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[alexxy/gromacs.git] / src / gromacs / mdlib / constr.h
index cb5a0d8aeb1e003cdb498345699f2581aeb45871..2ddc2704d1dc35d791deaa1acbff2b225dd416ca 100644 (file)
@@ -74,149 +74,148 @@ class t_state;
 
 namespace gmx
 {
-template <typename T> class ArrayRefWithPadding;
+template<typename T>
+class ArrayRefWithPadding;
 
 //! Describes supported flavours of constrained updates.
 enum class ConstraintVariable : int
 {
-    Positions,         /* Constrain positions (mass weighted)             */
-    Velocities,        /* Constrain velocities (mass weighted)            */
-    Derivative,        /* Constrain a derivative (mass weighted),         *
-                        * for instance velocity or acceleration,          *
-                        * constraint virial can not be calculated.        */
-    Deriv_FlexCon,     /* As Derivative, but only output flex. con.       */
-    Force,             /* Constrain forces (non mass-weighted)            */
+    Positions,     /* Constrain positions (mass weighted)             */
+    Velocities,    /* Constrain velocities (mass weighted)            */
+    Derivative,    /* Constrain a derivative (mass weighted),         *
+                    * for instance velocity or acceleration,          *
+                    * constraint virial can not be calculated.        */
+    Deriv_FlexCon, /* As Derivative, but only output flex. con.       */
+    Force,         /* Constrain forces (non mass-weighted)            */
     // TODO What does this do? Improve the comment.
-    ForceDispl         /* Like Force, but free particles will have mass
-                        * 1 and frozen particles mass 0                   */
+    ForceDispl /* Like Force, but free particles will have mass
+                * 1 and frozen particles mass 0                   */
 };
 
