src/mdlib/md_support.c

   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  * check out http://www.gromacs.org for more information.
   7  * Copyright (c) 2012,2013, by the GROMACS development team, led by
   8  * David van der Spoel, Berk Hess, Erik Lindahl, and including many
   9  * others, as listed in the AUTHORS file in the top-level source
  10  * 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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  39 #include <config.h>
  40 #endif
  41
  42 #include "typedefs.h"
  43 #include "string2.h"
  44 #include "smalloc.h"
  45 #include "mdrun.h"
  46 #include "domdec.h"
  47 #include "mtop_util.h"
  48 #include "gmx_wallcycle.h"
  49 #include "vcm.h"
  50 #include "nrnb.h"
  51 #include "md_logging.h"
  52 #include "md_support.h"
  53 #include "names.h"
  54
  55 /* Is the signal in one simulation independent of other simulations? */
  56 gmx_bool gs_simlocal[eglsNR] = { TRUE, FALSE, FALSE, TRUE };
  57
  58 /* check which of the multisim simulations has the shortest number of
  59    steps and return that number of nsteps */
  60 gmx_large_int_t get_multisim_nsteps(const t_commrec *cr,
  61                                     gmx_large_int_t  nsteps)
  62 {
  63     gmx_large_int_t steps_out;
  64
  65     if MASTER(cr)
  66     {
  67         gmx_large_int_t *buf;
  68         int              s;
  69
  70         snew(buf, cr->ms->nsim);
  71
  72         buf[cr->ms->sim] = nsteps;
  73         gmx_sumli_sim(cr->ms->nsim, buf, cr->ms);
  74
  75         steps_out = -1;
  76         for (s = 0; s < cr->ms->nsim; s++)
  77         {
  78             /* find the smallest positive number */
  79             if (buf[s] >= 0 && ((steps_out < 0) || (buf[s] < steps_out)) )
  80             {
  81                 steps_out = buf[s];
  82             }
  83         }
  84         sfree(buf);
  85
  86         /* if we're the limiting simulation, don't do anything */
  87         if (steps_out >= 0 && steps_out < nsteps)
  88         {
  89             char strbuf[255];
  90             snprintf(strbuf, 255, "Will stop simulation %%d after %s steps (another simulation will end then).\n", gmx_large_int_pfmt);
  91             fprintf(stderr, strbuf, cr->ms->sim, steps_out);
  92         }
  93     }
  94     /* broadcast to non-masters */
  95     gmx_bcast(sizeof(gmx_large_int_t), &steps_out, cr);
  96     return steps_out;
  97 }
  98
  99 int multisim_min(const gmx_multisim_t *ms, int nmin, int n)
 100 {
 101     int     *buf;
 102     gmx_bool bPos, bEqual;
 103     int      s, d;
 104
 105     snew(buf, ms->nsim);
 106     buf[ms->sim] = n;
 107     gmx_sumi_sim(ms->nsim, buf, ms);
 108     bPos   = TRUE;
 109     bEqual = TRUE;
 110     for (s = 0; s < ms->nsim; s++)
 111     {
 112         bPos   = bPos   && (buf[s] > 0);
 113         bEqual = bEqual && (buf[s] == buf[0]);
 114     }
 115     if (bPos)
 116     {
 117         if (bEqual)
 118         {
 119             nmin = min(nmin, buf[0]);
 120         }
 121         else
 122         {
 123             /* Find the least common multiple */
 124             for (d = 2; d < nmin; d++)
 125             {
 126                 s = 0;
 127                 while (s < ms->nsim && d % buf[s] == 0)
 128                 {
 129                     s++;
 130                 }
 131                 if (s == ms->nsim)
 132                 {
 133                     /* We found the LCM and it is less than nmin */
 134                     nmin = d;
 135                     break;
 136                 }
