src/gromacs/trajectoryanalysis/cmdlinerunner.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2010,2011,2012,2013,2014, 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
  67 namespace gmx
  68 {
  69
  70 /********************************************************************
  71  * TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl
  72  */
  73
  74 class TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl
  75 {
  76     public:
  77         class RunnerCommandLineModule;
  78
  79         Impl(TrajectoryAnalysisModule *module);
  80         ~Impl();
  81
  82         void parseOptions(TrajectoryAnalysisSettings *settings,
  83                           TrajectoryAnalysisRunnerCommon *common,
  84                           SelectionCollection *selections,
  85                           int *argc, char *argv[]);
  86
  87         TrajectoryAnalysisModule *module_;
  88         bool                      bUseDefaultGroups_;
  89         int                       debugLevel_;
  90 };
  91
  92
  93 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl::Impl(
  94         TrajectoryAnalysisModule *module)
  95     : module_(module), bUseDefaultGroups_(true), debugLevel_(0)
  96 {
  97 }
  98
  99
 100 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl::~Impl()
 101 {
 102 }
 103
 104
 105 void
 106 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl::parseOptions(
 107         TrajectoryAnalysisSettings *settings,
 108         TrajectoryAnalysisRunnerCommon *common,
 109         SelectionCollection *selections,
 110         int *argc, char *argv[])
 111 {
 112     Options options(NULL, NULL);
 113     Options moduleOptions(module_->name(), module_->description());
 114     Options commonOptions("common", "Common analysis control");
 115     Options selectionOptions("selection", "Common selection control");
 116     module_->initOptions(&moduleOptions, settings);
 117     common->initOptions(&commonOptions);
 118     selections->initOptions(&selectionOptions);
 119
 120     options.addSubSection(&commonOptions);
 121     options.addSubSection(&selectionOptions);
 122     options.addSubSection(&moduleOptions);
 123
 124     SelectionOptionManager seloptManager(selections);
 125     setManagerForSelectionOptions(&options, &seloptManager);
 126
 127     {
 128         CommandLineParser  parser(&options);
 129         // TODO: Print the help if user provides an invalid option?
 130         // Or just add a message advising the user to invoke the help?
 131         parser.parse(argc, argv);
 132         common->scaleTimeOptions(&options);
 133         options.finish();
 134     }
 135
 136     common->optionsFinished(&commonOptions);
 137     module_->optionsFinished(&moduleOptions, settings);
 138
 139     common->initIndexGroups(selections, bUseDefaultGroups_);
 140
 141     // TODO: Check whether the input is a pipe.
 142     const bool bInteractive = true;
 143     seloptManager.parseRequestedFromStdin(bInteractive);
 144     common->doneIndexGroups(selections);
 145
 146     common->initTopology(selections);
 147     selections->compile();
 148 }
 149
 150
 151 /********************************************************************
 152  * TrajectoryAnalysisCommandLineRunner
 153  */
 154
 155 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::TrajectoryAnalysisCommandLineRunner(
 156         TrajectoryAnalysisModule *module)
 157     : impl_(new Impl(module))
 158 {
 159 }
 160
 161
 162 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::~TrajectoryAnalysisCommandLineRunner()
 163 {
 164 }
 165
 166
 167 void
 168 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::setUseDefaultGroups(bool bUseDefaults)
 169 {
 170     impl_->bUseDefaultGroups_ = bUseDefaults;
 171 }
 172
 173
 174 void
 175 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::setSelectionDebugLevel(int debuglevel)
 176 {
 177     impl_->debugLevel_ = debuglevel;
 178 }
 179
 180
 181 int
 182 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::run(int argc, char *argv[])
 183 {
 184     TrajectoryAnalysisModule *module = impl_->module_;
 185
 186     SelectionCollection       selections;
 187     selections.setDebugLevel(impl_->debugLevel_);
 188
 189     TrajectoryAnalysisSettings      settings;
 190     TrajectoryAnalysisRunnerCommon  common(&settings);
 191
 192     impl_->parseOptions(&settings, &common, &selections, &argc, argv);
 193
 194     const TopologyInformation &topology = common.topologyInformation();
 195     module->initAnalysis(settings, topology);
 196
 197     // Load first frame.
