src/gromacs/topology/topology.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) 2013,2014,2015,2016,2017 by the GROMACS development team.
   7  * Copyright (c) 2018,2019,2020,2021, by the GROMACS development team, led by
   8  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   9  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
  10  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  11  *
  12  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  13  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  14  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  15  * of the License, or (at your option) any later version.
  16  *
  17  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  20  * Lesser General Public License for more details.
  21  *
  22  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  23  * License along with GROMACS; if not, see
  24  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  25  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  26  *
  27  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  28  * consider that scientific software is very special. Version
  29  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  30  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  31  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  32  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  33  * official version at http://www.gromacs.org.
  34  *
  35  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  36  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  37  */
  38 #include "gmxpre.h"
  39
  40 #include "topology.h"
  41
  42 #include <cstdio>
  43
  44 #include <algorithm>
  45
  46 #include "gromacs/math/vecdump.h"
  47 #include "gromacs/topology/atoms.h"
  48 #include "gromacs/topology/idef.h"
  49 #include "gromacs/topology/ifunc.h"
  50 #include "gromacs/topology/symtab.h"
  51 #include "gromacs/utility/arrayref.h"
  52 #include "gromacs/utility/compare.h"
  53 #include "gromacs/utility/gmxassert.h"
  54 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  55 #include "gromacs/utility/strconvert.h"
  56 #include "gromacs/utility/txtdump.h"
  57
  58 static gmx::EnumerationArray<SimulationAtomGroupType, const char*> c_simulationAtomGroupTypeShortNames = {
  59     { "T-Coupling",
  60       "Energy Mon.",
  61       "Acc. not used",
  62       "Freeze",
  63       "User1",
  64       "User2",
  65       "VCM",
  66       "Compressed X",
  67       "Or. Res. Fit",
  68       "QMMM" }
  69 };
  70
  71 const char* shortName(SimulationAtomGroupType type)
  72 {
  73     return c_simulationAtomGroupTypeShortNames[type];
  74 }
  75
  76 void init_top(t_topology* top)
  77 {
  78     top->name = nullptr;
  79     init_idef(&top->idef);
  80     init_atom(&(top->atoms));
  81     init_atomtypes(&(top->atomtypes));
  82     init_block(&top->mols);
  83     open_symtab(&top->symtab);
  84 }
  85
  86
  87 gmx_moltype_t::gmx_moltype_t() : name(nullptr)
  88 {
  89     init_t_atoms(&atoms, 0, FALSE);
  90 }
  91
  92 gmx_moltype_t::~gmx_moltype_t()
  93 {
  94     done_atom(&atoms);
  95 }
  96
  97 static int gmx_mtop_maxresnr(const gmx::ArrayRef<const gmx_moltype_t> moltypes, int maxres_renum)
  98 {
  99     int maxresnr = 0;
 100
 101     for (const gmx_moltype_t& moltype : moltypes)
 102     {
 103         const t_atoms& atoms = moltype.atoms;
 104         if (atoms.nres > maxres_renum)
 105         {
 106             for (int r = 0; r < atoms.nres; r++)
 107             {
 108                 if (atoms.resinfo[r].nr > maxresnr)
 109                 {
 110                     maxresnr = atoms.resinfo[r].nr;
 111                 }
 112             }
 113         }
 114     }
 115
 116     return maxresnr;
 117 }
 118
 119 gmx_mtop_t::gmx_mtop_t()
 120 {
 121     init_atomtypes(&atomtypes);
 122     open_symtab(&symtab);
 123 }
 124
 125 gmx_mtop_t::~gmx_mtop_t()
 126 {
 127     done_symtab(&symtab);
 128
 129     moltype.clear();
 130     molblock.clear();
 131     done_atomtypes(&atomtypes);
 132 }
 133
 134 void gmx_mtop_t::finalize()
 135 {
 136     if (molblock.size() == 1 && molblock[0].nmol == 1)
 137     {
 138         /* We have a single molecule only, no renumbering needed.
 139          * This case also covers an mtop converted from pdb/gro/... input,
 140          * so we retain the original residue numbering.
 141          */
 142         maxResiduesPerMoleculeToTriggerRenumber_ = 0;
 143     }
 144     else
 145     {
 146         /* We only renumber single residue molecules. Their intra-molecular
 147          * residue numbering is anyhow irrelevant.
