src/gromacs/mdlib/constr.c

   1 /* -*- mode: c; tab-width: 4; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 4; c-file-style: "stroustrup"; -*-
   2  *
   3  *
   4  *                This source code is part of
   5  *
   6  *                 G   R   O   M   A   C   S
   7  *
   8  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   9  *
  10  *                        VERSION 3.2.0
  11  * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
  12  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
  13  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team,
  14  * check out http://www.gromacs.org for more information.
  15
  16  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  17  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  18  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  19  * of the License, or (at your option) any later version.
  20  *
  21  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  22  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  23  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  24  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  25  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  26  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  27  *
  28  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  29  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  30  *
  31  * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
  32  *
  33  * And Hey:
  34  * GROwing Monsters And Cloning Shrimps
  35  */
  36 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  37 #include <config.h>
  38 #endif
  39
  40 #include "confio.h"
  41 #include "constr.h"
  42 #include "copyrite.h"
  43 #include "invblock.h"
  44 #include "main.h"
  45 #include "mdrun.h"
  46 #include "nrnb.h"
  47 #include "smalloc.h"
  48 #include "vec.h"
  49 #include "physics.h"
  50 #include "names.h"
  51 #include "txtdump.h"
  52 #include "domdec.h"
  53 #include "pdbio.h"
  54 #include "partdec.h"
  55 #include "splitter.h"
  56 #include "mtop_util.h"
  57 #include "gmxfio.h"
  58 #include "macros.h"
  59 #include "gmx_omp_nthreads.h"
  60
  61 typedef struct gmx_constr {
  62   int              ncon_tot;     /* The total number of constraints    */
  63   int              nflexcon;     /* The number of flexible constraints */
  64   int              n_at2con_mt;  /* The size of at2con = #moltypes     */
  65   t_blocka         *at2con_mt;   /* A list of atoms to constraints     */
  66   int              n_at2settle_mt; /* The size of at2settle = #moltypes  */
  67   int              **at2settle_mt; /* A list of atoms to settles         */
  68   gmx_bool         bInterCGsettles;
  69   gmx_lincsdata_t  lincsd;       /* LINCS data                         */
  70   gmx_shakedata_t  shaked;       /* SHAKE data                         */
  71   gmx_settledata_t settled;      /* SETTLE data                        */
  72   int              nblocks;      /* The number of SHAKE blocks         */
  73   int              *sblock;      /* The SHAKE blocks                   */
  74   int              sblock_nalloc;/* The allocation size of sblock      */
  75   real             *lagr;        /* Lagrange multipliers for SHAKE     */
  76   int              lagr_nalloc;  /* The allocation size of lagr        */
  77   int              maxwarn;      /* The maximum number of warnings     */
  78   int              warncount_lincs;
  79   int              warncount_settle;
  80   gmx_edsam_t      ed;           /* The essential dynamics data        */
  81
  82     tensor           *rmdr_th;   /* Thread local working data          */
  83     int              *settle_error; /* Thread local working data          */
  84
  85   gmx_mtop_t       *warn_mtop;   /* Only used for printing warnings    */
  86 } t_gmx_constr;
  87
  88 typedef struct {
  89   atom_id iatom[3];
  90   atom_id blocknr;
  91 } t_sortblock;
  92
  93 static void *init_vetavars(t_vetavars *vars,
  94                            gmx_bool constr_deriv,
  95                            real veta,real vetanew, t_inputrec *ir, gmx_ekindata_t *ekind, gmx_bool bPscal)
  96 {
  97     double g;
  98     int i;
  99
 100     /* first, set the alpha integrator variable */
 101     if ((ir->opts.nrdf[0] > 0) && bPscal)
 102     {
 103         vars->alpha = 1.0 + DIM/((double)ir->opts.nrdf[0]);
 104     } else {
 105         vars->alpha = 1.0;
 106     }
 107     g = 0.5*veta*ir->delta_t;
 108     vars->rscale = exp(g)*series_sinhx(g);
 109     g = -0.25*vars->alpha*veta*ir->delta_t;
 110     vars->vscale = exp(g)*series_sinhx(g);
 111     vars->rvscale = vars->vscale*vars->rscale;
 112     vars->veta = vetanew;
 113
 114     if (constr_deriv)
 115     {
 116         snew(vars->vscale_nhc,ir->opts.ngtc);
 117         if ((ekind==NULL) || (!bPscal))
 118         {
 119             for (i=0;i<ir->opts.ngtc;i++)
 120             {
 121                 vars->vscale_nhc[i] = 1;
 122             }
 123         }
 124         else
 125         {
 126             for (i=0;i<ir->opts.ngtc;i++)
 127             {
 128                 vars->vscale_nhc[i] = ekind->tcstat[i].vscale_nhc;
 129             }
 130         }
 131     }
 132     else
 133     {
 134         vars->vscale_nhc = NULL;
 135     }
 136
 137     return vars;
 138 }
 139
 140 static void free_vetavars(t_vetavars *vars)
 141 {
 142     if (vars->vscale_nhc != NULL)
 143     {
 144         sfree(vars->vscale_nhc);
 145     }
 146 }
 147
 148 static int pcomp(const void *p1, const void *p2)
 149 {
 150   int     db;
 151   atom_id min1,min2,max1,max2;
 152   t_sortblock *a1=(t_sortblock *)p1;
 153   t_sortblock *a2=(t_sortblock *)p2;
 154
 155   db=a1->blocknr-a2->blocknr;
 156
 157   if (db != 0)
 158     return db;
 159
 160   min1=min(a1->iatom[1],a1->iatom[2]);
 161   max1=max(a1->iatom[1],a1->iatom[2]);
 162   min2=min(a2->iatom[1],a2->iatom[2]);
 163   max2=max(a2->iatom[1],a2->iatom[2]);
 164
 165   if (min1 == min2)
 166     return max1-max2;
 167   else
 168     return min1-min2;
 169 }
 170
 171 int n_flexible_constraints(struct gmx_constr *constr)
 172 {
 173   int nflexcon;
 174
 175   if (constr)
 176     nflexcon = constr->nflexcon;
 177   else
 178     nflexcon = 0;
 179
 180   return nflexcon;
 181 }
 182
 183 void too_many_constraint_warnings(int eConstrAlg,int warncount)
 184 {
 185   const char *abort="- aborting to avoid logfile runaway.\n"
 186     "This normally happens when your system is not sufficiently equilibrated,"
 187     "or if you are changing lambda too fast in free energy simulations.\n";
 188
 189   gmx_fatal(FARGS,
 190             "Too many %s warnings (%d)\n"
 191             "If you know what you are doing you can %s"
 192             "set the environment variable GMX_MAXCONSTRWARN to -1,\n"
 193             "but normally it is better to fix the problem",
 194             (eConstrAlg == econtLINCS) ? "LINCS" : "SETTLE",warncount,
 195             (eConstrAlg == econtLINCS) ?
