src/gromacs/gmxpreprocess/readpull.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
   5  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team.
   6  * Copyright (c) 2013,2014,2015,2016,2017 by the GROMACS development team.
   7  * Copyright (c) 2018,2019,2020,2021, by the GROMACS development team, led by
   8  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   9  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
  10  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  11  *
  12  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  13  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  14  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  15  * of the License, or (at your option) any later version.
  16  *
  17  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  20  * Lesser General Public License for more details.
  21  *
  22  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  23  * License along with GROMACS; if not, see
  24  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  25  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  26  *
  27  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  28  * consider that scientific software is very special. Version
  29  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  30  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  31  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  32  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  33  * official version at http://www.gromacs.org.
  34  *
  35  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  36  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  37  */
  38 #include "gmxpre.h"
  39
  40 #include <cassert>
  41 #include <cstdlib>
  42 #include <cstring>
  43
  44 #include "gromacs/domdec/localatomsetmanager.h"
  45 #include "gromacs/fileio/readinp.h"
  46 #include "gromacs/fileio/warninp.h"
  47 #include "gromacs/gmxpreprocess/readir.h"
  48 #include "gromacs/math/vec.h"
  49 #include "gromacs/mdlib/mdatoms.h"
  50 #include "gromacs/mdtypes/inputrec.h"
  51 #include "gromacs/mdtypes/md_enums.h"
  52 #include "gromacs/mdtypes/mdatom.h"
  53 #include "gromacs/mdtypes/pull_params.h"
  54 #include "gromacs/pbcutil/pbc.h"
  55 #include "gromacs/pulling/pull.h"
  56 #include "gromacs/topology/topology.h"
  57 #include "gromacs/utility/arrayref.h"
  58 #include "gromacs/utility/basedefinitions.h"
  59 #include "gromacs/utility/cstringutil.h"
  60 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  61 #include "gromacs/utility/futil.h"
  62 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  63
  64
  65 static void string2dvec(const char buf[], dvec nums)
  66 {
  67     double dum;
  68
  69     if (sscanf(buf, "%lf%lf%lf%lf", &nums[0], &nums[1], &nums[2], &dum) != 3)
  70     {
  71         gmx_fatal(FARGS, "Expected three numbers at input line %s", buf);
  72     }
  73 }
  74
  75 static std::vector<real> setupPullGroupWeights(const char* wbuf)
  76 {
  77     double d;
  78     int    n;
  79
  80     std::vector<real> weight;
  81     while (sscanf(wbuf, "%lf %n", &d, &n) == 1)
  82     {
  83         weight.push_back(d);
  84         wbuf += n;
  85     }
  86     return weight;
  87 }
  88
  89 static void process_pull_dim(char* dim_buf, ivec dim, const t_pull_coord* pcrd)
  90 {
  91     int   ndim, d, nchar;
  92     char *ptr, pulldim1[STRLEN];
  93
  94     ptr  = dim_buf;
  95     ndim = 0;
  96     for (d = 0; d < DIM; d++)
  97     {
  98         if (sscanf(ptr, "%s%n", pulldim1, &nchar) != 1)
  99         {
 100             gmx_fatal(FARGS, "Less than 3 pull dimensions given in pull_dim: '%s'", dim_buf);
 101         }
 102
 103         if (gmx::equalCaseInsensitive(pulldim1, "N", 1))
 104         {
 105             dim[d] = 0;
 106         }
 107         else if (gmx::equalCaseInsensitive(pulldim1, "Y", 1))
 108         {
 109             dim[d] = 1;
 110             ndim++;
 111         }
 112         else
 113         {
 114             gmx_fatal(FARGS, "Please use Y(ES) or N(O) for pull_dim only (not %s)", pulldim1);
 115         }
 116         ptr += nchar;
 117     }
 118     if (ndim == 0)
 119     {
 120         gmx_fatal(FARGS, "All entries in pull dim are N");
 121     }
 122     if ((pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Dihedral) && (ndim < 3))
 123     {
 124         gmx_fatal(FARGS, "Pull geometry dihedral is only useful with pull-dim = Y Y Y");
 125     }