 148          */
 149         maxResiduesPerMoleculeToTriggerRenumber_ = 1;
 150     }
 151
 152     const char* env = getenv("GMX_MAXRESRENUM");
 153     if (env != nullptr)
 154     {
 155         sscanf(env, "%d", &maxResiduesPerMoleculeToTriggerRenumber_);
 156     }
 157     if (maxResiduesPerMoleculeToTriggerRenumber_ == -1)
 158     {
 159         /* -1 signals renumber residues in all molecules */
 160         maxResiduesPerMoleculeToTriggerRenumber_ = std::numeric_limits<int>::max();
 161     }
 162
 163     maxResNumberNotRenumbered_ = gmx_mtop_maxresnr(moltype, maxResiduesPerMoleculeToTriggerRenumber_);
 164
 165     buildMolblockIndices();
 166 }
 167
 168 void gmx_mtop_t::buildMolblockIndices()
 169 {
 170     moleculeBlockIndices.resize(molblock.size());
 171
 172     int atomIndex          = 0;
 173     int residueIndex       = 0;
 174     int residueNumberStart = maxResNumberNotRenumbered_ + 1;
 175     int moleculeIndexStart = 0;
 176     for (size_t mb = 0; mb < molblock.size(); mb++)
 177     {
 178         const gmx_molblock_t& molb         = molblock[mb];
 179         MoleculeBlockIndices& indices      = moleculeBlockIndices[mb];
 180         const int             numResPerMol = moltype[molb.type].atoms.nres;
 181
 182         indices.numAtomsPerMolecule = moltype[molb.type].atoms.nr;
 183         indices.globalAtomStart     = atomIndex;
 184         indices.globalResidueStart  = residueIndex;
 185         atomIndex += molb.nmol * indices.numAtomsPerMolecule;
 186         residueIndex += molb.nmol * numResPerMol;
 187         indices.globalAtomEnd      = atomIndex;
 188         indices.residueNumberStart = residueNumberStart;
 189         if (numResPerMol <= maxResiduesPerMoleculeToTriggerRenumber_)
 190         {
 191             residueNumberStart += molb.nmol * numResPerMol;
 192         }
 193         indices.moleculeIndexStart = moleculeIndexStart;
 194         moleculeIndexStart += molb.nmol;
 195     }
 196 }
 197
 198 void done_top(t_topology* top)
 199 {
 200     done_idef(&top->idef);
 201     done_atom(&(top->atoms));
 202
 203     /* For GB */
 204     done_atomtypes(&(top->atomtypes));
 205
 206     done_symtab(&(top->symtab));
 207     done_block(&(top->mols));
 208 }
 209
 210 void done_top_mtop(t_topology* top, gmx_mtop_t* mtop)
 211 {
 212     if (mtop != nullptr)
 213     {
 214         if (top != nullptr)
 215         {
 216             done_idef(&top->idef);
 217             done_atom(&top->atoms);
 218             done_block(&top->mols);
 219             done_symtab(&top->symtab);
 220             open_symtab(&mtop->symtab);
 221             done_atomtypes(&(top->atomtypes));
 222         }
 223
 224         // Note that the rest of mtop will be freed by the destructor
 225     }
 226 }
 227
 228 gmx_localtop_t::gmx_localtop_t(const gmx_ffparams_t& ffparams) : idef(ffparams) {}
 229
 230 bool gmx_mtop_has_masses(const gmx_mtop_t* mtop)
 231 {
 232     if (mtop == nullptr)
 233     {
 234         return false;
 235     }
 236     return mtop->moltype.empty() || mtop->moltype[0].atoms.haveMass;
 237 }
 238
 239 bool gmx_mtop_has_charges(const gmx_mtop_t* mtop)
 240 {
 241     if (mtop == nullptr)
 242     {
 243         return false;
 244     }
 245     return mtop->moltype.empty() || mtop->moltype[0].atoms.haveCharge;
 246 }
 247
 248 bool gmx_mtop_has_perturbed_charges(const gmx_mtop_t& mtop)
 249 {
 250     for (const gmx_moltype_t& moltype : mtop.moltype)
 251     {
 252         const t_atoms& atoms = moltype.atoms;
 253         if (atoms.haveBState)
 254         {
 255             for (int a = 0; a < atoms.nr; a++)
 256             {
 257                 if (atoms.atom[a].q != atoms.atom[a].qB)
 258                 {
 259                     return true;
 260                 }
