src/gromacs/selection/sm_simple.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2009,2010,2011,2012,2013,2014,2015,2016, by the GROMACS development team, led by
   5  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   6  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   7  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
   8  *
   9  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  11  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  12  * of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with GROMACS; if not, see
  21  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  22  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  23  *
  24  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  25  * consider that scientific software is very special. Version
  26  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  27  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  28  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  29  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  30  * official version at http://www.gromacs.org.
  31  *
  32  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  33  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  34  */
  35 /*! \internal \file
  36  * \brief
  37  * Implements simple keyword selection methods.
  38  *
  39  * \author Teemu Murtola <teemu.murtola@gmail.com>
  40  * \ingroup module_selection
  41  */
  42 #include "gmxpre.h"
  43
  44 #include <cctype>
  45
  46 #include "gromacs/selection/position.h"
  47 #include "gromacs/topology/mtop_lookup.h"
  48 #include "gromacs/topology/topology.h"
  49 #include "gromacs/utility/arraysize.h"
  50 #include "gromacs/utility/exceptions.h"
  51 #include "gromacs/utility/gmxassert.h"
  52
  53 #include "selmethod.h"
  54
  55 /** Evaluates the \p all selection keyword. */
  56 static void
  57 evaluate_all(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
  58              gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
  59 /** Evaluates the \p none selection keyword. */
  60 static void
  61 evaluate_none(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
  62               gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
  63 /** Evaluates the \p atomnr selection keyword. */
  64 static void
  65 evaluate_atomnr(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
  66                 gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
  67 /** Evaluates the \p resnr selection keyword. */
  68 static void
  69 evaluate_resnr(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
  70                gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
  71 /** Evaluates the \p resindex selection keyword. */
  72 static void
  73 evaluate_resindex(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
  74                   gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
  75 /*! \brief
  76  * Checks whether molecule information is present in the topology.
  77  *
  78  * \param[in] top  Topology structure.
  79  * \param     npar Not used.
  80  * \param     param Not used.
  81  * \param     data Not used.
  82  * \returns   0 if molecule info is present in the topology, -1 otherwise.
  83  *
  84  * If molecule information is not found, also prints an error message.
  85  */
  86 static void
  87 check_molecules(const gmx_mtop_t *top, int npar, gmx_ana_selparam_t *param, void *data);
  88 /** Evaluates the \p molindex selection keyword. */
  89 static void
  90 evaluate_molindex(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
  91                   gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
  92 /** Evaluates the \p atomname selection keyword. */
  93 static void
  94 evaluate_atomname(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
  95                   gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
  96 /** Evaluates the \p pdbatomname selection keyword. */
  97 static void
  98 evaluate_pdbatomname(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
  99                      gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
 100 /*! \brief
 101  * Checks whether atom types are present in the topology.
 102  *
 103  * \param[in] top  Topology structure.
 104  * \param     npar Not used.
 105  * \param     param Not used.
 106  * \param     data Not used.
 107  */
 108 static void
 109 check_atomtype(const gmx_mtop_t *top, int npar, gmx_ana_selparam_t *param, void *data);
 110 /** Evaluates the \p atomtype selection keyword. */
 111 static void
 112 evaluate_atomtype(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 113                   gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
 114 /** Evaluates the \p insertcode selection keyword. */
 115 static void
 116 evaluate_insertcode(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 117                     gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
 118 /** Evaluates the \p chain selection keyword. */
 119 static void
 120 evaluate_chain(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 121                gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
 122 /** Evaluates the \p mass selection keyword. */
 123 static void
 124 evaluate_mass(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 125               gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
 126 /*! \brief
 127  * Checks whether charges are present in the topology.
 128  *
 129  * \param[in] top  Topology structure.
 130  * \param     npar Not used.
 131  * \param     param Not used.
 132  * \param     data Not used.
 133  */
 134 static void
 135 check_charge(const gmx_mtop_t *top, int npar, gmx_ana_selparam_t *param, void *data);
 136 /** Evaluates the \p charge selection keyword. */
 137 static void
 138 evaluate_charge(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 139                 gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
 140 /*! \brief
 141  * Checks whether PDB info is present in the topology.
 142  *
 143  * \param[in] top  Topology structure.
 144  * \param     npar Not used.