 126     if ((pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Angle || pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::AngleAxis)
 127         && (ndim < 2))
 128     {
 129         gmx_fatal(FARGS,
 130                   "Pull geometry %s is only useful with pull-dim = Y for at least 2 dimensions",
 131                   enumValueToString(pcrd->eGeom));
 132     }
 133 }
 134
 135 static void init_pull_coord(t_pull_coord* pcrd,
 136                             int           coord_index_for_output,
 137                             char*         dim_buf,
 138                             const char*   origin_buf,
 139                             const char*   vec_buf,
 140                             warninp_t     wi)
 141 {
 142     int  m;
 143     dvec origin, vec;
 144     char buf[STRLEN];
 145
 146     if (pcrd->eType == PullingAlgorithm::Constraint
 147         && (pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Cylinder || pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::DirectionRelative
 148             || pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Angle || pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::AngleAxis
 149             || pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Dihedral))
 150     {
 151         gmx_fatal(FARGS,
 152                   "Pulling of type %s can not be combined with geometry %s. Consider using pull "
 153                   "type %s.",
 154                   enumValueToString(pcrd->eType),
 155                   enumValueToString(pcrd->eGeom),
 156                   enumValueToString(PullingAlgorithm::Umbrella));
 157     }
 158
 159     if (pcrd->eType == PullingAlgorithm::External)
 160     {
 161         if (pcrd->externalPotentialProvider[0] == '\0')
 162         {
 163             sprintf(buf,
 164                     "The use of pull type '%s' for pull coordinate %d requires that the name of "
 165                     "the module providing the potential external is set with the option %s%d%s",
 166                     enumValueToString(pcrd->eType),
 167                     coord_index_for_output,
 168                     "pull-coord",
 169                     coord_index_for_output,
 170                     "-potential-provider");
 171             warning_error(wi, buf);
 172         }
 173
 174         if (pcrd->rate != 0)
 175         {
 176             sprintf(buf,
 177                     "The use of pull type '%s' for pull coordinate %d requires that the pull rate "
 178                     "is zero",
 179                     enumValueToString(pcrd->eType),
 180                     coord_index_for_output);
 181             warning_error(wi, buf);
 182         }
 183
 184         if (pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Cylinder)
 185         {
 186             /* Warn the user of a PBC restriction, caused by the fact that
 187              * there is no reference value with an external pull potential.
 188              */
 189             sprintf(buf,
 190                     "With pull type '%s' and geometry '%s', the distance component along the "
 191                     "cylinder axis between atoms in the cylinder group and the COM of the pull "
 192                     "group should be smaller than half the box length",
 193                     enumValueToString(pcrd->eType),
 194                     enumValueToString(pcrd->eGeom));
 195             warning_note(wi, buf);
 196         }
 197     }
 198
 199     process_pull_dim(dim_buf, pcrd->dim, pcrd);
 200
 201     string2dvec(origin_buf, origin);
 202     if (pcrd->group[0] != 0 && dnorm(origin) > 0)
 203     {
 204         gmx_fatal(FARGS, "The pull origin can only be set with an absolute reference");
 205     }
 206
 207     /* Check the given initial reference value and warn for dangerous values */
 208     if (pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Distance)
 209     {
 210         if (pcrd->bStart && pcrd->init < 0)
 211         {
 212             sprintf(buf,
 213                     "The initial reference distance set by pull-coord-init is set to a negative "
 214                     "value (%g) with geometry %s while distances need to be non-negative. "
 215                     "This may work, since you have set pull-coord-start to 'yes' which modifies "
 216                     "this value, but only for certain starting distances. "
 217                     "If this is a mistake you may want to use geometry %s instead.",
