src/ngmx/manager.c

   1 /*
   2  * $Id$
   3  *
   4  *                This source code is part of
   5  *
   6  *                 G   R   O   M   A   C   S
   7  *
   8  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   9  *
  10  *                        VERSION 3.0
  11  *
  12  * Copyright (c) 1991-2001
  13  * BIOSON Research Institute, Dept. of Biophysical Chemistry
  14  * University of Groningen, The Netherlands
  15  *
  16  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  17  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  18  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  19  * of the License, or (at your option) any later version.
  20  *
  21  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  22  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  23  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  24  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  25  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  26  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  27  *
  28  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  29  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  30  *
  31  * Do check out http://www.gromacs.org , or mail us at gromacs@gromacs.org .
  32  *
  33  * And Hey:
  34  * Giving Russians Opium May Alter Current Situation
  35  */
  36 static char *SRCID_manager_c = "$Id$";
  37 #include <sysstuff.h>
  38 #include <string.h>
  39 #include <smalloc.h>
  40 #include <ctype.h>
  41 #include <typedefs.h>
  42 #include <smalloc.h>
  43 #include <tpxio.h>
  44 #include <macros.h>
  45 #include <maths.h>
  46 #include <atomprop.h>
  47 #include <names.h>
  48 #include "manager.h"
  49 #include "futil.h"
  50 #include "pbc.h"
  51 #include "nmol.h"
  52 #include "copyrite.h"
  53 #include "gstat.h"
  54 #include "vec.h"
  55 #include "statutil.h"
  56 #include "string2.h"
  57
  58 static void add_object(t_manager *man,eObject eO,atom_id ai,atom_id aj)
  59 {
  60   srenew(man->obj,++man->nobj);
  61   man->obj[man->nobj-1].eO    = eO;
  62   man->obj[man->nobj-1].eV    = eVNormal;
  63   man->obj[man->nobj-1].color = WHITE;
  64   man->obj[man->nobj-1].ai    = ai;
  65   man->obj[man->nobj-1].aj    = aj;
  66   man->obj[man->nobj-1].z     = 0.0;
  67 }
  68
  69 static void add_bonds(t_manager *man,t_functype func[],
  70                       t_ilist *b,bool bB[])
  71 {
  72   bool    *bH=man->bHydro;
  73   t_iatom *ia;
  74   t_iatom type,ai,aj,ak;
  75   int     i,delta,ftype;
  76
  77 #ifdef DEBUG
  78   fprintf(stderr,"Going to make bonds from an ilist with %d entries\n",b->nr);
  79 #endif
  80   ia=b->iatoms;
  81   for(i=0; (i<b->nr); ) {
  82     type  = ia[0];
  83     ai    = ia[1];
  84     ftype = func[type];
  85     delta = interaction_function[ftype].nratoms;
  86
  87     if (ftype == F_SETTLE) {
  88       aj=ai+1;
  89       ak=ai+2;
  90       bB[ai]=bB[aj]=bB[ak]=TRUE;
  91       add_object(man,eOHBond,ai,aj);
  92       add_object(man,eOHBond,ai,ak);
  93     }
  94     else if ( interaction_function[ftype].flags & IF_CONNECT ) {
  95       aj=ia[2];
  96 #ifdef DEBUG
