src/kernel/gmxdump.c

   1 /*
   2  *
   3  *                This source code is part of
   4  *
   5  *                 G   R   O   M   A   C   S
   6  *
   7  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   8  *
   9  *                        VERSION 3.2.0
  10  * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
  11  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
  12  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team,
  13  * check out http://www.gromacs.org for more information.
  14
  15  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  16  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  17  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  18  * of the License, or (at your option) any later version.
  19  *
  20  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  21  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  22  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  23  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  24  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  25  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  26  *
  27  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  28  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  29  *
  30  * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
  31  *
  32  * And Hey:
  33  * Gallium Rubidium Oxygen Manganese Argon Carbon Silicon
  34  */
  35 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  36 #include <config.h>
  37 #endif
  38
  39 #include <stdio.h>
  40 #include <string.h>
  41 #include <math.h>
  42 #include "main.h"
  43 #include "macros.h"
  44 #include "futil.h"
  45 #include "statutil.h"
  46 #include "copyrite.h"
  47 #include "sysstuff.h"
  48 #include "txtdump.h"
  49 #include "gmx_fatal.h"
  50 #include "xtcio.h"
  51 #include "enxio.h"
  52 #include "smalloc.h"
  53 #include "names.h"
  54 #include "gmxfio.h"
  55 #include "tpxio.h"
  56 #include "trnio.h"
  57 #include "txtdump.h"
  58 #include "gmxcpp.h"
  59 #include "checkpoint.h"
  60 #include "mtop_util.h"
  61 #include "sparsematrix.h"
  62 #include "mtxio.h"
  63
  64 static void dump_top(FILE *fp,t_topology *top,char *tpr)
  65 {
  66   int i,j,k,*types;
  67
  68   fprintf(fp,"; Topology generated from %s by program %s\n",tpr,Program());
  69   fprintf(fp,"[ defaults ]\n 1 1 no 1.0 1.0\n\n");
  70   fprintf(fp,"[ atomtypes ]\n");
  71   fprintf(fp,";name  at.num    mass      charge ptype        c6        c12\n");
  72   snew(types,top->atomtypes.nr);
  73   for(i=0; (i<top->atomtypes.nr); i++) {
  74     for(j=0; (j<top->atoms.nr) && (top->atoms.atom[j].type != i); j++)
  75       ;
  76     if (j<top->atoms.nr) {
  77       types[i] = j;
  78       fprintf(fp,"%5s  %4d   %8.4f   %8.4f  %2s  %8.3f  %8.3f\n",
  79               *(top->atoms.atomtype[j]),top->atomtypes.atomnumber[i],
  80               0.0,0.0,"A",0.0,0.0);
  81     }
  82   }
  83   fprintf(fp,"[ nonbonded_params ]\n");
  84   for(i=k=0; (i<top->idef.ntypes); i++) {
  85     for(j=0; (j<top->idef.ntypes); j++,k++) {
  86       fprintf(fp,"%12s  %12s  1  %12.5e  %12.5e\n",
  87               *(top->atoms.atomtype[types[i]]),
  88               *(top->atoms.atomtype[types[j]]),
  89               top->idef.iparams[k].lj.c12,top->idef.iparams[k].lj.c6);
  90     }
  91   }
  92   sfree(types);
  93 }
  94
  95 static void list_tpx(const char *fn, gmx_bool bShowNumbers,const char *mdpfn,
  96                      gmx_bool bSysTop)
  97 {
  98   FILE *gp;
  99   int         fp,indent,i,j,**gcount,atot;
 100   t_state     state;
 101   rvec        *f=NULL;
 102   t_inputrec  ir;
 103   t_tpxheader tpx;
 104   gmx_mtop_t  mtop;
