHdLPrintEnergyTOTAL;
2399     }
2400
2401     if ((ir->efep != efepNO) || ir->bSimTemp)
2402     {
2403         ir->bExpanded = FALSE;
2404         if ((ir->efep == efepEXPANDED) || ir->bSimTemp)
2405         {
2406             ir->bExpanded = TRUE;
2407         }
2408         do_fep_params(ir, is->fep_lambda, is->lambda_weights);
2409         if (ir->bSimTemp) /* done after fep params */
2410         {
2411             do_simtemp_params(ir);
2412         }
2413
2414         /* Because sc-coul (=FALSE by default) only acts on the lambda state
2415          * setup and not on the old way of specifying the free-energy setup,
2416          * we should check for using soft-core when not needed, since that
2417          * can complicate the sampling significantly.
2418          * Note that we only check for the automated coupling setup.
2419          * If the (advanced) user does FEP through manual topology changes,
2420          * this check will not be triggered.
2421          */
2422         if (ir->efep != efepNO && ir->fepvals->n_lambda == 0 &&
2423             ir->fepvals->sc_alpha != 0 &&
2424             ((opts->couple_lam0 == ecouplamVDW  && opts->couple_lam0 == ecouplamVDWQ) ||
2425              (opts->couple_lam1 == ecouplamVDWQ && opts->couple_lam1 == ecouplamVDW)))
2426         {
2427             warning(wi, "You are using soft-core interactions while the Van der Waals interactions are not decoupled (note that the sc-coul option is only active when using lambda states). Although this will not lead to errors, you will need much more sampling than without soft-core interactions. Consider using sc-alpha=0.");
2428         }
2429     }
2430     else
2431     {
2432         ir->fepvals->n_lambda = 0;
2433     }
2434
2435     /* WALL PARAMETERS */
2436
2437     do_wall_params(ir, is->wall_atomtype, is->wall_density, opts);
2438
2439     /* ORIENTATION RESTRAINT PARAMETERS */
2440
2441     if (opts->bOrire && str_nelem(is->orirefitgrp, MAXPTR, NULL) != 1)
2442     {
2443         warning_error(wi, "ERROR: Need one orientation restraint fit group\n");
2444     }
2445
2446     /* DEFORMATION PARAMETERS */
2447
2448     clear_mat(ir->deform);
2449     for (i = 0; i < 6; i++)
2450     {
2451         dumdub[0][i] = 0;
2452     }
2453     m = sscanf(is->deform, "%lf %lf %lf %lf %lf %lf",
2454                &(dumdub[0][0]), &(dumdub[0][1]), &(dumdub[0][2]),
2455                &(dumdub[0][3]), &(dumdub[0][4]), &(dumdub[0][5]));
2456     for (i = 0; i < 3; i++)
2457     {
2458         ir->deform[i][i] = dumdub[0][i];
2459     }
2460     ir->deform[YY][XX] = dumdub[0][3];
2461     ir->deform[ZZ][XX] = dumdub[0][4];
2462     ir->deform[ZZ][YY] = dumdub[0][5];
2463     if (ir->epc != epcNO)
2464     {
2465         for (i = 0; i < 3; i++)
2466         {
2467             for (j = 0; j <= i; j++)
2468             {
2469                 if (ir->deform[i][j] != 0 && ir->compress[i][j] != 0)
2470                 {
2471                     warning_error(wi, "A box element has deform set and compressibility > 0");
2472                 }
2473             }
2474         }
2475         for (i = 0; i < 3; i++)
2476         {
2477             for (j = 0; j < i; j++)
2478             {
2479                 if (ir->deform[i][j] != 0)
2480                 {
2481                     for (m = j; m < DIM; m++)
2482                     {
2483                         if (ir->compress[m][j] != 0)
2484                         {
2485                             sprintf(warn_buf, "An off-diagonal box element has deform set while compressibility > 0 for the same component of another box vector, this might lead to spurious periodicity effects.");
2486                             warning(wi, warn_buf);
2487                         }
2488                     }
2489                 }
2490             }
2491         }
2492     }
2493
2494     /* Ion/water position swapping checks */
2495     if (ir->eSwapCoords != eswapNO)
2496     {
2497         if (ir->swap->nstswap < 1)
2498         {
2499             warning_error(wi, "swap_frequency must be 1 or larger when ion swapping is requested");
2500         }
2501         if (ir->swap->nAverage < 1)
2502         {
2503             warning_error(wi, "coupl_steps must be 1 or larger.\n");
2504         }
2505         if (ir->swap->threshold < 1.0)
2506         {
2507             warning_error(wi, "Ion count threshold must be at least 1.\n");
2508         }
2509     }
2510
2511     sfree(dumstr[0]);
2512     sfree(dumstr[1]);
2513 }
2514
2515 static int search_QMstring(const char *s, int ng, const char *gn[])
2516 {
2517     /* same as normal search_string, but this one searches QM strings */
2518     int i;
2519
2520     for (i = 0; (i < ng); i++)
2521     {
2522         if (gmx_strcasecmp(s, gn[i]) == 0)
2523         {
2524             return i;
2525         }
2526     }
2527
2528     gmx_fatal(FARGS, "this QM method or basisset (%s) is not implemented\n!", s);
2529
2530     return -1;
2531
2532 } /* search_QMstring */
2533
2534 /* We would like gn to be const as well, but C doesn't allow this */
2535 /* TODO this is utility functionality (search for the index of a
2536    string in a collection), so should be refactored and located more
2537    centrally. */
2538 int search_string(const char *s, int ng, char *gn[])
2539 {
2540     int i;
2541
2542     for (i = 0; (i < ng); i++)
2543     {
2544         if (gmx_strcasecmp(s, gn[i]) == 0)
2545         {
2546             return i;
2547         }
2548     }
2549
2550     gmx_fatal(FARGS,
2551               "Group %s referenced in the .mdp file was not found in the index file.\n"
2552               "Group names must match either [moleculetype] names or custom index group\n"
2553               "names, in which case you must supply an index file to the '-n' option\n"
2554               "of grompp.",
2555               s);
2556
2557     return -1;
2558 }
2559
2560 static gmx_bool do_numbering(int natoms, gmx_groups_t *groups, int ng, char *ptrs[],
2561                              t_blocka *block, char *gnames[],
2562                              int gtype, int restnm,
2563                              int grptp, gmx_bool bVerbose,
2564                              warninp_t wi)
2565 {
2566     unsigned short *cbuf;
2567     t_grps         *grps = &(groups->grps[gtype]);
2568     int             i, j, gid, aj, ognr, ntot = 0;
2569     const char     *title;
2570     gmx_bool        bRest;
2571     char            warn_buf[STRLEN];
2572
2573     if (debug)
2574     {
2575         fprintf(debug, "Starting numbering %d groups of type %d\n", ng, gtype);
2576     }
2577
2578     title = gtypes[gtype];
2579
2580     snew(cbuf, natoms);
2581     /* Mark all id's as not set */
2582     for (i = 0; (i < natoms); i++)
2583     {
2584         cbuf[i] = NOGID;
2585     }
2586
2587     snew(grps->nm_ind, ng+1); /* +1 for possible rest group */
2588     for (i = 0; (i < ng); i++)
2589     {
2590         /* Lookup the group name in the block structure */
2591         gid = search_string(ptrs[i], block->nr, gnames);
2592         if ((grptp != egrptpONE) || (i == 0))
2593         {
2594             grps->nm_ind[grps->nr++] = gid;
2595         }
2596         if (debug)
2597         {
2598             fprintf(debug, "Found gid %d for group %s\n", gid, ptrs[i]);
2599         }
2600
2601         /* Now go over the atoms in the group */
2602         for (j = block->index[gid]; (j < block->index[gid+1]); j++)
2603         {
2604
2605             aj = block->a[j];
2606
2607             /* Range checking */
2608             if ((aj < 0) || (aj >= natoms))
2609             {
2610                 gmx_fatal(FARGS, "Invalid atom number %d in indexfile", aj);
2611             }
2612             /* Lookup up the old group number */
2613             ognr = cbuf[aj];
2614             if (ognr != NOGID)
2615             {
2616                 gmx_fatal(FARGS, "Atom %d in multiple %s groups (%d and %d)",
2617                           aj+1, title, ognr+1, i+1);
2618             }
2619             else
2620             {
2621                 /* Store the group number in buffer */
2622                 if (grptp == egrptpONE)
2623                 {
2624                     cbuf[aj] = 0;
2625                 }
2626                 else
2627                 {
2628                     cbuf[aj] = i;
2629                 }
2630                 ntot++;
2631             }
2632         }
2633     }
2634
2635     /* Now check whether we have done all atoms */
2636     bRest = FALSE;
2637     if (ntot != natoms)
2638     {
2639         if (grptp == egrptpALL)
2640         {
2641             gmx_fatal(FARGS, "%d atoms are not part of any of the %s groups",
2642                       natoms-ntot, title);
2643         }
2644         else if (grptp == egrptpPART)
2645         {
2646             sprintf(warn_buf, "%d atoms are not part of any of the %s groups",
2647                     natoms-ntot, title);
2648             warning_note(wi, warn_buf);
2649         }
2650         /* Assign all atoms currently unassigned to a rest group */
2651         for (j = 0; (j < natoms); j++)
2652         {
2653             if (cbuf[j] == NOGID)
2654             {
2655                 cbuf[j] = grps->nr;
2656                 bRest   = TRUE;
2657             }
2658         }
2659         if (grptp != egrptpPART)
2660         {
2661             if (bVerbose)
2662             {
2663                 fprintf(stderr,
2664                         "Making dummy/rest group for %s containing %d elements\n",
2665                         title, natoms-ntot);
2666             }
2667             /* Add group name "rest" */
2668             grps->nm_ind[grps->nr] = restnm;
2669
2670             /* Assign the rest name to all atoms not currently assigned to a group */
2671             for (j = 0; (j < natoms); j++)
2672             {
2673                 if (cbuf[j] == NOGID)
2674                 {
2675                     cbuf[j] = grps->nr;
2676                 }
2677             }
2678             grps->nr++;
2679         }
2680     }
2681
2682     if (grps->nr == 1 && (ntot == 0 || ntot == natoms))
2683     {
2684         /* All atoms are part of one (or no) group, no index required */
2685         groups->ngrpnr[gtype] = 0;
2686         groups->grpnr[gtype]  = NULL;
2687     }
2688     else
2689     {
2690         groups->ngrpnr[gtype] = natoms;
2691         snew(groups->grpnr[gtype], natoms);
2692         for (j = 0; (j < natoms); j++)
2693         {
2694             groups->grpnr[gtype][j] = cbuf[j];
2695         }
2696     }
2697
2698     sfree(cbuf);
2699
2700     return (bRest && grptp == egrptpPART);
2701 }
2702
2703 static void calc_nrdf(gmx_mtop_t *mtop, t_inputrec *ir, char **gnames)
2704 {
2705     t_grpopts              *opts;
2706     gmx_groups_t           *groups;
2707     t_pull                 *pull;
2708     int                     natoms, ai, aj, i, j, d, g, imin, jmin;
2709     t_iatom                *ia;
2710     int                    *nrdf2, *na_vcm, na_tot;
2711     double                 *nrdf_tc, *nrdf_vcm, nrdf_uc, n_sub = 0;
2712     gmx_mtop_atomloop_all_t aloop;
2713     t_atom                 *atom;
2714     int                     mb, mol, ftype, as;
2715     gmx_molblock_t         *molb;
2716     gmx_moltype_t          *molt;
2717
2718     /* Calculate nrdf.