 196             "adjust the lincs warning threshold in your mdp file\nor " : "\n");
 197 }
 198
 199 static void write_constr_pdb(const char *fn,const char *title,
 200                              gmx_mtop_t *mtop,
 201                              int start,int homenr,t_commrec *cr,
 202                              rvec x[],matrix box)
 203 {
 204     char fname[STRLEN],format[STRLEN];
 205     FILE *out;
 206     int  dd_ac0=0,dd_ac1=0,i,ii,resnr;
 207     gmx_domdec_t *dd;
 208     char *anm,*resnm;
 209
 210     dd = NULL;
 211     if (PAR(cr))
 212     {
 213         sprintf(fname,"%s_n%d.pdb",fn,cr->sim_nodeid);
 214         if (DOMAINDECOMP(cr))
 215         {
 216             dd = cr->dd;
 217             dd_get_constraint_range(dd,&dd_ac0,&dd_ac1);
 218             start = 0;
 219             homenr = dd_ac1;
 220         }
 221     }
 222     else
 223     {
 224         sprintf(fname,"%s.pdb",fn);
 225     }
 226     sprintf(format,"%s\n",get_pdbformat());
 227
 228     out = gmx_fio_fopen(fname,"w");
 229
 230     fprintf(out,"TITLE     %s\n",title);
 231     gmx_write_pdb_box(out,-1,box);
 232     for(i=start; i<start+homenr; i++)
 233     {
 234         if (dd != NULL)
 235         {
 236             if (i >= dd->nat_home && i < dd_ac0)
 237             {
 238                 continue;
 239             }
 240             ii = dd->gatindex[i];
 241         }
 242         else
 243         {
 244             ii = i;
 245         }
 246         gmx_mtop_atominfo_global(mtop,ii,&anm,&resnr,&resnm);
 247         fprintf(out,format,"ATOM",(ii+1)%100000,
 248                 anm,resnm,' ',resnr%10000,' ',
 249                 10*x[i][XX],10*x[i][YY],10*x[i][ZZ]);
 250     }
 251     fprintf(out,"TER\n");
 252
 253     gmx_fio_fclose(out);
 254 }
 255
 256 static void dump_confs(FILE *fplog,gmx_large_int_t step,gmx_mtop_t *mtop,
 257                        int start,int homenr,t_commrec *cr,
 258                        rvec x[],rvec xprime[],matrix box)
 259 {
 260   char buf[256],buf2[22];
 261
 262   char *env=getenv("GMX_SUPPRESS_DUMP");
 263   if (env)
 264       return;
 265
 266   sprintf(buf,"step%sb",gmx_step_str(step,buf2));
 267   write_constr_pdb(buf,"initial coordinates",
 268                    mtop,start,homenr,cr,x,box);
 269   sprintf(buf,"step%sc",gmx_step_str(step,buf2));
 270   write_constr_pdb(buf,"coordinates after constraining",
 271                    mtop,start,homenr,cr,xprime,box);
 272   if (fplog)
 273   {
 274       fprintf(fplog,"Wrote pdb files with previous and current coordinates\n");
 275   }
 276   fprintf(stderr,"Wrote pdb files with previous and current coordinates\n");
 277 }
 278
 279 static void pr_sortblock(FILE *fp,const char *title,int nsb,t_sortblock sb[])
 280 {
 281   int i;
 282
 283   fprintf(fp,"%s\n",title);
 284   for(i=0; (i<nsb); i++)
 285     fprintf(fp,"i: %5d, iatom: (%5d %5d %5d), blocknr: %5d\n",
 286             i,sb[i].iatom[0],sb[i].iatom[1],sb[i].iatom[2],
 287             sb[i].blocknr);
 288 }
 289
 290 gmx_bool constrain(FILE *fplog,gmx_bool bLog,gmx_bool bEner,
 291                    struct gmx_constr *constr,
 292                    t_idef *idef,t_inputrec *ir,gmx_ekindata_t *ekind,
 293                    t_commrec *cr,
 294                    gmx_large_int_t step,int delta_step,
 295                    t_mdatoms *md,
 296                    rvec *x,rvec *xprime,rvec *min_proj,
 297                    gmx_bool bMolPBC,matrix box,
 298                    real lambda,real *dvdlambda,
 299                    rvec *v,tensor *vir,
 300                    t_nrnb *nrnb,int econq,gmx_bool bPscal,
 301                    real veta, real vetanew)
 302 {
 303     gmx_bool    bOK,bDump;
 304     int     start,homenr,nrend;
 305     int     i,j,d;
 306     int     ncons,settle_error;
 307     tensor  rmdr;
 308     rvec    *vstor;
 309     real    invdt,vir_fac,t;
 310     t_ilist *settle;
 311     int     nsettle;
 312     t_pbc   pbc,*pbc_null;
 313     char    buf[22];
 314     t_vetavars vetavar;
 315     int     nth,th;
 316
 317     if (econq == econqForceDispl && !EI_ENERGY_MINIMIZATION(ir->eI))
 318     {
 319         gmx_incons("constrain called for forces displacements while not doing energy minimization, can not do this while the LINCS and SETTLE constraint connection matrices are mass weighted");
 320     }
 321
 322     bOK   = TRUE;
 323     bDump = FALSE;
 324
 325     start  = md->start;
 326     homenr = md->homenr;
 327     nrend = start+homenr;
 328
 329     /* set constants for pressure control integration */
 330     init_vetavars(&vetavar,econq!=econqCoord,
 331                   veta,vetanew,ir,ekind,bPscal);
 332
 333     if (ir->delta_t == 0)
 334     {
 335         invdt = 0;
 336     }
 337     else
 338     {
 339         invdt  = 1/ir->delta_t;
 340     }
 341
 342     if (ir->efep != efepNO && EI_DYNAMICS(ir->eI))
 343     {
 344         /* Set the constraint lengths for the step at which this configuration
 345          * is meant to be. The invmasses should not be changed.