 261             }
 262         }
 263     }
 264     return false;
 265 }
 266
 267 bool gmx_mtop_has_atomtypes(const gmx_mtop_t* mtop)
 268 {
 269     if (mtop == nullptr)
 270     {
 271         return false;
 272     }
 273     return mtop->moltype.empty() || mtop->moltype[0].atoms.haveType;
 274 }
 275
 276 bool gmx_mtop_has_pdbinfo(const gmx_mtop_t* mtop)
 277 {
 278     if (mtop == nullptr)
 279     {
 280         return false;
 281     }
 282     return mtop->moltype.empty() || mtop->moltype[0].atoms.havePdbInfo;
 283 }
 284
 285 static void pr_grps(FILE* fp, const char* title, gmx::ArrayRef<const AtomGroupIndices> grps, char*** grpname)
 286 {
 287     int index = 0;
 288     for (const auto& group : grps)
 289     {
 290         fprintf(fp, "%s[%-12s] nr=%zu, name=[", title, c_simulationAtomGroupTypeShortNames[index], group.size());
 291         for (const auto& entry : group)
 292         {
 293             fprintf(fp, " %s", *(grpname[entry]));
 294         }
 295         fprintf(fp, "]\n");
 296         index++;
 297     }
 298 }
 299
 300 static void pr_groups(FILE* fp, int indent, const SimulationGroups& groups, gmx_bool bShowNumbers)
 301 {
 302     pr_grps(fp, "grp", groups.groups, const_cast<char***>(groups.groupNames.data()));
 303     pr_strings(fp,
 304                indent,
 305                "grpname",
 306                const_cast<char***>(groups.groupNames.data()),
 307                groups.groupNames.size(),
 308                bShowNumbers);
 309
 310     pr_indent(fp, indent);
 311     fprintf(fp, "groups          ");
 312     for (const auto& group : c_simulationAtomGroupTypeShortNames)
 313     {
 314         printf(" %5.5s", group);
 315     }
 316     printf("\n");
 317
 318     pr_indent(fp, indent);
 319     fprintf(fp, "allocated       ");
 320     int nat_max = 0;
 321     for (auto group : keysOf(groups.groups))
 322     {
 323         printf(" %5d", groups.numberOfGroupNumbers(group));
 324         nat_max = std::max(nat_max, groups.numberOfGroupNumbers(group));
 325     }
 326     printf("\n");
 327
 328     if (nat_max == 0)
 329     {
 330         pr_indent(fp, indent);
 331         fprintf(fp, "groupnr[%5s] =", "*");
 332         for (auto gmx_unused group : keysOf(groups.groups))
 333         {
 334             fprintf(fp, "  %3d ", 0);
 335         }
 336         fprintf(fp, "\n");
 337     }
 338     else
 339     {
 340         for (int i = 0; i < nat_max; i++)
 341         {
 342             pr_indent(fp, indent);
 343             fprintf(fp, "groupnr[%5d] =", i);
 344             for (auto group : keysOf(groups.groups))
 345             {
 346                 fprintf(fp,
 347                         "  %3d ",
 348                         !groups.groupNumbers[group].empty() ? groups.groupNumbers[group][i] : 0);
 349             }
 350             fprintf(fp, "\n");
 351         }
 352     }
 353 }
 354
 355 static void pr_moltype(FILE*                 fp,
 356                        int                   indent,
 357                        const char*           title,
 358                        const gmx_moltype_t*  molt,
 359                        int                   n,
 360                        const gmx_ffparams_t* ffparams,
 361                        gmx_bool              bShowNumbers,
 362                        gmx_bool              bShowParameters)
 363 {
 364     int j;
 365
 366     indent = pr_title_n(fp, indent, title, n);
 367     pr_indent(fp, indent);
 368     fprintf(fp, "name=\"%s\"\n", *(molt->name));
 369     pr_atoms(fp, indent, "atoms", &(molt->atoms), bShowNumbers);
 370     pr_listoflists(fp, indent, "excls", &molt->excls, bShowNumbers);
 371     for (j = 0; (j < F_NRE); j++)
 372     {
 373         pr_ilist(fp,
 374                  indent,