 145  * \param     param Not used.
 146  * \param     data Not used.
 147  * \returns   0 if PDB info is present in the topology, -1 otherwise.
 148  *
 149  * If PDB info is not found, also prints an error message.
 150  */
 151 static void
 152 check_pdbinfo(const gmx_mtop_t *top, int npar, gmx_ana_selparam_t *param, void *data);
 153 /** Evaluates the \p altloc selection keyword. */
 154 static void
 155 evaluate_altloc(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 156                 gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
 157 /** Evaluates the \p occupancy selection keyword. */
 158 static void
 159 evaluate_occupancy(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 160                    gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
 161 /** Evaluates the \p betafactor selection keyword. */
 162 static void
 163 evaluate_betafactor(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 164                     gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
 165 /** Evaluates the \p resname selection keyword. */
 166 static void
 167 evaluate_resname(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 168                  gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
 169
 170 /** Evaluates the \p x selection keyword. */
 171 static void
 172 evaluate_x(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 173            gmx_ana_pos_t *pos, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
 174 /** Evaluates the \p y selection keyword. */
 175 static void
 176 evaluate_y(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 177            gmx_ana_pos_t *pos, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
 178 /** Evaluates the \p z selection keyword. */
 179 static void
 180 evaluate_z(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 181            gmx_ana_pos_t *pos, gmx_ana_selvalue_t *out, void *data);
 182
 183 //! Help title for atom name selection keywords.
 184 static const char        helptitle_atomname[] = "Selecting atoms by name";
 185 //! Help text for atom name selection keywords.
 186 static const char *const help_atomname[] = {
 187     "::",
 188     "",
 189     "  name",
 190     "  pdbname",
 191     "  atomname",
 192     "  pdbatomname",
 193     "",
 194     "These keywords select atoms by name. [TT]name[tt] selects atoms using",
 195     "the GROMACS atom naming convention.",
 196     "For input formats other than PDB, the atom names are matched exactly",
 197     "as they appear in the input file. For PDB files, 4 character atom names",
 198     "that start with a digit are matched after moving the digit to the end",
 199     "(e.g., to match 3HG2 from a PDB file, use [TT]name HG23[tt]).",
 200     "[TT]pdbname[tt] can only be used with a PDB input file, and selects",
 201     "atoms based on the exact name given in the input file, without the",
 202     "transformation described above.[PAR]",
 203
 204     "[TT]atomname[tt] and [TT]pdbatomname[tt] are synonyms for the above two",
 205     "keywords."
 206 };
 207
 208 //! Help title for residue index selection keywords.
 209 static const char        helptitle_resindex[] = "Selecting atoms by residue number";
 210 //! Help text for residue index selection keywords.
 211 static const char *const help_resindex[] = {
 212     "::",
 213     "",
 214     "  resnr",
 215     "  resid",
 216     "  resindex",
 217     "  residue",
 218     "",
 219     "[TT]resnr[tt] selects atoms using the residue numbering in the input",
 220     "file. [TT]resid[tt] is synonym for this keyword for VMD compatibility.",
 221     "",
 222     "[TT]resindex N[tt] selects the [TT]N[tt]th residue starting from the",
 223     "beginning of the input file. This is useful for uniquely identifying",
 224     "residues if there are duplicate numbers in the input file (e.g., in",
 225     "multiple chains).",
 226     "[TT]residue[tt] is a synonym for [TT]resindex[tt]. This allows",
 227     "[TT]same residue as[tt] to work as expected."