 346          */
 347         lambda += delta_step*ir->fepvals->delta_lambda;
 348     }
 349
 350     if (vir != NULL)
 351     {
 352         clear_mat(rmdr);
 353     }
 354
 355     where();
 356
 357     settle  = &idef->il[F_SETTLE];
 358     nsettle = settle->nr/(1+NRAL(F_SETTLE));
 359
 360     if (nsettle > 0)
 361     {
 362         nth = gmx_omp_nthreads_get(emntSETTLE);
 363     }
 364     else
 365     {
 366         nth = 1;
 367     }
 368
 369     if (nth > 1 && constr->rmdr_th == NULL)
 370     {
 371         snew(constr->rmdr_th,nth);
 372         snew(constr->settle_error,nth);
 373     }
 374
 375     settle_error = -1;
 376
 377     /* We do not need full pbc when constraints do not cross charge groups,
 378      * i.e. when dd->constraint_comm==NULL.
 379      * Note that PBC for constraints is different from PBC for bondeds.
 380      * For constraints there is both forward and backward communication.
 381      */
 382     if (ir->ePBC != epbcNONE &&
 383         (cr->dd || bMolPBC) && !(cr->dd && cr->dd->constraint_comm==NULL))
 384     {
 385         /* With pbc=screw the screw has been changed to a shift
 386          * by the constraint coordinate communication routine,
 387          * so that here we can use normal pbc.
 388          */
 389         pbc_null = set_pbc_dd(&pbc,ir->ePBC,cr->dd,FALSE,box);
 390     }
 391     else
 392     {
 393         pbc_null = NULL;
 394     }
 395
 396     /* Communicate the coordinates required for the non-local constraints
 397      * for LINCS and/or SETTLE.
 398      */
 399     if (cr->dd)
 400     {
 401         dd_move_x_constraints(cr->dd,box,x,xprime);
 402     }
 403         else if (PARTDECOMP(cr))
 404         {
 405                 pd_move_x_constraints(cr,x,xprime);
 406         }
 407
 408     if (constr->lincsd != NULL)
 409     {
 410         bOK = constrain_lincs(fplog,bLog,bEner,ir,step,constr->lincsd,md,cr,
 411                               x,xprime,min_proj,
 412                               box,pbc_null,lambda,dvdlambda,
 413                               invdt,v,vir!=NULL,rmdr,
 414                               econq,nrnb,
 415                               constr->maxwarn,&constr->warncount_lincs);
 416         if (!bOK && constr->maxwarn >= 0)
 417         {
 418             if (fplog != NULL)
 419             {
 420                 fprintf(fplog,"Constraint error in algorithm %s at step %s\n",
 421                         econstr_names[econtLINCS],gmx_step_str(step,buf));
 422             }
 423             bDump = TRUE;
 424         }
 425     }
 426
 427     if (constr->nblocks > 0)
 428     {
 429         switch (econq) {
 430         case (econqCoord):
 431             bOK = bshakef(fplog,constr->shaked,
 432                           homenr,md->invmass,constr->nblocks,constr->sblock,
 433                           idef,ir,x,xprime,nrnb,
 434                           constr->lagr,lambda,dvdlambda,
 435                           invdt,v,vir!=NULL,rmdr,constr->maxwarn>=0,econq,&vetavar);
 436             break;
 437         case (econqVeloc):
 438             bOK = bshakef(fplog,constr->shaked,
 439                           homenr,md->invmass,constr->nblocks,constr->sblock,
 440                           idef,ir,x,min_proj,nrnb,
 441                           constr->lagr,lambda,dvdlambda,
 442                           invdt,NULL,vir!=NULL,rmdr,constr->maxwarn>=0,econq,&vetavar);
 443             break;
 444         default:
 445             gmx_fatal(FARGS,"Internal error, SHAKE called for constraining something else than coordinates");
 446             break;
 447         }
 448
 449         if (!bOK && constr->maxwarn >= 0)
 450         {
 451             if (fplog != NULL)
 452             {
 453                 fprintf(fplog,"Constraint error in algorithm %s at step %s\n",
 454                         econstr_names[econtSHAKE],gmx_step_str(step,buf));
 455             }
 456             bDump = TRUE;
 457         }
 458     }
 459
 460     if (nsettle > 0)
 461     {
 462         int calcvir_atom_end;
 463
 464         if (vir == NULL)
 465         {
 466             calcvir_atom_end = 0;
 467         }
 468         else
 469         {
 470             calcvir_atom_end = md->start + md->homenr;
 471         }
 472
 473         switch (econq)
 474         {
 475         case econqCoord:
 476 #pragma omp parallel for num_threads(nth) schedule(static)
 477             for(th=0; th<nth; th++)
 478             {
 479                 int start_th,end_th;
 480
 481                 if (th > 0)
 482                 {
 483                     clear_mat(constr->rmdr_th[th]);
 484                 }
 485
 486                 start_th = (nsettle* th   )/nth;
 487                 end_th   = (nsettle*(th+1))/nth;
 488                 if (start_th >= 0 && end_th - start_th > 0)
 489                 {
 490                     csettle(constr->settled,
 491                             end_th-start_th,
 492                             settle->iatoms+start_th*(1+NRAL(F_SETTLE)),
 493                             pbc_null,
 494                             x[0],xprime[0],
 495                             invdt,v?v[0]:NULL,calcvir_atom_end,
 496                             th == 0 ? rmdr : constr->rmdr_th[th],
 497                             th == 0 ? &settle_error : &constr->settle_error[th],
 498                             &vetavar);
 499                 }
 500             }
 501             inc_nrnb(nrnb,eNR_SETTLE,nsettle);
 502             if (v != NULL)
 503             {
 504                 inc_nrnb(nrnb,eNR_CONSTR_V,nsettle*3);
 505             }
 506             if (vir != NULL)
 507             {
 508                 inc_nrnb(nrnb,eNR_CONSTR_VIR,nsettle*3);
 509             }
 510             break;
 511         case econqVeloc:
 512         case econqDeriv:
 513         case econqForce:
 514         case econqForceDispl:
 515 #pragma omp parallel for num_threads(nth) schedule(static)
 516             for(th=0; th<nth; th++)
 517             {
 518                 int start_th,end_th;
 519
