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 2.0
  11  *
  12  * Copyright (c) 1991-1999
  13  * BIOSON Research Institute, Dept. of Biophysical Chemistry
  14  * University of Groningen, The Netherlands
  15  *
  16  * Please refer to:
  17  * GROMACS: A message-passing parallel molecular dynamics implementation
  18  * H.J.C. Berendsen, D. van der Spoel and R. van Drunen
  19  * Comp. Phys. Comm. 91, 43-56 (1995)
  20  *
  21  * Also check out our WWW page:
  22  * http://md.chem.rug.nl/~gmx
  23  * or e-mail to:
  24  * gromacs@chem.rug.nl
  25  *
  26  * And Hey:
  27  * Great Red Oystrich Makes All Chemists Sane
  28  */
  29 static char *SRCID_manager_c = "$Id$";
  30
  31 #include <sysstuff.h>
  32 #include <string.h>
  33 #include <smalloc.h>
  34 #include <ctype.h>
  35 #include <typedefs.h>
  36 #include <smalloc.h>
  37 #include <tpxio.h>
  38 #include <macros.h>
  39 #include <maths.h>
  40 #include <atomprop.h>
  41 #include <names.h>
  42 #include "manager.h"
  43 #include "futil.h"
  44 #include "pbc.h"
  45 #include "nmol.h"
  46 #include "copyrite.h"
  47 #include "gstat.h"
  48 #include "vec.h"
  49 #include "statutil.h"
  50 #include "string2.h"
  51
  52 static void add_object(t_manager *man,eObject eO,atom_id ai,atom_id aj)
  53 {
  54   srenew(man->obj,++man->nobj);
  55   man->obj[man->nobj-1].eO    = eO;
  56   man->obj[man->nobj-1].eV    = eVNormal;
  57   man->obj[man->nobj-1].color = WHITE;
  58   man->obj[man->nobj-1].ai    = ai;
  59   man->obj[man->nobj-1].aj    = aj;
  60   man->obj[man->nobj-1].z     = 0.0;
  61 }
  62
  63 static void add_bonds(t_manager *man,t_functype func[],
  64                       t_ilist *b,bool bB[])
  65 {
  66   bool    *bH=man->bHydro;
  67   t_iatom *ia;
  68   t_iatom type,ai,aj,ak;
  69   int     i,delta,ftype;
  70
  71 #ifdef DEBUG
  72   fprintf(stderr,"Going to make bonds from an ilist with %d entries\n",b->nr);
  73 #endif
  74   ia=b->iatoms;
  75   for(i=0; (i<b->nr); ) {
  76     type  = ia[0];
  77     ai    = ia[1];
  78     ftype = func[type];
  79     delta = interaction_function[ftype].nratoms;
  80
  81     if (ftype == F_SETTLE) {
  82       aj=ai+1;
  83       ak=ai+2;
  84       bB[ai]=bB[aj]=bB[ak]=TRUE;
  85       add_object(man,eOHBond,ai,aj);
  86       add_object(man,eOHBond,ai,ak);
  87     }
  88     else if ( interaction_function[ftype].flags & IF_CONNECT ) {
  89       aj=ia[2];
  90 #ifdef DEBUG
  91       fprintf(stderr,"Adding bond from %d to %d\n",ai,aj);
  92 #endif
  93       bB[ai]=bB[aj]=TRUE;
  94       if (!(bH[ai] == bH[aj]))
  95         add_object(man,eOHBond,ai,aj);
  96       else if (!bH[ai] && !bH[aj])
  97         add_object(man,eOBond,ai,aj);
  98     }
  99 #ifdef DEBUG
 100     fprintf(stderr,"Type: %5d, delta: %5d\n",type,delta);
 101 #endif
 102     ia += delta+1;
 103     i  += delta+1;
 104   }
 105 }
 106
 107 static void add_bpl(t_manager *man,t_idef *idef,bool bB[])
 108 {
 109   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_BONDS],bB);