 /*! \libinternal
  * \brief Handles constraints */
 class Constraints
 {
-    private:
-        /*! \brief Constructor
-         *
-         * Private to enforce use of makeConstraints() factory
-         * function. */
-        Constraints(const gmx_mtop_t     &mtop,
-                    const t_inputrec     &ir,
-                    pull_t               *pull_work,
-                    FILE                 *log,
-                    const t_mdatoms      &md,
-                    const t_commrec      *cr,
-                    const gmx_multisim_t *ms,
-                    t_nrnb               *nrnb,
-                    gmx_wallcycle        *wcycle,
-                    bool                  pbcHandlingRequired,
-                    int                   numConstraints,
-                    int                   numSettles);
-    public:
-        /*! \brief This member type helps implement a factory
-         * function, because its objects can access the private
-         * constructor. */
-        struct CreationHelper;
-
-        ~Constraints();
-
-        /*! \brief Returns the total number of flexible constraints in the system. */
-        int numFlexibleConstraints() const;
-
-        /*! \brief Returns whether the system contains perturbed constraints */
-        bool havePerturbedConstraints() const;
-
-        /*! \brief Set up all the local constraints for the domain.
-         *
-         * \todo Make this a callback that is called automatically
-         * once a new domain has been made. */
-        void setConstraints(const gmx_localtop_t &top,
-                            const t_mdatoms      &md);
-
-        /*! \brief Applies constraints to coordinates.
-         *
-         * When econq=ConstraintVariable::Positions constrains
-         * coordinates xprime using th directions in x, min_proj is
-         * not used.
-         *
-         * When econq=ConstraintVariable::Derivative, calculates the
-         * components xprime in the constraint directions and
-         * subtracts these components from min_proj.  So when
-         * min_proj=xprime, the constraint components are projected
-         * out.
-         *
-         * When econq=ConstraintVariable::Deriv_FlexCon, the same is
-         * done as with ConstraintVariable::Derivative, but only the
-         * components of the flexible constraints are stored.
-         *
-         * delta_step is used for determining the constraint reference lengths
-         * when lenA != lenB or will the pull code with a pulling rate.
-         * step + delta_step is the step at which the final configuration
-         * is meant to be; for update delta_step = 1.
-         *
-         * step_scaling can be used to update coordinates based on the time
-         * step multiplied by this factor. Thus, normally 1.0 is passed. The
-         * SD1 integrator uses 0.5 in one of its calls, to correct positions
-         * for half a step of changed velocities.
-         *
-         * If v!=NULL also constrain v by adding the constraint corrections / dt.
-         *
-         * If vir!=NULL calculate the constraint virial.
-         *
-         * Return whether the application of constraints succeeded without error.
-         */
-        bool apply(bool                  bLog,
-                   bool                  bEner,
-                   int64_t               step,
-                   int                   delta_step,
-                   real                  step_scaling,
-                   rvec                 *x,
-                   rvec                 *xprime,
-                   rvec                 *min_proj,
-                   const matrix          box,
-                   real                  lambda,
-                   real                 *dvdlambda,
-                   rvec                 *v,
-                   tensor               *vir,
-                   ConstraintVariable    econq);
-        //! Links the essentialdynamics and constraint code.
-        void saveEdsamPointer(gmx_edsam *ed);
-        //! Getter for use by domain decomposition.
-        ArrayRef<const t_blocka> atom2constraints_moltype() const;
-        //! Getter for use by domain decomposition.
-        ArrayRef < const std::vector < int>> atom2settle_moltype() const;
-
-        /*! \brief Return the data for reduction for determining
-         * constraint RMS relative deviations, or an empty ArrayRef
-         * when not supported for any active constraints. */
-        ArrayRef<real> rmsdData() const;
-        /*! \brief Return the RMSD of the constraints when available. */
-        real rmsd() const;
-
-        /*! \brief Get the total number of constraints.
-         *
-         * \returns Total number of constraints, including SETTLE and LINCS/SHAKE constraints.
-         */
-        int numConstraintsTotal();
-
-    private:
-        //! Implementation type.
-        class Impl;
-        //! Implementation object.
-        PrivateImplPointer<Impl> impl_;
+private:
+    /*! \brief Constructor
+     *
+     * Private to enforce use of makeConstraints() factory
+     * function. */
+    Constraints(const gmx_mtop_t&     mtop,
+                const t_inputrec&     ir,
+                pull_t*               pull_work,
+                FILE*                 log,
+                const t_mdatoms&      md,
+                const t_commrec*      cr,
+                const gmx_multisim_t* ms,
+                t_nrnb*               nrnb,
+                gmx_wallcycle*        wcycle,
+                bool                  pbcHandlingRequired,
+                int                   numConstraints,
+                int                   numSettles);
+
+public:
+    /*! \brief This member type helps implement a factory
+     * function, because its objects can access the private
+     * constructor. */
+    struct CreationHelper;
+
+    ~Constraints();
+
+    /*! \brief Returns the total number of flexible constraints in the system. */
+    int numFlexibleConstraints() const;
+
+    /*! \brief Returns whether the system contains perturbed constraints */
+    bool havePerturbedConstraints() const;
+
+    /*! \brief Set up all the local constraints for the domain.
+     *
+     * \todo Make this a callback that is called automatically
+     * once a new domain has been made. */
+    void setConstraints(const gmx_localtop_t& top, const t_mdatoms& md);
+
+    /*! \brief Applies constraints to coordinates.
+     *
+     * When econq=ConstraintVariable::Positions constrains
+     * coordinates xprime using th directions in x, min_proj is
+     * not used.
+     *
+     * When econq=ConstraintVariable::Derivative, calculates the
+     * components xprime in the constraint directions and
+     * subtracts these components from min_proj.  So when
+     * min_proj=xprime, the constraint components are projected
+     * out.
+     *
+     * When econq=ConstraintVariable::Deriv_FlexCon, the same is
+     * done as with ConstraintVariable::Derivative, but only the
+     * components of the flexible constraints are stored.
+     *
+     * delta_step is used for determining the constraint reference lengths
+     * when lenA != lenB or will the pull code with a pulling rate.
+     * step + delta_step is the step at which the final configuration
+     * is meant to be; for update delta_step = 1.
+     *
+     * step_scaling can be used to update coordinates based on the time
+     * step multiplied by this factor. Thus, normally 1.0 is passed. The
+     * SD1 integrator uses 0.5 in one of its calls, to correct positions
+     * for half a step of changed velocities.
+     *
+     * If v!=NULL also constrain v by adding the constraint corrections / dt.
+     *
+     * If vir!=NULL calculate the constraint virial.
+     *
+     * Return whether the application of constraints succeeded without error.
+     */
+    bool apply(bool               bLog,
+               bool               bEner,
+               int64_t            step,
+               int                delta_step,
+               real               step_scaling,
+               rvec*              x,
+               rvec*              xprime,
+               rvec*              min_proj,
+               const matrix       box,
+               real               lambda,
+               real*              dvdlambda,
+               rvec*              v,
+               tensor*            vir,
+               ConstraintVariable econq);
+    //! Links the essentialdynamics and constraint code.
+    void saveEdsamPointer(gmx_edsam* ed);
+    //! Getter for use by domain decomposition.
+    ArrayRef<const t_blocka> atom2constraints_moltype() const;
+    //! Getter for use by domain decomposition.
+    ArrayRef<const std::vector<int>> atom2settle_moltype() const;
+
+    /*! \brief Return the data for reduction for determining
+     * constraint RMS relative deviations, or an empty ArrayRef
+     * when not supported for any active constraints. */
+    ArrayRef<real> rmsdData() const;
+    /*! \brief Return the RMSD of the constraints when available. */
+    real rmsd() const;
+
+    /*! \brief Get the total number of constraints.
+     *
+     * \returns Total number of constraints, including SETTLE and LINCS/SHAKE constraints.
+     */
+    int numConstraintsTotal();
+
+private:
+    //! Implementation type.
+    class Impl;
+    //! Implementation object.
+    PrivateImplPointer<Impl> impl_;
 };
 