 520                 if (th > 0)
 521                 {
 522                     clear_mat(constr->rmdr_th[th]);
 523                 }
 524
 525                 start_th = (nsettle* th   )/nth;
 526                 end_th   = (nsettle*(th+1))/nth;
 527
 528                 if (start_th >= 0 && end_th - start_th > 0)
 529                 {
 530                     settle_proj(fplog,constr->settled,econq,
 531                                 end_th-start_th,
 532                                 settle->iatoms+start_th*(1+NRAL(F_SETTLE)),
 533                                 pbc_null,
 534                                 x,
 535                                 xprime,min_proj,calcvir_atom_end,
 536                                 th == 0 ? rmdr : constr->rmdr_th[th],
 537                                 &vetavar);
 538                 }
 539             }
 540             /* This is an overestimate */
 541             inc_nrnb(nrnb,eNR_SETTLE,nsettle);
 542             break;
 543         case econqDeriv_FlexCon:
 544             /* Nothing to do, since the are no flexible constraints in settles */
 545             break;
 546         default:
 547             gmx_incons("Unknown constraint quantity for settle");
 548         }
 549     }
 550
 551     if (settle->nr > 0)
 552     {
 553         /* Combine virial and error info of the other threads */
 554         for(i=1; i<nth; i++)
 555         {
 556             m_add(rmdr,constr->rmdr_th[i],rmdr);
 557             settle_error = constr->settle_error[i];
 558         }
 559
 560         if (econq == econqCoord && settle_error >= 0)
 561         {
 562             bOK = FALSE;
 563             if (constr->maxwarn >= 0)
 564             {
 565                 char buf[256];
 566                 sprintf(buf,
 567                         "\nstep " gmx_large_int_pfmt ": Water molecule starting at atom %d can not be "
 568                         "settled.\nCheck for bad contacts and/or reduce the timestep if appropriate.\n",
 569                         step,ddglatnr(cr->dd,settle->iatoms[settle_error*(1+NRAL(F_SETTLE))+1]));
 570                 if (fplog)
 571                 {
 572                     fprintf(fplog,"%s",buf);
 573                 }
 574                 fprintf(stderr,"%s",buf);
 575                 constr->warncount_settle++;
 576                 if (constr->warncount_settle > constr->maxwarn)
 577                 {
 578                     too_many_constraint_warnings(-1,constr->warncount_settle);
 579                 }
 580                 bDump = TRUE;
 581             }
 582         }
 583     }
 584
 585     free_vetavars(&vetavar);
 586
 587     if (vir != NULL)
 588     {
 589         switch (econq)
 590         {
 591         case econqCoord:
 592             vir_fac = 0.5/(ir->delta_t*ir->delta_t);
 593             break;
 594         case econqVeloc:
 595             vir_fac = 0.5/ir->delta_t;
 596             break;
 597         case econqForce:
 598         case econqForceDispl:
 599             vir_fac = 0.5;
 600             break;
 601         default:
 602             vir_fac = 0;
 603             gmx_incons("Unsupported constraint quantity for virial");
 604         }
 605
 606         if (EI_VV(ir->eI))
 607         {
 608             vir_fac *= 2;  /* only constraining over half the distance here */
 609         }
 610         for(i=0; i<DIM; i++)
 611         {
 612             for(j=0; j<DIM; j++)
 613             {
 614                 (*vir)[i][j] = vir_fac*rmdr[i][j];
 615             }
 616         }
 617     }
 618
 619     if (bDump)
 620     {
 621         dump_confs(fplog,step,constr->warn_mtop,start,homenr,cr,x,xprime,box);
 622     }
 623
 624     if (econq == econqCoord)
 625     {
 626         if (ir->ePull == epullCONSTRAINT)
 627         {
 628             if (EI_DYNAMICS(ir->eI))
 629             {
 630                 t = ir->init_t + (step + delta_step)*ir->delta_t;
 631             }
 632             else
 633             {
 634                 t = ir->init_t;
 635             }
 636             set_pbc(&pbc,ir->ePBC,box);
 637             pull_constraint(ir->pull,md,&pbc,cr,ir->delta_t,t,x,xprime,v,*vir);
 638         }
 639         if (constr->ed && delta_step > 0)
 640         {
 641             /* apply the essential dynamcs constraints here */
 642             do_edsam(ir,step,md,cr,xprime,v,box,constr->ed);
 643         }
 644     }
 645
 646     return bOK;
 647 }
 648
 649 real *constr_rmsd_data(struct gmx_constr *constr)
 650 {
 651   if (constr->lincsd)
 652     return lincs_rmsd_data(constr->lincsd);
 653   else
 654     return NULL;
 655 }
 656
 657 real constr_rmsd(struct gmx_constr *constr,gmx_bool bSD2)
 658 {
 659   if (constr->lincsd)
 660     return lincs_rmsd(constr->lincsd,bSD2);
 661   else
 662     return 0;
 663 }
 664
 665 static void make_shake_sblock_pd(struct gmx_constr *constr,
 666                                  t_idef *idef,t_mdatoms *md)
 667 {
 668   int  i,j,m,ncons;
 669   int  bstart,bnr;
 670   t_blocka    sblocks;
 671   t_sortblock *sb;
 672   t_iatom     *iatom;
 673   atom_id     *inv_sblock;
 674
 675   /* Since we are processing the local topology,
 676    * the F_CONSTRNC ilist has been concatenated to the F_CONSTR ilist.
 677    */
 678   ncons = idef->il[F_CONSTR].nr/3;
 679
 680   init_blocka(&sblocks);
 681   gen_sblocks(NULL,md->start,md->start+md->homenr,idef,&sblocks,FALSE);
 682
 683   /*
 684     bstart=(idef->nodeid > 0) ? blocks->multinr[idef->nodeid-1] : 0;
 685     nblocks=blocks->multinr[idef->nodeid] - bstart;
 686   */
 687   bstart  = 0;
 688   constr->nblocks = sblocks.nr;
 689   if (debug)
 690     fprintf(debug,"ncons: %d, bstart: %d, nblocks: %d\n",
 691             ncons,bstart,constr->nblocks);
 692
 693   /* Calculate block number for each atom */
 694   inv_sblock = make_invblocka(&sblocks,md->nr);
 695
 696   done_blocka(&sblocks);
 697
 698   /* Store the block number in temp array and
 699    * sort the constraints in order of the sblock number
 700    * and the atom numbers, really sorting a segment of the array!