2719      * First calc 3xnr-atoms for each group
2720      * then subtract half a degree of freedom for each constraint
2721      *
2722      * Only atoms and nuclei contribute to the degrees of freedom...
2723      */
2724
2725     opts = &ir->opts;
2726
2727     groups = &mtop->groups;
2728     natoms = mtop->natoms;
2729
2730     /* Allocate one more for a possible rest group */
2731     /* We need to sum degrees of freedom into doubles,
2732      * since floats give too low nrdf's above 3 million atoms.
2733      */
2734     snew(nrdf_tc, groups->grps[egcTC].nr+1);
2735     snew(nrdf_vcm, groups->grps[egcVCM].nr+1);
2736     snew(na_vcm, groups->grps[egcVCM].nr+1);
2737
2738     for (i = 0; i < groups->grps[egcTC].nr; i++)
2739     {
2740         nrdf_tc[i] = 0;
2741     }
2742     for (i = 0; i < groups->grps[egcVCM].nr+1; i++)
2743     {
2744         nrdf_vcm[i] = 0;
2745     }
2746
2747     snew(nrdf2, natoms);
2748     aloop = gmx_mtop_atomloop_all_init(mtop);
2749     while (gmx_mtop_atomloop_all_next(aloop, &i, &atom))
2750     {
2751         nrdf2[i] = 0;
2752         if (atom->ptype == eptAtom || atom->ptype == eptNucleus)
2753         {
2754             g = ggrpnr(groups, egcFREEZE, i);
2755             /* Double count nrdf for particle i */
2756             for (d = 0; d < DIM; d++)
2757             {
2758                 if (opts->nFreeze[g][d] == 0)
2759                 {
2760                     nrdf2[i] += 2;
2761                 }
2762             }
2763             nrdf_tc [ggrpnr(groups, egcTC, i)]  += 0.5*nrdf2[i];
2764             nrdf_vcm[ggrpnr(groups, egcVCM, i)] += 0.5*nrdf2[i];
2765         }
2766     }
2767
2768     as = 0;
2769     for (mb = 0; mb < mtop->nmolblock; mb++)
2770     {
2771         molb = &mtop->molblock[mb];
2772         molt = &mtop->moltype[molb->type];
2773         atom = molt->atoms.atom;
2774         for (mol = 0; mol < molb->nmol; mol++)
2775         {
2776             for (ftype = F_CONSTR; ftype <= F_CONSTRNC; ftype++)
2777             {
2778                 ia = molt->ilist[ftype].iatoms;
2779                 for (i = 0; i < molt->ilist[ftype].nr; )
2780                 {
2781                     /* Subtract degrees of freedom for the constraints,
2782                      * if the particles still have degrees of freedom left.
2783                      * If one of the particles is a vsite or a shell, then all
2784                      * constraint motion will go there, but since they do not
2785                      * contribute to the constraints the degrees of freedom do not
2786                      * change.
2787                      */
2788                     ai = as + ia[1];
2789                     aj = as + ia[2];
2790                     if (((atom[ia[1]].ptype == eptNucleus) ||
2791                          (atom[ia[1]].ptype == eptAtom)) &&
2792                         ((atom[ia[2]].ptype == eptNucleus) ||
2793                          (atom[ia[2]].ptype == eptAtom)))
2794                     {
2795                         if (nrdf2[ai] > 0)
2796                         {
2797                             jmin = 1;
2798                         }
2799                         else
2800                         {
2801                             jmin = 2;
2802                         }
2803                         if (nrdf2[aj] > 0)
2804                         {
2805                             imin = 1;
2806                         }
2807                         else
2808                         {
2809                             imin = 2;
2810                         }
2811                         imin       = min(imin, nrdf2[ai]);
2812                         jmin       = min(jmin, nrdf2[aj]);
2813                         nrdf2[ai] -= imin;
2814                         nrdf2[aj] -= jmin;
2815                         nrdf_tc [ggrpnr(groups, egcTC, ai)]  -= 0.5*imin;
2816                         nrdf_tc [ggrpnr(groups, egcTC, aj)]  -= 0.5*jmin;
2817                         nrdf_vcm[ggrpnr(groups, egcVCM, ai)] -= 0.5*imin;
2818                         nrdf_vcm[ggrpnr(groups, egcVCM, aj)] -= 0.5*jmin;
2819                     }
2820                     ia += interaction_function[ftype].nratoms+1;
2821                     i  += interaction_function[ftype].nratoms+1;
2822                 }
2823             }
2824             ia = molt->ilist[F_SETTLE].iatoms;
2825             for (i = 0; i < molt->ilist[F_SETTLE].nr; )
2826             {
2827                 /* Subtract 1 dof from every atom in the SETTLE */
2828                 for (j = 0; j < 3; j++)
2829                 {
2830                     ai         = as + ia[1+j];
2831                     imin       = min(2, nrdf2[ai]);
2832                     nrdf2[ai] -= imin;
2833                     nrdf_tc [ggrpnr(groups, egcTC, ai)]  -= 0.5*imin;
2834                     nrdf_vcm[ggrpnr(groups, egcVCM, ai)] -= 0.5*imin;
2835                 }
2836                 ia += 4;
2837                 i  += 4;
2838             }
2839             as += molt->atoms.nr;
2840         }
2841     }
2842
2843     if (ir->ePull == epullCONSTRAINT)
2844     {
2845         /* Correct nrdf for the COM constraints.
2846          * We correct using the TC and VCM group of the first atom
2847          * in the reference and pull group. If atoms in one pull group
2848          * belong to different TC or VCM groups it is anyhow difficult
2849          * to determine the optimal nrdf assignment.
2850          */
2851         pull = ir->pull;
2852
2853         for (i = 0; i < pull->ncoord; i++)
2854         {
2855             imin = 1;
2856
2857             for (j = 0; j < 2; j++)
2858             {
2859                 const t_pull_group *pgrp;
2860
2861                 pgrp = &pull->group[pull->coord[i].group[j]];
2862
2863                 if (pgrp->nat > 0)
2864                 {
2865                     /* Subtract 1/2 dof from each group */
2866                     ai = pgrp->ind[0];
2867                     nrdf_tc [ggrpnr(groups, egcTC, ai)]  -= 0.5*imin;
2868                     nrdf_vcm[ggrpnr(groups, egcVCM, ai)] -= 0.5*imin;
2869                     if (nrdf_tc[ggrpnr(groups, egcTC, ai)] < 0)
2870                     {
2871                         gmx_fatal(FARGS, "Center of mass pulling constraints caused the number of degrees of freedom for temperature coupling group %s to be negative", gnames[groups->grps[egcTC].nm_ind[ggrpnr(groups, egcTC, ai)]]);
2872                     }
2873                 }
2874                 else
2875                 {
2876                     /* We need to subtract the whole DOF from group j=1 */
2877                     imin += 1;
2878                 }
2879             }
2880         }
2881     }
2882
2883     if (ir->nstcomm != 0)
2884     {
2885         /* Subtract 3 from the number of degrees of freedom in each vcm group
2886          * when com translation is removed and 6 when rotation is removed
2887          * as well.
2888          */
2889         switch (ir->comm_mode)
2890         {
2891             case ecmLINEAR:
2892                 n_sub = ndof_com(ir);
2893                 break;
2894             case ecmANGULAR:
2895                 n_sub = 6;
2896                 break;
2897             default:
2898                 n_sub = 0;
2899                 gmx_incons("Checking comm_mode");
2900         }
2901
2902         for (i = 0; i < groups->grps[egcTC].nr; i++)
2903         {
2904             /* Count the number of atoms of TC group i for every VCM group */
2905             for (j = 0; j < groups->grps[egcVCM].nr+1; j++)
2906             {
2907                 na_vcm[j] = 0;
2908             }
2909             na_tot = 0;
2910             for (ai = 0; ai < natoms; ai++)
2911             {
2912                 if (ggrpnr(groups, egcTC, ai) == i)
2913                 {
2914                     na_vcm[ggrpnr(groups, egcVCM, ai)]++;
2915                     na_tot++;
2916                 }
2917             }
2918             /* Correct for VCM removal according to the fraction of each VCM
2919              * group present in this TC group.
2920              */
2921             nrdf_uc = nrdf_tc[i];
2922             if (debug)
2923             {
2924                 fprintf(debug, "T-group[%d] nrdf_uc = %g, n_sub = %g\n",
2925                         i, nrdf_uc, n_sub);
2926             }
2927             nrdf_tc[i] = 0;
2928             for (j = 0; j < groups->grps[egcVCM].nr+1; j++)
2929             {
2930                 if (nrdf_vcm[j] > n_sub)
2931                 {
2932                     nrdf_tc[i] += nrdf_uc*((double)na_vcm[j]/(double)na_tot)*
2933                         (nrdf_vcm[j] - n_sub)/nrdf_vcm[j];
2934                 }
2935                 if (debug)
2936                 {
2937                     fprintf(debug, "  nrdf_vcm[%d] = %g, nrdf = %g\n",
2938                             j, nrdf_vcm[j], nrdf_tc[i]);
2939                 }
2940             }
2941         }
2942     }
2943     for (i = 0; (i < groups->grps[egcTC].nr); i++)
2944     {
2945         opts->nrdf[i] = nrdf_tc[i];
2946         if (opts->nrdf[i] < 0)
2947         {
2948             opts->nrdf[i] = 0;
2949         }
2950         fprintf(stderr,
2951                 "Number of degrees of freedom in T-Coupling group %s is %.2f\n",
2952                 gnames[groups->grps[egcTC].nm_ind[i]], opts->nrdf[i]);
2953     }
2954
2955     sfree(nrdf2);
2956     sfree(nrdf_tc);
2957     sfree(nrdf_vcm);
2958     sfree(na_vcm);
2959 }
2960
2961 static void decode_cos(char *s, t_cosines *cosine)
2962 {
2963     char   *t;
2964     char    format[STRLEN], f1[STRLEN];
2965     double  a, phi;
2966     int     i;
2967
2968     t = gmx_strdup(s);
2969     trim(t);
2970
2971     cosine->n   = 0;
2972     cosine->a   = NULL;
2973     cosine->phi = NULL;
2974     if (strlen(t))
2975     {
2976         sscanf(t, "%d", &(cosine->n));
2977         if (cosine->n <= 0)
2978         {
2979             cosine->n = 0;
2980         }
2981         else
2982         {
2983             snew(cosine->a, cosine->n);
2984             snew(cosine->phi, cosine->n);
2985
2986             sprintf(format, "%%*d");
2987             for (i = 0; (i < cosine->n); i++)
2988             {
2989                 strcpy(f1, format);
2990                 strcat(f1, "%lf%lf");
2991                 if (sscanf(t, f1, &a, &phi) < 2)
2992                 {
2993                     gmx_fatal(FARGS, "Invalid input for electric field shift: '%s'", t);
2994                 }
2995                 cosine->a[i]   = a;
2996                 cosine->phi[i] = phi;
2997                 strcat(format, "%*lf%*lf");
2998             }
2999         }
3000     }
3001     sfree(t);
3002 }
3003
3004 static gmx_bool do_egp_flag(t_inputrec *ir, gmx_groups_t *groups,
3005                             const char *option, const char *val, int flag)
3006 {
3007     /* The maximum number of energy group pairs would be MAXPTR*(MAXPTR+1)/2.
