src/gromacs/trajectoryanalysis/cmdlinerunner.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2010,2011,2012,2013, 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 gmx::TrajectoryAnalysisCommandLineRunner.
  38  *
  39  * \author Teemu Murtola <teemu.murtola@gmail.com>
  40  * \ingroup module_trajectoryanalysis
  41  */
  42 #include "cmdlinerunner.h"
  43
  44 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  45 #include "config.h"
  46 #endif
  47
  48 #include "gromacs/legacyheaders/pbc.h"
  49 #include "gromacs/legacyheaders/rmpbc.h"
  50
  51 #include "gromacs/analysisdata/paralleloptions.h"
  52 #include "gromacs/commandline/cmdlinehelpcontext.h"
  53 #include "gromacs/commandline/cmdlinehelpwriter.h"
  54 #include "gromacs/commandline/cmdlinemodule.h"
  55 #include "gromacs/commandline/cmdlinemodulemanager.h"
  56 #include "gromacs/commandline/cmdlineparser.h"
  57 #include "gromacs/options/options.h"
  58 #include "gromacs/selection/selectioncollection.h"
  59 #include "gromacs/selection/selectionoptionmanager.h"
  60 #include "gromacs/trajectoryanalysis/analysismodule.h"
  61 #include "gromacs/trajectoryanalysis/analysissettings.h"
  62 #include "gromacs/trajectoryanalysis/runnercommon.h"
  63 #include "gromacs/utility/exceptions.h"
  64 #include "gromacs/utility/file.h"
  65 #include "gromacs/utility/gmxassert.h"
  66 #include "gromacs/utility/programinfo.h"
  67
  68 namespace gmx
  69 {
  70
  71 /********************************************************************
  72  * TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl
  73  */
  74
  75 class TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl
  76 {
  77     public:
  78         class RunnerCommandLineModule;
  79
  80         Impl(TrajectoryAnalysisModule *module);
  81         ~Impl();
  82
  83         void parseOptions(TrajectoryAnalysisSettings *settings,
  84                           TrajectoryAnalysisRunnerCommon *common,
  85                           SelectionCollection *selections,
  86                           int *argc, char *argv[]);
  87
  88         TrajectoryAnalysisModule *module_;
  89         bool                      bUseDefaultGroups_;
  90         int                       debugLevel_;
  91 };
  92
  93
  94 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl::Impl(
  95         TrajectoryAnalysisModule *module)
  96     : module_(module), bUseDefaultGroups_(true), debugLevel_(0)
  97 {
  98 }
  99
 100
 101 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl::~Impl()
 102 {
 103 }
 104
 105
 106 void
 107 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl::parseOptions(
 108         TrajectoryAnalysisSettings *settings,
 109         TrajectoryAnalysisRunnerCommon *common,
 110         SelectionCollection *selections,
 111         int *argc, char *argv[])
 112 {
 113     Options options(NULL, NULL);
 114     Options moduleOptions(module_->name(), module_->description());
 115     Options commonOptions("common", "Common analysis control");
 116     Options selectionOptions("selection", "Common selection control");
 117     module_->initOptions(&moduleOptions, settings);
 118     common->initOptions(&commonOptions);
 119     selections->initOptions(&selectionOptions);
 120
 121     options.addSubSection(&commonOptions);
 122     options.addSubSection(&selectionOptions);
 123     options.addSubSection(&moduleOptions);
 124
 125     SelectionOptionManager seloptManager(selections);
 126     setManagerForSelectionOptions(&options, &seloptManager);
 127
 128     {
 129         CommandLineParser  parser(&options);
 130         // TODO: Print the help if user provides an invalid option?
 131         // Or just add a message advising the user to invoke the help?
 132         parser.parse(argc, argv);
 133         common->scaleTimeOptions(&options);
 134         options.finish();
 135     }
 136
 137     common->optionsFinished(&commonOptions);
 138     module_->optionsFinished(&moduleOptions, settings);
 139
 140     common->initIndexGroups(selections, bUseDefaultGroups_);
 141
 142     // TODO: Check whether the input is a pipe.
 143     const bool bInteractive = true;
 144     seloptManager.parseRequestedFromStdin(bInteractive);
 145     common->doneIndexGroups(selections);
 146
 147     common->initTopology(selections);
 148     selections->compile();
 149 }
 150
 151
 152 /********************************************************************
 153  * TrajectoryAnalysisCommandLineRunner
 154  */
 155
 156 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::TrajectoryAnalysisCommandLineRunner(
 157         TrajectoryAnalysisModule *module)
 158     : impl_(new Impl(module))
 159 {
 160 }
 161
 162
 163 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::~TrajectoryAnalysisCommandLineRunner()
 164 {
 165 }
 166
 167
 168 void
 169 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::setUseDefaultGroups(bool bUseDefaults)
 170 {
 171     impl_->bUseDefaultGroups_ = bUseDefaults;
 172 }
 173
 174
 175 void
 176 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::setSelectionDebugLevel(int debuglevel)
 177 {
 178     impl_->debugLevel_ = debuglevel;
 179 }
 180
 181
 182 int
 183 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::run(int argc, char *argv[])
 184 {
 185     TrajectoryAnalysisModule *module = impl_->module_;
 186
 187     SelectionCollection       selections;
 188     selections.setDebugLevel(impl_->debugLevel_);
 189
 190     TrajectoryAnalysisSettings      settings;
 191     TrajectoryAnalysisRunnerCommon  common(&settings);
 192
 193     impl_->parseOptions(&settings, &common, &selections, &argc, argv);
 194
 195     const TopologyInformation &topology = common.topologyInformation();
 196     module->initAnalysis(settings, topology);
 197
 198     // Load first frame.