 701    */
 702 #ifdef DEBUGIDEF
 703   pr_idef(fplog,0,"Before Sort",idef);
 704 #endif
 705   iatom=idef->il[F_CONSTR].iatoms;
 706   snew(sb,ncons);
 707   for(i=0; (i<ncons); i++,iatom+=3) {
 708     for(m=0; (m<3); m++)
 709       sb[i].iatom[m] = iatom[m];
 710     sb[i].blocknr = inv_sblock[iatom[1]];
 711   }
 712
 713   /* Now sort the blocks */
 714   if (debug) {
 715     pr_sortblock(debug,"Before sorting",ncons,sb);
 716     fprintf(debug,"Going to sort constraints\n");
 717   }
 718
 719   qsort(sb,ncons,(size_t)sizeof(*sb),pcomp);
 720
 721   if (debug) {
 722     pr_sortblock(debug,"After sorting",ncons,sb);
 723   }
 724
 725   iatom=idef->il[F_CONSTR].iatoms;
 726   for(i=0; (i<ncons); i++,iatom+=3)
 727     for(m=0; (m<3); m++)
 728       iatom[m]=sb[i].iatom[m];
 729 #ifdef DEBUGIDEF
 730   pr_idef(fplog,0,"After Sort",idef);
 731 #endif
 732
 733   j=0;
 734   snew(constr->sblock,constr->nblocks+1);
 735   bnr=-2;
 736   for(i=0; (i<ncons); i++) {
 737     if (sb[i].blocknr != bnr) {
 738       bnr=sb[i].blocknr;
 739       constr->sblock[j++]=3*i;
 740     }
 741   }
 742   /* Last block... */
 743   constr->sblock[j++] = 3*ncons;
 744
 745   if (j != (constr->nblocks+1)) {
 746     fprintf(stderr,"bstart: %d\n",bstart);
 747     fprintf(stderr,"j: %d, nblocks: %d, ncons: %d\n",
 748             j,constr->nblocks,ncons);
 749     for(i=0; (i<ncons); i++)
 750       fprintf(stderr,"i: %5d  sb[i].blocknr: %5u\n",i,sb[i].blocknr);
 751     for(j=0; (j<=constr->nblocks); j++)
 752       fprintf(stderr,"sblock[%3d]=%5d\n",j,(int)constr->sblock[j]);
 753     gmx_fatal(FARGS,"DEATH HORROR: "
 754               "sblocks does not match idef->il[F_CONSTR]");
 755   }
 756   sfree(sb);
 757   sfree(inv_sblock);
 758 }
 759
 760 static void make_shake_sblock_dd(struct gmx_constr *constr,
 761                                  t_ilist *ilcon,t_block *cgs,
 762                                  gmx_domdec_t *dd)
 763 {
 764   int ncons,c,cg;
 765   t_iatom *iatom;
 766
 767   if (dd->ncg_home+1 > constr->sblock_nalloc) {
 768     constr->sblock_nalloc = over_alloc_dd(dd->ncg_home+1);
 769     srenew(constr->sblock,constr->sblock_nalloc);
 770   }
 771
 772   ncons = ilcon->nr/3;
 773   iatom = ilcon->iatoms;
 774   constr->nblocks = 0;
 775   cg = 0;
 776   for(c=0; c<ncons; c++) {
 777     if (c == 0 || iatom[1] >= cgs->index[cg+1]) {
 778       constr->sblock[constr->nblocks++] = 3*c;
 779       while (iatom[1] >= cgs->index[cg+1])
 780         cg++;
 781     }
 782     iatom += 3;
 783   }
 784   constr->sblock[constr->nblocks] = 3*ncons;
 785 }
 786
 787 t_blocka make_at2con(int start,int natoms,
 788                      t_ilist *ilist,t_iparams *iparams,
 789                      gmx_bool bDynamics,int *nflexiblecons)
 790 {
 791   int *count,ncon,con,con_tot,nflexcon,ftype,i,a;
 792   t_iatom  *ia;
 793   t_blocka at2con;
 794   gmx_bool bFlexCon;
 795
 796   snew(count,natoms);
 797   nflexcon = 0;
 798   for(ftype=F_CONSTR; ftype<=F_CONSTRNC; ftype++) {
 799     ncon = ilist[ftype].nr/3;
 800     ia   = ilist[ftype].iatoms;
 801     for(con=0; con<ncon; con++) {
 802       bFlexCon = (iparams[ia[0]].constr.dA == 0 &&
 803                   iparams[ia[0]].constr.dB == 0);
 804       if (bFlexCon)
 805         nflexcon++;
 806       if (bDynamics || !bFlexCon) {
 807         for(i=1; i<3; i++) {
 808           a = ia[i] - start;
 809           count[a]++;
 810         }
 811       }
 812       ia += 3;
 813     }
 814   }
 815   *nflexiblecons = nflexcon;
 816
 817   at2con.nr = natoms;
 818   at2con.nalloc_index = at2con.nr+1;
 819   snew(at2con.index,at2con.nalloc_index);
 820   at2con.index[0] = 0;
 821   for(a=0; a<natoms; a++) {
 822     at2con.index[a+1] = at2con.index[a] + count[a];
 823     count[a] = 0;
 824   }
 825   at2con.nra = at2con.index[natoms];
 826   at2con.nalloc_a = at2con.nra;
 827   snew(at2con.a,at2con.nalloc_a);
 828
 829   /* The F_CONSTRNC constraints have constraint numbers
 830    * that continue after the last F_CONSTR constraint.
 831    */
 832   con_tot = 0;
 833   for(ftype=F_CONSTR; ftype<=F_CONSTRNC; ftype++) {
 834     ncon = ilist[ftype].nr/3;
 835     ia   = ilist[ftype].iatoms;
 836     for(con=0; con<ncon; con++) {
 837       bFlexCon = (iparams[ia[0]].constr.dA == 0 &&
 838                   iparams[ia[0]].constr.dB == 0);
 839       if (bDynamics || !bFlexCon) {
 840         for(i=1; i<3; i++) {
 841           a = ia[i] - start;
 842           at2con.a[at2con.index[a]+count[a]++] = con_tot;
 843         }
 844       }
 845       con_tot++;
 846       ia += 3;
 847     }
 848   }
 849
 850   sfree(count);
 851
 852   return at2con;
 853 }
 854
 855 static int *make_at2settle(int natoms,const t_ilist *ilist)
 856 {
 857     int *at2s;
 858     int a,stride,s;
 859
 860     snew(at2s,natoms);
 861     /* Set all to no settle */
 862     for(a=0; a<natoms; a++)
 863     {
 864         at2s[a] = -1;
 865     }
 866
 867     stride = 1 + NRAL(F_SETTLE);
 868
 869     for(s=0; s<ilist->nr; s+=stride)
 870     {
 871         at2s[ilist->iatoms[s+1]] = s/stride;
 872         at2s[ilist->iatoms[s+2]] = s/stride;
 873         at2s[ilist->iatoms[s+3]] = s/stride;
 874     }
 875
 876     return at2s;
 877 }
 878
 879 void set_constraints(struct gmx_constr *constr,
 880                      gmx_localtop_t *top,t_inputrec *ir,
 881                      t_mdatoms *md,t_commrec *cr)
 882 {
 883     t_idef *idef;
 884     int    ncons;
 885     t_ilist *settle;
 886     int    iO,iH;
 887
 888     idef = &top->idef;
 889
 890     if (constr->ncon_tot > 0)
 891     {
 892         /* We are using the local topology,
 893          * so there are only F_CONSTR constraints.