 105   gmx_groups_t *groups;
 106   t_topology  top;
 107
 108   read_tpxheader(fn,&tpx,TRUE,NULL,NULL);
 109
 110   read_tpx_state(fn,
 111                  tpx.bIr  ? &ir : NULL,
 112                  &state,tpx.bF ? f : NULL,
 113                  tpx.bTop ? &mtop: NULL);
 114
 115   if (mdpfn && tpx.bIr) {
 116     gp = gmx_fio_fopen(mdpfn,"w");
 117     pr_inputrec(gp,0,NULL,&(ir),TRUE);
 118     gmx_fio_fclose(gp);
 119   }
 120
 121   if (!mdpfn) {
 122     if (bSysTop)
 123       top = gmx_mtop_t_to_t_topology(&mtop);
 124
 125     if (available(stdout,&tpx,0,fn)) {
 126       indent=0;
 127       indent=pr_title(stdout,indent,fn);
 128       pr_inputrec(stdout,0,"inputrec",tpx.bIr ? &(ir) : NULL,FALSE);
 129
 130       indent = 0;
 131       pr_header(stdout,indent,"header",&(tpx));
 132
 133       if (!bSysTop)
 134         pr_mtop(stdout,indent,"topology",&(mtop),bShowNumbers);
 135       else
 136         pr_top(stdout,indent,"topology",&(top),bShowNumbers);
 137
 138       pr_rvecs(stdout,indent,"box",tpx.bBox ? state.box : NULL,DIM);
 139       pr_rvecs(stdout,indent,"box_rel",tpx.bBox ? state.box_rel : NULL,DIM);
 140       pr_rvecs(stdout,indent,"boxv",tpx.bBox ? state.boxv : NULL,DIM);
 141       pr_rvecs(stdout,indent,"pres_prev",tpx.bBox ? state.pres_prev : NULL,DIM);
 142       pr_rvecs(stdout,indent,"svir_prev",tpx.bBox ? state.svir_prev : NULL,DIM);
 143       pr_rvecs(stdout,indent,"fvir_prev",tpx.bBox ? state.fvir_prev : NULL,DIM);
 144       /* leave nosehoover_xi in for now to match the tpr version */
 145       pr_doubles(stdout,indent,"nosehoover_xi",state.nosehoover_xi,state.ngtc);
 146       /*pr_doubles(stdout,indent,"nosehoover_vxi",state.nosehoover_vxi,state.ngtc);*/
 147       /*pr_doubles(stdout,indent,"therm_integral",state.therm_integral,state.ngtc);*/
 148       pr_rvecs(stdout,indent,"x",tpx.bX ? state.x : NULL,state.natoms);
 149       pr_rvecs(stdout,indent,"v",tpx.bV ? state.v : NULL,state.natoms);
 150       if (state,tpx.bF) {
 151         pr_rvecs(stdout,indent,"f",f,state.natoms);
 152       }
 153     }
 154
 155     groups = &mtop.groups;
 156
 157     snew(gcount,egcNR);
 158     for(i=0; (i<egcNR); i++)
 159       snew(gcount[i],groups->grps[i].nr);
 160
 161     for(i=0; (i<mtop.natoms); i++) {
 162       for(j=0; (j<egcNR); j++)
 163         gcount[j][ggrpnr(groups,j,i)]++;
 164     }
 165     printf("Group statistics\n");
 166     for(i=0; (i<egcNR); i++) {
 167       atot=0;
 168       printf("%-12s: ",gtypes[i]);
 169       for(j=0; (j<groups->grps[i].nr); j++) {
 170         printf("  %5d",gcount[i][j]);
 171         atot+=gcount[i][j];
 172       }
 173       printf("  (total %d atoms)\n",atot);
 174       sfree(gcount[i]);
 175     }
 176     sfree(gcount);
 177   }
 178   done_state(&state);
 179   sfree(f);
 180 }
 181
 182 static void list_top(const char *fn)
 183 {
 184   int status,done;
 185 #define BUFLEN 256
 186   char buf[BUFLEN];
 187   gmx_cpp_t handle;
 188   char *cppopts[] = { NULL };
 189
 190   status = cpp_open_file(fn,&handle,cppopts);
 191   if (status != 0)
 192     gmx_fatal(FARGS,cpp_error(&handle,status));
 193   do {
 194     status = cpp_read_line(&handle,BUFLEN,buf);
 195     done = (status == eCPP_EOF);
 196     if (!done) {
 197       if (status != eCPP_OK)
 198         gmx_fatal(FARGS,cpp_error(&handle,status));
 199       else
 200         printf("%s\n",buf);
 201     }
 202   } while (!done);
 203   status = cpp_close_file(&handle);
 204   if (status != eCPP_OK)
 205     gmx_fatal(FARGS,cpp_error(&handle,status));
 206 }
 207
 208 static void list_trn(const char *fn)
 209 {
 210   t_fileio    *fpread, *fpwrite;