 228 };
 229
 230 /** Selection method data for \p all selection keyword. */
 231 gmx_ana_selmethod_t sm_all = {
 232     "all", GROUP_VALUE, 0,
 233     0, NULL,
 234     NULL,
 235     NULL,
 236     NULL,
 237     NULL,
 238     NULL,
 239     NULL,
 240     &evaluate_all,
 241     NULL,
 242 };
 243
 244 /** Selection method data for \p none selection keyword. */
 245 gmx_ana_selmethod_t sm_none = {
 246     "none", GROUP_VALUE, 0,
 247     0, NULL,
 248     NULL,
 249     NULL,
 250     NULL,
 251     NULL,
 252     NULL,
 253     NULL,
 254     &evaluate_none,
 255     NULL,
 256 };
 257
 258 /** Selection method data for \p atomnr selection keyword. */
 259 gmx_ana_selmethod_t sm_atomnr = {
 260     "atomnr", INT_VALUE, 0,
 261     0, NULL,
 262     NULL,
 263     NULL,
 264     NULL,
 265     NULL,
 266     NULL,
 267     NULL,
 268     &evaluate_atomnr,
 269     NULL,
 270 };
 271
 272 /** Selection method data for \p resnr selection keyword. */
 273 gmx_ana_selmethod_t sm_resnr = {
 274     "resnr", INT_VALUE, SMETH_REQTOP,
 275     0, NULL,
 276     NULL,
 277     NULL,
 278     NULL,
 279     NULL,
 280     NULL,
 281     NULL,
 282     &evaluate_resnr,
 283     NULL,
 284     {NULL, helptitle_resindex, asize(help_resindex), help_resindex}
 285 };
 286
 287 /** Selection method data for \p resindex selection keyword. */
 288 gmx_ana_selmethod_t sm_resindex = {
 289     "resindex", INT_VALUE, SMETH_REQTOP,
 290     0, NULL,
 291     NULL,
 292     NULL,
 293     NULL,
 294     NULL,
 295     NULL,
 296     NULL,
 297     &evaluate_resindex,
 298     NULL,
 299     {NULL, helptitle_resindex, asize(help_resindex), help_resindex}
 300 };
 301
 302 /** Selection method data for \p molindex selection keyword. */
 303 gmx_ana_selmethod_t sm_molindex = {
 304     "molindex", INT_VALUE, SMETH_REQTOP,
 305     0, NULL,
 306     NULL,
 307     NULL,
 308     &check_molecules,
 309     NULL,
 310     NULL,
 311     NULL,
 312     &evaluate_molindex,
 313     NULL,
 314 };
 315
 316 /** Selection method data for \p atomname selection keyword. */
 317 gmx_ana_selmethod_t sm_atomname = {
 318     "atomname", STR_VALUE, SMETH_REQTOP,
 319     0, NULL,
 320     NULL,
 321     NULL,
 322     NULL,
 323     NULL,
 324     NULL,
 325     NULL,
 326     &evaluate_atomname,
 327     NULL,
 328     {NULL, helptitle_atomname, asize(help_atomname), help_atomname}
 329 };
 330
 331 /** Selection method data for \p pdbatomname selection keyword. */
 332 gmx_ana_selmethod_t sm_pdbatomname = {
 333     "pdbatomname", STR_VALUE, SMETH_REQTOP,
 334     0, NULL,
 335     NULL,
 336     NULL,
 337     &check_pdbinfo,
 338     NULL,
 339     NULL,
 340     NULL,
 341     &evaluate_pdbatomname,
 342     NULL,
 343     {NULL, helptitle_atomname, asize(help_atomname), help_atomname}
 344 };
 345
 346 /** Selection method data for \p atomtype selection keyword. */
 347 gmx_ana_selmethod_t sm_atomtype = {
 348     "atomtype", STR_VALUE, SMETH_REQTOP,
 349     0, NULL,
 350     NULL,
 351     NULL,
 352     &check_atomtype,
 353     NULL,
 354     NULL,
 355     NULL,
 356     &evaluate_atomtype,
 357     NULL,
 358 };
 359
 360 /** Selection method data for \p resname selection keyword. */
 361 gmx_ana_selmethod_t sm_resname = {
 362     "resname", STR_VALUE, SMETH_REQTOP,
 363     0, NULL,
 364     NULL,
 365     NULL,
 366     NULL,
 367     NULL,
 368     NULL,
 369     NULL,
 370     &evaluate_resname,
 371     NULL,
 372 };
 373
 374 /** Selection method data for \p chain selection keyword. */
 375 gmx_ana_selmethod_t sm_insertcode = {