 894          */
 895         ncons = idef->il[F_CONSTR].nr/3;
 896
 897         /* With DD we might also need to call LINCS with ncons=0 for
 898          * communicating coordinates to other nodes that do have constraints.
 899          */
 900         if (ir->eConstrAlg == econtLINCS)
 901         {
 902             set_lincs(idef,md,EI_DYNAMICS(ir->eI),cr,constr->lincsd);
 903         }
 904         if (ir->eConstrAlg == econtSHAKE)
 905         {
 906             if (cr->dd)
 907             {
 908                 make_shake_sblock_dd(constr,&idef->il[F_CONSTR],&top->cgs,cr->dd);
 909             }
 910             else
 911             {
 912                 make_shake_sblock_pd(constr,idef,md);
 913             }
 914             if (ncons > constr->lagr_nalloc)
 915             {
 916                 constr->lagr_nalloc = over_alloc_dd(ncons);
 917                 srenew(constr->lagr,constr->lagr_nalloc);
 918             }
 919         }
 920     }
 921
 922     if (idef->il[F_SETTLE].nr > 0 && constr->settled == NULL)
 923     {
 924         settle = &idef->il[F_SETTLE];
 925         iO = settle->iatoms[1];
 926         iH = settle->iatoms[2];
 927         constr->settled =
 928             settle_init(md->massT[iO],md->massT[iH],
 929                         md->invmass[iO],md->invmass[iH],
 930                         idef->iparams[settle->iatoms[0]].settle.doh,
 931                         idef->iparams[settle->iatoms[0]].settle.dhh);
 932     }
 933
 934     /* Make a selection of the local atoms for essential dynamics */
 935     if (constr->ed && cr->dd)
 936     {
 937         dd_make_local_ed_indices(cr->dd,constr->ed);
 938     }
 939 }
 940
 941 static void constr_recur(t_blocka *at2con,
 942                          t_ilist *ilist,t_iparams *iparams,gmx_bool bTopB,
 943                          int at,int depth,int nc,int *path,
 944                          real r0,real r1,real *r2max,
 945                          int *count)
 946 {
 947   int  ncon1;
 948   t_iatom *ia1,*ia2;
 949   int  c,con,a1;
 950   gmx_bool bUse;
 951   t_iatom *ia;
 952   real len,rn0,rn1;
 953
 954   (*count)++;
 955
 956   ncon1 = ilist[F_CONSTR].nr/3;
 957   ia1   = ilist[F_CONSTR].iatoms;
 958   ia2   = ilist[F_CONSTRNC].iatoms;
 959
 960   /* Loop over all constraints connected to this atom */
 961   for(c=at2con->index[at]; c<at2con->index[at+1]; c++) {
 962     con = at2con->a[c];
 963     /* Do not walk over already used constraints */
 964     bUse = TRUE;
 965     for(a1=0; a1<depth; a1++) {
 966       if (con == path[a1])
 967         bUse = FALSE;
 968     }
 969     if (bUse) {
 970       ia = constr_iatomptr(ncon1,ia1,ia2,con);
 971       /* Flexible constraints currently have length 0, which is incorrect */
 972       if (!bTopB)
 973         len = iparams[ia[0]].constr.dA;
 974       else
 975         len = iparams[ia[0]].constr.dB;
 976       /* In the worst case the bond directions alternate */
 977       if (nc % 2 == 0) {
 978         rn0 = r0 + len;
 979         rn1 = r1;
 980       } else {
 981         rn0 = r0;
 982         rn1 = r1 + len;
 983       }
 984       /* Assume angles of 120 degrees between all bonds */
 985       if (rn0*rn0 + rn1*rn1 + rn0*rn1 > *r2max) {
 986         *r2max = rn0*rn0 + rn1*rn1 + r0*rn1;
 987         if (debug) {
 988           fprintf(debug,"Found longer constraint distance: r0 %5.3f r1 %5.3f rmax %5.3f\n", rn0,rn1,sqrt(*r2max));
 989           for(a1=0; a1<depth; a1++)
 990             fprintf(debug," %d %5.3f",
 991                     path[a1],
 992                     iparams[constr_iatomptr(ncon1,ia1,ia2,con)[0]].constr.dA);
 993           fprintf(debug," %d %5.3f\n",con,len);
 994         }
 995       }
 996       /* Limit the number of recursions to 1000*nc,
 997        * so a call does not take more than a second,
 998        * even for highly connected systems.