 137             }
 138         }
 139     }
 140     sfree(buf);
 141
 142     return nmin;
 143 }
 144
 145 int multisim_nstsimsync(const t_commrec *cr,
 146                         const t_inputrec *ir, int repl_ex_nst)
 147 {
 148     int nmin;
 149
 150     if (MASTER(cr))
 151     {
 152         nmin = INT_MAX;
 153         nmin = multisim_min(cr->ms, nmin, ir->nstlist);
 154         nmin = multisim_min(cr->ms, nmin, ir->nstcalcenergy);
 155         nmin = multisim_min(cr->ms, nmin, repl_ex_nst);
 156         if (nmin == INT_MAX)
 157         {
 158             gmx_fatal(FARGS, "Can not find an appropriate interval for inter-simulation communication, since nstlist, nstcalcenergy and -replex are all <= 0");
 159         }
 160         /* Avoid inter-simulation communication at every (second) step */
 161         if (nmin <= 2)
 162         {
 163             nmin = 10;
 164         }
 165     }
 166
 167     gmx_bcast(sizeof(int), &nmin, cr);
 168
 169     return nmin;
 170 }
 171
 172 void init_global_signals(globsig_t *gs, const t_commrec *cr,
 173                          const t_inputrec *ir, int repl_ex_nst)
 174 {
 175     int i;
 176
 177     if (MULTISIM(cr))
 178     {
 179         gs->nstms = multisim_nstsimsync(cr, ir, repl_ex_nst);
 180         if (debug)
 181         {
 182             fprintf(debug, "Syncing simulations for checkpointing and termination every %d steps\n", gs->nstms);
 183         }
 184     }
 185     else
 186     {
 187         gs->nstms = 1;
 188     }
 189
 190     for (i = 0; i < eglsNR; i++)
 191     {
 192         gs->sig[i] = 0;
 193         gs->set[i] = 0;
 194     }
 195 }
 196
 197 void copy_coupling_state(t_state *statea, t_state *stateb,
 198                          gmx_ekindata_t *ekinda, gmx_ekindata_t *ekindb, t_grpopts* opts)
 199 {
 200
 201     /* MRS note -- might be able to get rid of some of the arguments.  Look over it when it's all debugged */
 202
 203     int i, j, nc;
 204
 205     /* Make sure we have enough space for x and v */
 206     if (statea->nalloc > stateb->nalloc)
 207     {
 208         stateb->nalloc = statea->nalloc;
 209         srenew(stateb->x, stateb->nalloc);
 210         srenew(stateb->v, stateb->nalloc);
 211     }
 212
 213     stateb->natoms     = statea->natoms;
 214     stateb->ngtc       = statea->ngtc;
 215     stateb->nnhpres    = statea->nnhpres;
 216     stateb->veta       = statea->veta;
 217     if (ekinda)
 218     {
 219         copy_mat(ekinda->ekin, ekindb->ekin);
 220         for (i = 0; i < stateb->ngtc; i++)
 221         {
 222             ekindb->tcstat[i].T  = ekinda->tcstat[i].T;
 223             ekindb->tcstat[i].Th = ekinda->tcstat[i].Th;
 224             copy_mat(ekinda->tcstat[i].ekinh, ekindb->tcstat[i].ekinh);
 225             copy_mat(ekinda->tcstat[i].ekinf, ekindb->tcstat[i].ekinf);
 226             ekindb->tcstat[i].ekinscalef_nhc =  ekinda->tcstat[i].ekinscalef_nhc;
 227             ekindb->tcstat[i].ekinscaleh_nhc =  ekinda->tcstat[i].ekinscaleh_nhc;
 228             ekindb->tcstat[i].vscale_nhc     =  ekinda->tcstat[i].vscale_nhc;
 229         }
 230     }
 231     copy_rvecn(statea->x, stateb->x, 0, stateb->natoms);
 232     copy_rvecn(statea->v, stateb->v, 0, stateb->natoms);
 233     copy_mat(statea->box, stateb->box);
 234     copy_mat(statea->box_rel, stateb->box_rel);
 235     copy_mat(statea->boxv, stateb->boxv);
 236
 237     for (i = 0; i < stateb->ngtc; i++)
 238     {
 239         nc = i*opts->nhchainlength;
 240         for (j = 0; j < opts->nhchainlength; j++)
