src/gromacs/mdlib/md_support.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, 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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  38 #include <config.h>
  39 #endif
  40
  41 #include "typedefs.h"
  42 #include "gromacs/utility/cstringutil.h"
  43 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  44 #include "mdrun.h"
  45 #include "domdec.h"
  46 #include "mtop_util.h"
  47 #include "vcm.h"
  48 #include "nrnb.h"
  49 #include "macros.h"
  50 #include "md_logging.h"
  51 #include "md_support.h"
  52
  53 #include "gromacs/timing/wallcycle.h"
  54
  55 /* Is the signal in one simulation independent of other simulations? */
  56 gmx_bool gs_simlocal[eglsNR] = { TRUE, FALSE, FALSE, TRUE };
  57
  58 /* check which of the multisim simulations has the shortest number of
  59    steps and return that number of nsteps */
  60 gmx_int64_t get_multisim_nsteps(const t_commrec *cr,
  61                                 gmx_int64_t      nsteps)
  62 {
  63     gmx_int64_t steps_out;
  64
  65     if (MASTER(cr))
  66     {
  67         gmx_int64_t     *buf;
  68         int              s;
  69
  70         snew(buf, cr->ms->nsim);
  71
  72         buf[cr->ms->sim] = nsteps;
  73         gmx_sumli_sim(cr->ms->nsim, buf, cr->ms);
  74
  75         steps_out = -1;
  76         for (s = 0; s < cr->ms->nsim; s++)
  77         {
  78             /* find the smallest positive number */
  79             if (buf[s] >= 0 && ((steps_out < 0) || (buf[s] < steps_out)) )
  80             {
  81                 steps_out = buf[s];
  82             }
  83         }
  84         sfree(buf);
  85
  86         /* if we're the limiting simulation, don't do anything */
  87         if (steps_out >= 0 && steps_out < nsteps)
  88         {
  89             char strbuf[255];
  90             snprintf(strbuf, 255, "Will stop simulation %%d after %s steps (another simulation will end then).\n", "%"GMX_PRId64);
  91             fprintf(stderr, strbuf, cr->ms->sim, steps_out);
  92         }
  93     }
  94     /* broadcast to non-masters */
  95     gmx_bcast(sizeof(gmx_int64_t), &steps_out, cr);
  96     return steps_out;
  97 }
  98
  99 int multisim_min(const gmx_multisim_t *ms, int nmin, int n)
 100 {
 101     int     *buf;
 102     gmx_bool bPos, bEqual;
 103     int      s, d;
 104
 105     snew(buf, ms->nsim);
 106     buf[ms->sim] = n;
 107     gmx_sumi_sim(ms->nsim, buf, ms);
 108     bPos   = TRUE;
 109     bEqual = TRUE;
 110     for (s = 0; s < ms->nsim; s++)
 111     {
 112         bPos   = bPos   && (buf[s] > 0);
 113         bEqual = bEqual && (buf[s] == buf[0]);
 114     }
 115     if (bPos)
 116     {
 117         if (bEqual)
 118         {
 119             nmin = min(nmin, buf[0]);
 120         }
 121         else
 122         {
 123             /* Find the least common multiple */
 124             for (d = 2; d < nmin; d++)
 125             {
 126                 s = 0;
 127                 while (s < ms->nsim && d % buf[s] == 0)
 128                 {
 129                     s++;
 130                 }
 131                 if (s == ms->nsim)
 132                 {
 133                     /* We found the LCM and it is less than nmin */
 134                     nmin = d;
 135                     break;
 136                 }
 137             }
 138         }
 139     }
 140     sfree(buf);
 141
 142     return nmin;
 143 }
 144
 145 int multisim_nstsimsync(const t_commrec *cr,
 146                         const t_inputrec *ir, int repl_ex_nst)
 147 {
 148     int nmin;
 149
 150     if (MASTER(cr))
 151     {
 152         nmin = INT_MAX;
 153         nmin = multisim_min(cr->ms, nmin, ir->nstlist);
 154         nmin = multisim_min(cr->ms, nmin, ir->nstcalcenergy);