  97       fprintf(stderr,"Adding bond from %d to %d\n",ai,aj);
  98 #endif
  99       bB[ai]=bB[aj]=TRUE;
 100       if (!(bH[ai] == bH[aj]))
 101         add_object(man,eOHBond,ai,aj);
 102       else if (!bH[ai] && !bH[aj])
 103         add_object(man,eOBond,ai,aj);
 104     }
 105 #ifdef DEBUG
 106     fprintf(stderr,"Type: %5d, delta: %5d\n",type,delta);
 107 #endif
 108     ia += delta+1;
 109     i  += delta+1;
 110   }
 111 }
 112
 113 static void add_bpl(t_manager *man,t_idef *idef,bool bB[])
 114 {
 115   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_BONDS],bB);
 116   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_G96BONDS],bB);
 117   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_MORSE],bB);
 118   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_CUBICBONDS],bB);
 119   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_CONNBONDS],bB);
 120   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_SHAKE],bB);
 121   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_SETTLE],bB);
 122 }
 123
 124 static atom_id which_atom(t_manager *man,int x, int y)
 125 {
 126 #define DELTA 5
 127   int i;
 128   iv2 *ix=man->ix;
 129
 130   for(i=0; (i<man->natom); i++) {
 131     if ((abs(ix[i][XX]-x) < DELTA) && (abs(ix[i][YY]-y) < DELTA)) {
 132       if (man->bVis[i])
 133         return (atom_id) i;
 134     }
 135   }
 136   return NO_ATID;
 137 }
 138
 139 static void do_label(t_x11 *x11,t_manager *man,int x,int y,bool bSet)
 140 {
 141   atom_id ai;
 142   unsigned long   col;
 143
 144   if ((ai=which_atom(man,x,y)) != NO_ATID) {
 145     x=man->ix[ai][XX];
 146     y=man->ix[ai][YY];
 147     if (bSet && !man->bLabel[ai]) {
 148       col=WHITE;
 149       man->bLabel[ai]=TRUE;
 150     }
 151     else if (!bSet && man->bLabel[ai]) {
 152       col=BLUE;
 153       man->bLabel[ai]=FALSE;
 154     }
 155     else
 156       return;
 157     XSetForeground(x11->disp,x11->gc,col);
 158     XDrawString(x11->disp,man->molw->wd.self,x11->gc,x+2,y-2,man->szLab[ai],
 159                 strlen(man->szLab[ai]));
 160     XSetForeground(x11->disp,x11->gc,x11->fg);
 161   }
 162 }
 163
 164 static void show_label(t_x11 *x11,t_manager *man,int x,int y)
 165 {
 166   do_label(x11,man,x,y,TRUE);
 167 }
 168
 169 static void hide_label(t_x11 *x11,t_manager *man,int x,int y)
 170 {
 171   do_label(x11,man,x,y,FALSE);
 172 }
 173
 174 void set_file(t_x11 *x11,t_manager *man,char *trajectory,char *status)
 175 {
 176   char         buf[256];
 177   t_tpxheader  sh;
 178   t_atoms      *at;
 179   bool         *bB;
 180   int          i,idum;
 181   real         rdum;
 182
 183   read_tpxheader(status,&sh);
 184   snew(man->ix,sh.natoms);
 185   snew(man->zz,sh.natoms);
 186   snew(man->col,sh.natoms);
 187   snew(man->size,sh.natoms);
 188   snew(man->vdw,sh.natoms);
 189   snew(man->bLabel,sh.natoms);
 190   snew(man->bVis,sh.natoms);
 191   for(i=0; (i<sh.natoms); i++)
 192     man->bVis[i]=FALSE;
 193
 194   man->bPbc=FALSE;
 195
 196   snew(man->szLab,sh.natoms);
 197   snew(man->bHydro,sh.natoms);
 198   snew(bB,sh.natoms);