3008      * But since this is much larger than STRLEN, such a line can not be parsed.
3009      * The real maximum is the number of names that fit in a string: STRLEN/2.
3010      */
3011 #define EGP_MAX (STRLEN/2)
3012     int      nelem, i, j, k, nr;
3013     char    *names[EGP_MAX];
3014     char  ***gnames;
3015     gmx_bool bSet;
3016
3017     gnames = groups->grpname;
3018
3019     nelem = str_nelem(val, EGP_MAX, names);
3020     if (nelem % 2 != 0)
3021     {
3022         gmx_fatal(FARGS, "The number of groups for %s is odd", option);
3023     }
3024     nr   = groups->grps[egcENER].nr;
3025     bSet = FALSE;
3026     for (i = 0; i < nelem/2; i++)
3027     {
3028         j = 0;
3029         while ((j < nr) &&
3030                gmx_strcasecmp(names[2*i], *(gnames[groups->grps[egcENER].nm_ind[j]])))
3031         {
3032             j++;
3033         }
3034         if (j == nr)
3035         {
3036             gmx_fatal(FARGS, "%s in %s is not an energy group\n",
3037                       names[2*i], option);
3038         }
3039         k = 0;
3040         while ((k < nr) &&
3041                gmx_strcasecmp(names[2*i+1], *(gnames[groups->grps[egcENER].nm_ind[k]])))
3042         {
3043             k++;
3044         }
3045         if (k == nr)
3046         {
3047             gmx_fatal(FARGS, "%s in %s is not an energy group\n",
3048                       names[2*i+1], option);
3049         }
3050         if ((j < nr) && (k < nr))
3051         {
3052             ir->opts.egp_flags[nr*j+k] |= flag;
3053             ir->opts.egp_flags[nr*k+j] |= flag;
3054             bSet = TRUE;
3055         }
3056     }
3057
3058     return bSet;
3059 }
3060
3061
3062 static void make_swap_groups(
3063         t_swapcoords *swap,
3064         char         *swapgname,
3065         char         *splitg0name,
3066         char         *splitg1name,
3067         char         *solgname,
3068         t_blocka     *grps,
3069         char        **gnames)
3070 {
3071     int   ig = -1, i = 0, j;
3072     char *splitg;
3073
3074
3075     /* Just a quick check here, more thorough checks are in mdrun */
3076     if (strcmp(splitg0name, splitg1name) == 0)
3077     {
3078         gmx_fatal(FARGS, "The split groups can not both be '%s'.", splitg0name);
3079     }
3080
3081     /* First get the swap group index atoms */
3082     ig        = search_string(swapgname, grps->nr, gnames);
3083     swap->nat = grps->index[ig+1] - grps->index[ig];
3084     if (swap->nat > 0)
3085     {
3086         fprintf(stderr, "Swap group '%s' contains %d atoms.\n", swapgname, swap->nat);
3087         snew(swap->ind, swap->nat);
3088         for (i = 0; i < swap->nat; i++)
3089         {
3090             swap->ind[i] = grps->a[grps->index[ig]+i];
3091         }
3092     }
3093     else
3094     {
3095         gmx_fatal(FARGS, "You defined an empty group of atoms for swapping.");
3096     }
3097
3098     /* Now do so for the split groups */
3099     for (j = 0; j < 2; j++)
3100     {
3101         if (j == 0)
3102         {
3103             splitg = splitg0name;
3104         }
3105         else
3106         {
3107             splitg = splitg1name;
3108         }
3109
3110         ig                 = search_string(splitg, grps->nr, gnames);
3111         swap->nat_split[j] = grps->index[ig+1] - grps->index[ig];
3112         if (swap->nat_split[j] > 0)
3113         {
3114             fprintf(stderr, "Split group %d '%s' contains %d atom%s.\n",
3115                     j, splitg, swap->nat_split[j], (swap->nat_split[j] > 1) ? "s" : "");
3116             snew(swap->ind_split[j], swap->nat_split[j]);
3117             for (i = 0; i < swap->nat_split[j]; i++)
3118             {
3119                 swap->ind_split[j][i] = grps->a[grps->index[ig]+i];
3120             }
3121         }
3122         else
3123         {
3124             gmx_fatal(FARGS, "Split group %d has to contain at least 1 atom!", j);
3125         }
3126     }
3127
3128     /* Now get the solvent group index atoms */
3129     ig            = search_string(solgname, grps->nr, gnames);
3130     swap->nat_sol = grps->index[ig+1] - grps->index[ig];
3131     if (swap->nat_sol > 0)
3132     {
3133         fprintf(stderr, "Solvent group '%s' contains %d atoms.\n", solgname, swap->nat_sol);
3134         snew(swap->ind_sol, swap->nat_sol);
3135         for (i = 0; i < swap->nat_sol; i++)
3136         {
3137             swap->ind_sol[i] = grps->a[grps->index[ig]+i];
3138         }
3139     }
3140     else
3141     {
3142         gmx_fatal(FARGS, "You defined an empty group of solvent. Cannot exchange ions.");
3143     }
3144 }
3145
3146
3147 void make_IMD_group(t_IMD *IMDgroup, char *IMDgname, t_blocka *grps, char **gnames)
3148 {
3149     int      ig, i;
3150
3151
3152     ig            = search_string(IMDgname, grps->nr, gnames);
3153     IMDgroup->nat = grps->index[ig+1] - grps->index[ig];
3154
3155     if (IMDgroup->nat > 0)
3156     {
3157         fprintf(stderr, "Group '%s' with %d atoms can be activated for interactive molecular dynamics (IMD).\n",
3158                 IMDgname, IMDgroup->nat);
3159         snew(IMDgroup->ind, IMDgroup->nat);
3160         for (i = 0; i < IMDgroup->nat; i++)
3161         {
3162             IMDgroup->ind[i] = grps->a[grps->index[ig]+i];
3163         }
3164     }
3165 }
3166
3167
3168 void do_index(const char* mdparin, const char *ndx,
3169               gmx_mtop_t *mtop,
3170               gmx_bool bVerbose,
3171               t_inputrec *ir, rvec *v,
3172               warninp_t wi)
3173 {
3174     t_blocka     *grps;
3175     gmx_groups_t *groups;
3176     int           natoms;
3177     t_symtab     *symtab;
3178     t_atoms       atoms_all;
3179     char          warnbuf[STRLEN], **gnames;
3180     int           nr, ntcg, ntau_t, nref_t, nacc, nofg, nSA, nSA_points, nSA_time, nSA_temp;
3181     real          tau_min;
3182     int           nstcmin;
3183     int           nacg, nfreeze, nfrdim, nenergy, nvcm, nuser;
3184     char         *ptr1[MAXPTR], *ptr2[MAXPTR], *ptr3[MAXPTR];
3185     int           i, j, k, restnm;
3186     real          SAtime;
3187     gmx_bool      bExcl, bTable, bSetTCpar, bAnneal, bRest;
3188     int           nQMmethod, nQMbasis, nQMcharge, nQMmult, nbSH, nCASorb, nCASelec,
3189                   nSAon, nSAoff, nSAsteps, nQMg, nbOPT, nbTS;
3190     char          warn_buf[STRLEN];
3191
3192     if (bVerbose)
3193     {
3194         fprintf(stderr, "processing index file...\n");
3195     }
3196     debug_gmx();
3197     if (ndx == NULL)
3198     {
3199         snew(grps, 1);
3200         snew(grps->index, 1);
3201         snew(gnames, 1);
3202         atoms_all = gmx_mtop_global_atoms(mtop);
3203         analyse(&atoms_all, grps, &gnames, FALSE, TRUE);
3204         free_t_atoms(&atoms_all, FALSE);
3205     }
3206     else
3207     {
3208         grps = init_index(ndx, &gnames);
3209     }
3210
3211     groups = &mtop->groups;
3212     natoms = mtop->natoms;
3213     symtab = &mtop->symtab;
3214
3215     snew(groups->grpname, grps->nr+1);
3216
3217     for (i = 0; (i < grps->nr); i++)
3218     {
3219         groups->grpname[i] = put_symtab(symtab, gnames[i]);
3220     }
3221     groups->grpname[i] = put_symtab(symtab, "rest");
3222     restnm             = i;
3223     srenew(gnames, grps->nr+1);
3224     gnames[restnm]   = *(groups->grpname[i]);
3225     groups->ngrpname = grps->nr+1;
3226
3227     set_warning_line(wi, mdparin, -1);
3228
3229     ntau_t = str_nelem(is->tau_t, MAXPTR, ptr1);
3230     nref_t = str_nelem(is->ref_t, MAXPTR, ptr2);
3231     ntcg   = str_nelem(is->tcgrps, MAXPTR, ptr3);
3232     if ((ntau_t != ntcg) || (nref_t != ntcg))
3233     {
3234         gmx_fatal(FARGS, "Invalid T coupling input: %d groups, %d ref-t values and "
3235                   "%d tau-t values", ntcg, nref_t, ntau_t);
3236     }
3237
3238     bSetTCpar = (ir->etc || EI_SD(ir->eI) || ir->eI == eiBD || EI_TPI(ir->eI));
3239     do_numbering(natoms, groups, ntcg, ptr3, grps, gnames, egcTC,
3240                  restnm, bSetTCpar ? egrptpALL : egrptpALL_GENREST, bVerbose, wi);
3241     nr            = groups->grps[egcTC].nr;
3242     ir->opts.ngtc = nr;
3243     snew(ir->opts.nrdf, nr);
3244     snew(ir->opts.tau_t, nr);
3245     snew(ir->opts.ref_t, nr);
3246     if (ir->eI == eiBD && ir->bd_fric == 0)
3247     {
3248         fprintf(stderr, "bd-fric=0, so tau-t will be used as the inverse friction constant(s)\n");
3249     }
3250
3251     if (bSetTCpar)
3252     {
3253         if (nr != nref_t)
3254         {
3255             gmx_fatal(FARGS, "Not enough ref-t and tau-t values!");
3256         }
3257
3258         tau_min = 1e20;
3259         for (i = 0; (i < nr); i++)
3260         {
3261             ir->opts.tau_t[i] = strtod(ptr1[i], NULL);
3262             if ((ir->eI == eiBD || ir->eI == eiSD2) && ir->opts.tau_t[i] <= 0)
3263             {
3264                 sprintf(warn_buf, "With integrator %s tau-t should be larger than 0", ei_names[ir->eI]);