 155         nmin = multisim_min(cr->ms, nmin, repl_ex_nst);
 156         if (nmin == INT_MAX)
 157         {
 158             gmx_fatal(FARGS, "Can not find an appropriate interval for inter-simulation communication, since nstlist, nstcalcenergy and -replex are all <= 0");
 159         }
 160         /* Avoid inter-simulation communication at every (second) step */
 161         if (nmin <= 2)
 162         {
 163             nmin = 10;
 164         }
 165     }
 166
 167     gmx_bcast(sizeof(int), &nmin, cr);
 168
 169     return nmin;
 170 }
 171
 172 void init_global_signals(globsig_t *gs, const t_commrec *cr,
 173                          const t_inputrec *ir, int repl_ex_nst)
 174 {
 175     int i;
 176
 177     if (MULTISIM(cr))
 178     {
 179         gs->nstms = multisim_nstsimsync(cr, ir, repl_ex_nst);
 180         if (debug)
 181         {
 182             fprintf(debug, "Syncing simulations for checkpointing and termination every %d steps\n", gs->nstms);
 183         }
 184     }
 185     else
 186     {
 187         gs->nstms = 1;
 188     }
 189
 190     for (i = 0; i < eglsNR; i++)
 191     {
 192         gs->sig[i] = 0;
 193         gs->set[i] = 0;
 194     }
 195 }
 196
 197 void copy_coupling_state(t_state *statea, t_state *stateb,
 198                          gmx_ekindata_t *ekinda, gmx_ekindata_t *ekindb, t_grpopts* opts)
 199 {
 200
 201     /* MRS note -- might be able to get rid of some of the arguments.  Look over it when it's all debugged */
 202
 203     int i, j, nc;
 204
 205     /* Make sure we have enough space for x and v */
 206     if (statea->nalloc > stateb->nalloc)
 207     {
 208         stateb->nalloc = statea->nalloc;
 209         srenew(stateb->x, stateb->nalloc);
 210         srenew(stateb->v, stateb->nalloc);
 211     }
 212
 213     stateb->natoms     = statea->natoms;
 214     stateb->ngtc       = statea->ngtc;
 215     stateb->nnhpres    = statea->nnhpres;
 216     stateb->veta       = statea->veta;
 217     if (ekinda)
 218     {
 219         copy_mat(ekinda->ekin, ekindb->ekin);
 220         for (i = 0; i < stateb->ngtc; i++)
 221         {
 222             ekindb->tcstat[i].T  = ekinda->tcstat[i].T;
 223             ekindb->tcstat[i].Th = ekinda->tcstat[i].Th;
 224             copy_mat(ekinda->tcstat[i].ekinh, ekindb->tcstat[i].ekinh);
 225             copy_mat(ekinda->tcstat[i].ekinf, ekindb->tcstat[i].ekinf);
 226             ekindb->tcstat[i].ekinscalef_nhc =  ekinda->tcstat[i].ekinscalef_nhc;
 227             ekindb->tcstat[i].ekinscaleh_nhc =  ekinda->tcstat[i].ekinscaleh_nhc;
 228             ekindb->tcstat[i].vscale_nhc     =  ekinda->tcstat[i].vscale_nhc;
 229         }
 230     }
 231     copy_rvecn(statea->x, stateb->x, 0, stateb->natoms);
 232     copy_rvecn(statea->v, stateb->v, 0, stateb->natoms);
 233     copy_mat(statea->box, stateb->box);
 234     copy_mat(statea->box_rel, stateb->box_rel);
 235     copy_mat(statea->boxv, stateb->boxv);
 236
 237     for (i = 0; i < stateb->ngtc; i++)
 238     {
 239         nc = i*opts->nhchainlength;
 240         for (j = 0; j < opts->nhchainlength; j++)
 241         {
 242             stateb->nosehoover_xi[nc+j]  = statea->nosehoover_xi[nc+j];
 243             stateb->nosehoover_vxi[nc+j] = statea->nosehoover_vxi[nc+j];
 244         }
 245     }
 246     if (stateb->nhpres_xi != NULL)
 247     {
 248         for (i = 0; i < stateb->nnhpres; i++)
 249         {
 250             nc = i*opts->nhchainlength;
 251             for (j = 0; j < opts->nhchainlength; j++)
 252             {
 253                 stateb->nhpres_xi[nc+j]  = statea->nhpres_xi[nc+j];
 254                 stateb->nhpres_vxi[nc+j] = statea->nhpres_vxi[nc+j];
 255             }
 256         }
 257     }
 258 }
 259
 260 real compute_conserved_from_auxiliary(t_inputrec *ir, t_state *state, t_extmass *MassQ)