 218                     pcrd->init,
 219                     enumValueToString(pcrd->eGeom),
 220                     enumValueToString(PullGroupGeometry::Direction));
 221             warning(wi, buf);
 222         }
 223     }
 224     else if (pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Angle || pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::AngleAxis)
 225     {
 226         if (pcrd->bStart && (pcrd->init < 0 || pcrd->init > 180))
 227         {
 228             /* This value of pcrd->init may be ok depending on pcrd->bStart which modifies pcrd->init later on */
 229             sprintf(buf,
 230                     "The initial reference angle set by pull-coord-init (%g) is outside of the "
 231                     "allowed range [0, 180] degrees for geometry (%s). "
 232                     "This may work, since you have set pull-coord-start to 'yes' which modifies "
 233                     "this value, but only for certain starting angles.",
 234                     pcrd->init,
 235                     enumValueToString(pcrd->eGeom));
 236             warning(wi, buf);
 237         }
 238     }
 239     else if (pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Dihedral)
 240     {
 241         if (pcrd->bStart && (pcrd->init < -180 || pcrd->init > 180))
 242         {
 243             sprintf(buf,
 244                     "The initial reference angle set by pull-coord-init (%g) is outside of the "
 245                     "allowed range [-180, 180] degrees for geometry (%s). "
 246                     "This may work, since you have set pull-coord-start to 'yes' which modifies "
 247                     "this value, but only for certain starting angles.",
 248                     pcrd->init,
 249                     enumValueToString(pcrd->eGeom));
 250             warning(wi, buf);
 251         }
 252     }
 253
 254     /* Check and set the pull vector */
 255     clear_dvec(vec);
 256     string2dvec(vec_buf, vec);
 257
 258     if (pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Direction || pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Cylinder
 259         || pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::DirectionPBC || pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::AngleAxis)
 260     {
 261         if (dnorm2(vec) == 0)
 262         {
 263             gmx_fatal(FARGS,
 264                       "With pull geometry %s the pull vector can not be 0,0,0",
 265                       enumValueToString(pcrd->eGeom));
 266         }
 267         for (int d = 0; d < DIM; d++)
 268         {
 269             if (vec[d] != 0 && pcrd->dim[d] == 0)
 270             {
 271                 gmx_fatal(FARGS,
 272                           "pull-coord-vec has non-zero %c-component while pull_dim for the "
 273                           "%c-dimension is set to N",
 274                           'x' + d,
 275                           'x' + d);
 276             }
 277         }
 278
 279         /* Normalize the direction vector */
 280         dsvmul(1 / dnorm(vec), vec, vec);
 281     }
 282     else /* This case is for are all the geometries where the pull vector is not used */
 283     {
 284         if (dnorm2(vec) > 0)
 285         {
 286             sprintf(buf,
 287                     "A pull vector is given (%g  %g  %g) but will not be used with geometry %s. If "
 288                     "you really want to use this "
 289                     "vector, consider using geometry %s instead.",
 290                     vec[0],
 291                     vec[1],
 292                     vec[2],
 293                     enumValueToString(pcrd->eGeom),
 294                     pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Angle
 295                             ? enumValueToString(PullGroupGeometry::AngleAxis)
 296                             : enumValueToString(PullGroupGeometry::Direction));
 297             warning(wi, buf);
 298         }
 299     }
 300     for (m = 0; m < DIM; m++)
 301     {
 302         pcrd->origin[m] = origin[m];
 303         pcrd->vec[m]    = vec[m];
 304     }
 305 }
 306
 307 std::vector<std::string> read_pullparams(std::vector<t_inpfile>* inp, pull_params_t* pull, warninp_t wi)
 308 {
 309     int  nscan, idum;
 310     char buf[STRLEN];
 311     char provider[STRLEN], groups[STRLEN], dim_buf[STRLEN];
 312     char wbuf[STRLEN], origin_buf[STRLEN], vec_buf[STRLEN];
 313
 314     /* read pull parameters */