3265                 warning_error(wi, warn_buf);
3266             }
3267
3268             if (ir->etc != etcVRESCALE && ir->opts.tau_t[i] == 0)
3269             {
3270                 warning_note(wi, "tau-t = -1 is the value to signal that a group should not have temperature coupling. Treating your use of tau-t = 0 as if you used -1.");
3271             }
3272
3273             if (ir->opts.tau_t[i] >= 0)
3274             {
3275                 tau_min = min(tau_min, ir->opts.tau_t[i]);
3276             }
3277         }
3278         if (ir->etc != etcNO && ir->nsttcouple == -1)
3279         {
3280             ir->nsttcouple = ir_optimal_nsttcouple(ir);
3281         }
3282
3283         if (EI_VV(ir->eI))
3284         {
3285             if ((ir->etc == etcNOSEHOOVER) && (ir->epc == epcBERENDSEN))
3286             {
3287                 gmx_fatal(FARGS, "Cannot do Nose-Hoover temperature with Berendsen pressure control with md-vv; use either vrescale temperature with berendsen pressure or Nose-Hoover temperature with MTTK pressure");
3288             }
3289             if ((ir->epc == epcMTTK) && (ir->etc > etcNO))
3290             {
3291                 if (ir->nstpcouple != ir->nsttcouple)
3292                 {
3293                     int mincouple = min(ir->nstpcouple, ir->nsttcouple);
3294                     ir->nstpcouple = ir->nsttcouple = mincouple;
3295                     sprintf(warn_buf, "for current Trotter decomposition methods with vv, nsttcouple and nstpcouple must be equal.  Both have been reset to min(nsttcouple,nstpcouple) = %d", mincouple);
3296                     warning_note(wi, warn_buf);
3297                 }
3298             }
3299         }
3300         /* velocity verlet with averaged kinetic energy KE = 0.5*(v(t+1/2) - v(t-1/2)) is implemented
3301            primarily for testing purposes, and does not work with temperature coupling other than 1 */
3302
3303         if (ETC_ANDERSEN(ir->etc))
3304         {
3305             if (ir->nsttcouple != 1)
3306             {
3307                 ir->nsttcouple = 1;
3308                 sprintf(warn_buf, "Andersen temperature control methods assume nsttcouple = 1; there is no need for larger nsttcouple > 1, since no global parameters are computed. nsttcouple has been reset to 1");
3309                 warning_note(wi, warn_buf);
3310             }
3311         }
3312         nstcmin = tcouple_min_integration_steps(ir->etc);
3313         if (nstcmin > 1)
3314         {
3315             if (tau_min/(ir->delta_t*ir->nsttcouple) < nstcmin - 10*GMX_REAL_EPS)
3316             {
3317                 sprintf(warn_buf, "For proper integration of the %s thermostat, tau-t (%g) should be at least %d times larger than nsttcouple*dt (%g)",
3318                         ETCOUPLTYPE(ir->etc),
3319                         tau_min, nstcmin,
3320                         ir->nsttcouple*ir->delta_t);
3321                 warning(wi, warn_buf);
3322             }
3323         }
3324         for (i = 0; (i < nr); i++)
3325         {
3326             ir->opts.ref_t[i] = strtod(ptr2[i], NULL);
3327             if (ir->opts.ref_t[i] < 0)
3328             {
3329                 gmx_fatal(FARGS, "ref-t for group %d negative", i);
3330             }
3331         }
3332         /* set the lambda mc temperature to the md integrator temperature (which should be defined
3333            if we are in this conditional) if mc_temp is negative */
3334         if (ir->expandedvals->mc_temp < 0)
3335         {
3336             ir->expandedvals->mc_temp = ir->opts.ref_t[0]; /*for now, set to the first reft */
3337         }
3338     }
3339
3340     /* Simulated annealing for each group. There are nr groups */
3341     nSA = str_nelem(is->anneal, MAXPTR, ptr1);
3342     if (nSA == 1 && (ptr1[0][0] == 'n' || ptr1[0][0] == 'N'))
3343     {
3344         nSA = 0;
3345     }
3346     if (nSA > 0 && nSA != nr)
3347     {
3348         gmx_fatal(FARGS, "Not enough annealing values: %d (for %d groups)\n", nSA, nr);
3349     }
3350     else
3351     {
3352         snew(ir->opts.annealing, nr);
3353         snew(ir->opts.anneal_npoints, nr);
3354         snew(ir->opts.anneal_time, nr);
3355         snew(ir->opts.anneal_temp, nr);
3356         for (i = 0; i < nr; i++)
3357         {
3358             ir->opts.annealing[i]      = eannNO;
3359             ir->opts.anneal_npoints[i] = 0;
3360             ir->opts.anneal_time[i]    = NULL;
3361             ir->opts.anneal_temp[i]    = NULL;
3362         }
3363         if (nSA > 0)
3364         {
3365             bAnneal = FALSE;
3366             for (i = 0; i < nr; i++)
3367             {
3368                 if (ptr1[i][0] == 'n' || ptr1[i][0] == 'N')
3369                 {
3370                     ir->opts.annealing[i] = eannNO;
3371                 }
3372                 else if (ptr1[i][0] == 's' || ptr1[i][0] == 'S')
3373                 {
3374                     ir->opts.annealing[i] = eannSINGLE;
3375                     bAnneal               = TRUE;
3376                 }
3377                 else if (ptr1[i][0] == 'p' || ptr1[i][0] == 'P')
3378                 {
3379                     ir->opts.annealing[i] = eannPERIODIC;
3380                     bAnneal               = TRUE;
3381                 }
3382             }
3383             if (bAnneal)
3384             {
3385                 /* Read the other fields too */
3386                 nSA_points = str_nelem(is->anneal_npoints, MAXPTR, ptr1);
3387                 if (nSA_points != nSA)
3388                 {
3389                     gmx_fatal(FARGS, "Found %d annealing-npoints values for %d groups\n", nSA_points, nSA);
3390                 }
3391                 for (k = 0, i = 0; i < nr; i++)
3392                 {
3393                     ir->opts.anneal_npoints[i] = strtol(ptr1[i], NULL, 10);
3394                     if (ir->opts.anneal_npoints[i] == 1)
3395                     {
3396                         gmx_fatal(FARGS, "Please specify at least a start and an end point for annealing\n");
3397                     }
3398                     snew(ir->opts.anneal_time[i], ir->opts.anneal_npoints[i]);
3399                     snew(ir->opts.anneal_temp[i], ir->opts.anneal_npoints[i]);
3400                     k += ir->opts.anneal_npoints[i];
3401                 }
3402
3403                 nSA_time = str_nelem(is->anneal_time, MAXPTR, ptr1);
3404                 if (nSA_time != k)
3405                 {
3406                     gmx_fatal(FARGS, "Found %d annealing-time values, wanter %d\n", nSA_time, k);
3407                 }
3408                 nSA_temp = str_nelem(is->anneal_temp, MAXPTR, ptr2);
3409                 if (nSA_temp != k)
3410                 {
3411                     gmx_fatal(FARGS, "Found %d annealing-temp values, wanted %d\n", nSA_temp, k);
3412                 }
3413
3414                 for (i = 0, k = 0; i < nr; i++)
3415                 {
3416
3417                     for (j = 0; j < ir->opts.anneal_npoints[i]; j++)
3418                     {
3419                         ir->opts.anneal_time[i][j] = strtod(ptr1[k], NULL);
3420                         ir->opts.anneal_temp[i][j] = strtod(ptr2[k], NULL);
3421                         if (j == 0)
3422                         {
3423                             if (ir->opts.anneal_time[i][0] > (ir->init_t+GMX_REAL_EPS))
3424                             {
3425                                 gmx_fatal(FARGS, "First time point for annealing > init_t.\n");
3426                             }
3427                         }
3428                         else
3429                         {
3430                             /* j>0 */
3431                             if (ir->opts.anneal_time[i][j] < ir->opts.anneal_time[i][j-1])
3432                             {
3433                                 gmx_fatal(FARGS, "Annealing timepoints out of order: t=%f comes after t=%f\n",
3434                                           ir->opts.anneal_time[i][j], ir->opts.anneal_time[i][j-1]);
3435                             }
3436                         }
3437                         if (ir->opts.anneal_temp[i][j] < 0)
3438                         {
3439                             gmx_fatal(FARGS, "Found negative temperature in annealing: %f\n", ir->opts.anneal_temp[i][j]);
3440                         }
3441                         k++;
3442                     }
3443                 }
3444                 /* Print out some summary information, to make sure we got it right */
3445                 for (i = 0, k = 0; i < nr; i++)
3446                 {
3447                     if (ir->opts.annealing[i] != eannNO)
3448                     {
3449                         j = groups->grps[egcTC].nm_ind[i];
3450                         fprintf(stderr, "Simulated annealing for group %s: %s, %d timepoints\n",
3451                                 *(groups->grpname[j]), eann_names[ir->opts.annealing[i]],
3452                                 ir->opts.anneal_npoints[i]);