 261 {
 262     real quantity = 0;
 263     switch (ir->etc)
 264     {
 265         case etcNO:
 266             break;
 267         case etcBERENDSEN:
 268             break;
 269         case etcNOSEHOOVER:
 270             quantity = NPT_energy(ir, state, MassQ);
 271             break;
 272         case etcVRESCALE:
 273             quantity = vrescale_energy(&(ir->opts), state->therm_integral);
 274             break;
 275         default:
 276             break;
 277     }
 278     return quantity;
 279 }
 280
 281 void compute_globals(FILE *fplog, gmx_global_stat_t gstat, t_commrec *cr, t_inputrec *ir,
 282                      t_forcerec *fr, gmx_ekindata_t *ekind,
 283                      t_state *state, t_state *state_global, t_mdatoms *mdatoms,
 284                      t_nrnb *nrnb, t_vcm *vcm, gmx_wallcycle_t wcycle,
 285                      gmx_enerdata_t *enerd, tensor force_vir, tensor shake_vir, tensor total_vir,
 286                      tensor pres, rvec mu_tot, gmx_constr_t constr,
 287                      globsig_t *gs, gmx_bool bInterSimGS,
 288                      matrix box, gmx_mtop_t *top_global,
 289                      gmx_bool *bSumEkinhOld, int flags)
 290 {
 291     int      i, gsi;
 292     real     gs_buf[eglsNR];
 293     tensor   corr_vir, corr_pres;
 294     gmx_bool bEner, bPres, bTemp, bVV;
 295     gmx_bool bRerunMD, bStopCM, bGStat, bIterate,
 296              bFirstIterate, bReadEkin, bEkinAveVel, bScaleEkin, bConstrain;
 297     real     ekin, temp, prescorr, enercorr, dvdlcorr, dvdl_ekin;
 298
 299     /* translate CGLO flags to gmx_booleans */
 300     bRerunMD = flags & CGLO_RERUNMD;
 301     bStopCM  = flags & CGLO_STOPCM;
 302     bGStat   = flags & CGLO_GSTAT;
 303
 304     bReadEkin     = (flags & CGLO_READEKIN);
 305     bScaleEkin    = (flags & CGLO_SCALEEKIN);
 306     bEner         = flags & CGLO_ENERGY;
 307     bTemp         = flags & CGLO_TEMPERATURE;
 308     bPres         = (flags & CGLO_PRESSURE);
 309     bConstrain    = (flags & CGLO_CONSTRAINT);
 310     bIterate      = (flags & CGLO_ITERATE);
 311     bFirstIterate = (flags & CGLO_FIRSTITERATE);
 312
 313     /* we calculate a full state kinetic energy either with full-step velocity verlet
 314        or half step where we need the pressure */
 315
 316     bEkinAveVel = (ir->eI == eiVV || (ir->eI == eiVVAK && bPres) || bReadEkin);
 317
 318     /* in initalization, it sums the shake virial in vv, and to
 319        sums ekinh_old in leapfrog (or if we are calculating ekinh_old) for other reasons */
 320
 321     /* ########## Kinetic energy  ############## */
 322
 323     if (bTemp)
 324     {
 325         /* Non-equilibrium MD: this is parallellized, but only does communication
 326          * when there really is NEMD.
 327          */
 328
 329         if (PAR(cr) && (ekind->bNEMD))
 330         {
 331             accumulate_u(cr, &(ir->opts), ekind);
 332         }
 333         debug_gmx();
 334         if (bReadEkin)
 335         {
 336             restore_ekinstate_from_state(cr, ekind, &state_global->ekinstate);
 337         }
 338         else
 339         {
 340
 341             calc_ke_part(state, &(ir->opts), mdatoms, ekind, nrnb, bEkinAveVel, bIterate);
 342         }
 343
 344         debug_gmx();
 345     }
 346
 347     /* Calculate center of mass velocity if necessary, also parallellized */
 348     if (bStopCM)
 349     {
 350         calc_vcm_grp(0, mdatoms->homenr, mdatoms,
 351                      state->x, state->v, vcm);
 352     }
 353
 354     if (bTemp || bStopCM || bPres || bEner || bConstrain)
 355     {
 356         if (!bGStat)
 357         {
 358             /* We will not sum ekinh_old,
 359              * so signal that we still have to do it.