 241         {
 242             stateb->nosehoover_xi[nc+j]  = statea->nosehoover_xi[nc+j];
 243             stateb->nosehoover_vxi[nc+j] = statea->nosehoover_vxi[nc+j];
 244         }
 245     }
 246     if (stateb->nhpres_xi != NULL)
 247     {
 248         for (i = 0; i < stateb->nnhpres; i++)
 249         {
 250             nc = i*opts->nhchainlength;
 251             for (j = 0; j < opts->nhchainlength; j++)
 252             {
 253                 stateb->nhpres_xi[nc+j]  = statea->nhpres_xi[nc+j];
 254                 stateb->nhpres_vxi[nc+j] = statea->nhpres_vxi[nc+j];
 255             }
 256         }
 257     }
 258 }
 259
 260 real compute_conserved_from_auxiliary(t_inputrec *ir, t_state *state, t_extmass *MassQ)
 261 {
 262     real quantity = 0;
 263     switch (ir->etc)
 264     {
 265         case etcNO:
 266             break;
 267         case etcBERENDSEN:
 268             break;
 269         case etcNOSEHOOVER:
 270             quantity = NPT_energy(ir, state, MassQ);
 271             break;
 272         case etcVRESCALE:
 273             quantity = vrescale_energy(&(ir->opts), state->therm_integral);
 274             break;
 275         default:
 276             break;
 277     }
 278     return quantity;
 279 }
 280
 281 void compute_globals(FILE *fplog, gmx_global_stat_t gstat, t_commrec *cr, t_inputrec *ir,
 282                      t_forcerec *fr, gmx_ekindata_t *ekind,
 283                      t_state *state, t_state *state_global, t_mdatoms *mdatoms,
 284                      t_nrnb *nrnb, t_vcm *vcm, gmx_wallcycle_t wcycle,
 285                      gmx_enerdata_t *enerd, tensor force_vir, tensor shake_vir, tensor total_vir,
 286                      tensor pres, rvec mu_tot, gmx_constr_t constr,
 287                      globsig_t *gs, gmx_bool bInterSimGS,
 288                      matrix box, gmx_mtop_t *top_global, real *pcurr,
 289                      int natoms, gmx_bool *bSumEkinhOld, int flags)
 290 {
 291     int      i, gsi;
 292     real     gs_buf[eglsNR];
 293     tensor   corr_vir, corr_pres, shakeall_vir;
 294     gmx_bool bEner, bPres, bTemp, bVV;
 295     gmx_bool bRerunMD, bStopCM, bGStat, bIterate,
 296              bFirstIterate, bReadEkin, bEkinAveVel, bScaleEkin, bConstrain;
 297     real     ekin, temp, prescorr, enercorr, dvdlcorr, dvdl_ekin;
 298
 299     /* translate CGLO flags to gmx_booleans */
 300     bRerunMD = flags & CGLO_RERUNMD;
 301     bStopCM  = flags & CGLO_STOPCM;
 302     bGStat   = flags & CGLO_GSTAT;
 303
 304     bReadEkin     = (flags & CGLO_READEKIN);
 305     bScaleEkin    = (flags & CGLO_SCALEEKIN);
 306     bEner         = flags & CGLO_ENERGY;
 307     bTemp         = flags & CGLO_TEMPERATURE;
 308     bPres         = (flags & CGLO_PRESSURE);
 309     bConstrain    = (flags & CGLO_CONSTRAINT);
 310     bIterate      = (flags & CGLO_ITERATE);
 311     bFirstIterate = (flags & CGLO_FIRSTITERATE);
 312
 313     /* we calculate a full state kinetic energy either with full-step velocity verlet
 314        or half step where we need the pressure */
 315
 316     bEkinAveVel = (ir->eI == eiVV || (ir->eI == eiVVAK && bPres) || bReadEkin);
 317
 318     /* in initalization, it sums the shake virial in vv, and to
 319        sums ekinh_old in leapfrog (or if we are calculating ekinh_old) for other reasons */
 320
 321     /* ########## Kinetic energy  ############## */
 322
 323     if (bTemp)
 324     {
 325         /* Non-equilibrium MD: this is parallellized, but only does communication
 326          * when there really is NEMD.