 375                  interaction_function[j].longname,
 376                  ffparams->functype.data(),
 377                  molt->ilist[j],
 378                  bShowNumbers,
 379                  bShowParameters,
 380                  ffparams->iparams.data());
 381     }
 382 }
 383
 384 static void pr_molblock(FILE*                             fp,
 385                         int                               indent,
 386                         const char*                       title,
 387                         const gmx_molblock_t*             molb,
 388                         int                               n,
 389                         const std::vector<gmx_moltype_t>& molt)
 390 {
 391     indent = pr_title_n(fp, indent, title, n);
 392     pr_indent(fp, indent);
 393     fprintf(fp, "%-20s = %d \"%s\"\n", "moltype", molb->type, *(molt[molb->type].name));
 394     pr_int(fp, indent, "#molecules", molb->nmol);
 395     pr_int(fp, indent, "#posres_xA", molb->posres_xA.size());
 396     if (!molb->posres_xA.empty())
 397     {
 398         pr_rvecs(fp, indent, "posres_xA", as_rvec_array(molb->posres_xA.data()), molb->posres_xA.size());
 399     }
 400     pr_int(fp, indent, "#posres_xB", molb->posres_xB.size());
 401     if (!molb->posres_xB.empty())
 402     {
 403         pr_rvecs(fp, indent, "posres_xB", as_rvec_array(molb->posres_xB.data()), molb->posres_xB.size());
 404     }
 405 }
 406
 407 void pr_mtop(FILE* fp, int indent, const char* title, const gmx_mtop_t* mtop, gmx_bool bShowNumbers, gmx_bool bShowParameters)
 408 {
 409     if (available(fp, mtop, indent, title))
 410     {
 411         indent = pr_title(fp, indent, title);
 412         pr_indent(fp, indent);
 413         fprintf(fp, "name=\"%s\"\n", *(mtop->name));
 414         pr_int(fp, indent, "#atoms", mtop->natoms);
 415         pr_int(fp, indent, "#molblock", mtop->molblock.size());
 416         for (size_t mb = 0; mb < mtop->molblock.size(); mb++)
 417         {
 418             pr_molblock(fp, indent, "molblock", &mtop->molblock[mb], mb, mtop->moltype);
 419         }
 420         pr_str(fp, indent, "bIntermolecularInteractions", gmx::boolToString(mtop->bIntermolecularInteractions));
 421         if (mtop->bIntermolecularInteractions)
 422         {
 423             for (int j = 0; j < F_NRE; j++)
 424             {
 425                 pr_ilist(fp,
 426                          indent,
 427                          interaction_function[j].longname,
 428                          mtop->ffparams.functype.data(),
 429                          (*mtop->intermolecular_ilist)[j],
 430                          bShowNumbers,
 431                          bShowParameters,
 432                          mtop->ffparams.iparams.data());
 433             }
 434         }
 435         pr_ffparams(fp, indent, "ffparams", &(mtop->ffparams), bShowNumbers);
 436         pr_atomtypes(fp, indent, "atomtypes", &(mtop->atomtypes), bShowNumbers);
 437         for (size_t mt = 0; mt < mtop->moltype.size(); mt++)
 438         {
 439             pr_moltype(fp, indent, "moltype", &mtop->moltype[mt], mt, &mtop->ffparams, bShowNumbers, bShowParameters);
 440         }
 441         pr_groups(fp, indent, mtop->groups, bShowNumbers);
 442     }
 443 }
 444
 445 void pr_top(FILE* fp, int indent, const char* title, const t_topology* top, gmx_bool bShowNumbers, gmx_bool bShowParameters)
 446 {
 447     if (available(fp, top, indent, title))
 448     {
 449         indent = pr_title(fp, indent, title);
 450         pr_indent(fp, indent);
 451         fprintf(fp, "name=\"%s\"\n", *(top->name));
 452         pr_atoms(fp, indent, "atoms", &(top->atoms), bShowNumbers);
 453         pr_atomtypes(fp, indent, "atomtypes", &(top->atomtypes), bShowNumbers);