 360              */
 361             *bSumEkinhOld = TRUE;
 362
 363         }
 364         else
 365         {
 366             if (gs != NULL)
 367             {
 368                 for (i = 0; i < eglsNR; i++)
 369                 {
 370                     gs_buf[i] = gs->sig[i];
 371                 }
 372             }
 373             if (PAR(cr))
 374             {
 375                 wallcycle_start(wcycle, ewcMoveE);
 376                 global_stat(fplog, gstat, cr, enerd, force_vir, shake_vir, mu_tot,
 377                             ir, ekind, constr, bStopCM ? vcm : NULL,
 378                             gs != NULL ? eglsNR : 0, gs_buf,
 379                             top_global, state,
 380                             *bSumEkinhOld, flags);
 381                 wallcycle_stop(wcycle, ewcMoveE);
 382             }
 383             if (gs != NULL)
 384             {
 385                 if (MULTISIM(cr) && bInterSimGS)
 386                 {
 387                     if (MASTER(cr))
 388                     {
 389                         /* Communicate the signals between the simulations */
 390                         gmx_sum_sim(eglsNR, gs_buf, cr->ms);
 391                     }
 392                     /* Communicate the signals form the master to the others */
 393                     gmx_bcast(eglsNR*sizeof(gs_buf[0]), gs_buf, cr);
 394                 }
 395                 for (i = 0; i < eglsNR; i++)
 396                 {
 397                     if (bInterSimGS || gs_simlocal[i])
 398                     {
 399                         /* Set the communicated signal only when it is non-zero,
 400                          * since signals might not be processed at each MD step.
 401                          */
 402                         gsi = (gs_buf[i] >= 0 ?
 403                                (int)(gs_buf[i] + 0.5) :
 404                                (int)(gs_buf[i] - 0.5));
 405                         if (gsi != 0)
 406                         {
 407                             gs->set[i] = gsi;
 408                         }
 409                         /* Turn off the local signal */
 410                         gs->sig[i] = 0;
 411                     }
 412                 }
 413             }
 414             *bSumEkinhOld = FALSE;
 415         }
 416     }
 417
 418     if (!ekind->bNEMD && debug && bTemp && (vcm->nr > 0))
 419     {
 420         correct_ekin(debug,
 421                      0, mdatoms->homenr,
 422                      state->v, vcm->group_p[0],
 423                      mdatoms->massT, mdatoms->tmass, ekind->ekin);
 424     }
 425
 426     /* Do center of mass motion removal */
 427     if (bStopCM)
 428     {
 429         check_cm_grp(fplog, vcm, ir, 1);
 430         do_stopcm_grp(0, mdatoms->homenr, mdatoms->cVCM,
 431                       state->x, state->v, vcm);
 432         inc_nrnb(nrnb, eNR_STOPCM, mdatoms->homenr);
 433     }
 434
 435     if (bEner)
 436     {
 437         /* Calculate the amplitude of the cosine velocity profile */
 438         ekind->cosacc.vcos = ekind->cosacc.mvcos/mdatoms->tmass;
 439     }
 440
 441     if (bTemp)
 442     {
 443         /* Sum the kinetic energies of the groups & calc temp */
 444         /* compute full step kinetic energies if vv, or if vv-avek and we are computing the pressure with IR_NPT_TROTTER */
 445         /* three maincase:  VV with AveVel (md-vv), vv with AveEkin (md-vv-avek), leap with AveEkin (md).
 446            Leap with AveVel is not supported; it's not clear that it will actually work.
 447            bEkinAveVel: If TRUE, we simply multiply ekin by ekinscale to get a full step kinetic energy.
 448            If FALSE, we average ekinh_old and ekinh*ekinscale_nhc to get an averaged half step kinetic energy.
 449            bSaveEkinOld: If TRUE (in the case of iteration = bIterate is TRUE), we don't reset the ekinscale_nhc.