 327          */
 328
 329         if (PAR(cr) && (ekind->bNEMD))
 330         {
 331             accumulate_u(cr, &(ir->opts), ekind);
 332         }
 333         debug_gmx();
 334         if (bReadEkin)
 335         {
 336             restore_ekinstate_from_state(cr, ekind, &state_global->ekinstate);
 337         }
 338         else
 339         {
 340
 341             calc_ke_part(state, &(ir->opts), mdatoms, ekind, nrnb, bEkinAveVel, bIterate);
 342         }
 343
 344         debug_gmx();
 345     }
 346
 347     /* Calculate center of mass velocity if necessary, also parallellized */
 348     if (bStopCM)
 349     {
 350         calc_vcm_grp(fplog, mdatoms->start, mdatoms->homenr, mdatoms,
 351                      state->x, state->v, vcm);
 352     }
 353
 354     if (bTemp || bStopCM || bPres || bEner || bConstrain)
 355     {
 356         if (!bGStat)
 357         {
 358             /* We will not sum ekinh_old,
 359              * so signal that we still have to do it.
 360              */
 361             *bSumEkinhOld = TRUE;
 362
 363         }
 364         else
 365         {
 366             if (gs != NULL)
 367             {
 368                 for (i = 0; i < eglsNR; i++)
 369                 {
 370                     gs_buf[i] = gs->sig[i];
 371                 }
 372             }
 373             if (PAR(cr))
 374             {
 375                 wallcycle_start(wcycle, ewcMoveE);
 376                 GMX_MPE_LOG(ev_global_stat_start);
 377                 global_stat(fplog, gstat, cr, enerd, force_vir, shake_vir, mu_tot,
 378                             ir, ekind, constr, bStopCM ? vcm : NULL,
 379                             gs != NULL ? eglsNR : 0, gs_buf,
 380                             top_global, state,
 381                             *bSumEkinhOld, flags);
 382                 GMX_MPE_LOG(ev_global_stat_finish);
 383                 wallcycle_stop(wcycle, ewcMoveE);
 384             }
 385             if (gs != NULL)
 386             {
 387                 if (MULTISIM(cr) && bInterSimGS)
 388                 {
 389                     if (MASTER(cr))
 390                     {
 391                         /* Communicate the signals between the simulations */
 392                         gmx_sum_sim(eglsNR, gs_buf, cr->ms);
 393                     }
 394                     /* Communicate the signals form the master to the others */
 395                     gmx_bcast(eglsNR*sizeof(gs_buf[0]), gs_buf, cr);
 396                 }
 397                 for (i = 0; i < eglsNR; i++)
 398                 {
 399                     if (bInterSimGS || gs_simlocal[i])
 400                     {
 401                         /* Set the communicated signal only when it is non-zero,
 402                          * since signals might not be processed at each MD step.
 403                          */
 404                         gsi = (gs_buf[i] >= 0 ?