 376     "insertcode", STR_VALUE, SMETH_REQTOP | SMETH_CHARVAL,
 377     0, NULL,
 378     NULL,
 379     NULL,
 380     NULL,
 381     NULL,
 382     NULL,
 383     NULL,
 384     &evaluate_insertcode,
 385     NULL,
 386 };
 387
 388 /** Selection method data for \p chain selection keyword. */
 389 gmx_ana_selmethod_t sm_chain = {
 390     "chain", STR_VALUE, SMETH_REQTOP | SMETH_CHARVAL,
 391     0, NULL,
 392     NULL,
 393     NULL,
 394     NULL,
 395     NULL,
 396     NULL,
 397     NULL,
 398     &evaluate_chain,
 399     NULL,
 400 };
 401
 402 /** Selection method data for \p mass selection keyword. */
 403 gmx_ana_selmethod_t sm_mass = {
 404     "mass", REAL_VALUE, SMETH_REQMASS,
 405     0, NULL,
 406     NULL,
 407     NULL,
 408     NULL,
 409     NULL,
 410     NULL,
 411     NULL,
 412     &evaluate_mass,
 413     NULL,
 414 };
 415
 416 /** Selection method data for \p charge selection keyword. */
 417 gmx_ana_selmethod_t sm_charge = {
 418     "charge", REAL_VALUE, SMETH_REQTOP,
 419     0, NULL,
 420     NULL,
 421     NULL,
 422     &check_charge,
 423     NULL,
 424     NULL,
 425     NULL,
 426     &evaluate_charge,
 427     NULL,
 428 };
 429
 430 /** Selection method data for \p chain selection keyword. */
 431 gmx_ana_selmethod_t sm_altloc = {
 432     "altloc", STR_VALUE, SMETH_REQTOP | SMETH_CHARVAL,
 433     0, NULL,
 434     NULL,
 435     NULL,
 436     &check_pdbinfo,
 437     NULL,
 438     NULL,
 439     NULL,
 440     &evaluate_altloc,
 441     NULL,
 442 };
 443
 444 /** Selection method data for \p occupancy selection keyword. */
 445 gmx_ana_selmethod_t sm_occupancy = {
 446     "occupancy", REAL_VALUE, SMETH_REQTOP,
 447     0, NULL,
 448     NULL,
 449     NULL,
 450     &check_pdbinfo,
 451     NULL,
 452     NULL,
 453     NULL,
 454     &evaluate_occupancy,
 455     NULL,
 456 };
 457
 458 /** Selection method data for \p betafactor selection keyword. */
 459 gmx_ana_selmethod_t sm_betafactor = {
 460     "betafactor", REAL_VALUE, SMETH_REQTOP,
 461     0, NULL,
 462     NULL,
 463     NULL,
 464     &check_pdbinfo,
 465     NULL,
 466     NULL,
 467     NULL,
 468     &evaluate_betafactor,
 469     NULL,
 470 };
 471
 472 /** Selection method data for \p x selection keyword. */
 473 gmx_ana_selmethod_t sm_x = {
 474     "x", REAL_VALUE, SMETH_DYNAMIC,
 475     0, NULL,
 476     NULL,
 477     NULL,
 478     NULL,
 479     NULL,
 480     NULL,
 481     NULL,
 482     NULL,
 483     &evaluate_x,
 484 };
 485
 486 /** Selection method data for \p y selection keyword. */
 487 gmx_ana_selmethod_t sm_y = {
 488     "y", REAL_VALUE, SMETH_DYNAMIC,
 489     0, NULL,
 490     NULL,
 491     NULL,
 492     NULL,
 493     NULL,
 494     NULL,
 495     NULL,
 496     NULL,
 497     &evaluate_y,
 498 };
 499
 500 /** Selection method data for \p z selection keyword. */
 501 gmx_ana_selmethod_t sm_z = {
 502     "z", REAL_VALUE, SMETH_DYNAMIC,
 503     0, NULL,
 504     NULL,
 505     NULL,
 506     NULL,
 507     NULL,
 508     NULL,
 509     NULL,
 510     NULL,
 511     &evaluate_z,
 512 };
 513
 514 /*!
 515  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 516  * \p data is not used.
 517  *
 518  * Copies \p g to \p out->u.g.
 519  */
 520 static void
 521 evaluate_all(const gmx::SelMethodEvalContext & /*context*/,
 522              gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 523 {
 524     gmx_ana_index_copy(out->u.g, g, false);
 525 }
 526
 527 /*!
 528  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 529  * \p data is not used.
 530  *
 531  * Returns an empty \p out->u.g.