 450            If FALSE, we go ahead and erase over it.
 451          */
 452         enerd->term[F_TEMP] = sum_ekin(&(ir->opts), ekind, &dvdl_ekin,
 453                                        bEkinAveVel, bScaleEkin);
 454         enerd->dvdl_lin[efptMASS] = (double) dvdl_ekin;
 455
 456         enerd->term[F_EKIN] = trace(ekind->ekin);
 457     }
 458
 459     /* ##########  Long range energy information ###### */
 460
 461     if (bEner || bPres || bConstrain)
 462     {
 463         calc_dispcorr(fplog, ir, fr, 0, top_global->natoms, box, state->lambda[efptVDW],
 464                       corr_pres, corr_vir, &prescorr, &enercorr, &dvdlcorr);
 465     }
 466
 467     if (bEner && bFirstIterate)
 468     {
 469         enerd->term[F_DISPCORR]  = enercorr;
 470         enerd->term[F_EPOT]     += enercorr;
 471         enerd->term[F_DVDL_VDW] += dvdlcorr;
 472     }
 473
 474     /* ########## Now pressure ############## */
 475     if (bPres || bConstrain)
 476     {
 477
 478         m_add(force_vir, shake_vir, total_vir);
 479
 480         /* Calculate pressure and apply LR correction if PPPM is used.
 481          * Use the box from last timestep since we already called update().
 482          */
 483
 484         enerd->term[F_PRES] = calc_pres(fr->ePBC, ir->nwall, box, ekind->ekin, total_vir, pres);
 485
 486         /* Calculate long range corrections to pressure and energy */
 487         /* this adds to enerd->term[F_PRES] and enerd->term[F_ETOT],
 488            and computes enerd->term[F_DISPCORR].  Also modifies the
 489            total_vir and pres tesors */
 490
 491         m_add(total_vir, corr_vir, total_vir);
 492         m_add(pres, corr_pres, pres);
 493         enerd->term[F_PDISPCORR] = prescorr;
 494         enerd->term[F_PRES]     += prescorr;
 495     }
 496 }
 497
 498 void check_nst_param(FILE *fplog, t_commrec *cr,
 499                      const char *desc_nst, int nst,
 500                      const char *desc_p, int *p)
 501 {
 502     if (*p > 0 && *p % nst != 0)
 503     {
 504         /* Round up to the next multiple of nst */
 505         *p = ((*p)/nst + 1)*nst;
 506         md_print_warn(cr, fplog,
 507                       "NOTE: %s changes %s to %d\n", desc_nst, desc_p, *p);
 508     }
 509 }
 510
 511 void set_current_lambdas(gmx_int64_t step, t_lambda *fepvals, gmx_bool bRerunMD,
 512                          t_trxframe *rerun_fr, t_state *state_global, t_state *state, double lam0[])
 513 /* find the current lambdas.  If rerunning, we either read in a state, or a lambda value,
 514    requiring different logic. */
 515 {
 516     real frac;
 517     int  i, fep_state = 0;
 518     if (bRerunMD)
 519     {
 520         if (rerun_fr->bLambda)
 521         {
 522             if (fepvals->delta_lambda == 0)
 523             {
 524                 state_global->lambda[efptFEP] = rerun_fr->lambda;
 525                 for (i = 0; i < efptNR; i++)
 526                 {
 527                     if (i != efptFEP)
 528                     {
 529                         state->lambda[i] = state_global->lambda[i];
 530                     }
 531                 }
 532             }
 533             else
 534             {
 535                 /* find out between which two value of lambda we should be */
 536                 frac      = (step*fepvals->delta_lambda);
 537                 fep_state = floor(frac*fepvals->n_lambda);
 538                 /* interpolate between this state and the next */
 539                 /* this assumes that the initial lambda corresponds to lambda==0, which is verified in grompp */
 540                 frac = (frac*fepvals->n_lambda)-fep_state;
 541                 for (i = 0; i < efptNR; i++)
 542                 {
 543                     state_global->lambda[i] = lam0[i] + (fepvals->all_lambda[i][fep_state]) +