 315     printStringNoNewline(inp, "Cylinder radius for dynamic reaction force groups (nm)");
 316     pull->cylinder_r     = get_ereal(inp, "pull-cylinder-r", 1.5, wi);
 317     pull->constr_tol     = get_ereal(inp, "pull-constr-tol", 1E-6, wi);
 318     pull->bPrintCOM      = (getEnum<Boolean>(inp, "pull-print-com", wi) != Boolean::No);
 319     pull->bPrintRefValue = (getEnum<Boolean>(inp, "pull-print-ref-value", wi) != Boolean::No);
 320     pull->bPrintComp     = (getEnum<Boolean>(inp, "pull-print-components", wi) != Boolean::No);
 321     pull->nstxout        = get_eint(inp, "pull-nstxout", 50, wi);
 322     pull->nstfout        = get_eint(inp, "pull-nstfout", 50, wi);
 323     pull->bSetPbcRefToPrevStepCOM =
 324             (getEnum<Boolean>(inp, "pull-pbc-ref-prev-step-com", wi) != Boolean::No);
 325     pull->bXOutAverage = (getEnum<Boolean>(inp, "pull-xout-average", wi) != Boolean::No);
 326     pull->bFOutAverage = (getEnum<Boolean>(inp, "pull-fout-average", wi) != Boolean::No);
 327     printStringNoNewline(inp, "Number of pull groups");
 328     pull->ngroup = get_eint(inp, "pull-ngroups", 1, wi);
 329     printStringNoNewline(inp, "Number of pull coordinates");
 330     pull->ncoord = get_eint(inp, "pull-ncoords", 1, wi);
 331
 332     if (pull->ngroup < 1)
 333     {
 334         gmx_fatal(FARGS, "pull-ngroups should be >= 1");
 335     }
 336     /* We always add an absolute reference group (index 0), even if not used */
 337     pull->ngroup += 1;
 338
 339     if (pull->ncoord < 1)
 340     {
 341         gmx_fatal(FARGS, "pull-ncoords should be >= 1");
 342     }
 343
 344     /* pull group options */
 345     printStringNoNewline(inp, "Group and coordinate parameters");
 346
 347     /* Read the pull groups */
 348     std::vector<std::string> pullGroups(pull->ngroup);
 349     char                     readBuffer[STRLEN];
 350     /* Group 0 is the absolute reference, we don't read anything for 0 */
 351     pull->group.emplace_back(t_pull_group());
 352     for (int groupNum = 1; groupNum < pull->ngroup; groupNum++)
 353     {
 354         t_pull_group pullGroup; //= &pull->group[groupNum];
 355         sprintf(buf, "pull-group%d-name", groupNum);
 356         setStringEntry(inp, buf, readBuffer, "");
 357         pullGroups[groupNum] = readBuffer;
 358         sprintf(buf, "pull-group%d-weights", groupNum);
 359         setStringEntry(inp, buf, wbuf, "");
 360         sprintf(buf, "pull-group%d-pbcatom", groupNum);
 361         pullGroup.pbcatom = get_eint(inp, buf, 0, wi);
 362
 363         /* Initialize the pull group */
 364         pullGroup.weight = setupPullGroupWeights(wbuf);
 365         pull->group.emplace_back(pullGroup);
 366     }
 367
 368     /* Read the pull coordinates */
 369     for (int coordNum = 1; coordNum < pull->ncoord + 1; coordNum++)
 370     {
 371         t_pull_coord pullCoord; // = &pull->coord[coordNum - 1];
 372         sprintf(buf, "pull-coord%d-type", coordNum);
 373         pullCoord.eType = getEnum<PullingAlgorithm>(inp, buf, wi);
 374         sprintf(buf, "pull-coord%d-potential-provider", coordNum);
 375         setStringEntry(inp, buf, provider, "");
 376         pullCoord.externalPotentialProvider = provider;
 377         sprintf(buf, "pull-coord%d-geometry", coordNum);
 378         pullCoord.eGeom = getEnum<PullGroupGeometry>(inp, buf, wi);
 379         sprintf(buf, "pull-coord%d-groups", coordNum);
 380         setStringEntry(inp, buf, groups, "");
 381
 382         switch (pullCoord.eGeom)
 383         {
 384             case PullGroupGeometry::Dihedral: pullCoord.ngroup = 6; break;
 385             case PullGroupGeometry::DirectionRelative:
 386             case PullGroupGeometry::Angle: pullCoord.ngroup = 4; break;
 387             default: pullCoord.ngroup = 2; break;
 388         }
 389
 390         nscan = sscanf(groups,
 391                        "%d %d %d %d %d %d %d",
 392                        &pullCoord.group[0],
 393                        &pullCoord.group[1],
 394                        &pullCoord.group[2],
 395                        &pullCoord.group[3],
 396                        &pullCoord.group[4],
 397                        &pullCoord.group[5],
 398                        &idum);
 399         if (nscan != pullCoord.ngroup)
 400         {
 401             auto message =
 402                     gmx::formatString("%s should contain %d pull group indices with geometry %s",
 403                                       buf,