 532  */
 533 static void
 534 evaluate_none(const gmx::SelMethodEvalContext & /*context*/,
 535               gmx_ana_index_t * /* g */, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 536 {
 537     out->u.g->isize = 0;
 538 }
 539
 540 /*!
 541  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 542  * \p data is not used.
 543  *
 544  * Returns the indices for each atom in \p out->u.i.
 545  */
 546 static void
 547 evaluate_atomnr(const gmx::SelMethodEvalContext & /*context*/,
 548                 gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 549 {
 550     int  i;
 551
 552     out->nr = g->isize;
 553     for (i = 0; i < g->isize; ++i)
 554     {
 555         out->u.i[i] = g->index[i] + 1;
 556     }
 557 }
 558
 559 /*!
 560  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 561  * \p data is not used.
 562  *
 563  * Returns the residue numbers for each atom in \p out->u.i.
 564  */
 565 static void
 566 evaluate_resnr(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 567                gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 568 {
 569     out->nr  = g->isize;
 570     int molb = 0;
 571     for (int i = 0; i < g->isize; ++i)
 572     {
 573         mtopGetAtomAndResidueName(context.top, g->index[i], &molb,
 574                                   nullptr, &out->u.i[i], nullptr, nullptr);
 575     }
 576 }
 577
 578 /*!
 579  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 580  * \p data is not used.
 581  *
 582  * Returns the residue indices for each atom in \p out->u.i.
 583  */
 584 static void
 585 evaluate_resindex(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 586                   gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 587 {
 588     out->nr  = g->isize;
 589     int molb = 0;
 590     for (int i = 0; i < g->isize; ++i)
 591     {
 592         int resind;
 593         mtopGetAtomAndResidueName(context.top, g->index[i], &molb,
 594                                   nullptr, nullptr, nullptr, &resind);
 595         out->u.i[i] = resind + 1;
 596     }
 597 }
 598
 599 static void
 600 check_molecules(const gmx_mtop_t *top, int /* npar */, gmx_ana_selparam_t * /* param */, void * /* data */)
 601 {
 602     bool bOk;
 603
 604     bOk = (top != NULL && top->mols.nr > 0);
 605     if (!bOk)
 606     {
 607         GMX_THROW(gmx::InconsistentInputError("Molecule information not available in topology"));
 608     }
 609 }
 610
 611 /*!
 612  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 613  * \p data is not used.
 614  *
 615  * Returns the molecule indices for each atom in \p out->u.i.
 616  */
 617 static void
 618 evaluate_molindex(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 619                   gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 620 {
 621     int  i, j;
 622
 623     out->nr = g->isize;
 624     for (i = j = 0; i < g->isize; ++i)
 625     {
 626         while (context.top->mols.index[j + 1] <= g->index[i])
 627         {
 628             ++j;
 629         }
 630         out->u.i[i] = j + 1;
 631     }
 632 }
 633
 634 /*!
 635  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 636  * \p data is not used.
 637  *
 638  * Returns the atom name for each atom in \p out->u.s.
 639  */
 640 static void
 641 evaluate_atomname(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 642                   gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 643 {
 644     out->nr = g->isize;
 645     int molb = 0;
 646     for (int i = 0; i < g->isize; ++i)
 647     {
 648         const char *atom_name;
 649         mtopGetAtomAndResidueName(context.top, g->index[i], &molb,
 650                                   &atom_name, nullptr, nullptr, nullptr);
 651         out->u.s[i] = const_cast<char *>(atom_name);
 652     }
 653 }
 654
 655 /*!
 656  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 657  * \p data is not used.
 658  *
 659  * Returns the PDB atom name for each atom in \p out->u.s.
 660  */
 661 static void
 662 evaluate_pdbatomname(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 663                      gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 664 {
 665     out->nr = g->isize;
 666     int molb = 0;
 667     for (int i = 0; i < g->isize; ++i)
 668     {
 669         const char *s = mtopGetAtomPdbInfo(context.top, g->index[i], &molb).atomnm;
 670         while (std::isspace(*s))
 671         {
 672             ++s;
 673         }
 674         out->u.s[i] = const_cast<char *>(s);
 675     }
 676 }
 677
 678 static void
 679 check_atomtype(const gmx_mtop_t *top, int /* npar */, gmx_ana_selparam_t * /* param */, void * /* data */)
 680 {
 681     if (!gmx_mtop_has_atomtypes(top))
 682     {
 683         GMX_THROW(gmx::InconsistentInputError("Atom types not available in topology"));
 684     }
 685 }
 686
 687 /*!