 999        */
1000       if (depth + 1 < nc && *count < 1000*nc) {
1001         if (ia[1] == at)
1002           a1 = ia[2];
1003         else
1004           a1 = ia[1];
1005         /* Recursion */
1006         path[depth] = con;
1007         constr_recur(at2con,ilist,iparams,
1008                      bTopB,a1,depth+1,nc,path,rn0,rn1,r2max,count);
1009         path[depth] = -1;
1010       }
1011     }
1012   }
1013 }
1014
1015 static real constr_r_max_moltype(FILE *fplog,
1016                                  gmx_moltype_t *molt,t_iparams *iparams,
1017                                  t_inputrec *ir)
1018 {
1019   int natoms,nflexcon,*path,at,count;
1020
1021   t_blocka at2con;
1022   real r0,r1,r2maxA,r2maxB,rmax,lam0,lam1;
1023
1024   if (molt->ilist[F_CONSTR].nr   == 0 &&
1025       molt->ilist[F_CONSTRNC].nr == 0) {
1026     return 0;
1027   }
1028
1029   natoms = molt->atoms.nr;
1030
1031   at2con = make_at2con(0,natoms,molt->ilist,iparams,
1032                        EI_DYNAMICS(ir->eI),&nflexcon);
1033   snew(path,1+ir->nProjOrder);
1034   for(at=0; at<1+ir->nProjOrder; at++)
1035     path[at] = -1;
1036
1037   r2maxA = 0;
1038   for(at=0; at<natoms; at++) {
1039     r0 = 0;
1040     r1 = 0;
1041
1042     count = 0;
1043     constr_recur(&at2con,molt->ilist,iparams,
1044                  FALSE,at,0,1+ir->nProjOrder,path,r0,r1,&r2maxA,&count);
1045   }
1046   if (ir->efep == efepNO) {
1047     rmax = sqrt(r2maxA);
1048   } else {
1049     r2maxB = 0;
1050     for(at=0; at<natoms; at++) {
1051       r0 = 0;
1052       r1 = 0;
1053       count = 0;
1054       constr_recur(&at2con,molt->ilist,iparams,
1055                    TRUE,at,0,1+ir->nProjOrder,path,r0,r1,&r2maxB,&count);
1056     }
1057     lam0 = ir->fepvals->init_lambda;
1058     if (EI_DYNAMICS(ir->eI))
1059       lam0 += ir->init_step*ir->fepvals->delta_lambda;
1060     rmax = (1 - lam0)*sqrt(r2maxA) + lam0*sqrt(r2maxB);
1061     if (EI_DYNAMICS(ir->eI)) {
1062       lam1 = ir->fepvals->init_lambda + (ir->init_step + ir->nsteps)*ir->fepvals->delta_lambda;
1063       rmax = max(rmax,(1 - lam1)*sqrt(r2maxA) + lam1*sqrt(r2maxB));
1064     }
1065   }
1066
1067   done_blocka(&at2con);
1068   sfree(path);
1069
1070   return rmax;
1071 }
1072
1073 real constr_r_max(FILE *fplog,gmx_mtop_t *mtop,t_inputrec *ir)
1074 {
1075   int mt;
1076   real rmax;
1077
1078   rmax = 0;
1079   for(mt=0; mt<mtop->nmoltype; mt++) {
1080     rmax = max(rmax,
1081                constr_r_max_moltype(fplog,&mtop->moltype[mt],
1082                                     mtop->ffparams.iparams,ir));
1083   }
1084
1085   if (fplog)
1086     fprintf(fplog,"Maximum distance for %d constraints, at 120 deg. angles, all-trans: %.3f nm\n",1+ir->nProjOrder,rmax);
1087
1088   return rmax;
1089 }
1090
1091 gmx_constr_t init_constraints(FILE *fplog,
1092                               gmx_mtop_t *mtop,t_inputrec *ir,
1093                               gmx_edsam_t ed,t_state *state,
1094                               t_commrec *cr)
1095 {
1096     int  ncon,nset,nmol,settle_type,i,natoms,mt,nflexcon;
1097     struct gmx_constr *constr;
1098     char *env;
1099     t_ilist *ilist;
1100     gmx_mtop_ilistloop_t iloop;
1101
1102     ncon =
1103         gmx_mtop_ftype_count(mtop,F_CONSTR) +
1104         gmx_mtop_ftype_count(mtop,F_CONSTRNC);
1105     nset = gmx_mtop_ftype_count(mtop,F_SETTLE);
1106
1107     if (ncon+nset == 0 && ir->ePull != epullCONSTRAINT && ed == NULL)
1108     {
1109         return NULL;
1110     }
1111
1112     snew(constr,1);
1113
1114     constr->ncon_tot = ncon;
1115     constr->nflexcon = 0;
1116     if (ncon > 0)
1117     {
1118         constr->n_at2con_mt = mtop->nmoltype;
1119         snew(constr->at2con_mt,constr->n_at2con_mt);
1120         for(mt=0; mt<mtop->nmoltype; mt++)
1121         {
1122             constr->at2con_mt[mt] = make_at2con(0,mtop->moltype[mt].atoms.nr,
1123                                                 mtop->moltype[mt].ilist,
1124                                                 mtop->ffparams.iparams,
1125                                                 EI_DYNAMICS(ir->eI),&nflexcon);
1126             for(i=0; i<mtop->nmolblock; i++)
1127             {
1128                 if (mtop->molblock[i].type == mt)
1129                 {
1130                     constr->nflexcon += mtop->molblock[i].nmol*nflexcon;
1131                 }
1132             }
1133         }
1134
1135         if (constr->nflexcon > 0)
1136         {
1137             if (fplog)
1138             {
1139                 fprintf(fplog,"There are %d flexible constraints\n",
1140                         constr->nflexcon);
1141                 if (ir->fc_stepsize == 0)
1142                 {
1143                     fprintf(fplog,"\n"
1144                             "WARNING: step size for flexible constraining = 0\n"
1145                             "         All flexible constraints will be rigid.\n"
1146                             "         Will try to keep all flexible constraints at their original length,\n"
1147                             "         but the lengths may exhibit some drift.\n\n");
1148                     constr->nflexcon = 0;
1149                 }
1150             }
1151             if (constr->nflexcon > 0)
1152             {
1153                 please_cite(fplog,"Hess2002");
1154             }
1155         }
1156
1157         if (ir->eConstrAlg == econtLINCS)
1158         {
1159             constr->lincsd = init_lincs(fplog,mtop,
1160                                         constr->nflexcon,constr->at2con_mt,
1161                                         DOMAINDECOMP(cr) && cr->dd->bInterCGcons,
1162                                         ir->nLincsIter,ir->nProjOrder);
1163         }
1164
1165         if (ir->eConstrAlg == econtSHAKE) {
1166             if (DOMAINDECOMP(cr) && cr->dd->bInterCGcons)
1167             {
1168                 gmx_fatal(FARGS,"SHAKE is not supported with domain decomposition and constraint that cross charge group boundaries, use LINCS");
1169             }
1170             if (constr->nflexcon)
1171             {
1172                 gmx_fatal(FARGS,"For this system also velocities and/or forces need to be constrained, this can not be done with SHAKE, you should select LINCS");
1173             }
1174             please_cite(fplog,"Ryckaert77a");
1175             if (ir->bShakeSOR)
1176             {
1177                 please_cite(fplog,"Barth95a");
1178             }
1179
1180             constr->shaked = shake_init();
1181         }
1182     }