 211   int         nframe,indent;
 212   char        buf[256];
 213   rvec        *x,*v,*f;
 214   matrix      box;
 215   t_trnheader trn;
 216   gmx_bool        bOK;
 217
 218   fpread  = open_trn(fn,"r");
 219   fpwrite = open_tpx(NULL,"w");
 220   gmx_fio_setdebug(fpwrite,TRUE);
 221
 222   nframe = 0;
 223   while (fread_trnheader(fpread,&trn,&bOK)) {
 224     snew(x,trn.natoms);
 225     snew(v,trn.natoms);
 226     snew(f,trn.natoms);
 227     if (fread_htrn(fpread,&trn,
 228                    trn.box_size ? box : NULL,
 229                    trn.x_size   ? x : NULL,
 230                    trn.v_size   ? v : NULL,
 231                    trn.f_size   ? f : NULL)) {
 232       sprintf(buf,"%s frame %d",fn,nframe);
 233       indent=0;
 234       indent=pr_title(stdout,indent,buf);
 235       pr_indent(stdout,indent);
 236       fprintf(stdout,"natoms=%10d  step=%10d  time=%12.7e  lambda=%10g\n",
 237               trn.natoms,trn.step,trn.t,trn.lambda);
 238       if (trn.box_size)
 239         pr_rvecs(stdout,indent,"box",box,DIM);
 240       if (trn.x_size)
 241         pr_rvecs(stdout,indent,"x",x,trn.natoms);
 242       if (trn.v_size)
 243         pr_rvecs(stdout,indent,"v",v,trn.natoms);
 244       if (trn.f_size)
 245         pr_rvecs(stdout,indent,"f",f,trn.natoms);
 246     }
 247     else
 248       fprintf(stderr,"\nWARNING: Incomplete frame: nr %d, t=%g\n",
 249               nframe,trn.t);
 250
 251     sfree(x);
 252     sfree(v);
 253     sfree(f);
 254     nframe++;
 255   }
 256   if (!bOK)
 257     fprintf(stderr,"\nWARNING: Incomplete frame header: nr %d, t=%g\n",
 258             nframe,trn.t);
 259   close_tpx(fpwrite);
 260   close_trn(fpread);
 261 }
 262
 263 void list_xtc(const char *fn, gmx_bool bXVG)
 264 {
 265   t_fileio *xd;
 266   int    indent;
 267   char   buf[256];
 268   rvec   *x;
 269   matrix box;
 270   int    nframe,natoms,step;
 271   real   prec,time;
 272   gmx_bool   bOK;
 273
 274   xd = open_xtc(fn,"r");
 275   read_first_xtc(xd,&natoms,&step,&time,box,&x,&prec,&bOK);
 276
 277   nframe=0;
 278   do {
 279     if (bXVG) {
 280       int i,d;
 281
 282       fprintf(stdout,"%g",time);
 283       for(i=0; i<natoms; i++)
 284         for(d=0; d<DIM; d++)
 285           fprintf(stdout," %g",x[i][d]);
 286       fprintf(stdout,"\n");
 287     } else {
 288       sprintf(buf,"%s frame %d",fn,nframe);
 289       indent=0;
 290       indent=pr_title(stdout,indent,buf);
 291       pr_indent(stdout,indent);
 292       fprintf(stdout,"natoms=%10d  step=%10d  time=%12.7e  prec=%10g\n",
 293             natoms,step,time,prec);
 294       pr_rvecs(stdout,indent,"box",box,DIM);
 295       pr_rvecs(stdout,indent,"x",x,natoms);
 296     }
 297     nframe++;
 298   } while (read_next_xtc(xd,natoms,&step,&time,box,x,&prec,&bOK));
 299   if (!bOK)
 300     fprintf(stderr,"\nWARNING: Incomplete frame at time %g\n",time);
 301   close_xtc(xd);
 302 }
 303
 304 void list_trx(const char *fn,gmx_bool bXVG)
 305 {
 306   int ftp;
 307
 308   ftp = fn2ftp(fn);
 309   if (ftp == efXTC)
 310     list_xtc(fn,bXVG);
 311   else if ((ftp == efTRR) || (ftp == efTRJ))
 312     list_trn(fn);
 313   else
 314     fprintf(stderr,"File %s is of an unsupported type. Try using the command\n 'less %s'\n",
 315             fn,fn);
 316 }
 317
 318 void list_ene(const char *fn)
 319 {
 320     int        ndr;
 321     ener_file_t in;
 322     gmx_bool       bCont;
 323     gmx_enxnm_t *enm=NULL;
 324     t_enxframe *fr;
 325     int        i,j,nre,b;
 326     real       rav,minthird;
 327     char       buf[22];
 328
 329     printf("gmxdump: %s\n",fn);
 330     in = open_enx(fn,"r");
 331     do_enxnms(in,&nre,&enm);
