src/gromacs/mdlib/forcerec.h

   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 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 #ifndef GMX_MDLIB_FORCEREC_H
  39 #define GMX_MDLIB_FORCEREC_H
  40
  41 #include "gromacs/math/vec.h"
  42 #include "gromacs/timing/wallcycle.h"
  43 #include "gromacs/utility/arrayref.h"
  44
  45 struct gmx_hw_info_t;
  46 struct t_commrec;
  47 struct t_forcerec;
  48 struct t_filenm;
  49 struct t_inputrec;
  50 struct gmx_localtop_t;
  51 struct gmx_mtop_t;
  52 struct gmx_wallcycle;
  53 struct interaction_const_t;
  54 struct gmx_ffparams_t;
  55
  56 namespace gmx
  57 {
  58 class MDLogger;
  59 class PhysicalNodeCommunicator;
  60 } // namespace gmx
  61
  62 /*! \brief Create nonbonded parameter lists
  63  *
  64  * \param[in] forceFieldParams       The forcefield parameters
  65  * \param[in] useBuckinghamPotential Use Buckingham potential
  66  */
  67 std::vector<real> makeNonBondedParameterLists(const gmx_ffparams_t& forceFieldParams,
  68                                               bool                  useBuckinghamPotential);
  69
  70 /*! \brief Calculate c6 parameters for grid correction
  71  *
  72  * \param[in] forceFieldParams The forcefield parameters
  73  * \param[in] forceRec         The forcerec
  74  */
  75 std::vector<real> makeLJPmeC6GridCorrectionParameters(const gmx_ffparams_t& forceFieldParams,
  76                                                       const t_forcerec&     forceRec);
  77
  78 /*! \brief Print the contents of the forcerec to a file
  79  *
  80  * \param[in] fplog The log file to print to
  81  * \param[in] fr    The forcerec structure
  82  */
  83 void pr_forcerec(FILE* fplog, t_forcerec* fr);
  84
  85 /*! \brief Set the number of charge groups and atoms.
  86  *
  87  * The force calculation needs information on which atoms it
  88  * should do work.
  89  * \param[inout] fr                  The forcerec
  90  * \param[in]    natoms_force        Number of atoms to compute force on
  91  * \param[in]    natoms_force_constr Number of atoms involved in constraints
  92  * \param[in]    natoms_f_novirsum   Number of atoms for which
  93  *                                   force is to be compute but no virial
  94  */
  95 void forcerec_set_ranges(t_forcerec* fr, int natoms_force, int natoms_force_constr, int natoms_f_novirsum);
  96
  97 /*! \brief Initiate table constants
  98  *
  99  * Initializes the tables in the interaction constant data structure.
 100  * \param[in] fp                     File for debugging output
 101  * \param[in] ic                     Structure holding the table constant
 102  * \param[in] rlist                  Length of the neighbour list
 103  * \param[in] tableExtensionLength   Length by which to extend the tables. Taken from the input record.
 104  */
 105 void init_interaction_const_tables(FILE* fp, interaction_const_t* ic, real rlist, real tableExtensionLength);
 106
 107 /*! \brief Initialize forcerec structure.
 108  *
 109  * \param[in]  fplog              File for printing
 110  * \param[in]  mdlog              File for printing
 111  * \param[out] fr                 The forcerec
 112  * \param[in]  ir                 Inputrec structure
 113  * \param[in]  mtop               Molecular topology
 114  * \param[in]  cr                 Communication structures
 115  * \param[in]  box                Simulation box
 116  * \param[in]  tabfn              Table potential file for non-bonded interactions
 117  * \param[in]  tabpfn             Table potential file for pair interactions
 118  * \param[in]  tabbfnm            Table potential files for bonded interactions
 119  * \param[in]  print_force        Print forces for atoms with force >= print_force
 120  */
 121 void init_forcerec(FILE*                            fplog,
 122                    const gmx::MDLogger&             mdlog,
 123                    t_forcerec*                      fr,
 124                    const t_inputrec*                ir,
 125                    const gmx_mtop_t*                mtop,
 126                    const t_commrec*                 cr,
 127                    matrix                           box,
 128                    const char*                      tabfn,
 129                    const char*                      tabpfn,
 130                    gmx::ArrayRef<const std::string> tabbfnm,
 131                    real                             print_force);
 132
 133 /*! \brief Check whether molecules are ever distributed over PBC boundaries
 134  *
 135  * Note: This covers only the non-DD case. For DD runs, domdec.h offers an
 136  *       equivalent dd_bonded_molpbc(...) function.
 137  *
 138  * \param[in]  ir                 Inputrec structure
 139  * \param[in]  mtop               Molecular topology
 140  * \param[in]  mdlog              File for printing
 141  */
 142 bool areMoleculesDistributedOverPbc(const t_inputrec& ir, const gmx_mtop_t& mtop, const gmx::MDLogger& mdlog);
 143
 144 /*! \brief Divide exclusions over threads
 145  *
 146  * Set the exclusion load for the local exclusions and possibly threads
 147  * \param[out] fr  The force record
 148  * \param[in]  top The topology
 149  */
 150 void forcerec_set_excl_load(t_forcerec* fr, const gmx_localtop_t* top);
 151
 152 #endif