 688  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 689  * \p data is not used.
 690  *
 691  * Returns the atom type for each atom in \p out->u.s.
 692  * Segfaults if atom types are not found in the topology.
 693  */
 694 static void
 695 evaluate_atomtype(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 696                   gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 697 {
 698     out->nr = g->isize;
 699     int molb = 0;
 700     for (int i = 0; i < g->isize; ++i)
 701     {
 702         int atomIndexInMolecule;
 703         mtopGetMolblockIndex(context.top, g->index[i], &molb,
 704                              nullptr, &atomIndexInMolecule);
 705         const gmx_moltype_t &moltype = context.top->moltype[context.top->molblock[molb].type];
 706         out->u.s[i] = *moltype.atoms.atomtype[atomIndexInMolecule];
 707     }
 708 }
 709
 710 /*!
 711  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 712  * \p data is not used.
 713  *
 714  * Returns the residue name for each atom in \p out->u.s.
 715  */
 716 static void
 717 evaluate_resname(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 718                  gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 719 {
 720     out->nr = g->isize;
 721     int molb = 0;
 722     for (int i = 0; i < g->isize; ++i)
 723     {
 724         out->u.s[i] = *mtopGetResidueInfo(context.top, g->index[i], &molb).name;
 725     }
 726 }
 727
 728 /*!
 729  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 730  * \p data is not used.
 731  *
 732  * Returns the insertion code for each atom in \p out->u.s.
 733  */
 734 static void
 735 evaluate_insertcode(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 736                     gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 737 {
 738     out->nr = g->isize;
 739     int molb = 0;
 740     for (int i = 0; i < g->isize; ++i)
 741     {
 742         out->u.s[i][0] = mtopGetResidueInfo(context.top, g->index[i], &molb).ic;
 743     }
 744 }
 745
 746 /*!
 747  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 748  * \p data is not used.
 749  *
 750  * Returns the chain for each atom in \p out->u.s.
 751  */
 752 static void
 753 evaluate_chain(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 754                gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 755 {
 756     out->nr = g->isize;
 757     int molb = 0;
 758     for (int i = 0; i < g->isize; ++i)
 759     {
 760         out->u.s[i][0] = mtopGetResidueInfo(context.top, g->index[i], &molb).chainid;
 761     }
 762 }
 763
 764 /*!
 765  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 766  * \p data is not used.
 767  *
 768  * Returns the mass for each atom in \p out->u.r.
 769  */
 770 static void
 771 evaluate_mass(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 772               gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 773 {
 774     GMX_RELEASE_ASSERT(gmx_mtop_has_masses(context.top),
 775                        "Masses not available for evaluation");
 776     out->nr = g->isize;
 777     int molb = 0;
 778     for (int i = 0; i < g->isize; ++i)
 779     {
 780         out->u.r[i] = mtopGetAtomMass(context.top, g->index[i], &molb);
 781     }
 782 }
 783
 784
 785 static void
 786 check_charge(const gmx_mtop_t *top, int /* npar */, gmx_ana_selparam_t * /* param */, void * /* data */)
 787 {
 788     if (!gmx_mtop_has_charges(top))
 789     {
 790         GMX_THROW(gmx::InconsistentInputError("Charges not available in topology"));
 791     }
 792 }
 793
 794 /*!
 795  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 796  * \p data is not used.
 797  *
 798  * Returns the charge for each atom in \p out->u.r.
 799  */
 800 static void
 801 evaluate_charge(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 802                 gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 803 {
 804     out->nr = g->isize;
 805     int molb = 0;
 806     for (int i = 0; i < g->isize; ++i)
 807     {
 808         out->u.r[i] = mtopGetAtomParameters(context.top, g->index[i], &molb).q;
 809     }
 810 }
 811
 812 static void
 813 check_pdbinfo(const gmx_mtop_t *top, int /* npar */, gmx_ana_selparam_t * /* param */, void * /* data */)
 814 {
 815     if (!gmx_mtop_has_pdbinfo(top))
 816     {
 817         GMX_THROW(gmx::InconsistentInputError("PDB info not available in topology"));
 818     }
 819 }
 820
 821 /*!