 /*! \brief Generate a fatal error because of too many LINCS/SETTLE warnings. */
-[[ noreturn ]] void too_many_constraint_warnings(int eConstrAlg, int warncount);
+[[noreturn]] void too_many_constraint_warnings(int eConstrAlg, int warncount);
 
 /*! \brief Returns whether constraint with parameter \p iparamsIndex is a flexible constraint */
-static inline bool isConstraintFlexible(const t_iparams *iparams,
-                                        int              iparamsIndex)
+static inline bool isConstraintFlexible(const t_iparams* iparams, int iparamsIndex)
 {
     GMX_ASSERT(iparams != nullptr, "Need a valid iparams array");
 
-    return (iparams[iparamsIndex].constr.dA == 0 &&
-            iparams[iparamsIndex].constr.dB == 0);
+    return (iparams[iparamsIndex].constr.dA == 0 && iparams[iparamsIndex].constr.dB == 0);
 };
 
 /* The at2con t_blocka struct returned by the routines below
@@ -233,8 +232,7 @@ enum class FlexibleConstraintTreatment
 };
 
 /*! \brief Returns the flexible constraint treatment depending on whether the integrator is dynamic */
-FlexibleConstraintTreatment
-flexibleConstraintTreatment(bool haveDynamicsIntegrator);
+FlexibleConstraintTreatment flexibleConstraintTreatment(bool haveDynamicsIntegrator);
 
 /*! \brief Returns a block struct to go from atoms to constraints
  *
@@ -243,13 +241,13 @@ flexibleConstraintTreatment(bool haveDynamicsIntegrator);
  * the order in F_CONSTRNC offset by the number of constraints in F_CONSTR.
  *
  * \param[in]  moltype   The molecule data
- * \param[in]  iparams   Interaction parameters, can be null when flexibleConstraintTreatment=Include
- * \param[in]  flexibleConstraintTreatment  The flexible constraint treatment, see enum above
- * \returns a block struct with all constraints for each atom
+ * \param[in]  iparams   Interaction parameters, can be null when
+ * flexibleConstraintTreatment=Include \param[in]  flexibleConstraintTreatment  The flexible
+ * constraint treatment, see enum above \returns a block struct with all constraints for each atom
  */
-t_blocka make_at2con(const gmx_moltype_t            &moltype,
-                     gmx::ArrayRef<const t_iparams>  iparams,
-                     FlexibleConstraintTreatment     flexibleConstraintTreatment);
+t_blocka make_at2con(const gmx_moltype_t&           moltype,
+                     gmx::ArrayRef<const t_iparams> iparams,
+                     FlexibleConstraintTreatment    flexibleConstraintTreatment);
 