3453                         fprintf(stderr, "Time (ps)   Temperature (K)\n");
3454                         /* All terms except the last one */
3455                         for (j = 0; j < (ir->opts.anneal_npoints[i]-1); j++)
3456                         {
3457                             fprintf(stderr, "%9.1f      %5.1f\n", ir->opts.anneal_time[i][j], ir->opts.anneal_temp[i][j]);
3458                         }
3459
3460                         /* Finally the last one */
3461                         j = ir->opts.anneal_npoints[i]-1;
3462                         if (ir->opts.annealing[i] == eannSINGLE)
3463                         {
3464                             fprintf(stderr, "%9.1f-     %5.1f\n", ir->opts.anneal_time[i][j], ir->opts.anneal_temp[i][j]);
3465                         }
3466                         else
3467                         {
3468                             fprintf(stderr, "%9.1f      %5.1f\n", ir->opts.anneal_time[i][j], ir->opts.anneal_temp[i][j]);
3469                             if (fabs(ir->opts.anneal_temp[i][j]-ir->opts.anneal_temp[i][0]) > GMX_REAL_EPS)
3470                             {
3471                                 warning_note(wi, "There is a temperature jump when your annealing loops back.\n");
3472                             }
3473                         }
3474                     }
3475                 }
3476             }
3477         }
3478     }
3479
3480     if (ir->ePull != epullNO)
3481     {
3482         make_pull_groups(ir->pull, is->pull_grp, grps, gnames);
3483
3484         make_pull_coords(ir->pull);
3485     }
3486
3487     if (ir->bRot)
3488     {
3489         make_rotation_groups(ir->rot, is->rot_grp, grps, gnames);
3490     }
3491
3492     if (ir->eSwapCoords != eswapNO)
3493     {
3494         make_swap_groups(ir->swap, swapgrp, splitgrp0, splitgrp1, solgrp, grps, gnames);
3495     }
3496
3497     /* Make indices for IMD session */
3498     if (ir->bIMD)
3499     {
3500         make_IMD_group(ir->imd, is->imd_grp, grps, gnames);
3501     }
3502
3503     nacc = str_nelem(is->acc, MAXPTR, ptr1);
3504     nacg = str_nelem(is->accgrps, MAXPTR, ptr2);
3505     if (nacg*DIM != nacc)
3506     {
3507         gmx_fatal(FARGS, "Invalid Acceleration input: %d groups and %d acc. values",
3508                   nacg, nacc);
3509     }
3510     do_numbering(natoms, groups, nacg, ptr2, grps, gnames, egcACC,
3511                  restnm, egrptpALL_GENREST, bVerbose, wi);
3512     nr = groups->grps[egcACC].nr;
3513     snew(ir->opts.acc, nr);
3514     ir->opts.ngacc = nr;
3515
3516     for (i = k = 0; (i < nacg); i++)
3517     {
3518         for (j = 0; (j < DIM); j++, k++)
3519         {
3520             ir->opts.acc[i][j] = strtod(ptr1[k], NULL);
3521         }
3522     }
3523     for (; (i < nr); i++)
3524     {
3525         for (j = 0; (j < DIM); j++)
3526         {
3527             ir->opts.acc[i][j] = 0;
3528         }
3529     }
3530
3531     nfrdim  = str_nelem(is->frdim, MAXPTR, ptr1);
3532     nfreeze = str_nelem(is->freeze, MAXPTR, ptr2);
3533     if (nfrdim != DIM*nfreeze)
3534     {
3535         gmx_fatal(FARGS, "Invalid Freezing input: %d groups and %d freeze values",
3536                   nfreeze, nfrdim);
3537     }
3538     do_numbering(natoms, groups, nfreeze, ptr2, grps, gnames, egcFREEZE,
3539                  restnm, egrptpALL_GENREST, bVerbose, wi);
3540     nr             = groups->grps[egcFREEZE].nr;
3541     ir->opts.ngfrz = nr;
3542     snew(ir->opts.nFreeze, nr);
3543     for (i = k = 0; (i < nfreeze); i++)
3544     {
3545         for (j = 0; (j < DIM); j++, k++)
3546         {
3547             ir->opts.nFreeze[i][j] = (gmx_strncasecmp(ptr1[k], "Y", 1) == 0);
3548             if (!ir->opts.nFreeze[i][j])
3549             {
3550                 if (gmx_strncasecmp(ptr1[k], "N", 1) != 0)
3551                 {
3552                     sprintf(warnbuf, "Please use Y(ES) or N(O) for freezedim only "
3553                             "(not %s)", ptr1[k]);
3554                     warning(wi, warn_buf);
3555                 }
3556             }
3557         }
3558     }
3559     for (; (i < nr); i++)
3560     {
3561         for (j = 0; (j < DIM); j++)
3562         {
3563             ir->opts.nFreeze[i][j] = 0;
3564         }
3565     }
3566
3567     nenergy = str_nelem(is->energy, MAXPTR, ptr1);
3568     do_numbering(natoms, groups, nenergy, ptr1, grps, gnames, egcENER,
3569                  restnm, egrptpALL_GENREST, bVerbose, wi);
3570     add_wall_energrps(groups, ir->nwall, symtab);
3571     ir->opts.ngener = groups->grps[egcENER].nr;
3572     nvcm            = str_nelem(is->vcm, MAXPTR, ptr1);
3573     bRest           =
3574         do_numbering(natoms, groups, nvcm, ptr1, grps, gnames, egcVCM,
3575                      restnm, nvcm == 0 ? egrptpALL_GENREST : egrptpPART, bVerbose, wi);
3576     if (bRest)
3577     {
3578         warning(wi, "Some atoms are not part of any center of mass motion removal group.\n"
3579                 "This may lead to artifacts.\n"
3580                 "In most cases one should use one group for the whole system.");
3581     }
3582
3583     /* Now we have filled the freeze struct, so we can calculate NRDF */
3584     calc_nrdf(mtop, ir, gnames);
3585
3586     if (v && NULL)
3587     {
3588         real fac, ntot = 0;
3589
3590         /* Must check per group! */
3591         for (i = 0; (i < ir->opts.ngtc); i++)
3592         {
3593             ntot += ir->opts.nrdf[i];
3594         }
3595         if (ntot != (DIM*natoms))
3596         {
3597             fac = sqrt(ntot/(DIM*natoms));
3598             if (bVerbose)
3599             {
3600                 fprintf(stderr, "Scaling velocities by a factor of %.3f to account for constraints\n"
3601                         "and removal of center of mass motion\n", fac);
3602             }
3603             for (i = 0; (i < natoms); i++)
3604             {
3605                 svmul(fac, v[i], v[i]);
3606             }
3607         }
3608     }
3609
3610     nuser = str_nelem(is->user1, MAXPTR, ptr1);
3611     do_numbering(natoms, groups, nuser, ptr1, grps, gnames, egcUser1,
3612                  restnm, egrptpALL_GENREST, bVerbose, wi);
3613     nuser = str_nelem(is->user2, MAXPTR, ptr1);
3614     do_numbering(natoms, groups, nuser, ptr1, grps, gnames, egcUser2,
3615                  restnm, egrptpALL_GENREST, bVerbose, wi);
3616     nuser = str_nelem(is->x_compressed_groups, MAXPTR, ptr1);
3617     do_numbering(natoms, groups, nuser, ptr1, grps, gnames, egcCompressedX,
3618                  restnm, egrptpONE, bVerbose, wi);
3619     nofg = str_nelem(is->orirefitgrp, MAXPTR, ptr1);
3620     do_numbering(natoms, groups, nofg, ptr1, grps, gnames, egcORFIT,
3621                  restnm, egrptpALL_GENREST, bVerbose, wi);
3622
3623     /* QMMM input processing */
3624     nQMg          = str_nelem(is->QMMM, MAXPTR, ptr1);
3625     nQMmethod     = str_nelem(is->QMmethod, MAXPTR, ptr2);
3626     nQMbasis      = str_nelem(is->QMbasis, MAXPTR, ptr3);
3627     if ((nQMmethod != nQMg) || (nQMbasis != nQMg))
3628     {
3629         gmx_fatal(FARGS, "Invalid QMMM input: %d groups %d basissets"
3630                   " and %d methods\n", nQMg, nQMbasis, nQMmethod);
3631     }
3632     /* group rest, if any, is always MM! */
3633     do_numbering(natoms, groups, nQMg, ptr1, grps, gnames, egcQMMM,
3634                  restnm, egrptpALL_GENREST, bVerbose, wi);
3635     nr            = nQMg; /*atoms->grps[egcQMMM].nr;*/
3636     ir->opts.ngQM = nQMg;
3637     snew(ir->opts.QMmethod, nr);
3638     snew(ir->opts.QMbasis, nr);
3639     for (i = 0; i < nr; i++)
3640     {
3641         /* input consists of strings: RHF CASSCF PM3 .. These need to be
3642          * converted to the corresponding enum in names.c
3643          */
3644         ir->opts.QMmethod[i] = search_QMstring(ptr2[i], eQMmethodNR,
3645                                                eQMmethod_names);
3646         ir->opts.QMbasis[i]  = search_QMstring(ptr3[i], eQMbasisNR,
3647                                                eQMbasis_names);
3648
3649     }
3650     nQMmult   = str_nelem(is->QMmult, MAXPTR, ptr1);
3651     nQMcharge = str_nelem(is->QMcharge, MAXPTR, ptr2);
3652     nbSH      = str_nelem(is->bSH, MAXPTR, ptr3);
3653     snew(ir->opts.QMmult, nr);
3654     snew(ir->opts.QMcharge, nr);
3655     snew(ir->opts.bSH, nr);
3656
3657     for (i = 0; i < nr; i++)
3658     {
3659         ir->opts.QMmult[i]   = strtol(ptr1[i], NULL, 10);
3660         ir->opts.QMcharge[i] = strtol(ptr2[i], NULL, 10);
3661         ir->opts.bSH[i]      = (gmx_strncasecmp(ptr3[i], "Y", 1) == 0);
3662     }
3663
3664     nCASelec  = str_nelem(is->CASelectrons, MAXPTR, ptr1);
3665     nCASorb   = str_nelem(is->CASorbitals, MAXPTR, ptr2);
3666     snew(ir->opts.CASelectrons, nr);
3667     snew(ir->opts.CASorbitals, nr);
3668     for (i = 0; i < nr; i++)
3669     {
3670         ir->opts.CASelectrons[i] = strtol(ptr1[i], NULL, 10);