 110   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_G96BONDS],bB);
 111   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_MORSE],bB);
 112   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_CUBICBONDS],bB);
 113   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_CONNBONDS],bB);
 114   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_SHAKE],bB);
 115   add_bonds(man,idef->functype,&idef->il[F_SETTLE],bB);
 116 }
 117
 118 static atom_id which_atom(t_manager *man,int x, int y)
 119 {
 120 #define DELTA 5
 121   int i;
 122   iv2 *ix=man->ix;
 123
 124   for(i=0; (i<man->natom); i++) {
 125     if ((abs(ix[i][XX]-x) < DELTA) && (abs(ix[i][YY]-y) < DELTA)) {
 126       if (man->bVis[i])
 127         return (atom_id) i;
 128     }
 129   }
 130   return NO_ATID;
 131 }
 132
 133 static void do_label(t_x11 *x11,t_manager *man,int x,int y,bool bSet)
 134 {
 135   atom_id ai;
 136   unsigned long   col;
 137
 138   if ((ai=which_atom(man,x,y)) != NO_ATID) {
 139     x=man->ix[ai][XX];
 140     y=man->ix[ai][YY];
 141     if (bSet && !man->bLabel[ai]) {
 142       col=WHITE;
 143       man->bLabel[ai]=TRUE;
 144     }
 145     else if (!bSet && man->bLabel[ai]) {
 146       col=BLUE;
 147       man->bLabel[ai]=FALSE;
 148     }
 149     else
 150       return;
 151     XSetForeground(x11->disp,x11->gc,col);
 152     XDrawString(x11->disp,man->molw->wd.self,x11->gc,x+2,y-2,man->szLab[ai],
 153                 strlen(man->szLab[ai]));
 154     XSetForeground(x11->disp,x11->gc,x11->fg);
 155   }
 156 }
 157
 158 static void show_label(t_x11 *x11,t_manager *man,int x,int y)
 159 {
 160   do_label(x11,man,x,y,TRUE);
 161 }
 162
 163 static void hide_label(t_x11 *x11,t_manager *man,int x,int y)
 164 {
 165   do_label(x11,man,x,y,FALSE);
 166 }
 167
 168 void set_file(t_x11 *x11,t_manager *man,char *trajectory,char *status)
 169 {
 170   char         buf[256];
 171   t_tpxheader  sh;
 172   t_atoms      *at;
 173   bool         *bB;
 174   int          i,idum;
 175   real         rdum;
 176
 177   read_tpxheader(status,&sh);
 178   snew(man->ix,sh.natoms);
 179   snew(man->zz,sh.natoms);
 180   snew(man->col,sh.natoms);
 181   snew(man->size,sh.natoms);
 182   snew(man->vdw,sh.natoms);
 183   snew(man->bLabel,sh.natoms);
 184   snew(man->bVis,sh.natoms);
 185   for(i=0; (i<sh.natoms); i++)
 186     man->bVis[i]=FALSE;
 187
 188   man->bPbc=FALSE;
 189
 190   snew(man->szLab,sh.natoms);
 191   snew(man->bHydro,sh.natoms);
 192   snew(bB,sh.natoms);
 193   read_tpx(status,&(man->step),&(man->time),&rdum,NULL,man->box,
 194            &man->natom,NULL,NULL,NULL,&man->top);
 195
 196   man->natom=
 197     read_first_x(&man->status,trajectory,&(man->time),&(man->x),man->box);
 198   man->trajfile=strdup(trajectory);
 199   if (man->natom > man->top.atoms.nr)
 200     fatal_error(0,"Topology %s (%d atoms) and trajectory %s (%d atoms) "
 201                 "do not match",status,man->top.atoms.nr,
 202                 trajectory,man->natom);