 198     common.initFirstFrame();
 199     module->initAfterFirstFrame(common.frame());
 200
 201     t_pbc  pbc;
 202     t_pbc *ppbc = settings.hasPBC() ? &pbc : NULL;
 203
 204     int    nframes = 0;
 205     AnalysisDataParallelOptions         dataOptions;
 206     TrajectoryAnalysisModuleDataPointer pdata(
 207             module->startFrames(dataOptions, selections));
 208     do
 209     {
 210         common.initFrame();
 211         t_trxframe &frame = common.frame();
 212         if (ppbc != NULL)
 213         {
 214             set_pbc(ppbc, topology.ePBC(), frame.box);
 215         }
 216
 217         selections.evaluate(&frame, ppbc);
 218         module->analyzeFrame(nframes, frame, ppbc, pdata.get());
 219
 220         nframes++;
 221     }
 222     while (common.readNextFrame());
 223     module->finishFrames(pdata.get());
 224     if (pdata.get() != NULL)
 225     {
 226         pdata->finish();
 227     }
 228     pdata.reset();
 229
 230     if (common.hasTrajectory())
 231     {
 232         fprintf(stderr, "Analyzed %d frames, last time %.3f\n",
 233                 nframes, common.frame().time);
 234     }
 235     else
 236     {
 237         fprintf(stderr, "Analyzed topology coordinates\n");
 238     }
 239
 240     // Restore the maximal groups for dynamic selections.
 241     selections.evaluateFinal(nframes);
 242
 243     module->finishAnalysis(nframes);
 244     module->writeOutput();
 245
 246     return 0;
 247 }
 248
 249
 250 void
 251 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::writeHelp(const CommandLineHelpContext &context)
 252 {
 253     // TODO: This method duplicates some code from run().
 254     // See how to best refactor it to share the common code.
 255     SelectionCollection             selections;
 256     TrajectoryAnalysisSettings      settings;
 257     TrajectoryAnalysisRunnerCommon  common(&settings);
 258
 259     Options options(NULL, NULL);
 260     Options moduleOptions(impl_->module_->name(), impl_->module_->description());
 261     Options commonOptions("common", "Common analysis control");
 262     Options selectionOptions("selection", "Common selection control");
 263
 264     impl_->module_->initOptions(&moduleOptions, &settings);
 265     common.initOptions(&commonOptions);
 266     selections.initOptions(&selectionOptions);
 267
 268     options.addSubSection(&commonOptions);
 269     options.addSubSection(&selectionOptions);
 270     options.addSubSection(&moduleOptions);
 271
 272     SelectionOptionManager seloptManager(&selections);
 273     setManagerForSelectionOptions(&options, &seloptManager);
 274
 275     CommandLineHelpWriter(options)
 276         .setShowDescriptions(true)
 277         .setTimeUnitString(settings.timeUnitManager().timeUnitAsString())
 278         .writeHelp(context);
 279 }
 280
 281
 282 /*! \internal \brief
 283  * Command line module for a trajectory analysis module.
 284  *
 285  * \ingroup module_trajectoryanalysis
 286  */
 287 class TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl::RunnerCommandLineModule
 288     : public CommandLineModuleInterface
 289 {
 290     public:
 291         /*! \brief
 292          * Constructs a module.
 293          *
 294          * \param[in] name         Name for the module.
 295          * \param[in] description  One-line description for the module.
 296          * \param[in] factory      Factory method to create the analysis module.
 297          *
 298          * Does not throw.  This is important for correct implementation of
 299          * runAsMain().
 300          */
 301         RunnerCommandLineModule(const char *name, const char *description,
 302                                 ModuleFactoryMethod factory)
 303             : name_(name), description_(description), factory_(factory)
 304         {
 305         }
 306
 307         virtual const char *name() const { return name_; }
 308         virtual const char *shortDescription() const { return description_; };
 309
 310         virtual int run(int argc, char *argv[]);
 311         virtual void writeHelp(const CommandLineHelpContext &context) const;
 312
 313     private:
 314         const char             *name_;
 315         const char             *description_;
 316         ModuleFactoryMethod     factory_;
 317
 318         GMX_DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(RunnerCommandLineModule);
 319 };
 320
 321 int TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl::RunnerCommandLineModule::run(
 322         int argc, char *argv[])
 323 {
 324     TrajectoryAnalysisModulePointer     module(factory_());
 325     TrajectoryAnalysisCommandLineRunner runner(module.get());
 326     return runner.run(argc, argv);
 327 }
 328
 329 void TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::Impl::RunnerCommandLineModule::writeHelp(
 330         const CommandLineHelpContext &context) const
 331 {
 332     TrajectoryAnalysisModulePointer     module(factory_());
 333     TrajectoryAnalysisCommandLineRunner runner(module.get());
 334     runner.writeHelp(context);
 335 }
 336
 337 // static
 338 int
 339 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::runAsMain(
 340         int argc, char *argv[], ModuleFactoryMethod factory)
 341 {
 342     Impl::RunnerCommandLineModule module(NULL, NULL, factory);
 343     return CommandLineModuleManager::runAsMainSingleModule(argc, argv, &module);
 344 }
 345
 346 // static
 347 void
 348 TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::registerModule(
 349         CommandLineModuleManager *manager, const char *name,
 350         const char *description, ModuleFactoryMethod factory)
 351 {
 352     CommandLineModulePointer module(
 353             new Impl::RunnerCommandLineModule(name, description, factory));
 354     manager->addModule(move(module));
 355 }
 356
 357 } // namespace gmx