1183
1184     if (nset > 0) {
1185         please_cite(fplog,"Miyamoto92a");
1186
1187         constr->bInterCGsettles = inter_charge_group_settles(mtop);
1188
1189         /* Check that we have only one settle type */
1190         settle_type = -1;
1191         iloop = gmx_mtop_ilistloop_init(mtop);
1192         while (gmx_mtop_ilistloop_next(iloop,&ilist,&nmol))
1193         {
1194             for (i=0; i<ilist[F_SETTLE].nr; i+=4)
1195             {
1196                 if (settle_type == -1)
1197                 {
1198                     settle_type = ilist[F_SETTLE].iatoms[i];
1199                 }
1200                 else if (ilist[F_SETTLE].iatoms[i] != settle_type)
1201                 {
1202                     gmx_fatal(FARGS,
1203                               "The [molecules] section of your topology specifies more than one block of\n"
1204                               "a [moleculetype] with a [settles] block. Only one such is allowed. If you\n"
1205                               "are trying to partition your solvent into different *groups* (e.g. for\n"
1206                               "freezing, T-coupling, etc.) then you are using the wrong approach. Index\n"
1207                               "files specify groups. Otherwise, you may wish to change the least-used\n"
1208                               "block of molecules with SETTLE constraints into 3 normal constraints.");
1209                 }
1210             }
1211         }
1212
1213         constr->n_at2settle_mt = mtop->nmoltype;
1214         snew(constr->at2settle_mt,constr->n_at2settle_mt);
1215         for(mt=0; mt<mtop->nmoltype; mt++)
1216         {
1217             constr->at2settle_mt[mt] =
1218                 make_at2settle(mtop->moltype[mt].atoms.nr,
1219                                &mtop->moltype[mt].ilist[F_SETTLE]);
1220         }
1221     }
1222
1223     constr->maxwarn = 999;
1224     env = getenv("GMX_MAXCONSTRWARN");
1225     if (env)
1226     {
1227         constr->maxwarn = 0;
1228         sscanf(env,"%d",&constr->maxwarn);
1229         if (fplog)
1230         {
1231             fprintf(fplog,
1232                     "Setting the maximum number of constraint warnings to %d\n",
1233                     constr->maxwarn);
1234         }
1235         if (MASTER(cr))
1236         {
1237             fprintf(stderr,
1238                     "Setting the maximum number of constraint warnings to %d\n",
1239                     constr->maxwarn);
1240         }
1241     }
1242     if (constr->maxwarn < 0 && fplog)
1243     {
1244         fprintf(fplog,"maxwarn < 0, will not stop on constraint errors\n");
1245     }
1246     constr->warncount_lincs  = 0;
1247     constr->warncount_settle = 0;
1248
1249     /* Initialize the essential dynamics sampling.
1250      * Put the pointer to the ED struct in constr */
1251     constr->ed = ed;
1252     if (ed != NULL)
1253     {
1254         init_edsam(mtop,ir,cr,ed,state->x,state->box);
1255     }
1256
1257     constr->warn_mtop = mtop;
1258
1259     return constr;
1260 }
1261
1262 const t_blocka *atom2constraints_moltype(gmx_constr_t constr)
1263 {
1264   return constr->at2con_mt;
1265 }
1266
1267 const int **atom2settle_moltype(gmx_constr_t constr)
1268 {
1269     return (const int **)constr->at2settle_mt;
1270 }
1271
1272
1273 gmx_bool inter_charge_group_constraints(const gmx_mtop_t *mtop)
1274 {
1275     const gmx_moltype_t *molt;
1276     const t_block *cgs;
1277     const t_ilist *il;
1278     int  mb;
1279     int  nat,*at2cg,cg,a,ftype,i;
1280     gmx_bool bInterCG;
1281
1282     bInterCG = FALSE;
1283     for(mb=0; mb<mtop->nmolblock && !bInterCG; mb++)
1284     {
1285         molt = &mtop->moltype[mtop->molblock[mb].type];
1286
1287         if (molt->ilist[F_CONSTR].nr   > 0 ||
1288             molt->ilist[F_CONSTRNC].nr > 0 ||
1289             molt->ilist[F_SETTLE].nr > 0)
1290         {
1291             cgs  = &molt->cgs;
1292             snew(at2cg,molt->atoms.nr);
1293             for(cg=0; cg<cgs->nr; cg++)
1294             {
1295                 for(a=cgs->index[cg]; a<cgs->index[cg+1]; a++)
1296                     at2cg[a] = cg;
1297             }
1298
1299             for(ftype=F_CONSTR; ftype<=F_CONSTRNC; ftype++)
1300             {
1301                 il = &molt->ilist[ftype];
1302                 for(i=0; i<il->nr && !bInterCG; i+=1+NRAL(ftype))
1303                 {
1304                     if (at2cg[il->iatoms[i+1]] != at2cg[il->iatoms[i+2]])
1305                     {
1306                         bInterCG = TRUE;
1307                     }
1308                 }
1309             }
1310
1311             sfree(at2cg);
1312         }
1313     }
1314
1315     return bInterCG;
1316 }
1317
1318 gmx_bool inter_charge_group_settles(const gmx_mtop_t *mtop)
1319 {
1320     const gmx_moltype_t *molt;
1321     const t_block *cgs;
1322     const t_ilist *il;
1323     int  mb;
1324     int  nat,*at2cg,cg,a,ftype,i;
1325     gmx_bool bInterCG;
1326
1327     bInterCG = FALSE;
1328     for(mb=0; mb<mtop->nmolblock && !bInterCG; mb++)
1329     {
1330         molt = &mtop->moltype[mtop->molblock[mb].type];
1331
1332         if (molt->ilist[F_SETTLE].nr > 0)
1333         {
1334             cgs  = &molt->cgs;
1335             snew(at2cg,molt->atoms.nr);
1336             for(cg=0; cg<cgs->nr; cg++)
1337             {
1338                 for(a=cgs->index[cg]; a<cgs->index[cg+1]; a++)
1339                     at2cg[a] = cg;
1340             }
1341
1342             for(ftype=F_SETTLE; ftype<=F_SETTLE; ftype++)
1343             {
1344                 il = &molt->ilist[ftype];
1345                 for(i=0; i<il->nr && !bInterCG; i+=1+NRAL(F_SETTLE))
1346                 {
1347                     if (at2cg[il->iatoms[i+1]] != at2cg[il->iatoms[i+2]] ||
1348                         at2cg[il->iatoms[i+1]] != at2cg[il->iatoms[i+3]])
1349                     {
1350                         bInterCG = TRUE;
1351                     }
1352                 }
1353             }
1354
1355             sfree(at2cg);
1356         }
1357     }
1358
1359     return bInterCG;
1360 }
1361
1362 /* helper functions for andersen temperature control, because the
1363  * gmx_constr construct is only defined in constr.c. Return the list
1364  * of blocks (get_sblock) and the number of blocks (get_nblocks).  */
1365
1366 extern int *get_sblock(struct gmx_constr *constr)
1367 {
1368     return constr->sblock;
1369 }
1370
1371 extern int get_nblocks(struct gmx_constr *constr)
1372 {
1373     return constr->nblocks;
1374 }