 404                                       pullCoord.ngroup,
 405                                       enumValueToString(pullCoord.eGeom));
 406             set_warning_line(wi, nullptr, -1);
 407             warning_error(wi, message);
 408         }
 409         for (int g = 0; g < pullCoord.ngroup; g++)
 410         {
 411             if (pullCoord.group[g] < 0 || pullCoord.group[g] >= pull->ngroup)
 412             {
 413                 /* Quit with a fatal error to avoid invalid memory access */
 414                 gmx_fatal(FARGS,
 415                           "%s contains an invalid pull group %d, you should have %d <= group <= %d",
 416                           buf,
 417                           pullCoord.group[g],
 418                           0,
 419                           pull->ngroup - 1);
 420             }
 421         }
 422
 423         sprintf(buf, "pull-coord%d-dim", coordNum);
 424         setStringEntry(inp, buf, dim_buf, "Y Y Y");
 425         sprintf(buf, "pull-coord%d-origin", coordNum);
 426         setStringEntry(inp, buf, origin_buf, "0.0 0.0 0.0");
 427         sprintf(buf, "pull-coord%d-vec", coordNum);
 428         setStringEntry(inp, buf, vec_buf, "0.0 0.0 0.0");
 429         sprintf(buf, "pull-coord%d-start", coordNum);
 430         pullCoord.bStart = (getEnum<Boolean>(inp, buf, wi) != Boolean::No);
 431         sprintf(buf, "pull-coord%d-init", coordNum);
 432         pullCoord.init = get_ereal(inp, buf, 0.0, wi);
 433         sprintf(buf, "pull-coord%d-rate", coordNum);
 434         pullCoord.rate = get_ereal(inp, buf, 0.0, wi);
 435         sprintf(buf, "pull-coord%d-k", coordNum);
 436         pullCoord.k = get_ereal(inp, buf, 0.0, wi);
 437         sprintf(buf, "pull-coord%d-kB", coordNum);
 438         pullCoord.kB = get_ereal(inp, buf, pullCoord.k, wi);
 439
 440         /* Initialize the pull coordinate */
 441         init_pull_coord(&pullCoord, coordNum, dim_buf, origin_buf, vec_buf, wi);
 442         pull->coord.emplace_back(pullCoord);
 443     }
 444
 445     return pullGroups;
 446 }
 447
 448 void process_pull_groups(gmx::ArrayRef<t_pull_group>      pullGroups,
 449                          gmx::ArrayRef<const std::string> pullGroupNames,
 450                          const t_blocka*                  grps,
 451                          char**                           gnames)
 452 {
 453     /* Absolute reference group (might not be used) is special */
 454     pullGroups.front().pbcatom       = -1;
 455     pullGroups.front().pbcatom_input = -1;
 456
 457     // Skip pull group 0 here, as that is the absolute reference
 458     for (int g = 1; g < int(pullGroups.size()); g++)
 459     {
 460         auto& pullGroup = pullGroups[g];
 461
 462         if (pullGroupNames[g].empty())
 463         {
 464             gmx_fatal(FARGS, "Pull option pull_group%d required by grompp has not been set.", g);
 465         }
 466
 467         int ig                = search_string(pullGroupNames[g].c_str(), grps->nr, gnames);
 468         int numPullGroupAtoms = grps->index[ig + 1] - grps->index[ig];
 469
 470         fprintf(stderr, "Pull group %d '%s' has %d atoms\n", g, pullGroupNames[g].c_str(), numPullGroupAtoms);
 471
 472         if (numPullGroupAtoms == 0)
 473         {
 474             gmx_fatal(FARGS, "Pull group %d '%s' is empty", g, pullGroupNames[g].c_str());
 475         }
 476
 477         for (int i = 0; i < numPullGroupAtoms; i++)
 478         {
 479             pullGroup.ind.push_back(grps->a[grps->index[ig] + i]);
 480         }
 481
 482         if (!pullGroup.weight.empty() && pullGroup.weight.size() != pullGroup.ind.size())
 483         {
 484             gmx_fatal(FARGS,
 485                       "Number of weights (%ld) for pull group %d '%s' does not match the number of "
 486                       "atoms (%ld)",
 487                       gmx::ssize(pullGroup.weight),
 488                       g,
 489                       pullGroupNames[g].c_str(),
 490                       gmx::ssize(pullGroup.ind));
 491         }
 492
 493         pullGroup.pbcatom_input = pullGroup.pbcatom;
 494         if (pullGroup.ind.size() == 1)
 495         {
 496             /* No pbc is required for this group */
 497             pullGroup.pbcatom = -1;
 498         }
 499         else
 500         {
 501             if (pullGroup.pbcatom > 0)
 502             {
 503                 pullGroup.pbcatom -= 1;
 504             }
 505             else if (pullGroup.pbcatom == 0)