 405                                (int)(gs_buf[i] + 0.5) :
 406                                (int)(gs_buf[i] - 0.5));
 407                         if (gsi != 0)
 408                         {
 409                             gs->set[i] = gsi;
 410                         }
 411                         /* Turn off the local signal */
 412                         gs->sig[i] = 0;
 413                     }
 414                 }
 415             }
 416             *bSumEkinhOld = FALSE;
 417         }
 418     }
 419
 420     if (!ekind->bNEMD && debug && bTemp && (vcm->nr > 0))
 421     {
 422         correct_ekin(debug,
 423                      mdatoms->start, mdatoms->start+mdatoms->homenr,
 424                      state->v, vcm->group_p[0],
 425                      mdatoms->massT, mdatoms->tmass, ekind->ekin);
 426     }
 427
 428     /* Do center of mass motion removal */
 429     if (bStopCM)
 430     {
 431         check_cm_grp(fplog, vcm, ir, 1);
 432         do_stopcm_grp(fplog, mdatoms->start, mdatoms->homenr, mdatoms->cVCM,
 433                       state->x, state->v, vcm);
 434         inc_nrnb(nrnb, eNR_STOPCM, mdatoms->homenr);
 435     }
 436
 437     if (bEner)
 438     {
 439         /* Calculate the amplitude of the cosine velocity profile */
 440         ekind->cosacc.vcos = ekind->cosacc.mvcos/mdatoms->tmass;
 441     }
 442
 443     if (bTemp)
 444     {
 445         /* Sum the kinetic energies of the groups & calc temp */
 446         /* compute full step kinetic energies if vv, or if vv-avek and we are computing the pressure with IR_NPT_TROTTER */
 447         /* three maincase:  VV with AveVel (md-vv), vv with AveEkin (md-vv-avek), leap with AveEkin (md).
 448            Leap with AveVel is not supported; it's not clear that it will actually work.
 449            bEkinAveVel: If TRUE, we simply multiply ekin by ekinscale to get a full step kinetic energy.
 450            If FALSE, we average ekinh_old and ekinh*ekinscale_nhc to get an averaged half step kinetic energy.
 451            bSaveEkinOld: If TRUE (in the case of iteration = bIterate is TRUE), we don't reset the ekinscale_nhc.
 452            If FALSE, we go ahead and erase over it.
 453          */
 454         enerd->term[F_TEMP] = sum_ekin(&(ir->opts), ekind, &dvdl_ekin,
 455                                        bEkinAveVel, bIterate, bScaleEkin);
 456         enerd->dvdl_lin[efptMASS] = (double) dvdl_ekin;
 457
 458         enerd->term[F_EKIN] = trace(ekind->ekin);
 459     }
 460
 461     /* ##########  Long range energy information ###### */
 462
 463     if (bEner || bPres || bConstrain)
 464     {
 465         calc_dispcorr(fplog, ir, fr, 0, top_global->natoms, box, state->lambda[efptVDW],
 466                       corr_pres, corr_vir, &prescorr, &enercorr, &dvdlcorr);
 467     }
 468
 469     if (bEner && bFirstIterate)
 470     {
 471         enerd->term[F_DISPCORR]  = enercorr;
 472         enerd->term[F_EPOT]     += enercorr;
 473         enerd->term[F_DVDL_VDW] += dvdlcorr;
 474     }
 475
 476     /* ########## Now pressure ############## */
 477     if (bPres || bConstrain)
 478     {
 479
 480         m_add(force_vir, shake_vir, total_vir);
 481
 482         /* Calculate pressure and apply LR correction if PPPM is used.
 483          * Use the box from last timestep since we already called update().
