src/gromacs/fileio/trxio.h

   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  * Copyright (c) 2013,2014, by the GROMACS development team, led by
   7  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   8  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   9  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  10  *
  11  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  14  * of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with GROMACS; if not, see
  23  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  24  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  25  *
  26  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  27  * consider that scientific software is very special. Version
  28  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  29  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  30  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  31  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  32  * official version at http://www.gromacs.org.
  33  *
  34  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  35  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  36  */
  37
  38 #ifndef GMX_FILEIO_TRXIO_H
  39 #define GMX_FILEIO_TRXIO_H
  40
  41 #include "gromacs/fileio/filenm.h"
  42 #include "gromacs/fileio/gmxfio.h"
  43 #include "gromacs/fileio/pdbio.h"
  44 #include "gromacs/legacyheaders/oenv.h"
  45 #include "gromacs/legacyheaders/readinp.h"
  46
  47 #ifdef __cplusplus
  48 extern "C" {
  49 #endif
  50 #if 0 /* avoid screwing up indentation */
  51 }
  52 #endif
  53
  54 struct gmx_mtop_t;
  55 struct t_atoms;
  56 struct t_topology;
  57 struct t_trxframe;
  58
  59 /* a dedicated status type contains fp, etc. */
  60 typedef struct t_trxstatus t_trxstatus;
  61
  62 /* I/O function types */
  63
  64 /************************************************
  65  *             Trajectory functions
  66  ************************************************/
  67
  68 int prec2ndec(real prec);
  69 /* Convert precision in 1/(nm) to number of decimal places */
  70
  71 /*! \brief Convert number of decimal places to trajectory precision in
  72  * 1/(nm) */
  73 real ndec2prec(int ndec);
  74
  75 void clear_trxframe(struct t_trxframe *fr, gmx_bool bFirst);
  76 /* Set all content gmx_booleans to FALSE.
  77  * When bFirst = TRUE, set natoms=-1, all pointers to NULL
  78  *                     and all data to zero.
  79  */
  80
  81 void set_trxframe_ePBC(struct t_trxframe *fr, int ePBC);
  82 /* Set the type of periodic boundary conditions, ePBC=-1 is not set */
  83
  84 int nframes_read(t_trxstatus *status);
  85 /* Returns the number of frames read from the trajectory */
  86
  87 int write_trxframe_indexed(t_trxstatus *status, struct t_trxframe *fr, int nind,
  88                            const atom_id *ind, gmx_conect gc);
  89 /* Write an indexed frame to a TRX file, see write_trxframe. gc may be NULL */
  90
  91 int write_trxframe(t_trxstatus *status, struct t_trxframe *fr, gmx_conect gc);
  92 /* Write a frame to a TRX file.
  93  * Only entries for which the gmx_boolean is TRUE will be written,
  94  * except for step, time, lambda and/or box, which may not be
  95  * omitted for certain trajectory formats.
  96  * The precision for .xtc and .gro is fr->prec, when fr->bPrec=FALSE,
  97  * the precision is set to 1000.
  98  * gc is important for pdb file writing only and may be NULL.
  99  */
 100
 101 int write_trx(t_trxstatus *status, int nind, const atom_id *ind, struct t_atoms *atoms,
 102               int step, real time, matrix box, rvec x[], rvec *v,
 103               gmx_conect gc);
 104 /* Write an indexed frame to a TRX file.
 105  * v can be NULL.
 106  * atoms can be NULL for file types which don't need atom names.
 107  */
 108
 109 void trjtools_gmx_prepare_tng_writing(const char               *filename,
 110                                       char                      filemode,
 111                                       t_trxstatus              *in,
 112                                       t_trxstatus             **out,
 113                                       const char               *infile,
 114                                       const int                 natoms,
 115                                       const struct gmx_mtop_t  *mtop,
 116                                       const atom_id            *index,
 117                                       const char               *index_group_name);
 118 /* Sets up *out for writing TNG. If *in != NULL and contains a TNG trajectory
 119  * some data, e.g. molecule system, will be copied over from *in to *out.
 120  * If *in == NULL a file name (infile) of a TNG file can be provided instead
 121  * and used for copying data to *out.
 122  * If there is no TNG input natoms is used to create "implicit atoms" (no atom
 123  * or molecular data present). If natoms == -1 the number of atoms are
 124  * not known (or there is already a TNG molecule system to copy, in which case
 125  * natoms is not required anyhow). If an group of indexed atoms are written
 126  * natoms must be the length of index. index_group_name is the name of the
 127  * index group.
 128  */
 129
 130 /*! \brief Write a trxframe to the TNG file in status.
 131  *
 132  * This function is needed because both t_trxstatus and
 133  * tng_trajectory_t are encapsulated, so client trajectory-writing
 134  * code with a t_trxstatus can't just call the TNG writing
 135  * function. */
 136 void write_tng_frame(t_trxstatus        *status,
 137                      struct t_trxframe  *fr);
 138
 139 void close_trx(t_trxstatus *status);
 140 /* Close trajectory file as opened with read_first_x, read_frist_frame
 141  * or open_trx. Identical to close_trj.