 506             {
 507                 pullGroup.pbcatom = pullGroup.ind[(pullGroup.ind.size() - 1) / 2];
 508             }
 509             else
 510             {
 511                 /* Use cosine weighting */
 512                 pullGroup.pbcatom = -1;
 513             }
 514         }
 515     }
 516 }
 517
 518 void checkPullCoords(gmx::ArrayRef<const t_pull_group> pullGroups, gmx::ArrayRef<const t_pull_coord> pullCoords)
 519 {
 520     for (int c = 0; c < int(pullCoords.size()); c++)
 521     {
 522         t_pull_coord pcrd = pullCoords[c];
 523
 524         if (pcrd.group[0] < 0 || pcrd.group[0] >= int(pullGroups.size()) || pcrd.group[1] < 0
 525             || pcrd.group[1] >= int(pullGroups.size()))
 526         {
 527             gmx_fatal(FARGS,
 528                       "Pull group index in pull-coord%d-groups out of range, should be between %d "
 529                       "and %d",
 530                       c + 1,
 531                       0,
 532                       int(pullGroups.size()) + 1);
 533         }
 534
 535         if (pcrd.group[0] == pcrd.group[1])
 536         {
 537             gmx_fatal(FARGS, "Identical pull group indices in pull-coord%d-groups", c + 1);
 538         }
 539
 540         if (pcrd.eGeom == PullGroupGeometry::Cylinder)
 541         {
 542             if (!pullGroups[pcrd.group[0]].weight.empty())
 543             {
 544                 gmx_fatal(
 545                         FARGS,
 546                         "Weights are not supported for the reference group with cylinder pulling");
 547             }
 548         }
 549     }
 550 }
 551
 552 pull_t* set_pull_init(t_inputrec*                    ir,
 553                       const gmx_mtop_t&              mtop,
 554                       gmx::ArrayRef<const gmx::RVec> x,
 555                       matrix                         box,
 556                       real                           lambda,
 557                       warninp_t                      wi)
 558 {
 559     pull_t* pull_work;
 560     t_pbc   pbc;
 561     int     c;
 562     double  t_start;
 563
 564     pull_params_t*           pull = ir->pull.get();
 565     gmx::LocalAtomSetManager atomSets;
 566     pull_work    = init_pull(nullptr, pull, ir, mtop, nullptr, &atomSets, lambda);
 567     auto mdAtoms = gmx::makeMDAtoms(nullptr, mtop, *ir, false);
 568     auto md      = mdAtoms->mdatoms();
 569     atoms2md(mtop, *ir, -1, {}, mtop.natoms, mdAtoms.get());
 570     if (ir->efep != FreeEnergyPerturbationType::No)
 571     {
 572         update_mdatoms(md, lambda);
 573     }
 574
 575     set_pbc(&pbc, ir->pbcType, box);
 576
 577     t_start = ir->init_t + ir->init_step * ir->delta_t;
 578
 579     if (pull->bSetPbcRefToPrevStepCOM)
 580     {
 581         initPullComFromPrevStep(nullptr, pull_work, gmx::arrayRefFromArray(md->massT, md->nr), &pbc, x);
 582     }
 583     pull_calc_coms(nullptr, pull_work, gmx::arrayRefFromArray(md->massT, md->nr), &pbc, t_start, x, {});
 584
 585     for (int g = 0; g < pull->ngroup; g++)
 586     {
 587         bool groupObeysPbc =
 588                 pullCheckPbcWithinGroup(*pull_work, x, pbc, g, c_pullGroupSmallGroupThreshold);
 589         if (!groupObeysPbc)
 590         {
 591             char buf[STRLEN];
 592             if (pull->group[g].pbcatom_input == 0)
 593             {
 594                 sprintf(buf,
 595                         "When the maximum distance from a pull group reference atom to other atoms "
 596                         "in the "
 597                         "group is larger than %g times half the box size a centrally placed "
 598                         "atom should be chosen as pbcatom. Pull group %d is larger than that and "
 599                         "does not have "
 600                         "a specific atom selected as reference atom.",
 601                         c_pullGroupSmallGroupThreshold,
 602                         g);
 603                 warning_error(wi, buf);
 604             }
 605             else if (!pull->bSetPbcRefToPrevStepCOM)
 606             {
 607                 sprintf(buf,
 608                         "The maximum distance from the chosen PBC atom (%d) of pull group %d to "
 609                         "other "
 610                         "atoms in the group is larger than %g times half the box size. "
 611                         "Set the pull-pbc-ref-prev-step-com option to yes.",