 484          */
 485
 486         enerd->term[F_PRES] = calc_pres(fr->ePBC, ir->nwall, box, ekind->ekin, total_vir, pres);
 487
 488         /* Calculate long range corrections to pressure and energy */
 489         /* this adds to enerd->term[F_PRES] and enerd->term[F_ETOT],
 490            and computes enerd->term[F_DISPCORR].  Also modifies the
 491            total_vir and pres tesors */
 492
 493         m_add(total_vir, corr_vir, total_vir);
 494         m_add(pres, corr_pres, pres);
 495         enerd->term[F_PDISPCORR] = prescorr;
 496         enerd->term[F_PRES]     += prescorr;
 497         *pcurr                   = enerd->term[F_PRES];
 498     }
 499 }
 500
 501 void check_nst_param(FILE *fplog, t_commrec *cr,
 502                      const char *desc_nst, int nst,
 503                      const char *desc_p, int *p)
 504 {
 505     if (*p > 0 && *p % nst != 0)
 506     {
 507         /* Round up to the next multiple of nst */
 508         *p = ((*p)/nst + 1)*nst;
 509         md_print_warn(cr, fplog,
 510                       "NOTE: %s changes %s to %d\n", desc_nst, desc_p, *p);
 511     }
 512 }
 513
 514 void set_current_lambdas(gmx_large_int_t step, t_lambda *fepvals, gmx_bool bRerunMD,
 515                          t_trxframe *rerun_fr, t_state *state_global, t_state *state, double lam0[])
 516 /* find the current lambdas.  If rerunning, we either read in a state, or a lambda value,
 517    requiring different logic. */
 518 {
 519     real frac;
 520     int  i, fep_state = 0;
 521     if (bRerunMD)
 522     {
 523         if (rerun_fr->bLambda)
 524         {
 525             if (fepvals->delta_lambda==0)
 526             {
 527                 state_global->lambda[efptFEP] = rerun_fr->lambda;
 528                 for (i = 0; i < efptNR; i++)
 529                 {
 530                     if (i != efptFEP)
 531                     {
 532                         state->lambda[i] = state_global->lambda[i];
 533                     }
 534                 }
 535             }
 536             else
 537             {
 538                 /* find out between which two value of lambda we should be */
 539                 frac      = (step*fepvals->delta_lambda);
 540                 fep_state = floor(frac*fepvals->n_lambda);
 541                 /* interpolate between this state and the next */
 542                 /* this assumes that the initial lambda corresponds to lambda==0, which is verified in grompp */
 543                 frac = (frac*fepvals->n_lambda)-fep_state;
 544                 for (i = 0; i < efptNR; i++)
 545                 {
 546                     state_global->lambda[i] = lam0[i] + (fepvals->all_lambda[i][fep_state]) +
 547                         frac*(fepvals->all_lambda[i][fep_state+1]-fepvals->all_lambda[i][fep_state]);
 548                 }
 549             }
 550         }
 551         else if (rerun_fr->bFepState)
 552         {
 553             state_global->fep_state = rerun_fr->fep_state;
 554             for (i = 0; i < efptNR; i++)
 555             {
 556                 state_global->lambda[i] = fepvals->all_lambda[i][fep_state];
 557             }
 558         }
 559     }
 560     else
 561     {
 562         if (fepvals->delta_lambda != 0)
 563         {
 564             /* find out between which two value of lambda we should be */
 565             frac = (step*fepvals->delta_lambda);
 566             if (fepvals->n_lambda > 0)
 567             {
 568                 fep_state = floor(frac*fepvals->n_lambda);
 569                 /* interpolate between this state and the next */
 570                 /* this assumes that the initial lambda corresponds to lambda==0, which is verified in grompp */
 571                 frac = (frac*fepvals->n_lambda)-fep_state;
 572                 for (i = 0; i < efptNR; i++)
 573                 {