 454         pr_block(fp, indent, "mols", &top->mols, bShowNumbers);
 455         pr_str(fp, indent, "bIntermolecularInteractions", gmx::boolToString(top->bIntermolecularInteractions));
 456         pr_idef(fp, indent, "idef", &top->idef, bShowNumbers, bShowParameters);
 457     }
 458 }
 459
 460 static void cmp_iparm(FILE*            fp,
 461                       const char*      s,
 462                       t_functype       ft,
 463                       const t_iparams& ip1,
 464                       const t_iparams& ip2,
 465                       real             relativeTolerance,
 466                       real             absoluteTolerance)
 467 {
 468     int      i;
 469     gmx_bool bDiff;
 470
 471     bDiff = FALSE;
 472     for (i = 0; i < MAXFORCEPARAM && !bDiff; i++)
 473     {
 474         bDiff = !equal_real(ip1.generic.buf[i], ip2.generic.buf[i], relativeTolerance, absoluteTolerance);
 475     }
 476     if (bDiff)
 477     {
 478         fprintf(fp, "%s1: ", s);
 479         pr_iparams(fp, ft, ip1);
 480         fprintf(fp, "%s2: ", s);
 481         pr_iparams(fp, ft, ip2);
 482     }
 483 }
 484
 485 static void cmp_iparm_AB(FILE* fp, const char* s, t_functype ft, const t_iparams& ip1, real relativeTolerance, real absoluteTolerance)
 486 {
 487     int      nrfpA, nrfpB, p0, i;
 488     gmx_bool bDiff;
 489
 490     /* Normally the first parameter is perturbable */
 491     p0    = 0;
 492     nrfpA = interaction_function[ft].nrfpA;
 493     nrfpB = interaction_function[ft].nrfpB;
 494     if (ft == F_PDIHS)
 495     {
 496         nrfpB = 2;
 497     }
 498     else if (interaction_function[ft].flags & IF_TABULATED)
 499     {
 500         /* For tabulated interactions only the second parameter is perturbable */
 501         p0    = 1;
 502         nrfpB = 1;
 503     }
 504     bDiff = FALSE;
 505     for (i = 0; i < nrfpB && !bDiff; i++)
 506     {
 507         bDiff = !equal_real(
 508                 ip1.generic.buf[p0 + i], ip1.generic.buf[nrfpA + i], relativeTolerance, absoluteTolerance);
 509     }
 510     if (bDiff)
 511     {
 512         fprintf(fp, "%s: ", s);
 513         pr_iparams(fp, ft, ip1);
 514     }
 515 }
 516
 517 static void cmp_cmap(FILE* fp, const gmx_cmap_t* cmap1, const gmx_cmap_t* cmap2, real relativeTolerance, real absoluteTolerance)
 518 {
 519     int cmap1_ngrid = (cmap1 ? cmap1->cmapdata.size() : 0);
 520     int cmap2_ngrid = (cmap2 ? cmap2->cmapdata.size() : 0);
 521
 522     cmp_int(fp, "cmap ngrid", -1, cmap1_ngrid, cmap2_ngrid);
 523
 524     if (cmap1 == nullptr || cmap2 == nullptr)
 525     {
 526         return;
 527     }
 528
 529     cmp_int(fp, "cmap grid_spacing", -1, cmap1->grid_spacing, cmap2->grid_spacing);
 530     if (cmap1->cmapdata.size() == cmap2->cmapdata.size() && cmap1->grid_spacing == cmap2->grid_spacing)
 531     {
 532         for (size_t g = 0; g < cmap1->cmapdata.size(); g++)
 533         {
 534             int i;
 535
 536             fprintf(fp, "comparing cmap %zu\n", g);
 537
 538             for (i = 0; i < 4 * cmap1->grid_spacing * cmap1->grid_spacing; i++)
 539             {
 540                 cmp_real(fp, "", i, cmap1->cmapdata[g].cmap[i], cmap2->cmapdata[g].cmap[i], relativeTolerance, absoluteTolerance);
 541             }
 542         }
 543     }
 544 }
 545
 546 static void cmp_listoflists(FILE*                        fp,
 547                             const gmx::ListOfLists<int>& list1,
 548                             const gmx::ListOfLists<int>& list2,
 549                             const char*                  s)
 550 {
 551     char buf[32];
 552
 553     fprintf(fp, "comparing blocka %s\n", s);
 554     sprintf(buf, "%s.numLists", s);
 555     cmp_int(fp, buf, -1, list1.ssize(), list2.ssize());
