src/gromacs/topology/atoms.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) 2001-2004, The GROMACS development team.
   6  * Copyright (c) 2013,2014,2015,2016, by the GROMACS development team, led by
   7  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   8  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   9  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  10  *
  11  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  14  * of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with GROMACS; if not, see
  23  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  24  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  25  *
  26  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  27  * consider that scientific software is very special. Version
  28  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  29  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  30  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  31  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  32  * official version at http://www.gromacs.org.
  33  *
  34  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  35  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  36  */
  37 #include "gmxpre.h"
  38
  39 #include "atoms.h"
  40
  41 #include <cstdio>
  42 #include <cstring>
  43
  44 #include <algorithm>
  45
  46 #include "gromacs/topology/symtab.h"
  47 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  48 #include "gromacs/utility/txtdump.h"
  49
  50 const char *ptype_str[eptNR+1] = {
  51     "Atom", "Nucleus", "Shell", "Bond", "VSite", NULL
  52 };
  53
  54 void init_atom(t_atoms *at)
  55 {
  56     at->nr        = 0;
  57     at->nres      = 0;
  58     at->atom      = NULL;
  59     at->resinfo   = NULL;
  60     at->atomname  = NULL;
  61     at->atomtype  = NULL;
  62     at->atomtypeB = NULL;
  63     at->pdbinfo   = NULL;
  64 }
  65
  66 void init_atomtypes(t_atomtypes *at)
  67 {
  68     at->nr         = 0;
  69     at->radius     = NULL;
  70     at->vol        = NULL;
  71     at->atomnumber = NULL;
  72     at->gb_radius  = NULL;
  73     at->S_hct      = NULL;
  74 }
  75
  76 void done_atom(t_atoms *at)
  77 {
  78     sfree(at->atom);
  79     sfree(at->resinfo);
  80     sfree(at->atomname);
  81     sfree(at->atomtype);
  82     sfree(at->atomtypeB);
  83     sfree(at->pdbinfo);
  84     init_atom(at);
  85 }
  86
  87 void done_atomtypes(t_atomtypes *atype)
  88 {
  89     atype->nr = 0;
  90     sfree(atype->radius);
  91     sfree(atype->vol);
  92     sfree(atype->surftens);
  93     sfree(atype->atomnumber);
  94     sfree(atype->gb_radius);
  95     sfree(atype->S_hct);
  96 }
  97
  98 void add_t_atoms(t_atoms *atoms, int natom_extra, int nres_extra)
  99 {
 100     int i;
 101
 102     if (natom_extra > 0)
 103     {
 104         srenew(atoms->atomname, atoms->nr+natom_extra);
 105         srenew(atoms->atom, atoms->nr+natom_extra);
 106         if (NULL != atoms->pdbinfo)
 107         {
 108             srenew(atoms->pdbinfo, atoms->nr+natom_extra);
 109         }
 110         if (NULL != atoms->atomtype)
 111         {
 112             srenew(atoms->atomtype, atoms->nr+natom_extra);
 113         }
 114         if (NULL != atoms->atomtypeB)
 115         {
 116             srenew(atoms->atomtypeB, atoms->nr+natom_extra);
 117         }
 118         for (i = atoms->nr; (i < atoms->nr+natom_extra); i++)
 119         {
 120             atoms->atomname[i] = NULL;
 121             memset(&atoms->atom[i], 0, sizeof(atoms->atom[i]));