 203
 204   sprintf(buf,"%s: %s",*man->top.name,cool_quote());
 205   man->title.text = strdup(buf);
 206   man->view       = init_view(man->box);
 207   at=&(man->top.atoms);
 208   for(i=0; (i<man->natom); i++) {
 209     char *aname=*(at->atomname[i]);
 210     int  resnr=at->atom[i].resnr;
 211
 212     man->col[i]=Type2Color(aname);
 213     snew(man->szLab[i],20);
 214     sprintf(man->szLab[i],"%s%d, %s",*(at->resname[resnr]),resnr+1,aname);
 215     man->bHydro[i]=(toupper(aname[0])=='H');
 216     if ( man->bHydro[i] )
 217       man->vdw[i]=0;
 218     else
 219       man->vdw[i]=get_vdw(*(at->resname[resnr]),aname,0);
 220   }
 221   add_bpl(man,&(man->top.idef),bB);
 222   for(i=0; (i<man->natom); i++)
 223     if (!bB[i])
 224       add_object(man,eOSingle,(atom_id) i,0);
 225   sfree(bB);
 226
 227   ExposeWin(x11->disp,man->molw->wd.self);
 228 }
 229
 230 void step_message(t_x11 *x11,t_manager *man)
 231 {
 232   XEvent letter;
 233
 234   letter.type=ClientMessage;
 235   letter.xclient.display=x11->disp;
 236   letter.xclient.window=man->wd.self;
 237   letter.xclient.message_type=0;
 238   letter.xclient.format=32;
 239   letter.xclient.data.l[0]=IDSTEP;
 240   letter.xclient.data.l[1]=Button1;
 241   XSendEvent(x11->disp,letter.xclient.window,True,0,&letter);
 242 }
 243
 244 bool ReadMonfile(char *fn,int *nbars, int *bars)
 245 {
 246   FILE *fp;
 247   if ((fp = fopen(fn,"r"))==NULL)
 248     return(FALSE);
 249   else {
 250     for((*nbars)=0; fscanf(fp,"%d",&bars[*nbars])>0; (*nbars)++)
 251       ;
 252     fclose(fp);
 253     return (TRUE);
 254   }
 255 }
 256
 257 static void reset_mols(t_block *mols,matrix box,rvec x[])
 258 {
 259   int  i,aj,m0,m1,j,m;
 260   rvec xcm,icm;
 261   real ix,iy,iz;
 262
 263   for(i=0; (i<mols->nr); i++) {
 264     m0=mols->index[i];
 265     m1=mols->index[i+1];
 266
 267     clear_rvec(xcm);
 268     clear_rvec(icm);
 269
 270     for(j=m0; (j<m1); j++) {
 271       aj=mols->a[j];
 272       rvec_inc(xcm,x[aj]);
 273     }
 274     for(m=0; (m<DIM); m++)
 275       xcm[m]/=(m1-m0);
 276     for(m=0; (m<DIM); m++) {
 277       if (xcm[m] < 0)
 278         icm[m]=box[m][m];
 279       else if (xcm[m] >= box[m][m])
 280         icm[m]=-box[m][m];
 281     }
 282     ix=icm[XX],iy=icm[YY],iz=icm[ZZ];
 283
 284     if ((ix != 0) || (iy != 0) || (iz != 0)) {
 285       for(j=m0; (j<m1); j++) {
 286         aj=mols->a[j];
 287         x[aj][XX]+=ix;
 288         x[aj][YY]+=iy;
 289         x[aj][ZZ]+=iz;
 290       }
 291     }
 292   }
 293 }
 294
 295 static bool step_man(t_manager *man,int *nat)
 296 {
 297   static int  ncount=0;
 298   bool        bEof;
 299   real        rdum;
 300   int         dum;
 301
 302   if (!man->natom) {
 303     fprintf(stderr,"Not initiated yet!");
 304     exit(1);
 305   }
 306   bEof=read_next_x(man->status,&man->time,man->natom,man->x,man->box);
 307   *nat=man->natom;
 308   if (ncount == man->nSkip) {
 309     switch (man->molw->boxtype) {
 310     case esbTri:
 311       put_atoms_in_triclinic_unitcell(man->box,man->natom,man->x);
 312       break;
 313     case esbTrunc:
 314       put_atoms_in_compact_unitcell(man->box,man->natom,man->x);
 315       break;
 316     case esbRect:
 317     case esbNone:
 318     default:
 319       break;
 320     }
 321     if (man->bPbc) {
 322       rm_pbc(&(man->top.idef),man->natom,man->box,man->x,man->x);
 323       reset_mols(&(man->top.blocks[ebMOLS]),man->box,man->x);
 324     }
 325     ncount=0;
 326   }
 327   else {
 328     if (man->nSkip > 0) {
 329       ncount++;
 330       return step_man(man,nat);
 331     }
 332   }
 333
 334   return bEof;
 335 }
 336
 337 static void HandleClient(t_x11 *x11,t_manager *man,long data[])
 338 {
 339   int  ID,button,x,y;
 340   bool bPos;
 341   real fac;
 342
 343   ID=data[0];
 344   button=data[1];
 345   x=data[2];
 346   y=data[3];
 347   bPos=(button==Button1);
 348   switch (ID) {
 349   case IDROTX:
 350   case IDROTY:
 351   case IDROTZ:
 352     rotate_3d(man->view,ID-IDROTX,bPos);
 353     draw_mol(x11,man);
 354     break;
 355   case IDZOOM:
 356     if (bPos)
 357       fac=0.8; /* Reduce distance between eye and origin */
 358     else
 359       fac=1.25;
 360
 361     /*  zoom changed to scale by Berk Hess 3-7-96
 362     if (zoom_3d(man->view,fac))
 363       draw_mol(x11,man); */
 364     man->view->sc_x/=fac;
 365     man->view->sc_y/=fac;
 366     draw_mol(x11,man);
 367     break;
 368   case IDTRANSX:
 369   case IDTRANSY:
 370   case IDTRANSZ:
 371     translate_view(man->view,ID-IDTRANSX,bPos);
 372     draw_mol(x11,man);
 373     break;
 374   case IDREWIND:
 375     if (man->status != -1) {
 376       rewind_trj(man->status);
 377       read_next_x(man->status,&(man->time),man->natom,man->x,man->box);
 378       man->bEof=FALSE;
 379       draw_mol(x11,man);
 380     }
 381     break;
 382   case IDSTEP: {
 383     int      nat;
 384
 385     nat=0;
 386     if (!step_man(man,&nat)) {
 387       man->bEof=TRUE;
 388       man->bStop=TRUE;
 389     }
 390     else {
 391       if (nat > 0) {
 392         draw_mol(x11,man);
 393         usleep(man->nWait*1000);
 394       }
 395     }
 396     break;
 397   }
 398   case IDFF:
 399     man->bStop=FALSE;
 400     break;
 401   case IDSTOP_ANI:
 402     man->bStop=TRUE;
 403     break;
 404   case IDDRAWMOL:
 405     draw_mol(x11,man);
 406     break;
 407   case IDLABEL:
 408     switch (button) {
 409     case Button1:
 410     case Button2:
 411       show_label(x11,man,x,y);
 412       break;
 413     case Button3:
 414       hide_label(x11,man,x,y);
 415       break;
 416     }
 417     break;
 418   default:
 419     break;
 420   }
 421   if (man->bAnimate && !man->bEof && !man->bStop)
 422     step_message(x11,man);
 423 }
 424
 425 static bool TitleCallBack(t_x11 *x11,XEvent *event, Window w, void *data)
 426 {
 427   t_windata *wd;
 428
 429   wd=(t_windata *)data;
 430   switch (event->type) {
 431   case Expose:
 432     if (wd->text && (wd->width > 10)) {