 556     sprintf(buf, "%s.numElements", s);
 557     cmp_int(fp, buf, -1, list1.numElements(), list2.numElements());
 558 }
 559
 560 static void compareFfparams(FILE*                 fp,
 561                             const gmx_ffparams_t& ff1,
 562                             const gmx_ffparams_t& ff2,
 563                             real                  relativeTolerance,
 564                             real                  absoluteTolerance)
 565 {
 566     fprintf(fp, "comparing force field parameters\n");
 567     cmp_int(fp, "numTypes", -1, ff1.numTypes(), ff2.numTypes());
 568     cmp_int(fp, "atnr", -1, ff1.atnr, ff1.atnr);
 569     cmp_double(fp, "reppow", -1, ff1.reppow, ff2.reppow, relativeTolerance, absoluteTolerance);
 570     cmp_real(fp, "fudgeQQ", -1, ff1.fudgeQQ, ff2.fudgeQQ, relativeTolerance, absoluteTolerance);
 571     cmp_cmap(fp, &ff1.cmap_grid, &ff2.cmap_grid, relativeTolerance, absoluteTolerance);
 572     for (int i = 0; i < std::min(ff1.numTypes(), ff2.numTypes()); i++)
 573     {
 574         std::string buf = gmx::formatString("ffparams->functype[%d]", i);
 575         cmp_int(fp, buf.c_str(), i, ff1.functype[i], ff2.functype[i]);
 576         buf = gmx::formatString("ffparams->iparams[%d]", i);
 577         cmp_iparm(fp, buf.c_str(), ff1.functype[i], ff1.iparams[i], ff2.iparams[i], relativeTolerance, absoluteTolerance);
 578     }
 579 }
 580
 581 static void compareFfparamAB(FILE* fp, const gmx_ffparams_t& ff1, real relativeTolerance, real absoluteTolerance)
 582 {
 583     fprintf(fp, "comparing free energy parameters\n");
 584     for (int i = 0; i < ff1.numTypes(); i++)
 585     {
 586         std::string buf = gmx::formatString("ffparams->iparams[%d]", i);
 587         cmp_iparm_AB(fp, buf.c_str(), ff1.functype[i], ff1.iparams[i], relativeTolerance, absoluteTolerance);
 588     }
 589 }
 590 static void compareInteractionLists(FILE* fp, const InteractionLists* il1, const InteractionLists* il2)
 591 {
 592     fprintf(fp, "comparing InteractionLists\n");
 593     if ((il1 || il2) && (!il1 || !il2))
 594     {
 595         fprintf(fp, "InteractionLists are present in topology %d but not in the other\n", il1 ? 1 : 2);
 596     }
 597     if (il1 && il2)
 598     {
 599         for (int i = 0; i < F_NRE; i++)
 600         {
 601             cmp_int(fp, "InteractionList size", i, il1->at(i).size(), il2->at(i).size());
 602             int nr = std::min(il1->at(i).size(), il2->at(i).size());
 603             for (int j = 0; j < nr; j++)
 604             {
 605                 cmp_int(fp, "InteractionList entry", j, il1->at(i).iatoms.at(j), il2->at(i).iatoms.at(j));
 606             }
 607         }
 608     }
 609 }
 610
 611 static void compareMoltypes(FILE*                              fp,
 612                             gmx::ArrayRef<const gmx_moltype_t> mt1,
 613                             gmx::ArrayRef<const gmx_moltype_t> mt2,
 614                             real                               relativeTolerance,
 615                             real                               absoluteTolerance)
 616 {
 617     fprintf(fp, "comparing molecule types\n");
 618     cmp_int(fp, "moltype size", -1, mt1.size(), mt2.size());
 619     for (int i = 0; i < std::min(mt1.ssize(), mt2.ssize()); i++)
 620     {
 621         cmp_str(fp, "Name", i, *mt1[i].name, *mt2[i].name);
 622         compareAtoms(fp, &mt1[i].atoms, &mt2[i].atoms, relativeTolerance, absoluteTolerance);
 623         compareInteractionLists(fp, &mt1[i].ilist, &mt2[i].ilist);
 624         std::string buf = gmx::formatString("excls[%d]", i);
 625         cmp_listoflists(fp, mt1[i].excls, mt2[i].excls, buf.c_str());
 626     }
 627 }
 628
 629 static void compareMoletypeAB(FILE* fp, gmx::ArrayRef<const gmx_moltype_t> mt1, real relativeTolerance, real absoluteTolerance)