 574                     state_global->lambda[i] = lam0[i] + (fepvals->all_lambda[i][fep_state]) +
 575                         frac*(fepvals->all_lambda[i][fep_state+1]-fepvals->all_lambda[i][fep_state]);
 576                 }
 577             }
 578             else
 579             {
 580                 for (i = 0; i < efptNR; i++)
 581                 {
 582                     state_global->lambda[i] = lam0[i] + frac;
 583                 }
 584             }
 585         }
 586         else
 587         {
 588             if (state->fep_state > 0) {
 589                 state_global->fep_state = state->fep_state; /* state->fep is the one updated by bExpanded */
 590                 for (i = 0; i < efptNR; i++)
 591                 {
 592                     state_global->lambda[i] = fepvals->all_lambda[i][state_global->fep_state];
 593                 }
 594             }
 595         }
 596     }
 597     for (i = 0; i < efptNR; i++)
 598     {
 599         state->lambda[i] = state_global->lambda[i];
 600     }
 601 }
 602
 603 static void min_zero(int *n, int i)
 604 {
 605     if (i > 0 && (*n == 0 || i < *n))
 606     {
 607         *n = i;
 608     }
 609 }
 610
 611 static int lcd4(int i1, int i2, int i3, int i4)
 612 {
 613     int nst;
 614
 615     nst = 0;
 616     min_zero(&nst, i1);
 617     min_zero(&nst, i2);
 618     min_zero(&nst, i3);
 619     min_zero(&nst, i4);
 620     if (nst == 0)
 621     {
 622         gmx_incons("All 4 inputs for determininig nstglobalcomm are <= 0");
 623     }
 624
 625     while (nst > 1 && ((i1 > 0 && i1 % nst != 0)  ||
 626                        (i2 > 0 && i2 % nst != 0)  ||
 627                        (i3 > 0 && i3 % nst != 0)  ||
 628                        (i4 > 0 && i4 % nst != 0)))
 629     {
 630         nst--;
 631     }
 632
 633     return nst;
 634 }
 635
 636 int check_nstglobalcomm(FILE *fplog, t_commrec *cr,
 637                         int nstglobalcomm, t_inputrec *ir)
 638 {
 639     if (!EI_DYNAMICS(ir->eI))
 640     {
 641         nstglobalcomm = 1;
 642     }
 643
 644     if (nstglobalcomm == -1)
 645     {
 646         if (!(ir->nstcalcenergy > 0 ||
 647               ir->nstlist > 0 ||
 648               ir->etc != etcNO ||
 649               ir->epc != epcNO))
 650         {
 651             nstglobalcomm = 10;
 652             if (ir->nstenergy > 0 && ir->nstenergy < nstglobalcomm)
 653             {
 654                 nstglobalcomm = ir->nstenergy;
 655             }
 656         }
 657         else
 658         {
 659             /* Ensure that we do timely global communication for
 660              * (possibly) each of the four following options.
 661              */
 662             nstglobalcomm = lcd4(ir->nstcalcenergy,
 663                                  ir->nstlist,
 664                                  ir->etc != etcNO ? ir->nsttcouple : 0,
 665                                  ir->epc != epcNO ? ir->nstpcouple : 0);
 666         }
 667     }
 668     else
 669     {
 670         if (ir->nstlist > 0 &&
 671             nstglobalcomm > ir->nstlist && nstglobalcomm % ir->nstlist != 0)
 672         {
 673             nstglobalcomm = (nstglobalcomm / ir->nstlist)*ir->nstlist;
 674             md_print_warn(cr, fplog, "WARNING: nstglobalcomm is larger than nstlist, but not a multiple, setting it to %d\n", nstglobalcomm);
 675         }
 676         if (ir->nstcalcenergy > 0)
 677         {
 678             check_nst_param(fplog, cr, "-gcom", nstglobalcomm,
 679                             "nstcalcenergy", &ir->nstcalcenergy);
 680         }
 681         if (ir->etc != etcNO && ir->nsttcouple > 0)
 682         {
 683             check_nst_param(fplog, cr, "-gcom", nstglobalcomm,
 684                             "nsttcouple", &ir->nsttcouple);
 685         }
 686         if (ir->epc != epcNO && ir->nstpcouple > 0)