 544                         frac*(fepvals->all_lambda[i][fep_state+1]-fepvals->all_lambda[i][fep_state]);
 545                 }
 546             }
 547         }
 548         else if (rerun_fr->bFepState)
 549         {
 550             state_global->fep_state = rerun_fr->fep_state;
 551             for (i = 0; i < efptNR; i++)
 552             {
 553                 state_global->lambda[i] = fepvals->all_lambda[i][fep_state];
 554             }
 555         }
 556     }
 557     else
 558     {
 559         if (fepvals->delta_lambda != 0)
 560         {
 561             /* find out between which two value of lambda we should be */
 562             frac = (step*fepvals->delta_lambda);
 563             if (fepvals->n_lambda > 0)
 564             {
 565                 fep_state = floor(frac*fepvals->n_lambda);
 566                 /* interpolate between this state and the next */
 567                 /* this assumes that the initial lambda corresponds to lambda==0, which is verified in grompp */
 568                 frac = (frac*fepvals->n_lambda)-fep_state;
 569                 for (i = 0; i < efptNR; i++)
 570                 {
 571                     state_global->lambda[i] = lam0[i] + (fepvals->all_lambda[i][fep_state]) +
 572                         frac*(fepvals->all_lambda[i][fep_state+1]-fepvals->all_lambda[i][fep_state]);
 573                 }
 574             }
 575             else
 576             {
 577                 for (i = 0; i < efptNR; i++)
 578                 {
 579                     state_global->lambda[i] = lam0[i] + frac;
 580                 }
 581             }
 582         }
 583         else
 584         {
 585             if (state->fep_state > 0)
 586             {
 587                 state_global->fep_state = state->fep_state; /* state->fep is the one updated by bExpanded */
 588                 for (i = 0; i < efptNR; i++)
 589                 {
 590                     state_global->lambda[i] = fepvals->all_lambda[i][state_global->fep_state];
 591                 }
 592             }
 593         }
 594     }
 595     for (i = 0; i < efptNR; i++)
 596     {
 597         state->lambda[i] = state_global->lambda[i];
 598     }
 599 }
 600
 601 static void min_zero(int *n, int i)
 602 {
 603     if (i > 0 && (*n == 0 || i < *n))
 604     {
 605         *n = i;
 606     }
 607 }
 608
 609 static int lcd4(int i1, int i2, int i3, int i4)
 610 {
 611     int nst;
 612
 613     nst = 0;
 614     min_zero(&nst, i1);
 615     min_zero(&nst, i2);
 616     min_zero(&nst, i3);
 617     min_zero(&nst, i4);
 618     if (nst == 0)
 619     {
 620         gmx_incons("All 4 inputs for determininig nstglobalcomm are <= 0");
 621     }
 622
 623     while (nst > 1 && ((i1 > 0 && i1 % nst != 0)  ||
 624                        (i2 > 0 && i2 % nst != 0)  ||
 625                        (i3 > 0 && i3 % nst != 0)  ||
 626                        (i4 > 0 && i4 % nst != 0)))
 627     {
 628         nst--;
 629     }
 630
 631     return nst;
 632 }
 633
 634 int check_nstglobalcomm(FILE *fplog, t_commrec *cr,
 635                         int nstglobalcomm, t_inputrec *ir)
 636 {
 637     if (!EI_DYNAMICS(ir->eI))
 638     {
 639         nstglobalcomm = 1;
 640     }
 641
 642     if (nstglobalcomm == -1)
 643     {
 644         if (!(ir->nstcalcenergy > 0 ||
 645               ir->nstlist > 0 ||
 646               ir->etc != etcNO ||
 647               ir->epc != epcNO))
 648         {
 649             nstglobalcomm = 10;
 650             if (ir->nstenergy > 0 && ir->nstenergy < nstglobalcomm)
 651             {
 652                 nstglobalcomm = ir->nstenergy;
 653             }
 654         }
 655         else
 656         {
 657             /* Ensure that we do timely global communication for
 658              * (possibly) each of the four following options.