 142  */
 143
 144 t_trxstatus *open_trx(const char *outfile, const char *filemode);
 145 /* Open a TRX file and return an allocated status pointer */
 146
 147 t_fileio *trx_get_fileio(t_trxstatus *status);
 148 /* get a fileio from a trxstatus */
 149
 150 float trx_get_time_of_final_frame(t_trxstatus *status);
 151 /* get time of final frame. Only supported for TNG and XTC */
 152
 153 gmx_bool bRmod_fd(double a, double b, double c, gmx_bool bDouble);
 154 /* Returns TRUE when (a - b) MOD c = 0, using a margin which is slightly
 155  * larger than the float/double precision.
 156  */
 157
 158 #ifdef GMX_DOUBLE
 159 #define bRmod(a, b, c) bRmod_fd(a, b, c, TRUE)
 160 #else
 161 #define bRmod(a, b, c) bRmod_fd(a, b, c, FALSE)
 162 #endif
 163
 164 int check_times2(real t, real t0, gmx_bool bDouble);
 165 /* This routine checkes if the read-in time is correct or not;
 166  * returns -1 if t<tbegin or t MOD dt = t0,
 167  *          0 if tbegin <= t <=tend+margin,
 168  *          1 if t>tend
 169  * where margin is 0.1*min(t-tp,tp-tpp), if this positive, 0 otherwise.
 170  * tp and tpp should be the time of the previous frame and the one before.
 171  * The mod is done with single or double precision accuracy depending
 172  * on the value of bDouble.
 173  */
 174
 175 int check_times(real t);
 176 /* This routine checkes if the read-in time is correct or not;
 177  * returns -1 if t<tbegin,
 178  *          0 if tbegin <= t <=tend,
 179  *          1 if t>tend
 180  */
 181
 182
 183
 184
 185
 186 /* For trxframe.flags, used in trxframe read routines.
 187  * When a READ flag is set, the field will be read when present,
 188  * but a frame might be returned which does not contain the field.
 189  * When a NEED flag is set, frames not containing the field will be skipped.
 190  */
 191 #define TRX_READ_X    (1<<0)
 192 #define TRX_NEED_X    (1<<1)
 193 #define TRX_READ_V    (1<<2)
 194 #define TRX_NEED_V    (1<<3)
 195 #define TRX_READ_F    (1<<4)
 196 #define TRX_NEED_F    (1<<5)
 197 /* Useful for reading natoms from a trajectory without skipping */
 198 #define TRX_DONT_SKIP (1<<6)
 199
 200 /* For trxframe.not_ok */
 201 #define HEADER_NOT_OK (1<<0)
 202 #define DATA_NOT_OK   (1<<1)
 203 #define FRAME_NOT_OK  (HEADER_NOT_OK | DATA_NOT_OK)
 204
 205 int read_first_frame(const output_env_t oenv, t_trxstatus **status,
 206                      const char *fn, struct t_trxframe *fr, int flags);
 207 /* Read the first frame which is in accordance with flags, which are
 208  * defined further up in this file.
 209  * Returns natoms when succeeded, 0 otherwise.
 210  * Memory will be allocated for flagged entries.
 211  * The flags are copied to fr for subsequent calls to read_next_frame.
 212  * Returns TRUE when succeeded, FALSE otherwise.
 213  */
 214
 215 gmx_bool read_next_frame(const output_env_t oenv, t_trxstatus *status,
 216                          struct t_trxframe *fr);
 217 /* Reads the next frame which is in accordance with fr->flags.
 218  * Returns TRUE when succeeded, FALSE otherwise.
 219  */
 220
 221 int read_first_x(const output_env_t oenv, t_trxstatus **status,
 222                  const char *fn, real *t, rvec **x, matrix box);
 223 /* These routines read first coordinates and box, and allocates
 224  * memory for the coordinates, for a trajectory file.
 225  * The routine returns the number of atoms, or 0 when something is wrong.
 226  * The integer in status should be passed to calls of read_next_x
 227  */
 228
 229 gmx_bool read_next_x(const output_env_t oenv, t_trxstatus *status, real *t, rvec x[], matrix box);
 230 /* Read coordinates and box from a trajectory file. Return TRUE when all well,
 231  * or FALSE when end of file (or last frame requested by user).
 232  * status is the integer set in read_first_x.
 233  */
 234
 235 void close_trj(t_trxstatus *status);
 236 /* Close trajectory file as opened with read_first_x, read_first_frame
 237  * or open_trx. Identical to close_trx.
 238  */
 239
 240 void rewind_trj(t_trxstatus *status);
 241 /* Rewind trajectory file as opened with read_first_x */
 242
 243 struct t_topology *read_top(const char *fn, int *ePBC);
 244 /* Extract a topology data structure from a topology file.
 245  * If ePBC!=NULL *ePBC gives the pbc type.
 246  */
 247
 248 #ifdef __cplusplus
 249 }
 250 #endif
 251
 252 #endif