 199   read_tpx(status,&(man->step),&(man->time),&rdum,NULL,man->box,
 200            &man->natom,NULL,NULL,NULL,&man->top);
 201
 202   man->natom=
 203     read_first_x(&man->status,trajectory,&(man->time),&(man->x),man->box);
 204   man->trajfile=strdup(trajectory);
 205   if (man->natom > man->top.atoms.nr)
 206     fatal_error(0,"Topology %s (%d atoms) and trajectory %s (%d atoms) "
 207                 "do not match",status,man->top.atoms.nr,
 208                 trajectory,man->natom);
 209
 210   sprintf(buf,"%s: %s",*man->top.name,cool_quote());
 211   man->title.text = strdup(buf);
 212   man->view       = init_view(man->box);
 213   at=&(man->top.atoms);
 214   for(i=0; (i<man->natom); i++) {
 215     char *aname=*(at->atomname[i]);
 216     int  resnr=at->atom[i].resnr;
 217
 218     man->col[i]=Type2Color(aname);
 219     snew(man->szLab[i],20);
 220     sprintf(man->szLab[i],"%s%d, %s",*(at->resname[resnr]),resnr+1,aname);
 221     man->bHydro[i]=(toupper(aname[0])=='H');
 222     if ( man->bHydro[i] )
 223       man->vdw[i]=0;
 224     else
 225       man->vdw[i]=get_vdw(*(at->resname[resnr]),aname,0);
 226   }
 227   add_bpl(man,&(man->top.idef),bB);
 228   for(i=0; (i<man->natom); i++)
 229     if (!bB[i])
 230       add_object(man,eOSingle,(atom_id) i,0);
 231   sfree(bB);
 232
 233   ExposeWin(x11->disp,man->molw->wd.self);
 234 }
 235
 236 void step_message(t_x11 *x11,t_manager *man)
 237 {
 238   XEvent letter;
 239
 240   letter.type=ClientMessage;
 241   letter.xclient.display=x11->disp;
 242   letter.xclient.window=man->wd.self;
 243   letter.xclient.message_type=0;
 244   letter.xclient.format=32;
 245   letter.xclient.data.l[0]=IDSTEP;
 246   letter.xclient.data.l[1]=Button1;
 247   XSendEvent(x11->disp,letter.xclient.window,True,0,&letter);
 248 }
 249
 250 bool ReadMonfile(char *fn,int *nbars, int *bars)
 251 {
 252   FILE *fp;
 253   if ((fp = fopen(fn,"r"))==NULL)
 254     return(FALSE);
 255   else {
 256     for((*nbars)=0; fscanf(fp,"%d",&bars[*nbars])>0; (*nbars)++)
 257       ;
 258     fclose(fp);
 259     return (TRUE);
 260   }
 261 }
 262
 263 static void reset_mols(t_block *mols,matrix box,rvec x[])
 264 {
 265   int  i,aj,m0,m1,j,m;
 266   rvec xcm,icm;
 267   real ix,iy,iz;
 268
 269   for(i=0; (i<mols->nr); i++) {
 270     m0=mols->index[i];
 271     m1=mols->index[i+1];
 272
 273     clear_rvec(xcm);
 274     clear_rvec(icm);
 275
 276     for(j=m0; (j<m1); j++) {
 277       aj=mols->a[j];
 278       rvec_inc(xcm,x[aj]);
 279     }
 280     for(m=0; (m<DIM); m++)
 281       xcm[m]/=(m1-m0);
 282     for(m=0; (m<DIM); m++) {
 283       if (xcm[m] < 0)
 284         icm[m]=box[m][m];
 285       else if (xcm[m] >= box[m][m])
 286         icm[m]=-box[m][m];
 287     }
 288     ix=icm[XX],iy=icm[YY],iz=icm[ZZ];
 289
 290     if ((ix != 0) || (iy != 0) || (iz != 0)) {
 291       for(j=m0; (j<m1); j++) {
 292         aj=mols->a[j];
 293         x[aj][XX]+=ix;
 294         x[aj][YY]+=iy;
 295         x[aj][ZZ]+=iz;
 296       }
 297     }
 298   }
 299 }
 300
 301 static bool step_man(t_manager *man,int *nat)
 302 {
 303   static int  ncount=0;
