src/gromacs/mdtypes/inputrec.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) 2001-2010, The GROMACS development team.
   6  * Copyright (c) 2012,2014,2015,2016,2017 by the GROMACS development team.
   7  * Copyright (c) 2018,2019,2020, 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 "inputrec.h"
  41
  42 #include <cstdio>
  43 #include <cstdlib>
  44 #include <cstring>
  45
  46 #include <algorithm>
  47 #include <numeric>
  48
  49 #include "gromacs/math/veccompare.h"
  50 #include "gromacs/math/vecdump.h"
  51 #include "gromacs/mdtypes/awh_params.h"
  52 #include "gromacs/mdtypes/md_enums.h"
  53 #include "gromacs/mdtypes/multipletimestepping.h"
  54 #include "gromacs/mdtypes/pull_params.h"
  55 #include "gromacs/pbcutil/pbc.h"
  56 #include "gromacs/utility/compare.h"
  57 #include "gromacs/utility/cstringutil.h"
  58 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  59 #include "gromacs/utility/keyvaluetree.h"
  60 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  61 #include "gromacs/utility/snprintf.h"
  62 #include "gromacs/utility/strconvert.h"
  63 #include "gromacs/utility/stringutil.h"
  64 #include "gromacs/utility/textwriter.h"
  65 #include "gromacs/utility/txtdump.h"
  66
  67 //! Macro to select a bool name
  68 #define EBOOL(e) gmx::boolToString(e)
  69
  70 /* Default values for nstcalcenergy, used when the are no other restrictions. */
  71 constexpr int c_defaultNstCalcEnergy = 10;
  72
  73 /* The minimum number of integration steps required for reasonably accurate
  74  * integration of first and second order coupling algorithms.
  75  */
  76 const int nstmin_berendsen_tcouple = 5;
  77 const int nstmin_berendsen_pcouple = 10;
  78 const int nstmin_harmonic          = 20;
  79
  80 /* Default values for T- and P- coupling intervals, used when the are no other
  81  * restrictions.
  82  */
  83 constexpr int c_defaultNstTCouple = 10;
  84 constexpr int c_defaultNstPCouple = 10;
  85
  86 t_inputrec::t_inputrec()
  87 {
  88     // TODO When this memset is removed, remove the suppression of
  89     // gcc -Wno-class-memaccess in a CMakeLists.txt file.
  90     std::memset(this, 0, sizeof(*this)); // NOLINT(bugprone-undefined-memory-manipulation)
  91     snew(fepvals, 1);
  92     snew(expandedvals, 1);
  93     snew(simtempvals, 1);
  94 }
  95
  96 t_inputrec::~t_inputrec()
  97 {
  98     done_inputrec(this);
  99 }
 100
 101 int ir_optimal_nstcalcenergy(const t_inputrec* ir)
 102 {
 103     int nst;
 104
 105     if (ir->nstlist > 0)
 106     {
 107         nst = ir->nstlist;
 108     }
 109     else
 110     {
 111         nst = c_defaultNstCalcEnergy;
 112     }
 113
 114     if (ir->useMts)
 115     {
 116         nst = std::lcm(nst, ir->mtsLevels.back().stepFactor);
 117     }
 118
 119     return nst;
 120 }
 121
 122 int tcouple_min_integration_steps(int etc)
 123 {
 124     int n;
 125
 126     switch (etc)
 127     {
 128         case etcNO: n = 0; break;
 129         case etcBERENDSEN:
 130         case etcYES: n = nstmin_berendsen_tcouple; break;
 131         case etcVRESCALE:
 132             /* V-rescale supports instantaneous rescaling */
 133             n = 0;
 134             break;
 135         case etcNOSEHOOVER: n = nstmin_harmonic; break;
 136         case etcANDERSEN:
 137         case etcANDERSENMASSIVE: n = 1; break;
 138         default: gmx_incons("Unknown etc value");
 139     }
 140
 141     return n;
 142 }
 143
 144 int ir_optimal_nsttcouple(const t_inputrec* ir)
 145 {
 146     int  nmin, nwanted, n;
 147     real tau_min;
 148     int  g;
 149
 150     nmin = tcouple_min_integration_steps(ir->etc);
 151
 152     nwanted = c_defaultNstTCouple;
 153
 154     tau_min = 1e20;
 155     if (ir->etc != etcNO)
 156     {
 157         for (g = 0; g < ir->opts.ngtc; g++)
 158         {
 159             if (ir->opts.tau_t[g] > 0)
 160             {
 161                 tau_min = std::min(tau_min, ir->opts.tau_t[g]);
 162             }
 163         }
 164     }
 165
 166     if (nmin == 0 || ir->delta_t * nwanted <= tau_min)
 167     {
 168         n = nwanted;
 169     }
 170     else
 171     {
 172         n = static_cast<int>(tau_min / (ir->delta_t * nmin) + 0.001);
 173         if (n < 1)
 174         {
 175             n = 1;
 176         }
 177         while (nwanted % n != 0)
 178         {
 179             n--;
 180         }
 181     }
 182
 183     return n;
 184 }
 185
 186 int pcouple_min_integration_steps(int epc)
 187 {
 188     int n;
 189
 190     switch (epc)
 191     {
 192         case epcNO: n = 0; break;
 193         case epcBERENDSEN:
 194         case epcCRESCALE:
 195         case epcISOTROPIC: n = nstmin_berendsen_pcouple; break;
 196         case epcPARRINELLORAHMAN:
 197         case epcMTTK: n = nstmin_harmonic; break;
 198         default: gmx_incons("Unknown epc value");
 199     }
 200
 201     return n;
 202 }
 203
 204 int ir_optimal_nstpcouple(const t_inputrec* ir)
 205 {
 206     const int minIntegrationSteps = pcouple_min_integration_steps(ir->epc);
 207
 208     const int nwanted = c_defaultNstPCouple;
 209
 210     // With multiple time-stepping we can only compute the pressure at slowest steps
 211     const int minNstPCouple = (ir->useMts ? ir->mtsLevels.back().stepFactor : 1);
 212
 213     int n;
 214     if (minIntegrationSteps == 0 || ir->delta_t * nwanted <= ir->tau_p)
 215     {
 216         n = nwanted;
 217     }
 218     else
 219     {
 220         n = static_cast<int>(ir->tau_p / (ir->delta_t * minIntegrationSteps) + 0.001);
 221         if (n < minNstPCouple)
 222         {
 223             n = minNstPCouple;
 224         }
 225         // Without MTS we try to make nstpcouple a "nice" number
 226         if (!ir->useMts)
 227         {
 228             while (nwanted % n != 0)
 229             {
 230                 n--;
 231             }
 232         }
 233     }
 234
 235     // With MTS, nstpcouple should be a multiple of the slowest MTS interval
 236     if (ir->useMts)
 237     {
 238         n = n - (n % minNstPCouple);
 239     }
 240
 241     return n;
 242 }
 243
 244 gmx_bool ir_coulomb_switched(const t_inputrec* ir)
 245 {
 246     return (ir->coulombtype == eelSWITCH || ir->coulombtype == eelSHIFT
 247             || ir->coulombtype == eelPMESWITCH || ir->coulombtype == eelPMEUSERSWITCH
 248             || ir->coulomb_modifier == eintmodPOTSWITCH || ir->coulomb_modifier == eintmodFORCESWITCH);
 249 }
 250
 251 gmx_bool ir_coulomb_is_zero_at_cutoff(const t_inputrec* ir)
 252 {
 253     return (ir->cutoff_scheme == ecutsVERLET || ir_coulomb_switched(ir)
 254             || ir->coulomb_modifier != eintmodNONE || ir->coulombtype == eelRF_ZERO);
 255 }
 256
 257 gmx_bool ir_coulomb_might_be_zero_at_cutoff(const t_inputrec* ir)
 258 {
 259     return (ir_coulomb_is_zero_at_cutoff(ir) || ir->coulombtype == eelUSER || ir->coulombtype == eelPMEUSER);
 260 }
 261
 262 gmx_bool ir_vdw_switched(const t_inputrec* ir)
 263 {
 264     return (ir->vdwtype == evdwSWITCH || ir->vdwtype == evdwSHIFT
 265             || ir->vdw_modifier == eintmodPOTSWITCH || ir->vdw_modifier == eintmodFORCESWITCH);
 266 }
 267
 268 gmx_bool ir_vdw_is_zero_at_cutoff(const t_inputrec* ir)
 269 {
 270     return (ir->cutoff_scheme == ecutsVERLET || ir_vdw_switched(ir) || ir->vdw_modifier != eintmodNONE);
 271 }
 272
 273 gmx_bool ir_vdw_might_be_zero_at_cutoff(const t_inputrec* ir)
 274 {
 275     return (ir_vdw_is_zero_at_cutoff(ir) || ir->vdwtype == evdwUSER);
 276 }
 277
 278 static void done_pull_group(t_pull_group* pgrp)
 279 {
 280     if (pgrp->nat > 0)
 281     {
 282         sfree(pgrp->ind);
 283         sfree(pgrp->weight);
 284     }
 285 }
 286
 287 static void done_pull_params(pull_params_t* pull)
 288 {
 289     int i;
 290
 291     for (i = 0; i < pull->ngroup + 1; i++)
 292     {
 293         done_pull_group(pull->group);
 294     }
 295
 296     sfree(pull->group);
 297     sfree(pull->coord);
 298 }
 299
 300 static void done_lambdas(t_lambda* fep)
 301 {
 302     if (fep->n_lambda > 0)
 303     {
 304         for (int i = 0; i < efptNR; i++)
 305         {
 306             sfree(fep->all_lambda[i]);
 307         }
 308     }
 309     sfree(fep->all_lambda);
 310 }
 311
 312 static void done_t_rot(t_rot* rot)
 313 {
 314     if (rot == nullptr)
 315     {
 316         return;
 317     }
 318     if (rot->grp != nullptr)
 319     {
 320         for (int i = 0; i < rot->ngrp; i++)
 321         {
 322             sfree(rot->grp[i].ind);
 323             sfree(rot->grp[i].x_ref);
 324         }
 325         sfree(rot->grp);
 326     }
 327     sfree(rot);
 328 }
 329
 330 void done_inputrec(t_inputrec* ir)
 331 {
 332     sfree(ir->opts.nrdf);
 333     sfree(ir->opts.ref_t);
 334     for (int i = 0; i < ir->opts.ngtc; i++)
 335     {
 336         sfree(ir->opts.anneal_time[i]);
 337         sfree(ir->opts.anneal_temp[i]);
 338     }
 339     sfree(ir->opts.annealing);