 630 {
 631     fprintf(fp, "comparing free energy molecule types\n");
 632     for (gmx::index i = 0; i < mt1.ssize(); i++)
 633     {
 634         compareAtoms(fp, &mt1[i].atoms, nullptr, relativeTolerance, absoluteTolerance);
 635     }
 636 }
 637 static void compareMolblocks(FILE*                               fp,
 638                              gmx::ArrayRef<const gmx_molblock_t> mb1,
 639                              gmx::ArrayRef<const gmx_molblock_t> mb2)
 640 {
 641     fprintf(fp, "comparing molecule blocks\n");
 642     cmp_int(fp, "molblock size", -1, mb1.size(), mb2.size());
 643     int nr = std::min(mb1.size(), mb2.size());
 644     for (int i = 0; i < nr; i++)
 645     {
 646         cmp_int(fp, "type", i, mb1[i].type, mb2[i].type);
 647         cmp_int(fp, "nmol", i, mb1[i].nmol, mb2[i].nmol);
 648         // Only checking size of restraint vectors for now
 649         cmp_int(fp, "posres_xA size", i, mb1[i].posres_xA.size(), mb2[i].posres_xA.size());
 650         cmp_int(fp, "posres_xB size", i, mb1[i].posres_xB.size(), mb2[i].posres_xB.size());
 651     }
 652 }
 653
 654 static void compareAtomtypes(FILE* fp, const t_atomtypes& at1, const t_atomtypes& at2)
 655 {
 656     fprintf(fp, "comparing atomtypes\n");
 657     cmp_int(fp, "nr", -1, at1.nr, at2.nr);
 658     int nr = std::min(at1.nr, at2.nr);
 659     for (int i = 0; i < nr; i++)
 660     {
 661         cmp_int(fp, "atomtype", i, at1.atomnumber[i], at2.atomnumber[i]);
 662     }
 663 }
 664
 665 static void compareIntermolecularExclusions(FILE*                    fp,
 666                                             gmx::ArrayRef<const int> ime1,
 667                                             gmx::ArrayRef<const int> ime2)
 668 {
 669     fprintf(fp, "comparing intermolecular exclusions\n");
 670     cmp_int(fp, "exclusion number", -1, ime1.size(), ime2.size());
 671     int nr = std::min(ime1.size(), ime2.size());
 672     for (int i = 0; i < nr; i++)
 673     {
 674         cmp_int(fp, "exclusion", i, ime1[i], ime2[i]);
 675     }
 676 }
 677
 678 static void compareBlockIndices(FILE*                                     fp,
 679                                 gmx::ArrayRef<const MoleculeBlockIndices> mbi1,
 680                                 gmx::ArrayRef<const MoleculeBlockIndices> mbi2)
 681 {
 682     fprintf(fp, "comparing moleculeBlockIndices\n");
 683     cmp_int(fp, "size", -1, mbi1.size(), mbi2.size());
 684     int nr = std::min(mbi1.size(), mbi2.size());
 685     for (int i = 0; i < nr; i++)
 686     {
 687         cmp_int(fp, "numAtomsPerMolecule", i, mbi1[i].numAtomsPerMolecule, mbi2[i].numAtomsPerMolecule);
 688         cmp_int(fp, "globalAtomStart", i, mbi1[i].globalAtomStart, mbi2[i].globalAtomStart);
 689         cmp_int(fp, "globalAtomEnd", i, mbi1[i].globalAtomEnd, mbi2[i].globalAtomEnd);
 690         cmp_int(fp, "globalResidueStart", i, mbi1[i].globalResidueStart, mbi2[i].globalResidueStart);
 691         cmp_int(fp, "moleculeIndexStart", i, mbi1[i].moleculeIndexStart, mbi2[i].moleculeIndexStart);
 692     }
 693 }
 694
 695 void compareMtop(FILE* fp, const gmx_mtop_t& mtop1, const gmx_mtop_t& mtop2, real relativeTolerance, real absoluteTolerance)
 696 {
 697     fprintf(fp, "comparing mtop topology\n");
 698     cmp_str(fp, "Name", -1, *mtop1.name, *mtop2.name);
 699     cmp_int(fp, "natoms", -1, mtop1.natoms, mtop2.natoms);
 700     cmp_int(fp,
 701             "maxres_renum",
 702             -1,
 703             mtop1.maxResiduesPerMoleculeToTriggerRenumber(),
 704             mtop2.maxResiduesPerMoleculeToTriggerRenumber());
 705     cmp_int(fp, "maxresnr", -1, mtop1.maxResNumberNotRenumbered(), mtop2.maxResNumberNotRenumbered());