 612                         pull->group[g].pbcatom + 1,
 613                         g,
 614                         c_pullGroupSmallGroupThreshold);
 615                 warning_error(wi, buf);
 616             }
 617         }
 618         if (groupObeysPbc)
 619         {
 620             groupObeysPbc = pullCheckPbcWithinGroup(*pull_work, x, pbc, g, c_pullGroupPbcMargin);
 621             if (!groupObeysPbc)
 622             {
 623                 char buf[STRLEN];
 624                 sprintf(buf,
 625                         "Pull group %d has atoms at a distance larger than %g times half the box "
 626                         "size from the PBC atom (%d). "
 627                         "If atoms are or will more beyond half the box size from the PBC atom, the "
 628                         "COM will be ill defined.",
 629                         g,
 630                         c_pullGroupPbcMargin,
 631                         pull->group[g].pbcatom + 1);
 632                 set_warning_line(wi, nullptr, -1);
 633                 warning(wi, buf);
 634             }
 635         }
 636     }
 637
 638     fprintf(stderr, "Pull group  natoms  pbc atom  distance at start  reference at t=0\n");
 639     for (c = 0; c < pull->ncoord; c++)
 640     {
 641         t_pull_coord* pcrd;
 642         t_pull_group *pgrp0, *pgrp1;
 643         double        value;
 644         real          init = 0;
 645
 646         pcrd = &pull->coord[c];
 647
 648         pgrp0 = &pull->group[pcrd->group[0]];
 649         pgrp1 = &pull->group[pcrd->group[1]];
 650         fprintf(stderr, "%8d  %8zu  %8d\n", pcrd->group[0], pgrp0->ind.size(), pgrp0->pbcatom + 1);
 651         fprintf(stderr, "%8d  %8zu  %8d ", pcrd->group[1], pgrp1->ind.size(), pgrp1->pbcatom + 1);
 652
 653         if (pcrd->bStart)
 654         {
 655             init       = pcrd->init;
 656             pcrd->init = 0;
 657         }
 658
 659         value = get_pull_coord_value(pull_work, c, &pbc);
 660
 661         value *= pull_conversion_factor_internal2userinput(pcrd);
 662         fprintf(stderr, " %10.3f %s", value, pull_coordinate_units(pcrd));
 663
 664         if (pcrd->bStart)
 665         {
 666             pcrd->init = value + init;
 667         }
 668
 669         if (pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Distance)
 670         {
 671             if (pcrd->init < 0)
 672             {
 673                 gmx_fatal(FARGS,
 674                           "The initial pull distance (%g) needs to be non-negative with geometry "
 675                           "%s. If you want a signed distance, use geometry %s instead.",
 676                           pcrd->init,
 677                           enumValueToString(pcrd->eGeom),
 678                           enumValueToString(PullGroupGeometry::Direction));
 679             }
 680
 681             /* TODO: With a positive init but a negative rate things could still
 682              * go wrong, but it might be fine if you don't pull too far.
 683              * We should give a warning or note when there is only one pull dim
 684              * active, since that is usually the problematic case when you should
 685              * be using direction. We will do this later, since an already planned
 686              * generalization of the pull code makes pull dim available here.
 687              */
 688         }
 689         else if (pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Angle || pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::AngleAxis)
 690         {
 691             if (pcrd->init < 0 || pcrd->init > 180)
 692             {
 693                 gmx_fatal(FARGS,
 694                           "The initial pull reference angle (%g) is outside of the allowed range "
 695                           "[0, 180] degrees.",
 696                           pcrd->init);
 697             }
 698         }
 699         else if (pcrd->eGeom == PullGroupGeometry::Dihedral)
 700         {
 701             if (pcrd->init < -180 || pcrd->init > 180)
 702             {
 703                 gmx_fatal(FARGS,
 704                           "The initial pull reference angle (%g) is outside of the allowed range "
 705                           "[-180, 180] degrees.",
 706                           pcrd->init);
 707             }
 708         }
 709
 710
 711         fprintf(stderr, "     %10.3f %s\n", pcrd->init, pull_coordinate_units(pcrd));
 712     }
 713
 714     return pull_work;
 715 }