 340     sfree(ir->opts.anneal_npoints);
 341     sfree(ir->opts.anneal_time);
 342     sfree(ir->opts.anneal_temp);
 343     sfree(ir->opts.tau_t);
 344     sfree(ir->opts.acc);
 345     sfree(ir->opts.nFreeze);
 346     sfree(ir->opts.egp_flags);
 347     done_lambdas(ir->fepvals);
 348     sfree(ir->fepvals);
 349     sfree(ir->expandedvals);
 350     sfree(ir->simtempvals);
 351
 352     if (ir->pull)
 353     {
 354         done_pull_params(ir->pull);
 355         sfree(ir->pull);
 356     }
 357     done_t_rot(ir->rot);
 358     delete ir->params;
 359 }
 360
 361 static void pr_grp_opts(FILE* out, int indent, const char* title, const t_grpopts* opts, gmx_bool bMDPformat)
 362 {
 363     int i, m, j;
 364
 365     if (!bMDPformat)
 366     {
 367         fprintf(out, "%s:\n", title);
 368     }
 369
 370     pr_indent(out, indent);
 371     fprintf(out, "nrdf%s", bMDPformat ? " = " : ":");
 372     for (i = 0; (i < opts->ngtc); i++)
 373     {
 374         fprintf(out, "  %10g", opts->nrdf[i]);
 375     }
 376     fprintf(out, "\n");
 377
 378     pr_indent(out, indent);
 379     fprintf(out, "ref-t%s", bMDPformat ? " = " : ":");
 380     for (i = 0; (i < opts->ngtc); i++)
 381     {
 382         fprintf(out, "  %10g", opts->ref_t[i]);
 383     }
 384     fprintf(out, "\n");
 385
 386     pr_indent(out, indent);
 387     fprintf(out, "tau-t%s", bMDPformat ? " = " : ":");
 388     for (i = 0; (i < opts->ngtc); i++)
 389     {
 390         fprintf(out, "  %10g", opts->tau_t[i]);
 391     }
 392     fprintf(out, "\n");
 393
 394     /* Pretty-print the simulated annealing info */
 395     fprintf(out, "annealing%s", bMDPformat ? " = " : ":");
 396     for (i = 0; (i < opts->ngtc); i++)
 397     {
 398         fprintf(out, "  %10s", EANNEAL(opts->annealing[i]));
 399     }
 400     fprintf(out, "\n");
 401
 402     fprintf(out, "annealing-npoints%s", bMDPformat ? " = " : ":");
 403     for (i = 0; (i < opts->ngtc); i++)
 404     {
 405         fprintf(out, "  %10d", opts->anneal_npoints[i]);
 406     }
 407     fprintf(out, "\n");
 408
 409     for (i = 0; (i < opts->ngtc); i++)
 410     {
 411         if (opts->anneal_npoints[i] > 0)
 412         {
 413             fprintf(out, "annealing-time [%d]:\t", i);
 414             for (j = 0; (j < opts->anneal_npoints[i]); j++)
 415             {
 416                 fprintf(out, "  %10.1f", opts->anneal_time[i][j]);
 417             }
 418             fprintf(out, "\n");
 419             fprintf(out, "annealing-temp [%d]:\t", i);
 420             for (j = 0; (j < opts->anneal_npoints[i]); j++)
 421             {
 422                 fprintf(out, "  %10.1f", opts->anneal_temp[i][j]);
 423             }
 424             fprintf(out, "\n");
 425         }
 426     }
 427
 428     pr_indent(out, indent);
 429     fprintf(out, "acc:\t");
 430     for (i = 0; (i < opts->ngacc); i++)
 431     {
 432         for (m = 0; (m < DIM); m++)
 433         {
 434             fprintf(out, "  %10g", opts->acc[i][m]);
 435         }
 436     }
 437     fprintf(out, "\n");
 438
 439     pr_indent(out, indent);
 440     fprintf(out, "nfreeze:");
 441     for (i = 0; (i < opts->ngfrz); i++)
 442     {
 443         for (m = 0; (m < DIM); m++)
 444         {
 445             fprintf(out, "  %10s", opts->nFreeze[i][m] ? "Y" : "N");
 446         }
 447     }
 448     fprintf(out, "\n");
 449
 450
 451     for (i = 0; (i < opts->ngener); i++)
 452     {
 453         pr_indent(out, indent);
 454         fprintf(out, "energygrp-flags[%3d]:", i);
 455         for (m = 0; (m < opts->ngener); m++)
 456         {
 457             fprintf(out, " %d", opts->egp_flags[opts->ngener * i + m]);
 458         }
 459         fprintf(out, "\n");
 460     }
 461
 462     fflush(out);
 463 }
 464
 465 static void pr_matrix(FILE* fp, int indent, const char* title, const rvec* m, gmx_bool bMDPformat)
 466 {
 467     if (bMDPformat)
 468     {
 469         fprintf(fp, "%-10s    = %g %g %g %g %g %g\n", title, m[XX][XX], m[YY][YY], m[ZZ][ZZ],
 470                 m[XX][YY], m[XX][ZZ], m[YY][ZZ]);
 471     }
 472     else
 473     {
 474         pr_rvecs(fp, indent, title, m, DIM);
 475     }
 476 }
 477
 478 #define PS(t, s) pr_str(fp, indent, t, s)
 479 #define PI(t, s) pr_int(fp, indent, t, s)
 480 #define PSTEP(t, s) pr_int64(fp, indent, t, s)
 481 #define PR(t, s) pr_real(fp, indent, t, s)
 482 #define PD(t, s) pr_double(fp, indent, t, s)
 483
 484 static void pr_pull_group(FILE* fp, int indent, int g, const t_pull_group* pgrp)
 485 {
 486     pr_indent(fp, indent);
 487     fprintf(fp, "pull-group %d:\n", g);
 488     indent += 2;
 489     pr_ivec_block(fp, indent, "atom", pgrp->ind, pgrp->nat, TRUE);
 490     pr_rvec(fp, indent, "weight", pgrp->weight, pgrp->nweight, TRUE);
 491     PI("pbcatom", pgrp->pbcatom);
 492 }
 493
 494 static void pr_pull_coord(FILE* fp, int indent, int c, const t_pull_coord* pcrd)
 495 {
 496     int g;
 497
 498     pr_indent(fp, indent);
 499     fprintf(fp, "pull-coord %d:\n", c);
 500     PS("type", EPULLTYPE(pcrd->eType));
 501     if (pcrd->eType == epullEXTERNAL)
 502     {
 503         PS("potential-provider", pcrd->externalPotentialProvider);
 504     }
 505     PS("geometry", EPULLGEOM(pcrd->eGeom));
 506     for (g = 0; g < pcrd->ngroup; g++)
 507     {
 508         char buf[10];
 509
 510         sprintf(buf, "group[%d]", g);
 511         PI(buf, pcrd->group[g]);
 512     }
 513     pr_ivec(fp, indent, "dim", pcrd->dim, DIM, TRUE);
 514     pr_rvec(fp, indent, "origin", pcrd->origin, DIM, TRUE);
 515     pr_rvec(fp, indent, "vec", pcrd->vec, DIM, TRUE);
 516     PS("start", EBOOL(pcrd->bStart));
 517     PR("init", pcrd->init);
 518     PR("rate", pcrd->rate);
 519     PR("k", pcrd->k);
 520     PR("kB", pcrd->kB);
 521 }
 522
 523 static void pr_simtempvals(FILE* fp, int indent, const t_simtemp* simtemp, int n_lambda)
 524 {
 525     PS("simulated-tempering-scaling", ESIMTEMP(simtemp->eSimTempScale));
 526     PR("sim-temp-low", simtemp->simtemp_low);
 527     PR("sim-temp-high", simtemp->simtemp_high);
 528     pr_rvec(fp, indent, "simulated tempering temperatures", simtemp->temperatures, n_lambda, TRUE);
 529 }
 530
 531 static void pr_expandedvals(FILE* fp, int indent, const t_expanded* expand, int n_lambda)
 532 {
 533
 534     PI("nstexpanded", expand->nstexpanded);
 535     PS("lmc-stats", elamstats_names[expand->elamstats]);
 536     PS("lmc-move", elmcmove_names[expand->elmcmove]);
 537     PS("lmc-weights-equil", elmceq_names[expand->elmceq]);
 538     if (expand->elmceq == elmceqNUMATLAM)
 539     {
 540         PI("weight-equil-number-all-lambda", expand->equil_n_at_lam);
 541     }
 542     if (expand->elmceq == elmceqSAMPLES)
 543     {
 544         PI("weight-equil-number-samples", expand->equil_samples);
 545     }
 546     if (expand->elmceq == elmceqSTEPS)
 547     {
 548         PI("weight-equil-number-steps", expand->equil_steps);
 549     }
 550     if (expand->elmceq == elmceqWLDELTA)
 551     {
 552         PR("weight-equil-wl-delta", expand->equil_wl_delta);
 553     }
 554     if (expand->elmceq == elmceqRATIO)
 555     {
 556         PR("weight-equil-count-ratio", expand->equil_ratio);
 557     }
 558     PI("lmc-seed", expand->lmc_seed);
 559     PR("mc-temperature", expand->mc_temp);
 560     PI("lmc-repeats", expand->lmc_repeats);
 561     PI("lmc-gibbsdelta", expand->gibbsdeltalam);
 562     PI("lmc-forced-nstart", expand->lmc_forced_nstart);
 563     PS("symmetrized-transition-matrix", EBOOL(expand->bSymmetrizedTMatrix));
 564     PI("nst-transition-matrix", expand->nstTij);
 565     PI("mininum-var-min", expand->minvarmin); /*default is reasonable */
 566     PI("weight-c-range", expand->c_range);    /* default is just C=0 */
 567     PR("wl-scale", expand->wl_scale);
 568     PR("wl-ratio", expand->wl_ratio);
 569     PR("init-wl-delta", expand->init_wl_delta);
 570     PS("wl-oneovert", EBOOL(expand->bWLoneovert));
 571
 572     pr_indent(fp, indent);
 573     pr_rvec(fp, indent, "init-lambda-weights", expand->init_lambda_weights, n_lambda, TRUE);
 574     PS("init-weights", EBOOL(expand->bInit_weights));
 575 }
 576
 577 static void pr_fepvals(FILE* fp, int indent, const t_lambda* fep, gmx_bool bMDPformat)
 578 {
 579     int i, j;
 580
 581     PR("init-lambda", fep->init_lambda);
 582     PI("init-lambda-state", fep->init_fep_state);
 583     PR("delta-lambda", fep->delta_lambda);
 584     PI("nstdhdl", fep->nstdhdl);
 585
 586     if (!bMDPformat)
 587     {
 588         PI("n-lambdas", fep->n_lambda);
 589     }
 590     if (fep->n_lambda > 0)
 591     {
 592         pr_indent(fp, indent);
 593         fprintf(fp, "separate-dvdl%s\n", bMDPformat ? " = " : ":");
 594         for (i = 0; i < efptNR; i++)
 595         {
 596             fprintf(fp, "%18s = ", efpt_names[i]);
 597             if (fep->separate_dvdl[i])
 598             {
 599                 fprintf(fp, "  TRUE");
 600             }
 601             else
 602             {