 706     cmp_bool(fp, "bIntermolecularInteractions", -1, mtop1.bIntermolecularInteractions, mtop2.bIntermolecularInteractions);
 707     cmp_bool(fp, "haveMoleculeIndices", -1, mtop1.haveMoleculeIndices, mtop2.haveMoleculeIndices);
 708
 709     compareFfparams(fp, mtop1.ffparams, mtop2.ffparams, relativeTolerance, absoluteTolerance);
 710     compareMoltypes(fp, mtop1.moltype, mtop2.moltype, relativeTolerance, absoluteTolerance);
 711     compareMolblocks(fp, mtop1.molblock, mtop2.molblock);
 712     compareInteractionLists(fp, mtop1.intermolecular_ilist.get(), mtop2.intermolecular_ilist.get());
 713     compareAtomtypes(fp, mtop1.atomtypes, mtop2.atomtypes);
 714     compareAtomGroups(fp, mtop1.groups, mtop2.groups, mtop1.natoms, mtop2.natoms);
 715     compareIntermolecularExclusions(
 716             fp, mtop1.intermolecularExclusionGroup, mtop2.intermolecularExclusionGroup);
 717     compareBlockIndices(fp, mtop1.moleculeBlockIndices, mtop2.moleculeBlockIndices);
 718 }
 719
 720 void compareMtopAB(FILE* fp, const gmx_mtop_t& mtop1, real relativeTolerance, real absoluteTolerance)
 721 {
 722     fprintf(fp, "comparing topAB\n");
 723     compareFfparamAB(fp, mtop1.ffparams, relativeTolerance, absoluteTolerance);
 724     compareMoletypeAB(fp, mtop1.moltype, relativeTolerance, absoluteTolerance);
 725 }
 726
 727 void compareAtomGroups(FILE* fp, const SimulationGroups& g0, const SimulationGroups& g1, int natoms0, int natoms1)
 728 {
 729     fprintf(fp, "comparing groups\n");
 730
 731     for (auto group : keysOf(g0.groups))
 732     {
 733         std::string buf = gmx::formatString("grps[%d].nr", static_cast<int>(group));
 734         cmp_int(fp, buf.c_str(), -1, g0.groups[group].size(), g1.groups[group].size());
 735         if (g0.groups[group].size() == g1.groups[group].size())
 736         {
 737             for (gmx::index j = 0; j < gmx::ssize(g0.groups[group]); j++)
 738             {
 739                 buf = gmx::formatString("grps[%d].name[%zd]", static_cast<int>(group), j);
 740                 cmp_str(fp,
 741                         buf.c_str(),
 742                         -1,
 743                         *g0.groupNames[g0.groups[group][j]],
 744                         *g1.groupNames[g1.groups[group][j]]);
 745             }
 746         }
 747         cmp_int(fp,
 748                 "ngrpnr",
 749                 static_cast<int>(group),
 750                 g0.numberOfGroupNumbers(group),
 751                 g1.numberOfGroupNumbers(group));
 752         if (g0.numberOfGroupNumbers(group) == g1.numberOfGroupNumbers(group) && natoms0 == natoms1
 753             && (!g0.groupNumbers[group].empty() || !g1.groupNumbers[group].empty()))
 754         {
 755             for (int j = 0; j < natoms0; j++)
 756             {
 757                 cmp_int(fp,
 758                         c_simulationAtomGroupTypeShortNames[group],
 759                         j,
 760                         getGroupType(g0, group, j),
 761                         getGroupType(g1, group, j));
 762             }
 763         }
 764     }
 765     /* We have compared the names in the groups lists,
 766      * so we can skip the grpname list comparison.
 767      */
 768 }
 769
 770 int getGroupType(const SimulationGroups& group, SimulationAtomGroupType type, int atom)
 771 {
 772     return (group.groupNumbers[type].empty() ? 0 : group.groupNumbers[type][atom]);
 773 }
 774
 775 void copy_moltype(const gmx_moltype_t* src, gmx_moltype_t* dst)
 776 {
 777     dst->name          = src->name;
 778     dst->excls         = src->excls;
 779     t_atoms* atomsCopy = copy_t_atoms(&src->atoms);
 780     dst->atoms         = *atomsCopy;
 781     sfree(atomsCopy);
 782
 783     for (int i = 0; i < F_NRE; ++i)
 784     {
 785         dst->ilist[i] = src->ilist[i];
 786     }
 787 }