 332
 333     printf("energy components:\n");
 334     for(i=0; (i<nre); i++)
 335         printf("%5d  %-24s (%s)\n",i,enm[i].name,enm[i].unit);
 336
 337     minthird=-1.0/3.0;
 338     snew(fr,1);
 339     do {
 340         bCont=do_enx(in,fr);
 341
 342         if (bCont)
 343         {
 344             printf("\n%24s  %12.5e  %12s  %12s\n","time:",
 345                    fr->t,"step:",gmx_step_str(fr->step,buf));
 346             printf("%24s  %12s  %12s  %12s\n",
 347                    "","","nsteps:",gmx_step_str(fr->nsteps,buf));
 348             printf("%24s  %12.5e  %12s  %12s\n",
 349                    "delta_t:",fr->dt,"sum steps:",gmx_step_str(fr->nsum,buf));
 350             if (fr->nre == nre) {
 351                 printf("%24s  %12s  %12s  %12s\n",
 352                        "Component","Energy","Av. Energy","Sum Energy");
 353                 if (fr->nsum > 0) {
 354                     for(i=0; (i<nre); i++)
 355                         printf("%24s  %12.5e  %12.5e  %12.5e\n",
 356                                enm[i].name,fr->ener[i].e,fr->ener[i].eav,
 357                                fr->ener[i].esum);
 358                 } else {
 359                     for(i=0; (i<nre); i++)
 360                         printf("%24s  %12.5e\n",
 361                                enm[i].name,fr->ener[i].e);
 362                 }
 363             }
 364             for(b=0; b<fr->nblock; b++)
 365             {
 366                 const char *typestr="";
 367
 368                 t_enxblock *eb=&(fr->block[b]);
 369                 printf("Block data %2d (%3d subblocks, id=%d)\n",
 370                        b, eb->nsub, eb->id);
 371
 372                 if (eb->id < enxNR)
 373                     typestr=enx_block_id_name[eb->id];
 374                 printf("  id='%s'\n", typestr);
 375                 for(i=0;i<eb->nsub;i++)
 376                 {
 377                     t_enxsubblock *sb=&(eb->sub[i]);
 378                     printf("  Sub block %3d (%5d elems, type=%s) values:\n",
 379                            i, sb->nr, xdr_datatype_names[sb->type]);
 380
 381                     switch(sb->type)
 382                     {
 383                         case xdr_datatype_float:
 384                             for(j=0;j<sb->nr;j++)
 385                                 printf("%14d   %8.4f\n",j, sb->fval[j]);
 386                             break;
 387                         case xdr_datatype_double:
 388                             for(j=0;j<sb->nr;j++)
 389                                 printf("%14d   %10.6f\n",j, sb->dval[j]);
 390                             break;
 391                         case xdr_datatype_int:
 392                             for(j=0;j<sb->nr;j++)
 393                                 printf("%14d %10d\n",j, sb->ival[j]);
 394                             break;
 395                         case xdr_datatype_large_int:
 396                             for(j=0;j<sb->nr;j++)
 397                                 printf("%14d %s\n",
 398                                        j, gmx_step_str(sb->lval[j],buf));
 399                             break;
 400                         case xdr_datatype_char:
 401                             for(j=0;j<sb->nr;j++)
 402                                 printf("%14d %1c\n",j, sb->cval[j]);
 403                             break;
 404                         case xdr_datatype_string:
 405                             for(j=0;j<sb->nr;j++)
 406                                 printf("%14d %80s\n",j, sb->sval[j]);
 407                             break;
 408                         default:
 409                             gmx_incons("Unknown subblock type");