 603                 fprintf(fp, "  FALSE");
 604             }
 605             fprintf(fp, "\n");
 606         }
 607         fprintf(fp, "all-lambdas%s\n", bMDPformat ? " = " : ":");
 608         for (i = 0; i < efptNR; i++)
 609         {
 610             fprintf(fp, "%18s = ", efpt_names[i]);
 611             for (j = 0; j < fep->n_lambda; j++)
 612             {
 613                 fprintf(fp, "  %10g", fep->all_lambda[i][j]);
 614             }
 615             fprintf(fp, "\n");
 616         }
 617     }
 618     PI("calc-lambda-neighbors", fep->lambda_neighbors);
 619     PS("dhdl-print-energy", edHdLPrintEnergy_names[fep->edHdLPrintEnergy]);
 620     PR("sc-alpha", fep->sc_alpha);
 621     PI("sc-power", fep->sc_power);
 622     PR("sc-r-power", fep->sc_r_power);
 623     PR("sc-sigma", fep->sc_sigma);
 624     PR("sc-sigma-min", fep->sc_sigma_min);
 625     PS("sc-coul", EBOOL(fep->bScCoul));
 626     PI("dh-hist-size", fep->dh_hist_size);
 627     PD("dh-hist-spacing", fep->dh_hist_spacing);
 628     PS("separate-dhdl-file", SEPDHDLFILETYPE(fep->separate_dhdl_file));
 629     PS("dhdl-derivatives", DHDLDERIVATIVESTYPE(fep->dhdl_derivatives));
 630 };
 631
 632 static void pr_pull(FILE* fp, int indent, const pull_params_t* pull)
 633 {
 634     int g;
 635
 636     PR("pull-cylinder-r", pull->cylinder_r);
 637     PR("pull-constr-tol", pull->constr_tol);
 638     PS("pull-print-COM", EBOOL(pull->bPrintCOM));
 639     PS("pull-print-ref-value", EBOOL(pull->bPrintRefValue));
 640     PS("pull-print-components", EBOOL(pull->bPrintComp));
 641     PI("pull-nstxout", pull->nstxout);
 642     PI("pull-nstfout", pull->nstfout);
 643     PS("pull-pbc-ref-prev-step-com", EBOOL(pull->bSetPbcRefToPrevStepCOM));
 644     PS("pull-xout-average", EBOOL(pull->bXOutAverage));
 645     PS("pull-fout-average", EBOOL(pull->bFOutAverage));
 646     PI("pull-ngroups", pull->ngroup);
 647     for (g = 0; g < pull->ngroup; g++)
 648     {
 649         pr_pull_group(fp, indent, g, &pull->group[g]);
 650     }
 651     PI("pull-ncoords", pull->ncoord);
 652     for (g = 0; g < pull->ncoord; g++)
 653     {
 654         pr_pull_coord(fp, indent, g, &pull->coord[g]);
 655     }
 656 }
 657
 658 static void pr_awh_bias_dim(FILE* fp, int indent, gmx::AwhDimParams* awhDimParams, const char* prefix)
 659 {
 660     pr_indent(fp, indent);
 661     indent++;
 662     fprintf(fp, "%s:\n", prefix);
 663     PS("coord-provider", EAWHCOORDPROVIDER(awhDimParams->eCoordProvider));
 664     PI("coord-index", awhDimParams->coordIndex + 1);
 665     PR("start", awhDimParams->origin);
 666     PR("end", awhDimParams->end);
 667     PR("period", awhDimParams->period);
 668     PR("force-constant", awhDimParams->forceConstant);
 669     PR("diffusion", awhDimParams->diffusion);
 670     PR("cover-diameter", awhDimParams->coverDiameter);
 671 }
 672
 673 static void pr_awh_bias(FILE* fp, int indent, gmx::AwhBiasParams* awhBiasParams, const char* prefix)
 674 {
 675     char opt[STRLEN];
 676
 677     sprintf(opt, "%s-error-init", prefix);
 678     PR(opt, awhBiasParams->errorInitial);
 679     sprintf(opt, "%s-growth", prefix);
 680     PS(opt, EAWHGROWTH(awhBiasParams->eGrowth));
 681     sprintf(opt, "%s-target", prefix);
 682     PS(opt, EAWHTARGET(awhBiasParams->eTarget));
 683     sprintf(opt, "%s-target-beta-scalng", prefix);
 684     PR(opt, awhBiasParams->targetBetaScaling);
 685     sprintf(opt, "%s-target-cutoff", prefix);
 686     PR(opt, awhBiasParams->targetCutoff);
 687     sprintf(opt, "%s-user-data", prefix);
 688     PS(opt, EBOOL(awhBiasParams->bUserData));
 689     sprintf(opt, "%s-share-group", prefix);
 690     PI(opt, awhBiasParams->shareGroup);
 691     sprintf(opt, "%s-equilibrate-histogram", prefix);
 692     PS(opt, EBOOL(awhBiasParams->equilibrateHistogram));
 693     sprintf(opt, "%s-ndim", prefix);
 694     PI(opt, awhBiasParams->ndim);
 695
 696     for (int d = 0; d < awhBiasParams->ndim; d++)
 697     {
 698         char prefixdim[STRLEN];
 699         sprintf(prefixdim, "%s-dim%d", prefix, d + 1);
 700         pr_awh_bias_dim(fp, indent, &awhBiasParams->dimParams[d], prefixdim);
 701     }
 702 }
 703
 704 static void pr_awh(FILE* fp, int indent, gmx::AwhParams* awhParams)
 705 {
 706     PS("awh-potential", EAWHPOTENTIAL(awhParams->ePotential));
 707     PI("awh-seed", awhParams->seed);
 708     PI("awh-nstout", awhParams->nstOut);
 709     PI("awh-nstsample", awhParams->nstSampleCoord);
 710     PI("awh-nsamples-update", awhParams->numSamplesUpdateFreeEnergy);
 711     PS("awh-share-bias-multisim", EBOOL(awhParams->shareBiasMultisim));
 712     PI("awh-nbias", awhParams->numBias);
 713
 714     for (int k = 0; k < awhParams->numBias; k++)
 715     {
 716         auto prefix = gmx::formatString("awh%d", k + 1);
 717         pr_awh_bias(fp, indent, &awhParams->awhBiasParams[k], prefix.c_str());
 718     }
 719 }
 720
 721 static void pr_rotgrp(FILE* fp, int indent, int g, const t_rotgrp* rotg)
 722 {
 723     pr_indent(fp, indent);
 724     fprintf(fp, "rot-group %d:\n", g);
 725     indent += 2;
 726     PS("rot-type", EROTGEOM(rotg->eType));
 727     PS("rot-massw", EBOOL(rotg->bMassW));
 728     pr_ivec_block(fp, indent, "atom", rotg->ind, rotg->nat, TRUE);
 729     pr_rvecs(fp, indent, "x-ref", rotg->x_ref, rotg->nat);
 730     pr_rvec(fp, indent, "rot-vec", rotg->inputVec, DIM, TRUE);
 731     pr_rvec(fp, indent, "rot-pivot", rotg->pivot, DIM, TRUE);
 732     PR("rot-rate", rotg->rate);
 733     PR("rot-k", rotg->k);
 734     PR("rot-slab-dist", rotg->slab_dist);
 735     PR("rot-min-gauss", rotg->min_gaussian);
 736     PR("rot-eps", rotg->eps);
 737     PS("rot-fit-method", EROTFIT(rotg->eFittype));
 738     PI("rot-potfit-nstep", rotg->PotAngle_nstep);
 739     PR("rot-potfit-step", rotg->PotAngle_step);
 740 }
 741
 742 static void pr_rot(FILE* fp, int indent, const t_rot* rot)
 743 {
 744     int g;
 745
 746     PI("rot-nstrout", rot->nstrout);
 747     PI("rot-nstsout", rot->nstsout);
 748     PI("rot-ngroups", rot->ngrp);
 749     for (g = 0; g < rot->ngrp; g++)
 750     {
 751         pr_rotgrp(fp, indent, g, &rot->grp[g]);
 752     }
 753 }
 754
 755
 756 static void pr_swap(FILE* fp, int indent, const t_swapcoords* swap)
 757 {
 758     char str[STRLEN];
 759
 760     /* Enums for better readability of the code */
 761     enum
 762     {
 763         eCompA = 0,
 764         eCompB
 765     };
 766
 767
 768     PI("swap-frequency", swap->nstswap);
 769
 770     /* The split groups that define the compartments */
 771     for (int j = 0; j < 2; j++)
 772     {
 773         snprintf(str, STRLEN, "massw_split%d", j);
 774         PS(str, EBOOL(swap->massw_split[j]));
 775         snprintf(str, STRLEN, "split atoms group %d", j);
 776         pr_ivec_block(fp, indent, str, swap->grp[j].ind, swap->grp[j].nat, TRUE);
 777     }
 778
 779     /* The solvent group */
 780     snprintf(str, STRLEN, "solvent group %s", swap->grp[eGrpSolvent].molname);
 781     pr_ivec_block(fp, indent, str, swap->grp[eGrpSolvent].ind, swap->grp[eGrpSolvent].nat, TRUE);
 782
 783     /* Now print the indices for all the ion groups: */
 784     for (int ig = eSwapFixedGrpNR; ig < swap->ngrp; ig++)
 785     {
 786         snprintf(str, STRLEN, "ion group %s", swap->grp[ig].molname);
 787         pr_ivec_block(fp, indent, str, swap->grp[ig].ind, swap->grp[ig].nat, TRUE);
 788     }
 789
 790     PR("cyl0-r", swap->cyl0r);
 791     PR("cyl0-up", swap->cyl0u);
 792     PR("cyl0-down", swap->cyl0l);
 793     PR("cyl1-r", swap->cyl1r);
 794     PR("cyl1-up", swap->cyl1u);
 795     PR("cyl1-down", swap->cyl1l);
 796     PI("coupl-steps", swap->nAverage);
 797
 798     /* Print the requested ion counts for both compartments */
 799     for (int ic = eCompA; ic <= eCompB; ic++)
 800     {
 801         for (int ig = eSwapFixedGrpNR; ig < swap->ngrp; ig++)
 802         {
 803             snprintf(str, STRLEN, "%s-in-%c", swap->grp[ig].molname, 'A' + ic);
 804             PI(str, swap->grp[ig].nmolReq[ic]);
 805         }
 806     }
 807
 808     PR("threshold", swap->threshold);
 809     PR("bulk-offsetA", swap->bulkOffset[eCompA]);
 810     PR("bulk-offsetB", swap->bulkOffset[eCompB]);
 811 }
 812
 813
 814 static void pr_imd(FILE* fp, int indent, const t_IMD* imd)
 815 {
 816     PI("IMD-atoms", imd->nat);
 817     pr_ivec_block(fp, indent, "atom", imd->ind, imd->nat, TRUE);
 818 }
 819
 820
 821 void pr_inputrec(FILE* fp, int indent, const char* title, const t_inputrec* ir, gmx_bool bMDPformat)
 822 {
 823     const char* infbuf = "inf";
 824
 825     if (available(fp, ir, indent, title))
 826     {
 827         if (!bMDPformat)
 828         {
 829             indent = pr_title(fp, indent, title);
 830         }
 831         /* Try to make this list appear in the same order as the
 832          * options are written in the default mdout.mdp, and with
 833          * the same user-exposed names to facilitate debugging.