 199     common.initFirstFrame();
 200     module->initAfterFirstFrame(common.frame());
 201
 202     t_pbc  pbc;
 203     t_pbc *ppbc = settings.hasPBC() ? &pbc : NULL;
 204
 205     int    nframes = 0;
 206     AnalysisDataParallelOptions         dataOptions;
 207     TrajectoryAnalysisModuleDataPointer pdata(
 208             module->startFrames(dataOptions, selections));
 209     do
 210     {
 211         common.initFrame();
 212         t_trxframe &frame = common.frame();
 213         if (ppbc != NULL)
 214         {
 215             set_pbc(ppbc, topology.ePBC(), frame.box);
 216         }
 217
 218         selections.evaluate(&frame, ppbc);
 219         module->analyzeFrame(nframes, frame, ppbc, pdata.get());
 220
 221         nframes++;
 222     }
 223     while (common.readNextFrame());
 224     module->finishFrames(pdata.get());
 225     if (pdata.get() != NULL)
 226     {
 227         pdata->finish();
 228     }
 229     pdata.reset();
 230
 231     if (common.hasTrajectory())
 232     {
 233         fprintf(stderr, "Analyzed %d frames, last time %.3f\n",
 234                 nframes, common.frame().time);
 235     }
 236     else
 237     {
 238         fprintf(stderr, "Analyzed topology coordinates\n");
 239     }
 240
 241     // Restore the maximal groups for dynamic selections.
 242     selections.evaluateFinal(nframes);
 243
 244     module->finishAnalysis(nframes);
 245     module->writeOutput();
 246
 247     return 0;
 248 }
 249
 250
 251 void
 252 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::writeHelp(const CommandLineHelpContext &context)
 253 {
 254     // TODO: This method duplicates some code from run().
 255     // See how to best refactor it to share the common code.
 256     SelectionCollection             selections;
 257     TrajectoryAnalysisSettings      settings;
 258     TrajectoryAnalysisRunnerCommon  common(&settings);
 259
 260     Options options(NULL, NULL);
 261     Options moduleOptions(impl_->module_->name(), impl_->module_->description());
 262     Options commonOptions("common", "Common analysis control");
 263     Options selectionOptions("selection", "Common selection control");
 264
 265     impl_->module_->initOptions(&moduleOptions, &settings);
 266     common.initOptions(&commonOptions);
 267     selections.initOptions(&selectionOptions);
 268
 269     options.addSubSection(&commonOptions);
 270     options.addSubSection(&selectionOptions);
 271     options.addSubSection(&moduleOptions);
 272
 273     SelectionOptionManager seloptManager(&selections);
 274     setManagerForSelectionOptions(&options, &seloptManager);
 275
 276     CommandLineHelpWriter(options)
 277         .setShowDescriptions(true)
 278         .setTimeUnitString(settings.timeUnitManager().timeUnitAsString())
 279         .writeHelp(context);
 280 }
 281
 282
 283 /*! \internal \brief
 284  * Command line module for a trajectory analysis module.
 285  *
 286  * \ingroup module_trajectoryanalysis
 287  */
 288 class TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl::RunnerCommandLineModule
 289     : public CommandLineModuleInterface
 290 {
 291     public:
 292         /*! \brief
 293          * Constructs a module.
 294          *
 295          * \param[in] name         Name for the module.
 296          * \param[in] description  One-line description for the module.
 297          * \param[in] factory      Factory method to create the analysis module.
 298          *
 299          * Does not throw.  This is important for correct implementation of
 300          * runAsMain().
 301          */
 302         RunnerCommandLineModule(const char *name, const char *description,
 303                                 ModuleFactoryMethod factory)
 304             : name_(name), description_(description), factory_(factory)
 305         {
 306         }
 307
 308         virtual const char *name() const { return name_; }
 309         virtual const char *shortDescription() const { return description_; };
 310
 311         virtual int run(int argc, char *argv[]);
 312         virtual void writeHelp(const CommandLineHelpContext &context) const;
 313
 314     private:
 315         const char             *name_;
 316         const char             *description_;
 317         ModuleFactoryMethod     factory_;
 318
 319         GMX_DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(RunnerCommandLineModule);
 320 };
 321
 322 int TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl::RunnerCommandLineModule::run(
 323         int argc, char *argv[])
 324 {
 325     TrajectoryAnalysisModulePointer     module(factory_());
 326     TrajectoryAnalysisCommandLineRunner runner(module.get());
 327     return runner.run(argc, argv);
 328 }
 329
 330 void TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl::RunnerCommandLineModule::writeHelp(
 331         const CommandLineHelpContext &context) const
 332 {
 333     TrajectoryAnalysisModulePointer     module(factory_());
 334     TrajectoryAnalysisCommandLineRunner runner(module.get());
 335     runner.writeHelp(context);
 336 }
 337
 338 // static
 339 int
 340 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::runAsMain(
 341         int argc, char *argv[], ModuleFactoryMethod factory)
 342 {
 343     Impl::RunnerCommandLineModule module(NULL, NULL, factory);
 344     return CommandLineModuleManager::runAsMainSingleModule(argc, argv, &module);
 345 }
 346
 347 // static
 348 void
 349 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::registerModule(
 350         CommandLineModuleManager *manager, const char *name,
 351         const char *description, ModuleFactoryMethod factory)
 352 {
 353     CommandLineModulePointer module(
 354             new Impl::RunnerCommandLineModule(name, description, factory));
 355     manager->addModule(move(module));
 356 }
 357
 358 } // namespace gmx