 822  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 823  * \p data is not used.
 824  *
 825  * Returns the alternate location identifier for each atom in \p out->u.s.
 826  */
 827 static void
 828 evaluate_altloc(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 829                 gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 830 {
 831     out->nr = g->isize;
 832     int molb = 0;
 833     for (int i = 0; i < g->isize; ++i)
 834     {
 835         out->u.s[i][0] = mtopGetAtomPdbInfo(context.top, g->index[i], &molb).altloc;
 836     }
 837 }
 838
 839 /*!
 840  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 841  * \p data is not used.
 842  *
 843  * Returns the occupancy numbers for each atom in \p out->u.r.
 844  * Segfaults if PDB info is not found in the topology.
 845  */
 846 static void
 847 evaluate_occupancy(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 848                    gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 849 {
 850     out->nr = g->isize;
 851     int molb = 0;
 852     for (int i = 0; i < g->isize; ++i)
 853     {
 854         out->u.r[i] = mtopGetAtomPdbInfo(context.top, g->index[i], &molb).occup;
 855     }
 856 }
 857
 858 /*!
 859  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 860  * \p data is not used.
 861  *
 862  * Returns the B-factors for each atom in \p out->u.r.
 863  * Segfaults if PDB info is not found in the topology.
 864  */
 865 static void
 866 evaluate_betafactor(const gmx::SelMethodEvalContext &context,
 867                     gmx_ana_index_t *g, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /* data */)
 868 {
 869     out->nr = g->isize;
 870     int molb = 0;
 871     for (int i = 0; i < g->isize; ++i)
 872     {
 873         out->u.r[i] = mtopGetAtomPdbInfo(context.top, g->index[i], &molb).bfac;
 874     }
 875 }
 876
 877 /*! \brief
 878  * Internal utility function for position keyword evaluation.
 879  *
 880  * \param[out] out  Output array.
 881  * \param[in]  pos  Position data to use instead of atomic coordinates.
 882  * \param[in]  d    Coordinate index to evaluate (\p XX, \p YY or \p ZZ).
 883  *
 884  * This function is used internally by evaluate_x(), evaluate_y() and
 885  * evaluate_z() to do the actual evaluation.
 886  */
 887 static void
 888 evaluate_coord(real out[], gmx_ana_pos_t *pos, int d)
 889 {
 890     for (int i = 0; i < pos->count(); ++i)
 891     {
 892         out[i] = pos->x[i][d];
 893     }
 894     // TODO: Make this more efficient by directly extracting the coordinates
 895     // from the frame coordinates for atomic positions instead of going through
 896     // a position calculation.
 897 }
 898
 899 /*!
 900  * See sel_updatefunc_pos() for description of the parameters.
 901  * \p data is not used.
 902  *
 903  * Returns the \p x coordinate for each position in \p out->u.r.
 904  */
 905 static void
 906 evaluate_x(const gmx::SelMethodEvalContext & /*context*/,
 907            gmx_ana_pos_t *pos, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /*data*/)
 908 {
 909     out->nr = pos->count();
 910     evaluate_coord(out->u.r, pos, XX);
 911 }
 912
 913 /*!
 914  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 915  * \p data is not used.
 916  *
 917  * Returns the \p y coordinate for each position in \p out->u.r.
 918  */
 919 static void
 920 evaluate_y(const gmx::SelMethodEvalContext & /*context*/,
 921            gmx_ana_pos_t *pos, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /*data*/)
 922 {
 923     out->nr = pos->count();
 924     evaluate_coord(out->u.r, pos, YY);
 925 }
 926
 927 /*!
 928  * See sel_updatefunc() for description of the parameters.
 929  * \p data is not used.
 930  *
 931  * Returns the \p z coordinate for each position in \p out->u.r.
 932  */
 933 static void
 934 evaluate_z(const gmx::SelMethodEvalContext & /*context*/,
 935            gmx_ana_pos_t *pos, gmx_ana_selvalue_t *out, void * /*data*/)
 936 {
 937     out->nr = pos->count();
 938     evaluate_coord(out->u.r, pos, ZZ);
 939 }