3671         ir->opts.CASorbitals[i]  = strtol(ptr2[i], NULL, 10);
3672     }
3673     /* special optimization options */
3674
3675     nbOPT = str_nelem(is->bOPT, MAXPTR, ptr1);
3676     nbTS  = str_nelem(is->bTS, MAXPTR, ptr2);
3677     snew(ir->opts.bOPT, nr);
3678     snew(ir->opts.bTS, nr);
3679     for (i = 0; i < nr; i++)
3680     {
3681         ir->opts.bOPT[i] = (gmx_strncasecmp(ptr1[i], "Y", 1) == 0);
3682         ir->opts.bTS[i]  = (gmx_strncasecmp(ptr2[i], "Y", 1) == 0);
3683     }
3684     nSAon     = str_nelem(is->SAon, MAXPTR, ptr1);
3685     nSAoff    = str_nelem(is->SAoff, MAXPTR, ptr2);
3686     nSAsteps  = str_nelem(is->SAsteps, MAXPTR, ptr3);
3687     snew(ir->opts.SAon, nr);
3688     snew(ir->opts.SAoff, nr);
3689     snew(ir->opts.SAsteps, nr);
3690
3691     for (i = 0; i < nr; i++)
3692     {
3693         ir->opts.SAon[i]    = strtod(ptr1[i], NULL);
3694         ir->opts.SAoff[i]   = strtod(ptr2[i], NULL);
3695         ir->opts.SAsteps[i] = strtol(ptr3[i], NULL, 10);
3696     }
3697     /* end of QMMM input */
3698
3699     if (bVerbose)
3700     {
3701         for (i = 0; (i < egcNR); i++)
3702         {
3703             fprintf(stderr, "%-16s has %d element(s):", gtypes[i], groups->grps[i].nr);
3704             for (j = 0; (j < groups->grps[i].nr); j++)
3705             {
3706                 fprintf(stderr, " %s", *(groups->grpname[groups->grps[i].nm_ind[j]]));
3707             }
3708             fprintf(stderr, "\n");
3709         }
3710     }
3711
3712     nr = groups->grps[egcENER].nr;
3713     snew(ir->opts.egp_flags, nr*nr);
3714
3715     bExcl = do_egp_flag(ir, groups, "energygrp-excl", is->egpexcl, EGP_EXCL);
3716     if (bExcl && ir->cutoff_scheme == ecutsVERLET)
3717     {
3718         warning_error(wi, "Energy group exclusions are not (yet) implemented for the Verlet scheme");
3719     }
3720     if (bExcl && EEL_FULL(ir->coulombtype))
3721     {
3722         warning(wi, "Can not exclude the lattice Coulomb energy between energy groups");
3723     }
3724
3725     bTable = do_egp_flag(ir, groups, "energygrp-table", is->egptable, EGP_TABLE);
3726     if (bTable && !(ir->vdwtype == evdwUSER) &&
3727         !(ir->coulombtype == eelUSER) && !(ir->coulombtype == eelPMEUSER) &&
3728         !(ir->coulombtype == eelPMEUSERSWITCH))
3729     {
3730         gmx_fatal(FARGS, "Can only have energy group pair tables in combination with user tables for VdW and/or Coulomb");
3731     }
3732
3733     decode_cos(is->efield_x, &(ir->ex[XX]));
3734     decode_cos(is->efield_xt, &(ir->et[XX]));
3735     decode_cos(is->efield_y, &(ir->ex[YY]));
3736     decode_cos(is->efield_yt, &(ir->et[YY]));
3737     decode_cos(is->efield_z, &(ir->ex[ZZ]));
3738     decode_cos(is->efield_zt, &(ir->et[ZZ]));
3739
3740     if (ir->bAdress)
3741     {
3742         do_adress_index(ir->adress, groups, gnames, &(ir->opts), wi);
3743     }
3744
3745     for (i = 0; (i < grps->nr); i++)
3746     {
3747         sfree(gnames[i]);
3748     }
3749     sfree(gnames);
3750     done_blocka(grps);
3751     sfree(grps);
3752
3753 }
3754
3755
3756
3757 static void check_disre(gmx_mtop_t *mtop)
3758 {
3759     gmx_ffparams_t *ffparams;
3760     t_functype     *functype;
3761     t_iparams      *ip;
3762     int             i, ndouble, ftype;
3763     int             label, old_label;
3764
3765     if (gmx_mtop_ftype_count(mtop, F_DISRES) > 0)
3766     {
3767         ffparams  = &mtop->ffparams;
3768         functype  = ffparams->functype;
3769         ip        = ffparams->iparams;
3770         ndouble   = 0;
3771         old_label = -1;
3772         for (i = 0; i < ffparams->ntypes; i++)
3773         {
3774             ftype = functype[i];
3775             if (ftype == F_DISRES)
3776             {
3777                 label = ip[i].disres.label;
3778                 if (label == old_label)
3779                 {
3780                     fprintf(stderr, "Distance restraint index %d occurs twice\n", label);
3781                     ndouble++;
3782                 }
3783                 old_label = label;
3784             }
3785         }
3786         if (ndouble > 0)
3787         {
3788             gmx_fatal(FARGS, "Found %d double distance restraint indices,\n"
3789                       "probably the parameters for multiple pairs in one restraint "
3790                       "are not identical\n", ndouble);
3791         }
3792     }
3793 }
3794
3795 static gmx_bool absolute_reference(t_inputrec *ir, gmx_mtop_t *sys,
3796                                    gmx_bool posres_only,
3797                                    ivec AbsRef)
3798 {
3799     int                  d, g, i;
3800     gmx_mtop_ilistloop_t iloop;
3801     t_ilist             *ilist;
3802     int                  nmol;
3803     t_iparams           *pr;
3804
3805     clear_ivec(AbsRef);
3806
3807     if (!posres_only)
3808     {
3809         /* Check the COM */
3810         for (d = 0; d < DIM; d++)
3811         {
3812             AbsRef[d] = (d < ndof_com(ir) ? 0 : 1);
3813         }
3814         /* Check for freeze groups */
3815         for (g = 0; g < ir->opts.ngfrz; g++)
3816         {
3817             for (d = 0; d < DIM; d++)
3818             {
3819                 if (ir->opts.nFreeze[g][d] != 0)
3820                 {
3821                     AbsRef[d] = 1;
3822                 }
3823             }
3824         }
3825     }
3826
3827     /* Check for position restraints */
3828     iloop = gmx_mtop_ilistloop_init(sys);
3829     while (gmx_mtop_ilistloop_next(iloop, &ilist, &nmol))
3830     {
3831         if (nmol > 0 &&
3832             (AbsRef[XX] == 0 || AbsRef[YY] == 0 || AbsRef[ZZ] == 0))
3833         {
3834             for (i = 0; i < ilist[F_POSRES].nr; i += 2)
3835             {
3836                 pr = &sys->ffparams.iparams[ilist[F_POSRES].iatoms[i]];
3837                 for (d = 0; d < DIM; d++)
3838                 {
3839                     if (pr->posres.fcA[d] != 0)
3840                     {
3841                         AbsRef[d] = 1;
3842                     }
3843                 }
3844             }
3845             for (i = 0; i < ilist[F_FBPOSRES].nr; i += 2)
3846             {
3847                 /* Check for flat-bottom posres */
3848                 pr = &sys->ffparams.iparams[ilist[F_FBPOSRES].iatoms[i]];
3849                 if (pr->fbposres.k != 0)
3850                 {
3851                     switch (pr->fbposres.geom)
3852                     {
3853                         case efbposresSPHERE:
3854                             AbsRef[XX] = AbsRef[YY] = AbsRef[ZZ] = 1;
3855                             break;
3856                         case efbposresCYLINDERX:
3857                             AbsRef[YY] = AbsRef[ZZ] = 1;
3858                             break;
3859                         case efbposresCYLINDERY:
3860                             AbsRef[XX] = AbsRef[ZZ] = 1;
3861                             break;
3862                         case efbposresCYLINDER:
3863                         /* efbposres is a synonym for efbposresCYLINDERZ for backwards compatibility */
3864                         case efbposresCYLINDERZ:
3865                             AbsRef[XX] = AbsRef[YY] = 1;
3866                             break;
3867                         case efbposresX: /* d=XX */
3868                         case efbposresY: /* d=YY */
3869                         case efbposresZ: /* d=ZZ */
3870                             d         = pr->fbposres.geom - efbposresX;
3871                             AbsRef[d] = 1;
3872                             break;
3873                         default:
3874                             gmx_fatal(FARGS, " Invalid geometry for flat-bottom position restraint.\n"
3875                                       "Expected nr between 1 and %d. Found %d\n", efbposresNR-1,
3876                                       pr->fbposres.geom);
3877                     }
3878                 }
3879             }
3880         }
3881     }
3882
3883     return (AbsRef[XX] != 0 && AbsRef[YY] != 0 && AbsRef[ZZ] != 0);
3884 }
3885
3886 static void
3887 check_combination_rule_differences(const gmx_mtop_t *mtop, int state,
3888                                    gmx_bool *bC6ParametersWorkWithGeometricRules,
3889                                    gmx_bool *bC6ParametersWorkWithLBRules,
3890                                    gmx_bool *bLBRulesPossible)
3891 {
3892     int           ntypes, tpi, tpj, thisLBdiff, thisgeomdiff;
3893     int          *typecount;
3894     real          tol;
3895     double        geometricdiff, LBdiff;
3896     double        c6i, c6j, c12i, c12j;
3897     double        c6, c6_geometric, c6_LB;
3898     double        sigmai, sigmaj, epsi, epsj;
3899     gmx_bool      bCanDoLBRules, bCanDoGeometricRules;
3900     const char   *ptr;
3901
3902     /* A tolerance of 1e-5 seems reasonable for (possibly hand-typed)
3903      * force-field floating point parameters.