 834          */
 835         PS("integrator", EI(ir->eI));
 836         PR("tinit", ir->init_t);
 837         PR("dt", ir->delta_t);
 838         PSTEP("nsteps", ir->nsteps);
 839         PSTEP("init-step", ir->init_step);
 840         PI("simulation-part", ir->simulation_part);
 841         PS("mts", EBOOL(ir->useMts));
 842         if (ir->useMts)
 843         {
 844             for (int mtsIndex = 1; mtsIndex < static_cast<int>(ir->mtsLevels.size()); mtsIndex++)
 845             {
 846                 const auto&       mtsLevel = ir->mtsLevels[mtsIndex];
 847                 const std::string forceKey = gmx::formatString("mts-level%d-forces", mtsIndex + 1);
 848                 std::string       forceGroups;
 849                 for (int i = 0; i < static_cast<int>(gmx::MtsForceGroups::Count); i++)
 850                 {
 851                     if (mtsLevel.forceGroups[i])
 852                     {
 853                         if (!forceGroups.empty())
 854                         {
 855                             forceGroups += " ";
 856                         }
 857                         forceGroups += gmx::mtsForceGroupNames[i];
 858                     }
 859                 }
 860                 PS(forceKey.c_str(), forceGroups.c_str());
 861                 const std::string factorKey = gmx::formatString("mts-level%d-factor", mtsIndex + 1);
 862                 PI(factorKey.c_str(), mtsLevel.stepFactor);
 863             }
 864         }
 865         PS("comm-mode", ECOM(ir->comm_mode));
 866         PI("nstcomm", ir->nstcomm);
 867
 868         /* Langevin dynamics */
 869         PR("bd-fric", ir->bd_fric);
 870         PSTEP("ld-seed", ir->ld_seed);
 871
 872         /* Energy minimization */
 873         PR("emtol", ir->em_tol);
 874         PR("emstep", ir->em_stepsize);
 875         PI("niter", ir->niter);
 876         PR("fcstep", ir->fc_stepsize);
 877         PI("nstcgsteep", ir->nstcgsteep);
 878         PI("nbfgscorr", ir->nbfgscorr);
 879
 880         /* Test particle insertion */
 881         PR("rtpi", ir->rtpi);
 882
 883         /* Output control */
 884         PI("nstxout", ir->nstxout);
 885         PI("nstvout", ir->nstvout);
 886         PI("nstfout", ir->nstfout);
 887         PI("nstlog", ir->nstlog);
 888         PI("nstcalcenergy", ir->nstcalcenergy);
 889         PI("nstenergy", ir->nstenergy);
 890         PI("nstxout-compressed", ir->nstxout_compressed);
 891         PR("compressed-x-precision", ir->x_compression_precision);
 892
 893         /* Neighborsearching parameters */
 894         PS("cutoff-scheme", ECUTSCHEME(ir->cutoff_scheme));
 895         PI("nstlist", ir->nstlist);
 896         PS("pbc", c_pbcTypeNames[ir->pbcType].c_str());
 897         PS("periodic-molecules", EBOOL(ir->bPeriodicMols));
 898         PR("verlet-buffer-tolerance", ir->verletbuf_tol);
 899         PR("rlist", ir->rlist);
 900
 901         /* Options for electrostatics and VdW */
 902         PS("coulombtype", EELTYPE(ir->coulombtype));
 903         PS("coulomb-modifier", INTMODIFIER(ir->coulomb_modifier));
 904         PR("rcoulomb-switch", ir->rcoulomb_switch);
 905         PR("rcoulomb", ir->rcoulomb);
 906         if (ir->epsilon_r != 0)
 907         {
 908             PR("epsilon-r", ir->epsilon_r);
 909         }
 910         else
 911         {
 912             PS("epsilon-r", infbuf);
 913         }
 914         if (ir->epsilon_rf != 0)
 915         {
 916             PR("epsilon-rf", ir->epsilon_rf);
 917         }
 918         else
 919         {
 920             PS("epsilon-rf", infbuf);
 921         }
 922         PS("vdw-type", EVDWTYPE(ir->vdwtype));
 923         PS("vdw-modifier", INTMODIFIER(ir->vdw_modifier));
 924         PR("rvdw-switch", ir->rvdw_switch);
 925         PR("rvdw", ir->rvdw);
 926         PS("DispCorr", EDISPCORR(ir->eDispCorr));
 927         PR("table-extension", ir->tabext);
 928
 929         PR("fourierspacing", ir->fourier_spacing);
 930         PI("fourier-nx", ir->nkx);
 931         PI("fourier-ny", ir->nky);
 932         PI("fourier-nz", ir->nkz);
 933         PI("pme-order", ir->pme_order);
 934         PR("ewald-rtol", ir->ewald_rtol);
 935         PR("ewald-rtol-lj", ir->ewald_rtol_lj);
 936         PS("lj-pme-comb-rule", ELJPMECOMBNAMES(ir->ljpme_combination_rule));
 937         PR("ewald-geometry", ir->ewald_geometry);
 938         PR("epsilon-surface", ir->epsilon_surface);
 939
 940         /* Options for weak coupling algorithms */
 941         PS("tcoupl", ETCOUPLTYPE(ir->etc));
 942         PI("nsttcouple", ir->nsttcouple);
 943         PI("nh-chain-length", ir->opts.nhchainlength);
 944         PS("print-nose-hoover-chain-variables", EBOOL(ir->bPrintNHChains));
 945
 946         PS("pcoupl", EPCOUPLTYPE(ir->epc));
 947         PS("pcoupltype", EPCOUPLTYPETYPE(ir->epct));
 948         PI("nstpcouple", ir->nstpcouple);
 949         PR("tau-p", ir->tau_p);
 950         pr_matrix(fp, indent, "compressibility", ir->compress, bMDPformat);
 951         pr_matrix(fp, indent, "ref-p", ir->ref_p, bMDPformat);
 952         PS("refcoord-scaling", EREFSCALINGTYPE(ir->refcoord_scaling));
 953
 954         if (bMDPformat)
 955         {
 956             fprintf(fp, "posres-com  = %g %g %g\n", ir->posres_com[XX], ir->posres_com[YY],
 957                     ir->posres_com[ZZ]);
 958             fprintf(fp, "posres-comB = %g %g %g\n", ir->posres_comB[XX], ir->posres_comB[YY],
 959                     ir->posres_comB[ZZ]);
 960         }
 961         else
 962         {
 963             pr_rvec(fp, indent, "posres-com", ir->posres_com, DIM, TRUE);
 964             pr_rvec(fp, indent, "posres-comB", ir->posres_comB, DIM, TRUE);
 965         }
 966
 967         /* QMMM */
 968         PS("QMMM", EBOOL(ir->bQMMM));
 969         fprintf(fp, "%s:\n", "qm-opts");
 970         pr_int(fp, indent, "ngQM", ir->opts.ngQM);
 971
 972         /* CONSTRAINT OPTIONS */
 973         PS("constraint-algorithm", ECONSTRTYPE(ir->eConstrAlg));
 974         PS("continuation", EBOOL(ir->bContinuation));
 975
 976         PS("Shake-SOR", EBOOL(ir->bShakeSOR));
 977         PR("shake-tol", ir->shake_tol);
 978         PI("lincs-order", ir->nProjOrder);
 979         PI("lincs-iter", ir->nLincsIter);
 980         PR("lincs-warnangle", ir->LincsWarnAngle);
 981
 982         /* Walls */
 983         PI("nwall", ir->nwall);
 984         PS("wall-type", EWALLTYPE(ir->wall_type));
 985         PR("wall-r-linpot", ir->wall_r_linpot);
 986         /* wall-atomtype */
 987         PI("wall-atomtype[0]", ir->wall_atomtype[0]);
 988         PI("wall-atomtype[1]", ir->wall_atomtype[1]);
 989         /* wall-density */
 990         PR("wall-density[0]", ir->wall_density[0]);
 991         PR("wall-density[1]", ir->wall_density[1]);
 992         PR("wall-ewald-zfac", ir->wall_ewald_zfac);
 993
 994         /* COM PULLING */
 995         PS("pull", EBOOL(ir->bPull));
 996         if (ir->bPull)
 997         {
 998             pr_pull(fp, indent, ir->pull);
 999         }
1000
1001         /* AWH BIASING */
1002         PS("awh", EBOOL(ir->bDoAwh));
1003         if (ir->bDoAwh)
1004         {
1005             pr_awh(fp, indent, ir->awhParams);
1006         }
1007
1008         /* ENFORCED ROTATION */
1009         PS("rotation", EBOOL(ir->bRot));
1010         if (ir->bRot)
1011         {
1012             pr_rot(fp, indent, ir->rot);
1013         }
1014
1015         /* INTERACTIVE MD */
1016         PS("interactiveMD", EBOOL(ir->bIMD));
1017         if (ir->bIMD)
1018         {
1019             pr_imd(fp, indent, ir->imd);
1020         }
1021
1022         /* NMR refinement stuff */
1023         PS("disre", EDISRETYPE(ir->eDisre));
1024         PS("disre-weighting", EDISREWEIGHTING(ir->eDisreWeighting));
1025         PS("disre-mixed", EBOOL(ir->bDisreMixed));
1026         PR("dr-fc", ir->dr_fc);
1027         PR("dr-tau", ir->dr_tau);
1028         PR("nstdisreout", ir->nstdisreout);
1029
1030         PR("orire-fc", ir->orires_fc);
1031         PR("orire-tau", ir->orires_tau);
1032         PR("nstorireout", ir->nstorireout);
1033
1034         /* FREE ENERGY VARIABLES */
1035         PS("free-energy", EFEPTYPE(ir->efep));