 687         {
 688             check_nst_param(fplog, cr, "-gcom", nstglobalcomm,
 689                             "nstpcouple", &ir->nstpcouple);
 690         }
 691
 692         check_nst_param(fplog, cr, "-gcom", nstglobalcomm,
 693                         "nstenergy", &ir->nstenergy);
 694
 695         check_nst_param(fplog, cr, "-gcom", nstglobalcomm,
 696                         "nstlog", &ir->nstlog);
 697     }
 698
 699     if (ir->comm_mode != ecmNO && ir->nstcomm < nstglobalcomm)
 700     {
 701         md_print_warn(cr, fplog, "WARNING: Changing nstcomm from %d to %d\n",
 702                       ir->nstcomm, nstglobalcomm);
 703         ir->nstcomm = nstglobalcomm;
 704     }
 705
 706     return nstglobalcomm;
 707 }
 708
 709 void check_ir_old_tpx_versions(t_commrec *cr, FILE *fplog,
 710                                t_inputrec *ir, gmx_mtop_t *mtop)
 711 {
 712     /* Check required for old tpx files */
 713     if (IR_TWINRANGE(*ir) && ir->nstlist > 1 &&
 714         ir->nstcalcenergy % ir->nstlist != 0)
 715     {
 716         md_print_warn(cr, fplog, "Old tpr file with twin-range settings: modifying energy calculation and/or T/P-coupling frequencies\n");
 717
 718         if (gmx_mtop_ftype_count(mtop, F_CONSTR) +
 719             gmx_mtop_ftype_count(mtop, F_CONSTRNC) > 0 &&
 720             ir->eConstrAlg == econtSHAKE)
 721         {
 722             md_print_warn(cr, fplog, "With twin-range cut-off's and SHAKE the virial and pressure are incorrect\n");
 723             if (ir->epc != epcNO)
 724             {
 725                 gmx_fatal(FARGS, "Can not do pressure coupling with twin-range cut-off's and SHAKE");
 726             }
 727         }
 728         check_nst_param(fplog, cr, "nstlist", ir->nstlist,
 729                         "nstcalcenergy", &ir->nstcalcenergy);
 730         if (ir->epc != epcNO)
 731         {
 732             check_nst_param(fplog, cr, "nstlist", ir->nstlist,
 733                             "nstpcouple", &ir->nstpcouple);
 734         }
 735         check_nst_param(fplog, cr, "nstcalcenergy", ir->nstcalcenergy,
 736                         "nstenergy", &ir->nstenergy);
 737         check_nst_param(fplog, cr, "nstcalcenergy", ir->nstcalcenergy,
 738                         "nstlog", &ir->nstlog);
 739         if (ir->efep != efepNO)
 740         {
 741             check_nst_param(fplog, cr, "nstcalcenergy", ir->nstcalcenergy,
 742                             "nstdhdl", &ir->fepvals->nstdhdl);
 743         }
 744     }
 745
 746     if (EI_VV(ir->eI) && IR_TWINRANGE(*ir) && ir->nstlist > 1)
 747     {
 748         gmx_fatal(FARGS, "Twin-range multiple time stepping does not work with integrator %s.", ei_names[ir->eI]);
 749     }
 750 }
 751
 752 void rerun_parallel_comm(t_commrec *cr, t_trxframe *fr,
 753                          gmx_bool *bNotLastFrame)
 754 {
 755     gmx_bool bAlloc;
 756     rvec    *xp, *vp;
 757
 758     bAlloc = (fr->natoms == 0);
 759
 760     if (MASTER(cr) && !*bNotLastFrame)
 761     {
 762         fr->natoms = -1;
 763     }
 764     xp = fr->x;
 765     vp = fr->v;
 766     gmx_bcast(sizeof(*fr), fr, cr);
 767     fr->x = xp;
 768     fr->v = vp;
 769
 770     *bNotLastFrame = (fr->natoms >= 0);
 771
 772     if (*bNotLastFrame && PARTDECOMP(cr))
 773     {
 774         /* x and v are the only variable size quantities stored in trr
 775          * that are required for rerun (f is not needed).
 776          */
 777         if (bAlloc)
 778         {
 779             snew(fr->x, fr->natoms);
 780             snew(fr->v, fr->natoms);
 781         }
 782         if (fr->bX)
 783         {
 784             gmx_bcast(fr->natoms*sizeof(fr->x[0]), fr->x[0], cr);
 785         }
 786         if (fr->bV)
 787         {
 788             gmx_bcast(fr->natoms*sizeof(fr->v[0]), fr->v[0], cr);
 789         }
 790     }
 791 }