 304   bool        bEof;
 305   real        rdum;
 306   int         dum;
 307
 308   if (!man->natom) {
 309     fprintf(stderr,"Not initiated yet!");
 310     exit(1);
 311   }
 312   bEof=read_next_x(man->status,&man->time,man->natom,man->x,man->box);
 313   *nat=man->natom;
 314   if (ncount == man->nSkip) {
 315     switch (man->molw->boxtype) {
 316     case esbTri:
 317       put_atoms_in_triclinic_unitcell(man->box,man->natom,man->x);
 318       break;
 319     case esbTrunc:
 320       put_atoms_in_compact_unitcell(man->box,man->natom,man->x);
 321       break;
 322     case esbRect:
 323     case esbNone:
 324     default:
 325       break;
 326     }
 327     if (man->bPbc) {
 328       rm_pbc(&(man->top.idef),man->natom,man->box,man->x,man->x);
 329       reset_mols(&(man->top.blocks[ebMOLS]),man->box,man->x);
 330     }
 331     ncount=0;
 332   }
 333   else {
 334     if (man->nSkip > 0) {
 335       ncount++;
 336       return step_man(man,nat);
 337     }
 338   }
 339
 340   return bEof;
 341 }
 342
 343 static void HandleClient(t_x11 *x11,t_manager *man,long data[])
 344 {
 345   int  ID,button,x,y;
 346   bool bPos;
 347   real fac;
 348
 349   ID=data[0];
 350   button=data[1];
 351   x=data[2];
 352   y=data[3];
 353   bPos=(button==Button1);
 354   switch (ID) {
 355   case IDROTX:
 356   case IDROTY:
 357   case IDROTZ:
 358     rotate_3d(man->view,ID-IDROTX,bPos);
 359     draw_mol(x11,man);
 360     break;
 361   case IDZOOM:
 362     if (bPos)
 363       fac=0.8; /* Reduce distance between eye and origin */
 364     else
 365       fac=1.25;
 366
 367     /*  zoom changed to scale by Berk Hess 3-7-96
 368     if (zoom_3d(man->view,fac))
 369       draw_mol(x11,man); */
 370     man->view->sc_x/=fac;
 371     man->view->sc_y/=fac;
 372     draw_mol(x11,man);
 373     break;
 374   case IDTRANSX:
 375   case IDTRANSY:
 376   case IDTRANSZ:
 377     translate_view(man->view,ID-IDTRANSX,bPos);
 378     draw_mol(x11,man);
 379     break;
 380   case IDREWIND:
 381     if (man->status != -1) {
 382       rewind_trj(man->status);
 383       read_next_x(man->status,&(man->time),man->natom,man->x,man->box);
 384       man->bEof=FALSE;
 385       draw_mol(x11,man);
 386     }
 387     break;
 388   case IDSTEP: {
 389     int      nat;
 390
 391     nat=0;
 392     if (!step_man(man,&nat)) {
 393       man->bEof=TRUE;
 394       man->bStop=TRUE;
 395     }
 396     else {
 397       if (nat > 0) {
 398         draw_mol(x11,man);
 399         usleep(man->nWait*1000);
 400       }
 401     }
 402     break;
 403   }
 404   case IDFF:
 405     man->bStop=FALSE;
 406     break;
 407   case IDSTOP_ANI:
 408     man->bStop=TRUE;
 409     break;
 410   case IDDRAWMOL:
 411     draw_mol(x11,man);
 412     break;
 413   case IDLABEL:
 414     switch (button) {
 415     case Button1:
 416     case Button2:
 417       show_label(x11,man,x,y);
 418       break;
 419     case Button3:
 420       hide_label(x11,man,x,y);
 421       break;
 422     }
 423     break;
 424   default:
 425     break;
 426   }
 427   if (man->bAnimate && !man->bEof && !man->bStop)
 428     step_message(x11,man);