1036         if (ir->efep != efepNO || ir->bSimTemp)
1037         {
1038             pr_fepvals(fp, indent, ir->fepvals, bMDPformat);
1039         }
1040         if (ir->bExpanded)
1041         {
1042             pr_expandedvals(fp, indent, ir->expandedvals, ir->fepvals->n_lambda);
1043         }
1044
1045         /* NON-equilibrium MD stuff */
1046         PR("cos-acceleration", ir->cos_accel);
1047         pr_matrix(fp, indent, "deform", ir->deform, bMDPformat);
1048
1049         /* SIMULATED TEMPERING */
1050         PS("simulated-tempering", EBOOL(ir->bSimTemp));
1051         if (ir->bSimTemp)
1052         {
1053             pr_simtempvals(fp, indent, ir->simtempvals, ir->fepvals->n_lambda);
1054         }
1055
1056         /* ION/WATER SWAPPING FOR COMPUTATIONAL ELECTROPHYSIOLOGY */
1057         PS("swapcoords", ESWAPTYPE(ir->eSwapCoords));
1058         if (ir->eSwapCoords != eswapNO)
1059         {
1060             pr_swap(fp, indent, ir->swap);
1061         }
1062
1063         /* USER-DEFINED THINGIES */
1064         PI("userint1", ir->userint1);
1065         PI("userint2", ir->userint2);
1066         PI("userint3", ir->userint3);
1067         PI("userint4", ir->userint4);
1068         PR("userreal1", ir->userreal1);
1069         PR("userreal2", ir->userreal2);
1070         PR("userreal3", ir->userreal3);
1071         PR("userreal4", ir->userreal4);
1072
1073         if (!bMDPformat)
1074         {
1075             gmx::TextWriter writer(fp);
1076             writer.wrapperSettings().setIndent(indent);
1077             gmx::dumpKeyValueTree(&writer, *ir->params);
1078         }
1079
1080         pr_grp_opts(fp, indent, "grpopts", &(ir->opts), bMDPformat);
1081     }
1082 }
1083 #undef PS
1084 #undef PR
1085 #undef PI
1086
1087 static void cmp_grpopts(FILE* fp, const t_grpopts* opt1, const t_grpopts* opt2, real ftol, real abstol)
1088 {
1089     int  i, j;
1090     char buf1[256], buf2[256];
1091
1092     cmp_int(fp, "inputrec->grpopts.ngtc", -1, opt1->ngtc, opt2->ngtc);
1093     cmp_int(fp, "inputrec->grpopts.ngacc", -1, opt1->ngacc, opt2->ngacc);
1094     cmp_int(fp, "inputrec->grpopts.ngfrz", -1, opt1->ngfrz, opt2->ngfrz);
1095     cmp_int(fp, "inputrec->grpopts.ngener", -1, opt1->ngener, opt2->ngener);
1096     for (i = 0; (i < std::min(opt1->ngtc, opt2->ngtc)); i++)
1097     {
1098         cmp_real(fp, "inputrec->grpopts.nrdf", i, opt1->nrdf[i], opt2->nrdf[i], ftol, abstol);
1099         cmp_real(fp, "inputrec->grpopts.ref_t", i, opt1->ref_t[i], opt2->ref_t[i], ftol, abstol);
1100         cmp_real(fp, "inputrec->grpopts.tau_t", i, opt1->tau_t[i], opt2->tau_t[i], ftol, abstol);
1101         cmp_int(fp, "inputrec->grpopts.annealing", i, opt1->annealing[i], opt2->annealing[i]);
1102         cmp_int(fp, "inputrec->grpopts.anneal_npoints", i, opt1->anneal_npoints[i],
1103                 opt2->anneal_npoints[i]);
1104         if (opt1->anneal_npoints[i] == opt2->anneal_npoints[i])
1105         {
1106             sprintf(buf1, "inputrec->grpopts.anneal_time[%d]", i);
1107             sprintf(buf2, "inputrec->grpopts.anneal_temp[%d]", i);
1108             for (j = 0; j < opt1->anneal_npoints[i]; j++)
1109             {
1110                 cmp_real(fp, buf1, j, opt1->anneal_time[i][j], opt2->anneal_time[i][j], ftol, abstol);
1111                 cmp_real(fp, buf2, j, opt1->anneal_temp[i][j], opt2->anneal_temp[i][j], ftol, abstol);
1112             }
1113         }
1114     }
1115     if (opt1->ngener == opt2->ngener)
1116     {
1117         for (i = 0; i < opt1->ngener; i++)
1118         {
1119             for (j = i; j < opt1->ngener; j++)
1120             {
1121                 sprintf(buf1, "inputrec->grpopts.egp_flags[%d]", i);
1122                 cmp_int(fp, buf1, j, opt1->egp_flags[opt1->ngener * i + j],
1123                         opt2->egp_flags[opt1->ngener * i + j]);
1124             }
1125         }
1126     }
1127     for (i = 0; (i < std::min(opt1->ngacc, opt2->ngacc)); i++)
1128     {
1129         cmp_rvec(fp, "inputrec->grpopts.acc", i, opt1->acc[i], opt2->acc[i], ftol, abstol);
1130     }
1131     for (i = 0; (i < std::min(opt1->ngfrz, opt2->ngfrz)); i++)
1132     {
1133         cmp_ivec(fp, "inputrec->grpopts.nFreeze", i, opt1->nFreeze[i], opt2->nFreeze[i]);
1134     }
1135 }
1136
1137 static void cmp_pull(FILE* fp)
1138 {
1139     fprintf(fp,
1140             "WARNING: Both files use COM pulling, but comparing of the pull struct is not "
1141             "implemented (yet). The pull parameters could be the same or different.\n");
1142 }
1143
1144 static void cmp_awhDimParams(FILE*                    fp,
1145                              const gmx::AwhDimParams* dimp1,
1146                              const gmx::AwhDimParams* dimp2,
1147                              int                      dimIndex,
1148                              real                     ftol,
1149                              real                     abstol)
1150 {
1151     /* Note that we have double index here, but the compare functions only
1152      * support one index, so here we only print the dim index and not the bias.
1153      */
1154     cmp_int(fp, "inputrec.awhParams->bias?->dim->coord_index", dimIndex, dimp1->coordIndex,
1155             dimp2->coordIndex);
1156     cmp_double(fp, "inputrec->awhParams->bias?->dim->period", dimIndex, dimp1->period,
1157                dimp2->period, ftol, abstol);
1158     cmp_double(fp, "inputrec->awhParams->bias?->dim->diffusion", dimIndex, dimp1->diffusion,
1159                dimp2->diffusion, ftol, abstol);
1160     cmp_double(fp, "inputrec->awhParams->bias?->dim->origin", dimIndex, dimp1->origin,
1161                dimp2->origin, ftol, abstol);
1162     cmp_double(fp, "inputrec->awhParams->bias?->dim->end", dimIndex, dimp1->end, dimp2->end, ftol, abstol);
1163     cmp_double(fp, "inputrec->awhParams->bias?->dim->coord_value_init", dimIndex,
1164                dimp1->coordValueInit, dimp2->coordValueInit, ftol, abstol);
1165     cmp_double(fp, "inputrec->awhParams->bias?->dim->coverDiameter", dimIndex, dimp1->coverDiameter,
1166                dimp2->coverDiameter, ftol, abstol);
1167 }
1168
1169 static void cmp_awhBiasParams(FILE*                     fp,
1170                               const gmx::AwhBiasParams* bias1,
1171                               const gmx::AwhBiasParams* bias2,
1172                               int                       biasIndex,
1173                               real                      ftol,
1174                               real                      abstol)
1175 {
1176     cmp_int(fp, "inputrec->awhParams->ndim", biasIndex, bias1->ndim, bias2->ndim);
1177     cmp_int(fp, "inputrec->awhParams->biaseTarget", biasIndex, bias1->eTarget, bias2->eTarget);
1178     cmp_double(fp, "inputrec->awhParams->biastargetBetaScaling", biasIndex,
1179                bias1->targetBetaScaling, bias2->targetBetaScaling, ftol, abstol);
1180     cmp_double(fp, "inputrec->awhParams->biastargetCutoff", biasIndex, bias1->targetCutoff,
1181                bias2->targetCutoff, ftol, abstol);
1182     cmp_int(fp, "inputrec->awhParams->biaseGrowth", biasIndex, bias1->eGrowth, bias2->eGrowth);
1183     cmp_bool(fp, "inputrec->awhParams->biasbUserData", biasIndex, bias1->bUserData != 0,
1184              bias2->bUserData != 0);
1185     cmp_double(fp, "inputrec->awhParams->biaserror_initial", biasIndex, bias1->errorInitial,
1186                bias2->errorInitial, ftol, abstol);
1187     cmp_int(fp, "inputrec->awhParams->biasShareGroup", biasIndex, bias1->shareGroup, bias2->shareGroup);
1188
1189     for (int dim = 0; dim < std::min(bias1->ndim, bias2->ndim); dim++)
1190     {
1191         cmp_awhDimParams(fp, &bias1->dimParams[dim], &bias2->dimParams[dim], dim, ftol, abstol);
1192     }
1193 }
1194
1195 static void cmp_awhParams(FILE* fp, const gmx::AwhParams* awh1, const gmx::AwhParams* awh2, real ftol, real abstol)
1196 {
1197     cmp_int(fp, "inputrec->awhParams->nbias", -1, awh1->numBias, awh2->numBias);
1198     cmp_int64(fp, "inputrec->awhParams->seed", awh1->seed, awh2->seed);
1199     cmp_int(fp, "inputrec->awhParams->nstout", -1, awh1->nstOut, awh2->nstOut);