 433       XSetForeground(x11->disp,x11->gc,WHITE);
 434       TextInWin(x11,wd,wd->text,eXCenter,eYCenter);
 435       XDrawLine(x11->disp,wd->self,x11->gc,0,wd->height,
 436                 wd->width,wd->height);
 437     }
 438     break;
 439   case ConfigureNotify:
 440     wd->width=event->xconfigure.width;
 441     wd->height=event->xconfigure.height;
 442     break;
 443   }
 444   return FALSE;
 445 }
 446
 447 static bool ManCallBack(t_x11 *x11,XEvent *event, Window w, void *data)
 448 {
 449   t_manager *man;
 450   int       width,height;
 451
 452   man=(t_manager *)data;
 453   switch(event->type) {
 454   case ConfigureNotify:
 455     width=event->xconfigure.width;
 456     height=event->xconfigure.height;
 457     if ((width!=man->wd.width) || (height!=man->wd.height))
 458       move_man(x11,man,width,height);
 459     break;
 460   case ClientMessage:
 461     HandleClient(x11,man,event->xclient.data.l);
 462     break;
 463   default:
 464     break;
 465   }
 466   return FALSE;
 467 }
 468
 469 void no_labels(t_x11 *x11,t_manager *man)
 470 {
 471   int i;
 472
 473   for(i=0; (i<man->natom); i++)
 474     man->bLabel[i]=FALSE;
 475   draw_mol(x11,man);
 476 }
 477
 478 void move_man(t_x11 *x11,t_manager *man,int width,int height)
 479 {
 480   int x0,y0,mw,mh,hb;
 481   int th;
 482
 483 #ifdef DEBUG
 484   fprintf(stderr,"Move manager %dx%d\n",width,height);
 485 #endif
 486   man->wd.width=width;
 487   man->wd.height=height;
 488
 489   /* Move all subwindows, resize only Mol window */
 490   x0=width-EWIDTH-AIR-4*BORDER;               /* Starting of ewin etc. */
 491   y0=AIR;
 492
 493   /* Mol Window */
 494   mw=x0-2*AIR-4*BORDER;
 495   mh=height-y0-AIR-2*BORDER;
 496   XMoveResizeWindow(x11->disp,man->molw->wd.self,AIR,y0,mw,mh);
 497
 498   /* Title Window */
 499   th=XTextHeight(x11->font);
 500   XMoveResizeWindow(x11->disp,man->title.self,0,0,mw,th+AIR);
 501
 502   /* Legend Window */
 503   XMoveResizeWindow(x11->disp,man->legw->wd.self,x0,y0,EWIDTH,LEGHEIGHT);
 504   y0+=LEGHEIGHT+AIR+2*BORDER;
 505
 506   if (y0 > height)
 507     printf("Error: Windows falling out of main window!\n");
 508
 509   /* Button Box */
 510   hb=height-y0-AIR-2*BORDER;
 511   XMoveResizeWindow(x11->disp,man->bbox->wd.self,x0,y0,EWIDTH,hb);
 512
 513   /* Video Box */
 514   x0=(mw-man->vbox->wd.width)/2;
 515   y0=(mh-2-AIR-man->vbox->wd.height);
 516   XMoveWindow(x11->disp,man->vbox->wd.self,x0,y0);
 517 }
 518
 519 void map_man(t_x11 *x11,t_manager *man)
 520 {
 521   XMapWindow(x11->disp,man->wd.self);
 522   map_mw(x11,man->molw);
 523   XMapWindow(x11->disp,man->title.self);
 524   map_legw(x11,man->legw);
 525   show_but(x11,man->bbox);
 526 }
 527
 528 bool toggle_animate (t_x11 *x11,t_manager *man)
 529 {
 530   if (man->status != -1) {
 531     man->bAnimate=!man->bAnimate;
 532     man->bStop=TRUE;
 533     man->bEof=FALSE;
 534     if (man->bAnimate)
 535       show_but(x11,man->vbox);
 536     else