 410                     }
 411                 }
 412             }
 413         }
 414     } while (bCont);
 415
 416     close_enx(in);
 417
 418     free_enxframe(fr);
 419     sfree(fr);
 420     sfree(enm);
 421 }
 422
 423 static void list_mtx(const char *fn)
 424 {
 425   int  nrow,ncol,i,j,k;
 426   real *full=NULL,value;
 427   gmx_sparsematrix_t * sparse=NULL;
 428
 429   gmx_mtxio_read(fn,&nrow,&ncol,&full,&sparse);
 430
 431   if (full == NULL) {
 432     snew(full,nrow*ncol);
 433     for(i=0;i<nrow*ncol;i++) {
 434       full[i] = 0;
 435     }
 436
 437     for(i=0;i<sparse->nrow;i++) {
 438         for(j=0;j<sparse->ndata[i];j++) {
 439           k     = sparse->data[i][j].col;
 440           value = sparse->data[i][j].value;
 441           full[i*ncol+k] = value;
 442           full[k*ncol+i] = value;
 443         }
 444     }
 445     gmx_sparsematrix_destroy(sparse);
 446   }
 447
 448   printf("%d %d\n",nrow,ncol);
 449   for(i=0; i<nrow; i++) {
 450     for(j=0; j<ncol; j++) {
 451       printf(" %g",full[i*ncol+j]);
 452     }
 453     printf("\n");
 454   }
 455
 456   sfree(full);
 457 }
 458
 459 int main(int argc,char *argv[])
 460 {
 461   const char *desc[] = {
 462     "[TT]gmxdump[tt] reads a run input file ([TT].tpa[tt]/[TT].tpr[tt]/[TT].tpb[tt]),",
 463     "a trajectory ([TT].trj[tt]/[TT].trr[tt]/[TT].xtc[tt]), an energy",
 464     "file ([TT].ene[tt]/[TT].edr[tt]), or a checkpoint file ([TT].cpt[tt])",
 465     "and prints that to standard output in a readable format.",
 466     "This program is essential for checking your run input file in case of",
 467     "problems.[PAR]",
 468     "The program can also preprocess a topology to help finding problems.",
 469     "Note that currently setting [TT]GMXLIB[tt] is the only way to customize",
 470     "directories used for searching include files.",
 471   };
 472   t_filenm fnm[] = {
 473     { efTPX, "-s", NULL, ffOPTRD },
 474     { efTRX, "-f", NULL, ffOPTRD },
 475     { efEDR, "-e", NULL, ffOPTRD },
 476     { efCPT, NULL, NULL, ffOPTRD },
 477     { efTOP, "-p", NULL, ffOPTRD },
 478     { efMTX, "-mtx", "hessian", ffOPTRD },
 479     { efMDP, "-om", NULL, ffOPTWR }
 480   };
 481 #define NFILE asize(fnm)
 482
 483   output_env_t oenv;
 484   /* Command line options */
 485   static gmx_bool bXVG=FALSE;
 486   static gmx_bool bShowNumbers=TRUE;
 487   static gmx_bool bSysTop=FALSE;
 488   t_pargs pa[] = {
 489     { "-xvg", FALSE, etBOOL, {&bXVG}, "HIDDENXVG layout for xtc" },
 490     { "-nr",FALSE, etBOOL, {&bShowNumbers},"Show index numbers in output (leaving them out makes comparison easier, but creates a useless topology)" },
 491     { "-sys", FALSE, etBOOL, {&bSysTop}, "List the atoms and bonded interactions for the whole system instead of for each molecule type" }
 492   };
 493
 494   CopyRight(stderr,argv[0]);
 495   parse_common_args(&argc,argv,0,NFILE,fnm,asize(pa),pa,
 496                     asize(desc),desc,0,NULL,&oenv);
 497
 498
 499   if (ftp2bSet(efTPX,NFILE,fnm))
 500     list_tpx(ftp2fn(efTPX,NFILE,fnm),bShowNumbers,
 501              ftp2fn_null(efMDP,NFILE,fnm),bSysTop);
 502   else if (ftp2bSet(efTRX,NFILE,fnm))
 503     list_trx(ftp2fn(efTRX,NFILE,fnm),bXVG);
 504   else if (ftp2bSet(efEDR,NFILE,fnm))
 505     list_ene(ftp2fn(efEDR,NFILE,fnm));
 506   else if (ftp2bSet(efCPT,NFILE,fnm))
 507     list_checkpoint(ftp2fn(efCPT,NFILE,fnm),stdout);
 508   else if (ftp2bSet(efTOP,NFILE,fnm))
 509     list_top(ftp2fn(efTOP,NFILE,fnm));
 510   else if (ftp2bSet(efMTX,NFILE,fnm))
 511     list_mtx(ftp2fn(efMTX,NFILE,fnm));
 512
 513   thanx(stderr);
 514
 515   return 0;
 516 }