 122             if (NULL != atoms->pdbinfo)
 123             {
 124                 std::memset(&atoms->pdbinfo[i], 0, sizeof(atoms->pdbinfo[i]));
 125             }
 126             if (NULL != atoms->atomtype)
 127             {
 128                 atoms->atomtype[i] = NULL;
 129             }
 130             if (NULL != atoms->atomtypeB)
 131             {
 132                 atoms->atomtypeB[i] = NULL;
 133             }
 134         }
 135         atoms->nr += natom_extra;
 136     }
 137     if (nres_extra > 0)
 138     {
 139         srenew(atoms->resinfo, atoms->nres+nres_extra);
 140         for (i = atoms->nres; (i < atoms->nres+nres_extra); i++)
 141         {
 142             std::memset(&atoms->resinfo[i], 0, sizeof(atoms->resinfo[i]));
 143         }
 144         atoms->nres += nres_extra;
 145     }
 146 }
 147
 148 void init_t_atoms(t_atoms *atoms, int natoms, gmx_bool bPdbinfo)
 149 {
 150     atoms->nr   = natoms;
 151     atoms->nres = 0;
 152     snew(atoms->atomname, natoms);
 153     atoms->atomtype  = NULL;
 154     atoms->atomtypeB = NULL;
 155     snew(atoms->resinfo, natoms);
 156     snew(atoms->atom, natoms);
 157     if (bPdbinfo)
 158     {
 159         snew(atoms->pdbinfo, natoms);
 160     }
 161     else
 162     {
 163         atoms->pdbinfo = NULL;
 164     }
 165 }
 166
 167 void gmx_pdbinfo_init_default(t_pdbinfo *pdbinfo)
 168 {
 169     pdbinfo->type         = epdbATOM;
 170     pdbinfo->atomnr       = 0;
 171     pdbinfo->altloc       = ' ';
 172     pdbinfo->atomnm[0]    = '\0';
 173     pdbinfo->occup        = 1.0;
 174     pdbinfo->bfac         = 0.0;
 175     pdbinfo->bAnisotropic = FALSE;
 176     std::fill(pdbinfo->uij, pdbinfo->uij+6, 0.0);
 177 }
 178
 179 t_atoms *copy_t_atoms(const t_atoms *src)
 180 {
 181     t_atoms *dst;
 182     int      i;
 183
 184     snew(dst, 1);
 185     init_t_atoms(dst, src->nr, (NULL != src->pdbinfo));
 186     dst->nr = src->nr;
 187     if (NULL != src->atomname)
 188     {
 189         snew(dst->atomname, src->nr);
 190     }
 191     if (NULL != src->atomtype)
 192     {
 193         snew(dst->atomtype, src->nr);
 194     }
 195     if (NULL != src->atomtypeB)
 196     {
 197         snew(dst->atomtypeB, src->nr);
 198     }
 199     for (i = 0; (i < src->nr); i++)
 200     {
 201         dst->atom[i] = src->atom[i];
 202         if (NULL != src->pdbinfo)
 203         {
 204             dst->pdbinfo[i] = src->pdbinfo[i];
 205         }
 206         if (NULL != src->atomname)
 207         {
 208             dst->atomname[i]  = src->atomname[i];
 209         }
 210         if (NULL != src->atomtype)
 211         {
 212             dst->atomtype[i] = src->atomtype[i];
 213         }
 214         if (NULL != src->atomtypeB)
 215         {
 216             dst->atomtypeB[i] = src->atomtypeB[i];
 217         }
 218     }
 219     dst->nres = src->nres;
 220     for (i = 0; (i < src->nres); i++)
 221     {
 222         dst->resinfo[i] = src->resinfo[i];
 223     }
 224     return dst;
 225 }
 226
 227 void t_atoms_set_resinfo(t_atoms *atoms, int atom_ind, t_symtab *symtab,
 228                          const char *resname, int resnr, unsigned char ic,
 229                          int chainnum, char chainid)
 230 {
 231     t_resinfo *ri;
 232
 233     ri           = &atoms->resinfo[atoms->atom[atom_ind].resind];
 234     ri->name     = put_symtab(symtab, resname);
 235     ri->rtp      = NULL;
 236     ri->nr       = resnr;
 237     ri->ic       = ic;