 537       hide_but(x11,man->vbox);
 538   }
 539   return man->bAnimate;
 540 }
 541
 542 bool toggle_pbc (t_manager *man)
 543 {
 544   man->bPbc=!man->bPbc;
 545
 546   return man->bPbc;
 547 }
 548
 549
 550 t_manager *init_man(t_x11 *x11,Window Parent,
 551                     int x,int y,int width,int height,
 552                     unsigned long fg,unsigned long bg,
 553                     matrix box)
 554 {
 555   t_manager *man;
 556
 557   snew(man,1);
 558   man->status=-1;
 559   man->bPlus=TRUE;
 560   man->bSort=TRUE;
 561   InitWin(&(man->wd),x,y,width,height,0,"Manager");
 562   man->wd.self=XCreateSimpleWindow(x11->disp,Parent,man->wd.x, man->wd.y,
 563                                    man->wd.width,man->wd.height,
 564                                    man->wd.bwidth,fg,bg);
 565   x11->RegisterCallback(x11,man->wd.self,Parent,ManCallBack,man);
 566   x11->SetInputMask(x11,man->wd.self,StructureNotifyMask |
 567                     ExposureMask | ButtonPressMask);
 568
 569   /* The order of creating windows is important for the stacking order */
 570   /* Mol Window */
 571   man->molw=init_mw(x11,man->wd.self,0,0,1,1,WHITE,BLUE,box);
 572
 573   /* Title Window */
 574   InitWin(&(man->title),0,0,1,1,0,NULL);
 575   man->title.self=XCreateSimpleWindow(x11->disp,man->molw->wd.self,
 576                                       man->title.x,man->title.y,
 577                                       man->title.width,man->title.height,
 578                                       man->title.bwidth,WHITE,BLUE);
 579   x11->RegisterCallback(x11,man->title.self,man->molw->wd.self,
 580                         TitleCallBack,&(man->title));
 581   x11->SetInputMask(x11,man->title.self,ExposureMask | StructureNotifyMask);
 582
 583   /* Button box */
 584   man->bbox=init_bbox(x11,man->wd.self,man->wd.self,1,WHITE,BLUE);
 585
 586   /* Legend Window */
 587   man->legw=init_legw(x11,man->wd.self,0,0,EWIDTH,LEGHEIGHT,WHITE,BLUE);
 588
 589   /* Video Box */
 590   man->vbox=init_vbox(x11,man->molw->wd.self,man->wd.self,WHITE,BLUE);
 591
 592   return man;
 593 }
 594
 595 void done_man(t_x11 *x11,t_manager *man)
 596 {
 597   done_bbox(x11,man->vbox);
 598   done_bbox(x11,man->bbox);
 599   done_mw(x11,man->molw);
 600   done_legw(x11,man->legw);
 601   x11->UnRegisterCallback(x11,man->title.self);
 602   x11->UnRegisterCallback(x11,man->wd.self);
 603   sfree(man->x);
 604   sfree(man->obj);
 605   sfree(man->bHydro);
 606   sfree(man->bLabel);
 607   sfree(man->szLab);
 608   sfree(man->col);
 609   sfree(man);
 610 }
 611
 612 void do_filter(t_x11 *x11,t_manager *man,t_filter *filter)
 613 {
 614   int      i;
 615   atom_id  j;
 616
 617   for(i=0; (i<man->natom); i++)
 618     man->bVis[i]=FALSE;
 619   for(i=0; (i<filter->grps->nr); i++) {
 620     if (filter->bShow[i])
 621       for(j=filter->grps->index[i]; (j<filter->grps->index[i+1]); j++)
 622         man->bVis[filter->grps->a[j]]=TRUE;
 623   }
 624
 625   ExposeWin(x11->disp,man->wd.self);
 626 }