 659              */
 660             nstglobalcomm = lcd4(ir->nstcalcenergy,
 661                                  ir->nstlist,
 662                                  ir->etc != etcNO ? ir->nsttcouple : 0,
 663                                  ir->epc != epcNO ? ir->nstpcouple : 0);
 664         }
 665     }
 666     else
 667     {
 668         if (ir->nstlist > 0 &&
 669             nstglobalcomm > ir->nstlist && nstglobalcomm % ir->nstlist != 0)
 670         {
 671             nstglobalcomm = (nstglobalcomm / ir->nstlist)*ir->nstlist;
 672             md_print_warn(cr, fplog, "WARNING: nstglobalcomm is larger than nstlist, but not a multiple, setting it to %d\n", nstglobalcomm);
 673         }
 674         if (ir->nstcalcenergy > 0)
 675         {
 676             check_nst_param(fplog, cr, "-gcom", nstglobalcomm,
 677                             "nstcalcenergy", &ir->nstcalcenergy);
 678         }
 679         if (ir->etc != etcNO && ir->nsttcouple > 0)
 680         {
 681             check_nst_param(fplog, cr, "-gcom", nstglobalcomm,
 682                             "nsttcouple", &ir->nsttcouple);
 683         }
 684         if (ir->epc != epcNO && ir->nstpcouple > 0)
 685         {
 686             check_nst_param(fplog, cr, "-gcom", nstglobalcomm,
 687                             "nstpcouple", &ir->nstpcouple);
 688         }
 689
 690         check_nst_param(fplog, cr, "-gcom", nstglobalcomm,
 691                         "nstenergy", &ir->nstenergy);
 692
 693         check_nst_param(fplog, cr, "-gcom", nstglobalcomm,
 694                         "nstlog", &ir->nstlog);
 695     }
 696
 697     if (ir->comm_mode != ecmNO && ir->nstcomm < nstglobalcomm)
 698     {
 699         md_print_warn(cr, fplog, "WARNING: Changing nstcomm from %d to %d\n",
 700                       ir->nstcomm, nstglobalcomm);
 701         ir->nstcomm = nstglobalcomm;
 702     }
 703
 704     return nstglobalcomm;
 705 }
 706
 707 void check_ir_old_tpx_versions(t_commrec *cr, FILE *fplog,
 708                                t_inputrec *ir, gmx_mtop_t *mtop)
 709 {
 710     /* Check required for old tpx files */
 711     if (IR_TWINRANGE(*ir) && ir->nstlist > 1 &&
 712         ir->nstcalcenergy % ir->nstlist != 0)
 713     {
 714         md_print_warn(cr, fplog, "Old tpr file with twin-range settings: modifying energy calculation and/or T/P-coupling frequencies\n");
 715
 716         if (gmx_mtop_ftype_count(mtop, F_CONSTR) +
 717             gmx_mtop_ftype_count(mtop, F_CONSTRNC) > 0 &&
 718             ir->eConstrAlg == econtSHAKE)
 719         {
 720             md_print_warn(cr, fplog, "With twin-range cut-off's and SHAKE the virial and pressure are incorrect\n");
 721             if (ir->epc != epcNO)
 722             {
 723                 gmx_fatal(FARGS, "Can not do pressure coupling with twin-range cut-off's and SHAKE");
 724             }
 725         }
 726         check_nst_param(fplog, cr, "nstlist", ir->nstlist,
 727                         "nstcalcenergy", &ir->nstcalcenergy);
 728         if (ir->epc != epcNO)
 729         {
 730             check_nst_param(fplog, cr, "nstlist", ir->nstlist,
 731                             "nstpcouple", &ir->nstpcouple);
 732         }
 733         check_nst_param(fplog, cr, "nstcalcenergy", ir->nstcalcenergy,
 734                         "nstenergy", &ir->nstenergy);
 735         check_nst_param(fplog, cr, "nstcalcenergy", ir->nstcalcenergy,
 736                         "nstlog", &ir->nstlog);
 737         if (ir->efep != efepNO)
 738         {
 739             check_nst_param(fplog, cr, "nstcalcenergy", ir->nstcalcenergy,
 740                             "nstdhdl", &ir->fepvals->nstdhdl);
 741         }
 742     }
 743 }
 744
 745 void rerun_parallel_comm(t_commrec *cr, t_trxframe *fr,
 746                          gmx_bool *bNotLastFrame)
 747 {
 748     gmx_bool bAlloc;
 749     rvec    *xp, *vp;
 750
 751     bAlloc = (fr->natoms == 0);
 752
 753     if (MASTER(cr) && !*bNotLastFrame)
 754     {
 755         fr->natoms = -1;
 756     }
 757     xp = fr->x;
 758     vp = fr->v;
 759     gmx_bcast(sizeof(*fr), fr, cr);
 760     fr->x = xp;
 761     fr->v = vp;
 762
 763     *bNotLastFrame = (fr->natoms >= 0);
 764
 765 }