 /*! \brief Returns a block struct to go from atoms to constraints
  *
@@ -259,55 +257,55 @@ t_blocka make_at2con(const gmx_moltype_t            &moltype,
  *
  * \param[in]  numAtoms  The number of atoms to construct the list for
  * \param[in]  ilist     Interaction list, size F_NRE
- * \param[in]  iparams   Interaction parameters, can be null when flexibleConstraintTreatment=Include
- * \param[in]  flexibleConstraintTreatment  The flexible constraint treatment, see enum above
- * \returns a block struct with all constraints for each atom
+ * \param[in]  iparams   Interaction parameters, can be null when
+ * flexibleConstraintTreatment=Include \param[in]  flexibleConstraintTreatment  The flexible
+ * constraint treatment, see enum above \returns a block struct with all constraints for each atom
  */
-t_blocka make_at2con(int                          numAtoms,
-                     const t_ilist               *ilist,
-                     const t_iparams             *iparams,
-                     FlexibleConstraintTreatment  flexibleConstraintTreatment);
+t_blocka make_at2con(int                         numAtoms,
+                     const t_ilist*              ilist,
+                     const t_iparams*            iparams,
+                     FlexibleConstraintTreatment flexibleConstraintTreatment);
 
 /*! \brief Returns an array of atom to constraints lists for the moltypes */
-const t_blocka *atom2constraints_moltype(const Constraints *constr);
+const t_blocka* atom2constraints_moltype(const Constraints* constr);
 
 //! Return the number of flexible constraints in the \c ilist and \c iparams.
-int countFlexibleConstraints(const t_ilist   *ilist,
-                             const t_iparams *iparams);
+int countFlexibleConstraints(const t_ilist* ilist, const t_iparams* iparams);
 
 /*! \brief Returns the constraint iatoms for a constraint number con
  * which comes from a list where F_CONSTR and F_CONSTRNC constraints
  * are concatenated. */
-inline const int *
-constr_iatomptr(gmx::ArrayRef<const int> iatom_constr,
-                gmx::ArrayRef<const int> iatom_constrnc,
-                int                      con)
+inline const int* constr_iatomptr(gmx::ArrayRef<const int> iatom_constr,
+                                  gmx::ArrayRef<const int> iatom_constrnc,
+                                  int                      con)
 {
-    if (con*3 < iatom_constr.ssize())
+    if (con * 3 < iatom_constr.ssize())
     {
-        return iatom_constr.data() + con*3;
+        return iatom_constr.data() + con * 3;
     }
     else
     {
-        return iatom_constrnc.data() + con*3 - iatom_constr.size();
+        return iatom_constrnc.data() + con * 3 - iatom_constr.size();
     }
 };
 
 /*! \brief Returns whether there are inter charge group constraints */
-bool inter_charge_group_constraints(const gmx_mtop_t &mtop);
+bool inter_charge_group_constraints(const gmx_mtop_tmtop);
 
 /*! \brief Returns whether there are inter charge group settles */
-bool inter_charge_group_settles(const gmx_mtop_t &mtop);
+bool inter_charge_group_settles(const gmx_mtop_tmtop);
 
 /*! \brief Constrain the initial coordinates and velocities */
-void do_constrain_first(FILE *log, gmx::Constraints *constr,
-                        const t_inputrec *inputrec, const t_mdatoms *md,
-                        int natoms,
+void do_constrain_first(FILE*                     log,
+                        gmx::Constraints*         constr,
+                        const t_inputrec*         inputrec,
+                        const t_mdatoms*          md,
+                        int                       natoms,
                         ArrayRefWithPadding<RVec> x,
                         ArrayRefWithPadding<RVec> v,
-                        const matrix box,
-                        real lambda);
+                        const matrix              box,
+                        real                      lambda);
 
-}  // namespace gmx
+} // namespace gmx
 
 #endif