1200     cmp_int(fp, "inputrec->awhParams->nstsample_coord", -1, awh1->nstSampleCoord, awh2->nstSampleCoord);
1201     cmp_int(fp, "inputrec->awhParams->nsamples_update_free_energy", -1,
1202             awh1->numSamplesUpdateFreeEnergy, awh2->numSamplesUpdateFreeEnergy);
1203     cmp_int(fp, "inputrec->awhParams->ePotential", -1, awh1->ePotential, awh2->ePotential);
1204     cmp_bool(fp, "inputrec->awhParams->shareBiasMultisim", -1, awh1->shareBiasMultisim,
1205              awh2->shareBiasMultisim);
1206
1207     if (awh1->numBias == awh2->numBias)
1208     {
1209         for (int bias = 0; bias < awh1->numBias; bias++)
1210         {
1211             cmp_awhBiasParams(fp, &awh1->awhBiasParams[bias], &awh2->awhBiasParams[bias], bias, ftol, abstol);
1212         }
1213     }
1214 }
1215
1216 static void cmp_simtempvals(FILE*            fp,
1217                             const t_simtemp* simtemp1,
1218                             const t_simtemp* simtemp2,
1219                             int              n_lambda,
1220                             real             ftol,
1221                             real             abstol)
1222 {
1223     int i;
1224     cmp_int(fp, "inputrec->simtempvals->eSimTempScale", -1, simtemp1->eSimTempScale, simtemp2->eSimTempScale);
1225     cmp_real(fp, "inputrec->simtempvals->simtemp_high", -1, simtemp1->simtemp_high,
1226              simtemp2->simtemp_high, ftol, abstol);
1227     cmp_real(fp, "inputrec->simtempvals->simtemp_low", -1, simtemp1->simtemp_low,
1228              simtemp2->simtemp_low, ftol, abstol);
1229     for (i = 0; i < n_lambda; i++)
1230     {
1231         cmp_real(fp, "inputrec->simtempvals->temperatures", -1, simtemp1->temperatures[i],
1232                  simtemp2->temperatures[i], ftol, abstol);
1233     }
1234 }
1235
1236 static void cmp_expandedvals(FILE*             fp,
1237                              const t_expanded* expand1,
1238                              const t_expanded* expand2,
1239                              int               n_lambda,
1240                              real              ftol,
1241                              real              abstol)
1242 {
1243     int i;
1244
1245     cmp_bool(fp, "inputrec->fepvals->bInit_weights", -1, expand1->bInit_weights, expand2->bInit_weights);
1246     cmp_bool(fp, "inputrec->fepvals->bWLoneovert", -1, expand1->bWLoneovert, expand2->bWLoneovert);
1247
1248     for (i = 0; i < n_lambda; i++)
1249     {
1250         cmp_real(fp, "inputrec->expandedvals->init_lambda_weights", -1,
1251                  expand1->init_lambda_weights[i], expand2->init_lambda_weights[i], ftol, abstol);
1252     }
1253
1254     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->lambda-stats", -1, expand1->elamstats, expand2->elamstats);
1255     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->lambda-mc-move", -1, expand1->elmcmove, expand2->elmcmove);
1256     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->lmc-repeats", -1, expand1->lmc_repeats, expand2->lmc_repeats);
1257     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->lmc-gibbsdelta", -1, expand1->gibbsdeltalam, expand2->gibbsdeltalam);
1258     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->lmc-forced-nstart", -1, expand1->lmc_forced_nstart,
1259             expand2->lmc_forced_nstart);
1260     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->lambda-weights-equil", -1, expand1->elmceq, expand2->elmceq);
1261     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->,weight-equil-number-all-lambda", -1,
1262             expand1->equil_n_at_lam, expand2->equil_n_at_lam);
1263     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->weight-equil-number-samples", -1, expand1->equil_samples,
1264             expand2->equil_samples);
1265     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->weight-equil-number-steps", -1, expand1->equil_steps,
1266             expand2->equil_steps);
1267     cmp_real(fp, "inputrec->expandedvals->weight-equil-wl-delta", -1, expand1->equil_wl_delta,
1268              expand2->equil_wl_delta, ftol, abstol);
1269     cmp_real(fp, "inputrec->expandedvals->weight-equil-count-ratio", -1, expand1->equil_ratio,
1270              expand2->equil_ratio, ftol, abstol);
1271     cmp_bool(fp, "inputrec->expandedvals->symmetrized-transition-matrix", -1,
1272              expand1->bSymmetrizedTMatrix, expand2->bSymmetrizedTMatrix);
1273     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->nstTij", -1, expand1->nstTij, expand2->nstTij);
1274     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->mininum-var-min", -1, expand1->minvarmin,
1275             expand2->minvarmin); /*default is reasonable */
1276     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->weight-c-range", -1, expand1->c_range, expand2->c_range); /* default is just C=0 */
1277     cmp_real(fp, "inputrec->expandedvals->wl-scale", -1, expand1->wl_scale, expand2->wl_scale, ftol, abstol);
1278     cmp_real(fp, "inputrec->expandedvals->init-wl-delta", -1, expand1->init_wl_delta,
1279              expand2->init_wl_delta, ftol, abstol);
1280     cmp_real(fp, "inputrec->expandedvals->wl-ratio", -1, expand1->wl_ratio, expand2->wl_ratio, ftol, abstol);
1281     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->nstexpanded", -1, expand1->nstexpanded, expand2->nstexpanded);
1282     cmp_int(fp, "inputrec->expandedvals->lmc-seed", -1, expand1->lmc_seed, expand2->lmc_seed);
1283     cmp_real(fp, "inputrec->expandedvals->mc-temperature", -1, expand1->mc_temp, expand2->mc_temp,
1284              ftol, abstol);
1285 }
1286
1287 static void cmp_fepvals(FILE* fp, const t_lambda* fep1, const t_lambda* fep2, real ftol, real abstol)
1288 {
1289     int i, j;
1290     cmp_int(fp, "inputrec->nstdhdl", -1, fep1->nstdhdl, fep2->nstdhdl);
1291     cmp_double(fp, "inputrec->fepvals->init_fep_state", -1, fep1->init_fep_state,
1292                fep2->init_fep_state, ftol, abstol);
1293     cmp_double(fp, "inputrec->fepvals->delta_lambda", -1, fep1->delta_lambda, fep2->delta_lambda,
1294                ftol, abstol);
1295     cmp_int(fp, "inputrec->fepvals->n_lambda", -1, fep1->n_lambda, fep2->n_lambda);
1296     for (i = 0; i < efptNR; i++)
1297     {
1298         for (j = 0; j < std::min(fep1->n_lambda, fep2->n_lambda); j++)
1299         {
1300             cmp_double(fp, "inputrec->fepvals->all_lambda", -1, fep1->all_lambda[i][j],
1301                        fep2->all_lambda[i][j], ftol, abstol);
1302         }
1303     }
1304     cmp_int(fp, "inputrec->fepvals->lambda_neighbors", 1, fep1->lambda_neighbors, fep2->lambda_neighbors);
1305     cmp_real(fp, "inputrec->fepvals->sc_alpha", -1, fep1->sc_alpha, fep2->sc_alpha, ftol, abstol);
1306     cmp_int(fp, "inputrec->fepvals->sc_power", -1, fep1->sc_power, fep2->sc_power);
1307     cmp_real(fp, "inputrec->fepvals->sc_r_power", -1, fep1->sc_r_power, fep2->sc_r_power, ftol, abstol);
1308     cmp_real(fp, "inputrec->fepvals->sc_sigma", -1, fep1->sc_sigma, fep2->sc_sigma, ftol, abstol);
1309     cmp_int(fp, "inputrec->fepvals->edHdLPrintEnergy", -1, fep1->edHdLPrintEnergy, fep1->edHdLPrintEnergy);
1310     cmp_bool(fp, "inputrec->fepvals->bScCoul", -1, fep1->bScCoul, fep1->bScCoul);
1311     cmp_int(fp, "inputrec->separate_dhdl_file", -1, fep1->separate_dhdl_file, fep2->separate_dhdl_file);
1312     cmp_int(fp, "inputrec->dhdl_derivatives", -1, fep1->dhdl_derivatives, fep2->dhdl_derivatives);
1313     cmp_int(fp, "inputrec->dh_hist_size", -1, fep1->dh_hist_size, fep2->dh_hist_size);
1314     cmp_double(fp, "inputrec->dh_hist_spacing", -1, fep1->dh_hist_spacing, fep2->dh_hist_spacing,
1315                ftol, abstol);
1316 }
1317
1318 void cmp_inputrec(FILE* fp, const t_inputrec* ir1, const t_inputrec* ir2, real ftol, real abstol)
1319 {
1320     fprintf(fp, "comparing inputrec\n");
1321
1322     /* gcc 2.96 doesnt like these defines at all, but issues a huge list
1323      * of warnings. Maybe it will change in future versions, but for the
1324      * moment I've spelled them out instead. /EL 000820
1325      * #define CIB(s) cmp_int(fp,"inputrec->"#s,0,ir1->##s,ir2->##s)
1326      * #define CII(s) cmp_int(fp,"inputrec->"#s,0,ir1->##s,ir2->##s)