 429 }
 430
 431 static bool TitleCallBack(t_x11 *x11,XEvent *event, Window w, void *data)
 432 {
 433   t_windata *wd;
 434
 435   wd=(t_windata *)data;
 436   switch (event->type) {
 437   case Expose:
 438     if (wd->text && (wd->width > 10)) {
 439       XSetForeground(x11->disp,x11->gc,WHITE);
 440       TextInWin(x11,wd,wd->text,eXCenter,eYCenter);
 441       XDrawLine(x11->disp,wd->self,x11->gc,0,wd->height,
 442                 wd->width,wd->height);
 443     }
 444     break;
 445   case ConfigureNotify:
 446     wd->width=event->xconfigure.width;
 447     wd->height=event->xconfigure.height;
 448     break;
 449   }
 450   return FALSE;
 451 }
 452
 453 static bool ManCallBack(t_x11 *x11,XEvent *event, Window w, void *data)
 454 {
 455   t_manager *man;
 456   int       width,height;
 457
 458   man=(t_manager *)data;
 459   switch(event->type) {
 460   case ConfigureNotify:
 461     width=event->xconfigure.width;
 462     height=event->xconfigure.height;
 463     if ((width!=man->wd.width) || (height!=man->wd.height))
 464       move_man(x11,man,width,height);
 465     break;
 466   case ClientMessage:
 467     HandleClient(x11,man,event->xclient.data.l);
 468     break;
 469   default:
 470     break;
 471   }
 472   return FALSE;
 473 }
 474
 475 void no_labels(t_x11 *x11,t_manager *man)
 476 {
 477   int i;
 478
 479   for(i=0; (i<man->natom); i++)
 480     man->bLabel[i]=FALSE;
 481   draw_mol(x11,man);
 482 }
 483
 484 void move_man(t_x11 *x11,t_manager *man,int width,int height)
 485 {
 486   int x0,y0,mw,mh,hb;
 487   int th;
 488
 489 #ifdef DEBUG
 490   fprintf(stderr,"Move manager %dx%d\n",width,height);
 491 #endif
 492   man->wd.width=width;
 493   man->wd.height=height;
 494
 495   /* Move all subwindows, resize only Mol window */
 496   x0=width-EWIDTH-AIR-4*BORDER;               /* Starting of ewin etc. */
 497   y0=AIR;
 498
 499   /* Mol Window */
 500   mw=x0-2*AIR-4*BORDER;
 501   mh=height-y0-AIR-2*BORDER;
 502   XMoveResizeWindow(x11->disp,man->molw->wd.self,AIR,y0,mw,mh);
 503
 504   /* Title Window */
 505   th=XTextHeight(x11->font);
 506   XMoveResizeWindow(x11->disp,man->title.self,0,0,mw,th+AIR);
 507
 508   /* Legend Window */
 509   XMoveResizeWindow(x11->disp,man->legw->wd.self,x0,y0,EWIDTH,LEGHEIGHT);
 510   y0+=LEGHEIGHT+AIR+2*BORDER;
 511
 512   if (y0 > height)
 513     printf("Error: Windows falling out of main window!\n");
 514
 515   /* Button Box */
 516   hb=height-y0-AIR-2*BORDER;
 517   XMoveResizeWindow(x11->disp,man->bbox->wd.self,x0,y0,EWIDTH,hb);
 518
 519   /* Video Box */
 520   x0=(mw-man->vbox->wd.width)/2;
 521   y0=(mh-2-AIR-man->vbox->wd.height);
 522   XMoveWindow(x11->disp,man->vbox->wd.self,x0,y0);
 523 }
 524
 525 void map_man(t_x11 *x11,t_manager *man)
 526 {
 527   XMapWindow(x11->disp,man->wd.self);
 528   map_mw(x11,man->molw);
 529   XMapWindow(x11->disp,man->title.self);
 530   map_legw(x11,man->legw);
 531   show_but(x11,man->bbox);
 532 }
 533
 534 bool toggle_animate (t_x11 *x11,t_manager *man)
 535 {
 536   if (man->status != -1) {
 537     man->bAnimate=!man->bAnimate;
 538     man->bStop=TRUE;