 238     ri->chainnum = chainnum;
 239     ri->chainid  = chainid;
 240 }
 241
 242 static void pr_atom(FILE *fp, int indent, const char *title, const t_atom *atom, int n)
 243 {
 244     int i;
 245
 246     if (available(fp, atom, indent, title))
 247     {
 248         indent = pr_title_n(fp, indent, title, n);
 249         for (i = 0; i < n; i++)
 250         {
 251             pr_indent(fp, indent);
 252             fprintf(fp, "%s[%6d]={type=%3hu, typeB=%3hu, ptype=%8s, m=%12.5e, "
 253                     "q=%12.5e, mB=%12.5e, qB=%12.5e, resind=%5d, atomnumber=%3d}\n",
 254                     title, i, atom[i].type, atom[i].typeB, ptype_str[atom[i].ptype],
 255                     atom[i].m, atom[i].q, atom[i].mB, atom[i].qB,
 256                     atom[i].resind, atom[i].atomnumber);
 257         }
 258     }
 259 }
 260
 261 static void pr_strings2(FILE *fp, int indent, const char *title,
 262                         char ***nm, char ***nmB, int n, gmx_bool bShowNumbers)
 263 {
 264     int i;
 265
 266     if (available(fp, nm, indent, title))
 267     {
 268         indent = pr_title_n(fp, indent, title, n);
 269         for (i = 0; i < n; i++)
 270         {
 271             pr_indent(fp, indent);
 272             fprintf(fp, "%s[%d]={name=\"%s\",nameB=\"%s\"}\n",
 273                     title, bShowNumbers ? i : -1, *(nm[i]), *(nmB[i]));
 274         }
 275     }
 276 }
 277
 278 static void pr_resinfo(FILE *fp, int indent, const char *title, const t_resinfo *resinfo, int n,
 279                        gmx_bool bShowNumbers)
 280 {
 281     int i;
 282
 283     if (available(fp, resinfo, indent, title))
 284     {
 285         indent = pr_title_n(fp, indent, title, n);
 286         for (i = 0; i < n; i++)
 287         {
 288             pr_indent(fp, indent);
 289             fprintf(fp, "%s[%d]={name=\"%s\", nr=%d, ic='%c'}\n",
 290                     title, bShowNumbers ? i : -1,
 291                     *(resinfo[i].name), resinfo[i].nr,
 292                     (resinfo[i].ic == '\0') ? ' ' : resinfo[i].ic);
 293         }
 294     }
 295 }
 296
 297 void pr_atoms(FILE *fp, int indent, const char *title, const t_atoms *atoms,
 298               gmx_bool bShownumbers)
 299 {
 300     if (available(fp, atoms, indent, title))
 301     {
 302         indent = pr_title(fp, indent, title);
 303         pr_atom(fp, indent, "atom", atoms->atom, atoms->nr);
 304         pr_strings(fp, indent, "atom", atoms->atomname, atoms->nr, bShownumbers);
 305         pr_strings2(fp, indent, "type", atoms->atomtype, atoms->atomtypeB, atoms->nr, bShownumbers);
 306         pr_resinfo(fp, indent, "residue", atoms->resinfo, atoms->nres, bShownumbers);
 307     }
 308 }
 309
 310
 311 void pr_atomtypes(FILE *fp, int indent, const char *title, const t_atomtypes *atomtypes,
 312                   gmx_bool bShowNumbers)
 313 {
 314     int i;
 315     if (available(fp, atomtypes, indent, title))
 316     {
 317         indent = pr_title(fp, indent, title);
 318         for (i = 0; i < atomtypes->nr; i++)
 319         {
 320             pr_indent(fp, indent);
 321             fprintf(fp,
 322                     "atomtype[%3d]={radius=%12.5e, volume=%12.5e, gb_radius=%12.5e, surftens=%12.5e, atomnumber=%4d, S_hct=%12.5e)}\n",
 323                     bShowNumbers ? i : -1, atomtypes->radius[i], atomtypes->vol[i],
 324                     atomtypes->gb_radius[i],
 325                     atomtypes->surftens[i], atomtypes->atomnumber[i], atomtypes->S_hct[i]);
 326         }
 327     }
 328 }