1327      * #define CIR(s) cmp_real(fp,"inputrec->"#s,0,ir1->##s,ir2->##s,ftol)
1328      */
1329     cmp_int(fp, "inputrec->eI", -1, ir1->eI, ir2->eI);
1330     cmp_int64(fp, "inputrec->nsteps", ir1->nsteps, ir2->nsteps);
1331     cmp_int64(fp, "inputrec->init_step", ir1->init_step, ir2->init_step);
1332     cmp_int(fp, "inputrec->simulation_part", -1, ir1->simulation_part, ir2->simulation_part);
1333     cmp_int(fp, "inputrec->mts", -1, static_cast<int>(ir1->useMts), static_cast<int>(ir2->useMts));
1334     if (ir1->useMts && ir2->useMts)
1335     {
1336         cmp_int(fp, "inputrec->mts-levels", -1, ir1->mtsLevels.size(), ir2->mtsLevels.size());
1337         cmp_int(fp, "inputrec->mts-level2-forces", -1, ir1->mtsLevels[1].forceGroups.to_ulong(),
1338                 ir2->mtsLevels[1].forceGroups.to_ulong());
1339         cmp_int(fp, "inputrec->mts-level2-factor", -1, ir1->mtsLevels[1].stepFactor,
1340                 ir2->mtsLevels[1].stepFactor);
1341     }
1342     cmp_int(fp, "inputrec->pbcType", -1, static_cast<int>(ir1->pbcType), static_cast<int>(ir2->pbcType));
1343     cmp_bool(fp, "inputrec->bPeriodicMols", -1, ir1->bPeriodicMols, ir2->bPeriodicMols);
1344     cmp_int(fp, "inputrec->cutoff_scheme", -1, ir1->cutoff_scheme, ir2->cutoff_scheme);
1345     cmp_int(fp, "inputrec->nstlist", -1, ir1->nstlist, ir2->nstlist);
1346     cmp_int(fp, "inputrec->nstcomm", -1, ir1->nstcomm, ir2->nstcomm);
1347     cmp_int(fp, "inputrec->comm_mode", -1, ir1->comm_mode, ir2->comm_mode);
1348     cmp_int(fp, "inputrec->nstlog", -1, ir1->nstlog, ir2->nstlog);
1349     cmp_int(fp, "inputrec->nstxout", -1, ir1->nstxout, ir2->nstxout);
1350     cmp_int(fp, "inputrec->nstvout", -1, ir1->nstvout, ir2->nstvout);
1351     cmp_int(fp, "inputrec->nstfout", -1, ir1->nstfout, ir2->nstfout);
1352     cmp_int(fp, "inputrec->nstcalcenergy", -1, ir1->nstcalcenergy, ir2->nstcalcenergy);
1353     cmp_int(fp, "inputrec->nstenergy", -1, ir1->nstenergy, ir2->nstenergy);
1354     cmp_int(fp, "inputrec->nstxout_compressed", -1, ir1->nstxout_compressed, ir2->nstxout_compressed);
1355     cmp_double(fp, "inputrec->init_t", -1, ir1->init_t, ir2->init_t, ftol, abstol);
1356     cmp_double(fp, "inputrec->delta_t", -1, ir1->delta_t, ir2->delta_t, ftol, abstol);
1357     cmp_real(fp, "inputrec->x_compression_precision", -1, ir1->x_compression_precision,
1358              ir2->x_compression_precision, ftol, abstol);
1359     cmp_real(fp, "inputrec->fourierspacing", -1, ir1->fourier_spacing, ir2->fourier_spacing, ftol, abstol);
1360     cmp_int(fp, "inputrec->nkx", -1, ir1->nkx, ir2->nkx);
1361     cmp_int(fp, "inputrec->nky", -1, ir1->nky, ir2->nky);
1362     cmp_int(fp, "inputrec->nkz", -1, ir1->nkz, ir2->nkz);
1363     cmp_int(fp, "inputrec->pme_order", -1, ir1->pme_order, ir2->pme_order);
1364     cmp_real(fp, "inputrec->ewald_rtol", -1, ir1->ewald_rtol, ir2->ewald_rtol, ftol, abstol);
1365     cmp_int(fp, "inputrec->ewald_geometry", -1, ir1->ewald_geometry, ir2->ewald_geometry);
1366     cmp_real(fp, "inputrec->epsilon_surface", -1, ir1->epsilon_surface, ir2->epsilon_surface, ftol, abstol);
1367     cmp_int(fp, "inputrec->bContinuation", -1, static_cast<int>(ir1->bContinuation),
1368             static_cast<int>(ir2->bContinuation));
1369     cmp_int(fp, "inputrec->bShakeSOR", -1, static_cast<int>(ir1->bShakeSOR),
1370             static_cast<int>(ir2->bShakeSOR));
1371     cmp_int(fp, "inputrec->etc", -1, ir1->etc, ir2->etc);
1372     cmp_int(fp, "inputrec->bPrintNHChains", -1, static_cast<int>(ir1->bPrintNHChains),
1373             static_cast<int>(ir2->bPrintNHChains));
1374     cmp_int(fp, "inputrec->epc", -1, ir1->epc, ir2->epc);
1375     cmp_int(fp, "inputrec->epct", -1, ir1->epct, ir2->epct);
1376     cmp_real(fp, "inputrec->tau_p", -1, ir1->tau_p, ir2->tau_p, ftol, abstol);
1377     cmp_rvec(fp, "inputrec->ref_p(x)", -1, ir1->ref_p[XX], ir2->ref_p[XX], ftol, abstol);
1378     cmp_rvec(fp, "inputrec->ref_p(y)", -1, ir1->ref_p[YY], ir2->ref_p[YY], ftol, abstol);
1379     cmp_rvec(fp, "inputrec->ref_p(z)", -1, ir1->ref_p[ZZ], ir2->ref_p[ZZ], ftol, abstol);
1380     cmp_rvec(fp, "inputrec->compress(x)", -1, ir1->compress[XX], ir2->compress[XX], ftol, abstol);
1381     cmp_rvec(fp, "inputrec->compress(y)", -1, ir1->compress[YY], ir2->compress[YY], ftol, abstol);
1382     cmp_rvec(fp, "inputrec->compress(z)", -1, ir1->compress[ZZ], ir2->compress[ZZ], ftol, abstol);
1383     cmp_int(fp, "refcoord_scaling", -1, ir1->refcoord_scaling, ir2->refcoord_scaling);
1384     cmp_rvec(fp, "inputrec->posres_com", -1, ir1->posres_com, ir2->posres_com, ftol, abstol);
1385     cmp_rvec(fp, "inputrec->posres_comB", -1, ir1->posres_comB, ir2->posres_comB, ftol, abstol);
1386     cmp_real(fp, "inputrec->verletbuf_tol", -1, ir1->verletbuf_tol, ir2->verletbuf_tol, ftol, abstol);
1387     cmp_real(fp, "inputrec->rlist", -1, ir1->rlist, ir2->rlist, ftol, abstol);
1388     cmp_real(fp, "inputrec->rtpi", -1, ir1->rtpi, ir2->rtpi, ftol, abstol);
1389     cmp_int(fp, "inputrec->coulombtype", -1, ir1->coulombtype, ir2->coulombtype);
1390     cmp_int(fp, "inputrec->coulomb_modifier", -1, ir1->coulomb_modifier, ir2->coulomb_modifier);
1391     cmp_real(fp, "inputrec->rcoulomb_switch", -1, ir1->rcoulomb_switch, ir2->rcoulomb_switch, ftol, abstol);
1392     cmp_real(fp, "inputrec->rcoulomb", -1, ir1->rcoulomb, ir2->rcoulomb, ftol, abstol);
1393     cmp_int(fp, "inputrec->vdwtype", -1, ir1->vdwtype, ir2->vdwtype);
1394     cmp_int(fp, "inputrec->vdw_modifier", -1, ir1->vdw_modifier, ir2->vdw_modifier);
1395     cmp_real(fp, "inputrec->rvdw_switch", -1, ir1->rvdw_switch, ir2->rvdw_switch, ftol, abstol);
1396     cmp_real(fp, "inputrec->rvdw", -1, ir1->rvdw, ir2->rvdw, ftol, abstol);
1397     cmp_real(fp, "inputrec->epsilon_r", -1, ir1->epsilon_r, ir2->epsilon_r, ftol, abstol);
1398     cmp_real(fp, "inputrec->epsilon_rf", -1, ir1->epsilon_rf, ir2->epsilon_rf, ftol, abstol);
1399     cmp_real(fp, "inputrec->tabext", -1, ir1->tabext, ir2->tabext, ftol, abstol);
1400
1401     cmp_int(fp, "inputrec->eDispCorr", -1, ir1->eDispCorr, ir2->eDispCorr);
1402     cmp_real(fp, "inputrec->shake_tol", -1, ir1->shake_tol, ir2->shake_tol, ftol, abstol);
1403     cmp_int(fp, "inputrec->efep", -1, ir1->efep, ir2->efep);
1404     cmp_fepvals(fp, ir1->fepvals, ir2->fepvals, ftol, abstol);
1405     cmp_int(fp, "inputrec->bSimTemp", -1, static_cast<int>(ir1->bSimTemp), static_cast<int>(ir2->bSimTemp));
1406     if ((ir1->bSimTemp == ir2->bSimTemp) && (ir1->bSimTemp))
1407     {
1408         cmp_simtempvals(fp, ir1->simtempvals, ir2->simtempvals,
1409                         std::min(ir1->fepvals->n_lambda, ir2->fepvals->n_lambda), ftol, abstol);
1410     }
1411     cmp_int(fp, "inputrec->bExpanded", -1, static_cast<int>(ir1->bExpanded),
1412             static_cast<int>(ir2->bExpanded));
1413     if ((ir1->bExpanded == ir2->bExpanded) && (ir1->bExpanded))
1414     {
1415         cmp_expandedvals(fp, ir1->expandedvals, ir2->expandedvals,
1416                          std::min(ir1->fepvals->n_lambda, ir2->fepvals->n_lambda), ftol, abstol);
1417     }
1418     cmp_int(fp, "inputrec->nwall", -1, ir1->nwall, ir2->nwall);
1419     cmp_int(fp, "inputrec->wall_type", -1, ir1->wall_type, ir2->wall_type);
1420     cmp_int(fp, "inputrec->wall_atomtype[0]", -1, ir1->wall_atomtype[0], ir2->wall_atomtype[0]);
1421     cmp_int(fp, "inputrec->wall_atomtype[1]", -1, ir1->wall_atomtype[1], ir2->wall_atomtype[1]);
1422     cmp_real(fp, "inputrec->wall_density[0]", -1, ir1->wall_density[0], ir2->wall_density[0], ftol, abstol);
1423     cmp_real(fp, "inputrec->wall_density[1]", -1, ir1->wall_density[1], ir2->wall_density[1], ftol, abstol);
1424     cmp_real(fp, "inputrec->wall_ewald_zfac", -1, ir1->wall_ewald_zfac, ir2->wall_ewald_zfac, ftol, abstol);
1425
1426     cmp_bool(fp, "inputrec->bPull", -1, ir1->bPull, ir2->bPull);
1427     if (ir1->bPull && ir2->bPull)
1428     {
1429         cmp_pull(fp);
1430     }
1431
1432     cmp_bool(fp, "inputrec->bDoAwh", -1, ir1->bDoAwh, ir2->bDoAwh);
1433     if (ir1->bDoAwh && ir2->bDoAwh)
1434     {
1435         cmp_awhParams(fp, ir1->awhParams, ir2->awhParams, ftol, abstol);
1436     }
1437