3904      */
3905     tol = 1e-5;
3906     ptr = getenv("GMX_LJCOMB_TOL");
3907     if (ptr != NULL)
3908     {
3909         double dbl;
3910
3911         sscanf(ptr, "%lf", &dbl);
3912         tol = dbl;
3913     }
3914
3915     *bC6ParametersWorkWithLBRules         = TRUE;
3916     *bC6ParametersWorkWithGeometricRules  = TRUE;
3917     bCanDoLBRules                         = TRUE;
3918     bCanDoGeometricRules                  = TRUE;
3919     ntypes                                = mtop->ffparams.atnr;
3920     snew(typecount, ntypes);
3921     gmx_mtop_count_atomtypes(mtop, state, typecount);
3922     geometricdiff           = LBdiff = 0.0;
3923     *bLBRulesPossible       = TRUE;
3924     for (tpi = 0; tpi < ntypes; ++tpi)
3925     {
3926         c6i  = mtop->ffparams.iparams[(ntypes + 1) * tpi].lj.c6;
3927         c12i = mtop->ffparams.iparams[(ntypes + 1) * tpi].lj.c12;
3928         for (tpj = tpi; tpj < ntypes; ++tpj)
3929         {
3930             c6j          = mtop->ffparams.iparams[(ntypes + 1) * tpj].lj.c6;
3931             c12j         = mtop->ffparams.iparams[(ntypes + 1) * tpj].lj.c12;
3932             c6           = mtop->ffparams.iparams[ntypes * tpi + tpj].lj.c6;
3933             c6_geometric = sqrt(c6i * c6j);
3934             if (!gmx_numzero(c6_geometric))
3935             {
3936                 if (!gmx_numzero(c12i) && !gmx_numzero(c12j))
3937                 {
3938                     sigmai   = pow(c12i / c6i, 1.0/6.0);
3939                     sigmaj   = pow(c12j / c6j, 1.0/6.0);
3940                     epsi     = c6i * c6i /(4.0 * c12i);
3941                     epsj     = c6j * c6j /(4.0 * c12j);
3942                     c6_LB    = 4.0 * pow(epsi * epsj, 1.0/2.0) * pow(0.5 * (sigmai + sigmaj), 6);
3943                 }
3944                 else
3945                 {
3946                     *bLBRulesPossible = FALSE;
3947                     c6_LB             = c6_geometric;
3948                 }
3949                 bCanDoLBRules = gmx_within_tol(c6_LB, c6, tol);
3950             }
3951
3952             if (FALSE == bCanDoLBRules)
3953             {
3954                 *bC6ParametersWorkWithLBRules = FALSE;
3955             }
3956
3957             bCanDoGeometricRules = gmx_within_tol(c6_geometric, c6, tol);
3958
3959             if (FALSE == bCanDoGeometricRules)
3960             {
3961                 *bC6ParametersWorkWithGeometricRules = FALSE;
3962             }
3963         }
3964     }
3965     sfree(typecount);
3966 }
3967
3968 static void
3969 check_combination_rules(const t_inputrec *ir, const gmx_mtop_t *mtop,
3970                         warninp_t wi)
3971 {
3972     char     err_buf[256];
3973     gmx_bool bLBRulesPossible, bC6ParametersWorkWithGeometricRules, bC6ParametersWorkWithLBRules;
3974
3975     check_combination_rule_differences(mtop, 0,
3976                                        &bC6ParametersWorkWithGeometricRules,
3977                                        &bC6ParametersWorkWithLBRules,
3978                                        &bLBRulesPossible);
3979     if (ir->ljpme_combination_rule == eljpmeLB)
3980     {
3981         if (FALSE == bC6ParametersWorkWithLBRules || FALSE == bLBRulesPossible)
3982         {
3983             warning(wi, "You are using arithmetic-geometric combination rules "
3984                     "in LJ-PME, but your non-bonded C6 parameters do not "
3985                     "follow these rules.");
3986         }
3987     }
3988     else
3989     {
3990         if (FALSE == bC6ParametersWorkWithGeometricRules)
3991         {
3992             if (ir->eDispCorr != edispcNO)
3993             {
3994                 warning_note(wi, "You are using geometric combination rules in "
3995                              "LJ-PME, but your non-bonded C6 parameters do "
3996                              "not follow these rules. "
3997                              "This will introduce very small errors in the forces and energies in "
3998                              "your simulations. Dispersion correction will correct total energy "
3999                              "and/or pressure for isotropic systems, but not forces or surface tensions.");
4000             }
4001             else
4002             {
4003                 warning_note(wi, "You are using geometric combination rules in "
4004                              "LJ-PME, but your non-bonded C6 parameters do "
4005                              "not follow these rules. "
4006                              "This will introduce very small errors in the forces and energies in "
4007                              "your simulations. If your system is homogeneous, consider using dispersion correction "
4008                              "for the total energy and pressure.");
4009             }
4010         }
4011     }
4012 }
4013
4014 void triple_check(const char *mdparin, t_inputrec *ir, gmx_mtop_t *sys,
4015                   warninp_t wi)
4016 {
4017     char                      err_buf[STRLEN];
4018     int                       i, m, c, nmol, npct;
4019     gmx_bool                  bCharge, bAcc;
4020     real                      gdt_max, *mgrp, mt;
4021     rvec                      acc;
4022     gmx_mtop_atomloop_block_t aloopb;
4023     gmx_mtop_atomloop_all_t   aloop;
4024     t_atom                   *atom;
4025     ivec                      AbsRef;
4026     char                      warn_buf[STRLEN];
4027
4028     set_warning_line(wi, mdparin, -1);
4029
4030     if (ir->cutoff_scheme == ecutsVERLET &&
4031         ir->verletbuf_tol > 0 &&
4032         ir->nstlist > 1 &&
4033         ((EI_MD(ir->eI) || EI_SD(ir->eI)) &&
4034          (ir->etc == etcVRESCALE || ir->etc == etcBERENDSEN)))
4035     {
4036         /* Check if a too small Verlet buffer might potentially
4037          * cause more drift than the thermostat can couple off.
4038          */
4039         /* Temperature error fraction for warning and suggestion */
4040         const real T_error_warn    = 0.002;
4041         const real T_error_suggest = 0.001;
4042         /* For safety: 2 DOF per atom (typical with constraints) */
4043         const real nrdf_at         = 2;
4044         real       T, tau, max_T_error;
4045         int        i;
4046
4047         T   = 0;
4048         tau = 0;
4049         for (i = 0; i < ir->opts.ngtc; i++)
4050         {
4051             T   = max(T, ir->opts.ref_t[i]);
4052             tau = max(tau, ir->opts.tau_t[i]);
4053         }
4054         if (T > 0)
4055         {
4056             /* This is a worst case estimate of the temperature error,
4057              * assuming perfect buffer estimation and no cancelation
4058              * of errors. The factor 0.5 is because energy distributes
4059              * equally over Ekin and Epot.
4060              */
4061             max_T_error = 0.5*tau*ir->verletbuf_tol/(nrdf_at*BOLTZ*T);
4062             if (max_T_error > T_error_warn)
4063             {
4064                 sprintf(warn_buf, "With a verlet-buffer-tolerance of %g kJ/mol/ps, a reference temperature of %g and a tau_t of %g, your temperature might be off by up to %.1f%%. To ensure the error is below %.1f%%, decrease verlet-buffer-tolerance to %.0e or decrease tau_t.",
4065                         ir->verletbuf_tol, T, tau,
4066                         100*max_T_error,
4067                         100*T_error_suggest,
4068                         ir->verletbuf_tol*T_error_suggest/max_T_error);
4069                 warning(wi, warn_buf);
4070             }
4071         }
4072     }
4073
4074     if (ETC_ANDERSEN(ir->etc))
4075     {
4076         int i;
4077
4078         for (i = 0; i < ir->opts.ngtc; i++)
4079         {
4080             sprintf(err_buf, "all tau_t must currently be equal using Andersen temperature control, violated for group %d", i);
4081             CHECK(ir->opts.tau_t[0] != ir->opts.tau_t[i]);
4082             sprintf(err_buf, "all tau_t must be postive using Andersen temperature control, tau_t[%d]=%10.6f",
4083                     i, ir->opts.tau_t[i]);
4084             CHECK(ir->opts.tau_t[i] < 0);
4085         }
4086
4087         for (i = 0; i < ir->opts.ngtc; i++)
4088         {
4089             int nsteps = (int)(ir->opts.tau_t[i]/ir->delta_t);
4090             sprintf(err_buf, "tau_t/delta_t for group %d for temperature control method %s must be a multiple of nstcomm (%d), as velocities of atoms in coupled groups are randomized every time step. The input tau_t (%8.3f) leads to %d steps per randomization", i, etcoupl_names[ir->etc], ir->nstcomm, ir->opts.tau_t[i], nsteps);
4091             CHECK((nsteps % ir->nstcomm) && (ir->etc == etcANDERSENMASSIVE));
4092         }
4093     }
4094
4095     if (EI_DYNAMICS(ir->eI) && !EI_SD(ir->eI) && ir->eI != eiBD &&
4096         ir->comm_mode == ecmNO &&
4097         !(absolute_reference(ir, sys, FALSE, AbsRef) || ir->nsteps <= 10) &&
4098         !ETC_ANDERSEN(ir->etc))
4099     {
4100         warning(wi, "You are not using center of mass motion removal (mdp option comm-mode), numerical rounding errors can lead to build up of kinetic energy of the center of mass");
4101     }
4102
4103     /* Check for pressure coupling with absolute position restraints */
4104     if (ir->epc != epcNO && ir->refcoord_scaling == erscNO)
4105     {
4106         absolute_reference(ir, sys, TRUE, AbsRef);
4107         {
4108             for (m = 0; m < DIM; m++)
4109             {
4110                 if (AbsRef[m] && norm2(ir->compress[m]) > 0)
4111                 {
4112                     warning(wi, "You are using pressure coupling with absolute position restraints, this will give artifacts. Use the refcoord_scaling option.");
4113                     break;
4114                 }
4115             }
4116         }
4117     }
4118
4119     bCharge = FALSE;
4120     aloopb  = gmx_mtop_atomloop_block_init(sys);
4121     while (gmx_mtop_atomloop_block_next(aloopb, &atom, &nmol))
4122     {
4123         if (atom->q != 0 || atom->qB != 0)
4124         {
4125             bCharge = TRUE;
4126         }
4127     }
4128
4129     if (!bCharge)
4130     {
4131         if (EEL_FULL(ir->coulombtype))
4132         {
4133             sprintf(err_buf,
4134                     "You are using full electrostatics treatment %s for a system without charges.\n"
4135                     "This costs a lot of performance for just processing zeros, consider using %s instead.\n",
4136                     EELTYPE(ir->coulombtype), EELTYPE(eelCUT));
4137             warning(wi, err_buf);
4138         }
4139     }
4140     else
4141     {
4142         if (ir->coulombtype == eelCUT && ir->rcoulomb > 0 && !ir->implicit_solvent)
4143         {
4144             sprintf(err_buf,
4145                     "You are using a plain Coulomb cut-off, which might produce artifacts.\n"
4146                     "You might want to consider using %s electrostatics.\n",
4147                     EELTYPE(eelPME));
4148             warning_note(wi, err_buf);
4149         }
4150     }
4151
4152     /* Check if combination rules used in LJ-PME are the same as in the force field */
4153     if (EVDW_PME(ir->vdwtype))
4154     {
4155         check_combination_rules(ir, sys, wi);
4156     }
4157
4158     /* Generalized reaction field */
4159     if (ir->opts.ngtc == 0)
4160     {
4161         sprintf(err_buf, "No temperature coupling while using coulombtype %s",
4162                 eel_names[eelGRF]);
4163         CHECK(ir->coulombtype == eelGRF);
4164     }
4165     else
4166     {
4167         sprintf(err_buf, "When using coulombtype = %s"
4168                 " ref-t for temperature coupling should be > 0",
4169                 eel_names[eelGRF]);