 539     man->bEof=FALSE;
 540     if (man->bAnimate)
 541       show_but(x11,man->vbox);
 542     else
 543       hide_but(x11,man->vbox);
 544   }
 545   return man->bAnimate;
 546 }
 547
 548 bool toggle_pbc (t_manager *man)
 549 {
 550   man->bPbc=!man->bPbc;
 551
 552   return man->bPbc;
 553 }
 554
 555
 556 t_manager *init_man(t_x11 *x11,Window Parent,
 557                     int x,int y,int width,int height,
 558                     unsigned long fg,unsigned long bg,
 559                     matrix box)
 560 {
 561   t_manager *man;
 562
 563   snew(man,1);
 564   man->status=-1;
 565   man->bPlus=TRUE;
 566   man->bSort=TRUE;
 567   InitWin(&(man->wd),x,y,width,height,0,"Manager");
 568   man->wd.self=XCreateSimpleWindow(x11->disp,Parent,man->wd.x, man->wd.y,
 569                                    man->wd.width,man->wd.height,
 570                                    man->wd.bwidth,fg,bg);
 571   x11->RegisterCallback(x11,man->wd.self,Parent,ManCallBack,man);
 572   x11->SetInputMask(x11,man->wd.self,StructureNotifyMask |
 573                     ExposureMask | ButtonPressMask);
 574
 575   /* The order of creating windows is important for the stacking order */
 576   /* Mol Window */
 577   man->molw=init_mw(x11,man->wd.self,0,0,1,1,WHITE,BLUE,box);
 578
 579   /* Title Window */
 580   InitWin(&(man->title),0,0,1,1,0,NULL);
 581   man->title.self=XCreateSimpleWindow(x11->disp,man->molw->wd.self,
 582                                       man->title.x,man->title.y,
 583                                       man->title.width,man->title.height,
 584                                       man->title.bwidth,WHITE,BLUE);
 585   x11->RegisterCallback(x11,man->title.self,man->molw->wd.self,
 586                         TitleCallBack,&(man->title));
 587   x11->SetInputMask(x11,man->title.self,ExposureMask | StructureNotifyMask);
 588
 589   /* Button box */
 590   man->bbox=init_bbox(x11,man->wd.self,man->wd.self,1,WHITE,BLUE);
 591
 592   /* Legend Window */
 593   man->legw=init_legw(x11,man->wd.self,0,0,EWIDTH,LEGHEIGHT,WHITE,BLUE);
 594
 595   /* Video Box */
 596   man->vbox=init_vbox(x11,man->molw->wd.self,man->wd.self,WHITE,BLUE);
 597
 598   return man;
 599 }
 600
 601 void done_man(t_x11 *x11,t_manager *man)
 602 {
 603   done_bbox(x11,man->vbox);
 604   done_bbox(x11,man->bbox);
 605   done_mw(x11,man->molw);
 606   done_legw(x11,man->legw);
 607   x11->UnRegisterCallback(x11,man->title.self);
 608   x11->UnRegisterCallback(x11,man->wd.self);
 609   sfree(man->x);
 610   sfree(man->obj);
 611   sfree(man->bHydro);
 612   sfree(man->bLabel);
 613   sfree(man->szLab);
 614   sfree(man->col);
 615   sfree(man);
 616 }
 617
 618 void do_filter(t_x11 *x11,t_manager *man,t_filter *filter)
 619 {
 620   int      i;
 621   atom_id  j;
 622
 623   for(i=0; (i<man->natom); i++)
 624     man->bVis[i]=FALSE;
 625   for(i=0; (i<filter->grps->nr); i++) {
 626     if (filter->bShow[i])
 627       for(j=filter->grps->index[i]; (j<filter->grps->index[i+1]); j++)
 628         man->bVis[filter->grps->a[j]]=TRUE;
 629   }
 630
 631   ExposeWin(x11->disp,man->wd.self);
 632 }