1438     cmp_int(fp, "inputrec->eDisre", -1, ir1->eDisre, ir2->eDisre);
1439     cmp_real(fp, "inputrec->dr_fc", -1, ir1->dr_fc, ir2->dr_fc, ftol, abstol);
1440     cmp_int(fp, "inputrec->eDisreWeighting", -1, ir1->eDisreWeighting, ir2->eDisreWeighting);
1441     cmp_int(fp, "inputrec->bDisreMixed", -1, static_cast<int>(ir1->bDisreMixed),
1442             static_cast<int>(ir2->bDisreMixed));
1443     cmp_int(fp, "inputrec->nstdisreout", -1, ir1->nstdisreout, ir2->nstdisreout);
1444     cmp_real(fp, "inputrec->dr_tau", -1, ir1->dr_tau, ir2->dr_tau, ftol, abstol);
1445     cmp_real(fp, "inputrec->orires_fc", -1, ir1->orires_fc, ir2->orires_fc, ftol, abstol);
1446     cmp_real(fp, "inputrec->orires_tau", -1, ir1->orires_tau, ir2->orires_tau, ftol, abstol);
1447     cmp_int(fp, "inputrec->nstorireout", -1, ir1->nstorireout, ir2->nstorireout);
1448     cmp_real(fp, "inputrec->em_stepsize", -1, ir1->em_stepsize, ir2->em_stepsize, ftol, abstol);
1449     cmp_real(fp, "inputrec->em_tol", -1, ir1->em_tol, ir2->em_tol, ftol, abstol);
1450     cmp_int(fp, "inputrec->niter", -1, ir1->niter, ir2->niter);
1451     cmp_real(fp, "inputrec->fc_stepsize", -1, ir1->fc_stepsize, ir2->fc_stepsize, ftol, abstol);
1452     cmp_int(fp, "inputrec->nstcgsteep", -1, ir1->nstcgsteep, ir2->nstcgsteep);
1453     cmp_int(fp, "inputrec->nbfgscorr", 0, ir1->nbfgscorr, ir2->nbfgscorr);
1454     cmp_int(fp, "inputrec->eConstrAlg", -1, ir1->eConstrAlg, ir2->eConstrAlg);
1455     cmp_int(fp, "inputrec->nProjOrder", -1, ir1->nProjOrder, ir2->nProjOrder);
1456     cmp_real(fp, "inputrec->LincsWarnAngle", -1, ir1->LincsWarnAngle, ir2->LincsWarnAngle, ftol, abstol);
1457     cmp_int(fp, "inputrec->nLincsIter", -1, ir1->nLincsIter, ir2->nLincsIter);
1458     cmp_real(fp, "inputrec->bd_fric", -1, ir1->bd_fric, ir2->bd_fric, ftol, abstol);
1459     cmp_int64(fp, "inputrec->ld_seed", ir1->ld_seed, ir2->ld_seed);
1460     cmp_real(fp, "inputrec->cos_accel", -1, ir1->cos_accel, ir2->cos_accel, ftol, abstol);
1461     cmp_rvec(fp, "inputrec->deform(a)", -1, ir1->deform[XX], ir2->deform[XX], ftol, abstol);
1462     cmp_rvec(fp, "inputrec->deform(b)", -1, ir1->deform[YY], ir2->deform[YY], ftol, abstol);
1463     cmp_rvec(fp, "inputrec->deform(c)", -1, ir1->deform[ZZ], ir2->deform[ZZ], ftol, abstol);
1464
1465
1466     cmp_int(fp, "inputrec->userint1", -1, ir1->userint1, ir2->userint1);
1467     cmp_int(fp, "inputrec->userint2", -1, ir1->userint2, ir2->userint2);
1468     cmp_int(fp, "inputrec->userint3", -1, ir1->userint3, ir2->userint3);
1469     cmp_int(fp, "inputrec->userint4", -1, ir1->userint4, ir2->userint4);
1470     cmp_real(fp, "inputrec->userreal1", -1, ir1->userreal1, ir2->userreal1, ftol, abstol);
1471     cmp_real(fp, "inputrec->userreal2", -1, ir1->userreal2, ir2->userreal2, ftol, abstol);
1472     cmp_real(fp, "inputrec->userreal3", -1, ir1->userreal3, ir2->userreal3, ftol, abstol);
1473     cmp_real(fp, "inputrec->userreal4", -1, ir1->userreal4, ir2->userreal4, ftol, abstol);
1474     cmp_grpopts(fp, &(ir1->opts), &(ir2->opts), ftol, abstol);
1475     gmx::TextWriter writer(fp);
1476     gmx::compareKeyValueTrees(&writer, *ir1->params, *ir2->params, ftol, abstol);
1477 }
1478
1479 void comp_pull_AB(FILE* fp, pull_params_t* pull, real ftol, real abstol)
1480 {
1481     int i;
1482
1483     for (i = 0; i < pull->ncoord; i++)
1484     {
1485         fprintf(fp, "comparing pull coord %d\n", i);
1486         cmp_real(fp, "pull-coord->k", -1, pull->coord[i].k, pull->coord[i].kB, ftol, abstol);
1487     }
1488 }
1489
1490 gmx_bool inputrecDeform(const t_inputrec* ir)
1491 {
1492     return (ir->deform[XX][XX] != 0 || ir->deform[YY][YY] != 0 || ir->deform[ZZ][ZZ] != 0
1493             || ir->deform[YY][XX] != 0 || ir->deform[ZZ][XX] != 0 || ir->deform[ZZ][YY] != 0);
1494 }
1495
1496 gmx_bool inputrecDynamicBox(const t_inputrec* ir)
1497 {
1498     return (ir->epc != epcNO || ir->eI == eiTPI || inputrecDeform(ir));
1499 }
1500
1501 gmx_bool inputrecPreserveShape(const t_inputrec* ir)
1502 {
1503     return (ir->epc != epcNO && ir->deform[XX][XX] == 0
1504             && (ir->epct == epctISOTROPIC || ir->epct == epctSEMIISOTROPIC));
1505 }
1506
1507 gmx_bool inputrecNeedMutot(const t_inputrec* ir)
1508 {
1509     return ((ir->coulombtype == eelEWALD || EEL_PME(ir->coulombtype))
1510             && (ir->ewald_geometry == eewg3DC || ir->epsilon_surface != 0));
1511 }
1512
1513 gmx_bool inputrecExclForces(const t_inputrec* ir)
1514 {
1515     return (EEL_FULL(ir->coulombtype) || (EEL_RF(ir->coulombtype)));
1516 }
1517
1518 gmx_bool inputrecNptTrotter(const t_inputrec* ir)
1519 {
1520     return (((ir->eI == eiVV) || (ir->eI == eiVVAK)) && (ir->epc == epcMTTK) && (ir->etc == etcNOSEHOOVER));
1521 }
1522
1523 gmx_bool inputrecNvtTrotter(const t_inputrec* ir)
1524 {
1525     return (((ir->eI == eiVV) || (ir->eI == eiVVAK)) && (ir->epc != epcMTTK) && (ir->etc == etcNOSEHOOVER));
1526 }
1527
1528 gmx_bool inputrecNphTrotter(const t_inputrec* ir)
1529 {
1530     return (((ir->eI == eiVV) || (ir->eI == eiVVAK)) && (ir->epc == epcMTTK) && (ir->etc != etcNOSEHOOVER));
1531 }
1532
1533 bool inputrecPbcXY2Walls(const t_inputrec* ir)
1534 {
1535     return (ir->pbcType == PbcType::XY && ir->nwall == 2);
1536 }
1537
1538 bool integratorHasConservedEnergyQuantity(const t_inputrec* ir)
1539 {
1540     if (!EI_MD(ir->eI))
1541     { // NOLINT bugprone-branch-clone
1542         // Energy minimization or stochastic integrator: no conservation
1543         return false;
1544     }
1545     else if (ir->etc == etcNO && ir->epc == epcNO)
1546     {
1547         // The total energy is conserved, no additional conserved quanitity
1548         return false;
1549     }
1550     else
1551     {
1552         // Shear stress with Parrinello-Rahman is not supported (tedious)
1553         bool shearWithPR =
1554                 ((ir->epc == epcPARRINELLORAHMAN || ir->epc == epcMTTK)
1555                  && (ir->ref_p[YY][XX] != 0 || ir->ref_p[ZZ][XX] != 0 || ir->ref_p[ZZ][YY] != 0));
1556
1557         return !ETC_ANDERSEN(ir->etc) && !shearWithPR;
1558     }
1559 }
1560
1561 bool integratorHasReferenceTemperature(const t_inputrec* ir)
1562 {
1563     return ((ir->etc != etcNO) || EI_SD(ir->eI) || (ir->eI == eiBD) || EI_TPI(ir->eI));
1564 }
1565
1566 int inputrec2nboundeddim(const t_inputrec* ir)
1567 {
1568     if (inputrecPbcXY2Walls(ir))
1569     {
1570         return 3;
1571     }
1572     else
1573     {
1574         return numPbcDimensions(ir->pbcType);
1575     }
1576 }
1577
1578 int ndof_com(const t_inputrec* ir)
1579 {
1580     int n = 0;
1581
1582     switch (ir->pbcType)
1583     {
1584         case PbcType::Xyz:
1585         case PbcType::No: n = 3; break;
1586         case PbcType::XY: n = (ir->nwall == 0 ? 3 : 2); break;
1587         case PbcType::Screw: n = 1; break;
1588         default: gmx_incons("Unknown pbc in calc_nrdf");
1589     }
1590
1591     return n;
1592 }
1593
1594 real maxReferenceTemperature(const t_inputrec& ir)
1595 {
1596     if (EI_ENERGY_MINIMIZATION(ir.eI) || ir.eI == eiNM)
1597     {
1598         return 0;
1599     }
1600
1601     if (EI_MD(ir.eI) && ir.etc == etcNO)
1602     {
1603         return -1;
1604     }
1605
1606     /* SD and BD also use ref_t and tau_t for setting the reference temperature.
1607      * TPI can be treated as MD, since it needs an ensemble temperature.
1608      */
1609
1610     real maxTemperature = 0;
1611     for (int i = 0; i < ir.opts.ngtc; i++)
1612     {
1613         if (ir.opts.tau_t[i] >= 0)
1614         {
1615             maxTemperature = std::max(maxTemperature, ir.opts.ref_t[i]);
1616         }
1617     }
1618
1619     return maxTemperature;
1620 }
1621
1622 bool haveEwaldSurfaceContribution(const t_inputrec& ir)
1623 {
1624     return EEL_PME_EWALD(ir.coulombtype) && (ir.ewald_geometry == eewg3DC || ir.epsilon_surface != 0);
1625 }
1626
1627 bool haveFreeEnergyType(const t_inputrec& ir, const int fepType)
1628 {
1629     for (int i = 0; i < ir.fepvals->n_lambda; i++)
1630     {
1631         if (ir.fepvals->all_lambda[fepType][i] > 0)
1632         {
1633             return true;
1634         }
1635     }
1636     return false;
1637 }