4170         CHECK((ir->coulombtype == eelGRF) && (ir->opts.ref_t[0] <= 0));
4171     }
4172
4173     if (ir->eI == eiSD2)
4174     {
4175         sprintf(warn_buf, "The stochastic dynamics integrator %s is deprecated, since\n"
4176                 "it is slower than integrator %s and is slightly less accurate\n"
4177                 "with constraints. Use the %s integrator.",
4178                 ei_names[ir->eI], ei_names[eiSD1], ei_names[eiSD1]);
4179         warning_note(wi, warn_buf);
4180     }
4181
4182     bAcc = FALSE;
4183     for (i = 0; (i < sys->groups.grps[egcACC].nr); i++)
4184     {
4185         for (m = 0; (m < DIM); m++)
4186         {
4187             if (fabs(ir->opts.acc[i][m]) > 1e-6)
4188             {
4189                 bAcc = TRUE;
4190             }
4191         }
4192     }
4193     if (bAcc)
4194     {
4195         clear_rvec(acc);
4196         snew(mgrp, sys->groups.grps[egcACC].nr);
4197         aloop = gmx_mtop_atomloop_all_init(sys);
4198         while (gmx_mtop_atomloop_all_next(aloop, &i, &atom))
4199         {
4200             mgrp[ggrpnr(&sys->groups, egcACC, i)] += atom->m;
4201         }
4202         mt = 0.0;
4203         for (i = 0; (i < sys->groups.grps[egcACC].nr); i++)
4204         {
4205             for (m = 0; (m < DIM); m++)
4206             {
4207                 acc[m] += ir->opts.acc[i][m]*mgrp[i];
4208             }
4209             mt += mgrp[i];
4210         }
4211         for (m = 0; (m < DIM); m++)
4212         {
4213             if (fabs(acc[m]) > 1e-6)
4214             {
4215                 const char *dim[DIM] = { "X", "Y", "Z" };
4216                 fprintf(stderr,
4217                         "Net Acceleration in %s direction, will %s be corrected\n",
4218                         dim[m], ir->nstcomm != 0 ? "" : "not");
4219                 if (ir->nstcomm != 0 && m < ndof_com(ir))
4220                 {
4221                     acc[m] /= mt;
4222                     for (i = 0; (i < sys->groups.grps[egcACC].nr); i++)
4223                     {
4224                         ir->opts.acc[i][m] -= acc[m];
4225                     }
4226                 }
4227             }
4228         }
4229         sfree(mgrp);
4230     }
4231
4232     if (ir->efep != efepNO && ir->fepvals->sc_alpha != 0 &&
4233         !gmx_within_tol(sys->ffparams.reppow, 12.0, 10*GMX_DOUBLE_EPS))
4234     {
4235         gmx_fatal(FARGS, "Soft-core interactions are only supported with VdW repulsion power 12");
4236     }
4237
4238     if (ir->ePull != epullNO)
4239     {
4240         gmx_bool bPullAbsoluteRef;
4241
4242         bPullAbsoluteRef = FALSE;
4243         for (i = 0; i < ir->pull->ncoord; i++)
4244         {
4245             bPullAbsoluteRef = bPullAbsoluteRef ||
4246                 ir->pull->coord[i].group[0] == 0 ||
4247                 ir->pull->coord[i].group[1] == 0;
4248         }
4249         if (bPullAbsoluteRef)
4250         {
4251             absolute_reference(ir, sys, FALSE, AbsRef);
4252             for (m = 0; m < DIM; m++)
4253             {
4254                 if (ir->pull->dim[m] && !AbsRef[m])
4255                 {
4256                     warning(wi, "You are using an absolute reference for pulling, but the rest of the system does not have an absolute reference. This will lead to artifacts.");
4257                     break;
4258                 }
4259             }
4260         }
4261
4262         if (ir->pull->eGeom == epullgDIRPBC)
4263         {
4264             for (i = 0; i < 3; i++)
4265             {
4266                 for (m = 0; m <= i; m++)
4267                 {
4268                     if ((ir->epc != epcNO && ir->compress[i][m] != 0) ||
4269                         ir->deform[i][m] != 0)
4270                     {
4271                         for (c = 0; c < ir->pull->ncoord; c++)
4272                         {
4273                             if (ir->pull->coord[c].vec[m] != 0)
4274                             {
4275                                 gmx_fatal(FARGS, "Can not have dynamic box while using pull geometry '%s' (dim %c)", EPULLGEOM(ir->pull->eGeom), 'x'+m);
4276                             }
4277                         }
4278                     }
4279                 }
4280             }
4281         }
4282     }
4283
4284     check_disre(sys);
4285 }
4286
4287 void double_check(t_inputrec *ir, matrix box,
4288                   gmx_bool bHasNormalConstraints,
4289                   gmx_bool bHasAnyConstraints,
4290                   warninp_t wi)
4291 {
4292     real        min_size;
4293     gmx_bool    bTWIN;
4294     char        warn_buf[STRLEN];
4295     const char *ptr;
4296
4297     ptr = check_box(ir->ePBC, box);
4298     if (ptr)
4299     {
4300         warning_error(wi, ptr);
4301     }
4302
4303     if (bHasNormalConstraints && ir->eConstrAlg == econtSHAKE)
4304     {
4305         if (ir->shake_tol <= 0.0)
4306         {
4307             sprintf(warn_buf, "ERROR: shake-tol must be > 0 instead of %g\n",
4308                     ir->shake_tol);
4309             warning_error(wi, warn_buf);
4310         }
4311
4312         if (IR_TWINRANGE(*ir) && ir->nstlist > 1)
4313         {
4314             sprintf(warn_buf, "With twin-range cut-off's and SHAKE the virial and the pressure are incorrect.");
4315             if (ir->epc == epcNO)
4316             {
4317                 warning(wi, warn_buf);
4318             }
4319             else
4320             {
4321                 warning_error(wi, warn_buf);
4322             }
4323         }
4324     }
4325
4326     if ( (ir->eConstrAlg == econtLINCS) && bHasNormalConstraints)
4327     {
4328         /* If we have Lincs constraints: */
4329         if (ir->eI == eiMD && ir->etc == etcNO &&
4330             ir->eConstrAlg == econtLINCS && ir->nLincsIter == 1)
4331         {
4332             sprintf(warn_buf, "For energy conservation with LINCS, lincs_iter should be 2 or larger.\n");
4333             warning_note(wi, warn_buf);
4334         }
4335
4336         if ((ir->eI == eiCG || ir->eI == eiLBFGS) && (ir->nProjOrder < 8))
4337         {
4338             sprintf(warn_buf, "For accurate %s with LINCS constraints, lincs-order should be 8 or more.", ei_names[ir->eI]);
4339             warning_note(wi, warn_buf);
4340         }
4341         if (ir->epc == epcMTTK)
4342         {
4343             warning_error(wi, "MTTK not compatible with lincs -- use shake instead.");
4344         }
4345     }
4346
4347     if (bHasAnyConstraints && ir->epc == epcMTTK)
4348     {
4349         warning_error(wi, "Constraints are not implemented with MTTK pressure control.");
4350     }
4351
4352     if (ir->LincsWarnAngle > 90.0)
4353     {
4354         sprintf(warn_buf, "lincs-warnangle can not be larger than 90 degrees, setting it to 90.\n");
4355         warning(wi, warn_buf);
4356         ir->LincsWarnAngle = 90.0;
4357     }
4358
4359     if (ir->ePBC != epbcNONE)
4360     {
4361         if (ir->nstlist == 0)
4362         {
4363             warning(wi, "With nstlist=0 atoms are only put into the box at step 0, therefore drifting atoms might cause the simulation to crash.");
4364         }
4365         bTWIN = (ir->rlistlong > ir->rlist);
4366         if (ir->ns_type == ensGRID)
4367         {
4368             if (sqr(ir->rlistlong) >= max_cutoff2(ir->ePBC, box))
4369             {
4370                 sprintf(warn_buf, "ERROR: The cut-off length is longer than half the shortest box vector or longer than the smallest box diagonal element. Increase the box size or decrease %s.\n",
4371                         bTWIN ? (ir->rcoulomb == ir->rlistlong ? "rcoulomb" : "rvdw") : "rlist");
4372                 warning_error(wi, warn_buf);
4373             }
4374         }
4375         else
4376         {
4377             min_size = min(box[XX][XX], min(box[YY][YY], box[ZZ][ZZ]));
4378             if (2*ir->rlistlong >= min_size)
4379             {
4380                 sprintf(warn_buf, "ERROR: One of the box lengths is smaller than twice the cut-off length. Increase the box size or decrease rlist.");
4381                 warning_error(wi, warn_buf);
4382                 if (TRICLINIC(box))
4383                 {
4384                     fprintf(stderr, "Grid search might allow larger cut-off's than simple search with triclinic boxes.");
4385                 }
4386             }
4387         }
4388     }
4389 }
4390
4391 void check_chargegroup_radii(const gmx_mtop_t *mtop, const t_inputrec *ir,
4392                              rvec *x,
4393                              warninp_t wi)
4394 {
4395     real rvdw1, rvdw2, rcoul1, rcoul2;
4396     char warn_buf[STRLEN];
4397
4398     calc_chargegroup_radii(mtop, x, &rvdw1, &rvdw2, &rcoul1, &rcoul2);
4399
4400     if (rvdw1 > 0)
4401     {
4402         printf("Largest charge group radii for Van der Waals: %5.3f, %5.3f nm\n",
4403                rvdw1, rvdw2);
4404     }
4405     if (rcoul1 > 0)
4406     {
4407         printf("Largest charge group radii for Coulomb:       %5.3f, %5.3f nm\n",
4408                rcoul1, rcoul2);
4409     }
4410
4411     if (ir->rlist > 0)
4412     {
4413         if (rvdw1  + rvdw2  > ir->rlist ||
4414             rcoul1 + rcoul2 > ir->rlist)
4415         {
4416             sprintf(warn_buf,
4417                     "The sum of the two largest charge group radii (%f) "
4418                     "is larger than rlist (%f)\n",
4419                     max(rvdw1+rvdw2, rcoul1+rcoul2), ir->rlist);
4420             warning(wi, warn_buf);
4421         }
4422         else
4423         {
4424             /* Here we do not use the zero at cut-off macro,
4425              * since user defined interactions might purposely
4426              * not be zero at the cut-off.
4427              */
4428             if (ir_vdw_is_zero_at_cutoff(ir) &&
4429                 rvdw1 + rvdw2 > ir->rlistlong - ir->rvdw)
4430             {
4431                 sprintf(warn_buf, "The sum of the two largest charge group "
4432                         "radii (%f) is larger than %s (%f) - rvdw (%f).\n"
4433                         "With exact cut-offs, better performance can be "
4434                         "obtained with cutoff-scheme = %s, because it "
4435                         "does not use charge groups at all.",
4436                         rvdw1+rvdw2,
4437                         ir->rlistlong > ir->rlist ? "rlistlong" : "rlist",
4438                         ir->rlistlong, ir->rvdw,
4439                         ecutscheme_names[ecutsVERLET]);
4440                 if (ir_NVE(ir))
4441                 {
4442                     warning(wi, warn_buf);
4443                 }
4444                 else
4445                 {
4446                     warning_note(wi, warn_buf);
4447                 }
4448             }
4449             if (ir_coulomb_is_zero_at_cutoff(ir) &&
4450                 rcoul1 + rcoul2 > ir->rlistlong - ir->rcoulomb)
4451             {
4452                 sprintf(warn_buf, "The sum of the two largest charge group radii (%f) is larger than %s (%f) - rcoulomb (%f).\n"
4453                         "With exact cut-offs, better performance can be obtained with cutoff-scheme = %s, because it does not use charge groups at all.",
4454                         rcoul1+rcoul2,
4455                         ir->rlistlong > ir->rlist ? "rlistlong" : "rlist",
4456                         ir->rlistlong, ir->rcoulomb,
4457                         ecutscheme_names[ecutsVERLET]);
4458                 if (ir_NVE(ir))
4459                 {
4460                     warning(wi, warn_buf);
4461                 }
4462                 else
4463                 {
4464                     warning_note(wi, warn_buf);
4465                 }
4466             }
4467         }
4468     }
4469 }