src/gromacs/fileio/xtcio.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  * Copyright (c) 2013,2014,2015, 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 #include "gmxpre.h"
  38
  39 #include "xtcio.h"
  40
  41 #include <string.h>
  42
  43 #include "gromacs/fileio/gmxfio.h"
  44 #include "gromacs/fileio/gmxfio-xdr.h"
  45 #include "gromacs/fileio/xdrf.h"
  46 #include "gromacs/math/vec.h"
  47 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  48 #include "gromacs/utility/futil.h"
  49 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  50
  51 #define XTC_MAGIC 1995
  52
  53
  54 static int xdr_r2f(XDR *xdrs, real *r, gmx_bool gmx_unused bRead)
  55 {
  56 #ifdef GMX_DOUBLE
  57     float f;
  58     int   ret;
  59
  60     if (!bRead)
  61     {
  62         f = *r;
  63     }
  64     ret = xdr_float(xdrs, &f);
  65     if (bRead)
  66     {
  67         *r = f;
  68     }
  69
  70     return ret;
  71 #else
  72     return xdr_float(xdrs, (float *)r);
  73 #endif
  74 }
  75
  76
  77 t_fileio *open_xtc(const char *fn, const char *mode)
  78 {
  79     return gmx_fio_open(fn, mode);
  80 }
  81
  82 void close_xtc(t_fileio *fio)
  83 {
  84     gmx_fio_close(fio);
  85 }
  86
  87 static void check_xtc_magic(int magic)
  88 {
  89     if (magic != XTC_MAGIC)
  90     {
  91         gmx_fatal(FARGS, "Magic Number Error in XTC file (read %d, should be %d)",
  92                   magic, XTC_MAGIC);
  93     }
  94 }
  95
  96 static int xtc_check(const char *str, gmx_bool bResult, const char *file, int line)
  97 {
  98     if (!bResult)
  99     {
 100         if (debug)
 101         {
 102             fprintf(debug, "\nXTC error: read/write of %s failed, "
 103                     "source file %s, line %d\n", str, file, line);
 104         }
 105         return 0;
 106     }
 107     return 1;
 108 }
 109
 110 #define XTC_CHECK(s, b) xtc_check(s, b, __FILE__, __LINE__)
 111
 112 static int xtc_header(XDR *xd, int *magic, int *natoms, int *step, real *time,
 113                       gmx_bool bRead, gmx_bool *bOK)
 114 {
 115     int result;
 116
 117     if (xdr_int(xd, magic) == 0)
 118     {
 119         return 0;
 120     }
 121     result = XTC_CHECK("natoms", xdr_int(xd, natoms)); /* number of atoms */
 122     if (result)
 123     {
 124         result = XTC_CHECK("step",   xdr_int(xd, step)); /* frame number    */
 125     }
 126     if (result)
 127     {
 128         result = XTC_CHECK("time",   xdr_r2f(xd, time, bRead)); /* time */
 129     }
 130     *bOK = (result != 0);
 131
 132     return result;
 133 }
 134
 135 static int xtc_coord(XDR *xd, int *natoms, matrix box, rvec *x, real *prec, gmx_bool bRead)
 136 {
 137     int    i, j, result;
 138 #ifdef GMX_DOUBLE
 139     float *ftmp;
 140     float  fprec;
 141 #endif
 142
 143     /* box */
 144     result = 1;
 145     for (i = 0; ((i < DIM) && result); i++)
 146     {
 147         for (j = 0; ((j < DIM) && result); j++)
 148         {
 149             result = XTC_CHECK("box", xdr_r2f(xd, &(box[i][j]), bRead));
 150         }
 151     }
 152
 153     if (!result)
 154     {
 155         return result;
 156     }
 157
 158 #ifdef GMX_DOUBLE
 159     /* allocate temp. single-precision array */
 160     snew(ftmp, (*natoms)*DIM);
 161
 162     /* Copy data to temp. array if writing */
 163     if (!bRead)
 164     {
 165         for (i = 0; (i < *natoms); i++)
 166         {
 167             ftmp[DIM*i+XX] = x[i][XX];
 168             ftmp[DIM*i+YY] = x[i][YY];
 169             ftmp[DIM*i+ZZ] = x[i][ZZ];
 170         }
 171         fprec = *prec;
 172     }
 173     result = XTC_CHECK("x", xdr3dfcoord(xd, ftmp, natoms, &fprec));
 174
 175     /* Copy from temp. array if reading */
 176     if (bRead)
 177     {
 178         for (i = 0; (i < *natoms); i++)
 179         {
 180             x[i][XX] = ftmp[DIM*i+XX];
 181             x[i][YY] = ftmp[DIM*i+YY];
 182             x[i][ZZ] = ftmp[DIM*i+ZZ];
 183         }
 184         *prec = fprec;
 185     }
 186     sfree(ftmp);
 187 #else
 188     result = XTC_CHECK("x", xdr3dfcoord(xd, x[0], natoms, prec));
 189 #endif
 190
 191     return result;
 192 }
 193
 194
 195
 196 int write_xtc(t_fileio *fio,
 197               int natoms, int step, real time,
 198               matrix box, rvec *x, real prec)
 199 {
 200     int      magic_number = XTC_MAGIC;
 201     XDR     *xd;
 202     gmx_bool bDum;
 203     int      bOK;
 204
 205     if (!fio)
 206     {
 207         /* This means the fio object is not being used, e.g. because
 208            we are actually writing TNG output. We still have to return
 209            a pseudo-success value, to keep some callers happy. */
 210         return 1;
 211     }
 212
 213     xd = gmx_fio_getxdr(fio);
 214     /* write magic number and xtc identidier */
 215     if (xtc_header(xd, &magic_number, &natoms, &step, &time, FALSE, &bDum) == 0)
 216     {
 217         return 0;
 218     }
 219
 220     /* write data */
 221     bOK = xtc_coord(xd, &natoms, box, x, &prec, FALSE); /* bOK will be 1 if writing went well */
 222
 223     if (bOK)
 224     {
 225         if (gmx_fio_flush(fio) != 0)
 226         {
 227             bOK = 0;
 228         }
 229     }
 230     return bOK; /* 0 if bad, 1 if writing went well */
 231 }
 232
 233 int read_first_xtc(t_fileio *fio, int *natoms, int *step, real *time,
 234                    matrix box, rvec **x, real *prec, gmx_bool *bOK)
 235 {
 236     int  magic;
 237     XDR *xd;
 238
 239     *bOK = TRUE;
 240     xd   = gmx_fio_getxdr(fio);
 241
 242     /* read header and malloc x */
 243     if (!xtc_header(xd, &magic, natoms, step, time, TRUE, bOK))
 244     {
 245         return 0;
 246     }
 247
 248     /* Check magic number */
 249     check_xtc_magic(magic);
 250
 251     snew(*x, *natoms);
 252
 253     *bOK = xtc_coord(xd, natoms, box, *x, prec, TRUE);
 254
 255     return *bOK;
 256 }
 257
 258 int read_next_xtc(t_fileio* fio,
 259                   int natoms, int *step, real *time,
 260                   matrix box, rvec *x, real *prec, gmx_bool *bOK)
 261 {
 262     int  magic;
 263     int  n;
 264     XDR *xd;
 265
 266     *bOK = TRUE;
 267     xd   = gmx_fio_getxdr(fio);
 268
 269     /* read header */
 270     if (!xtc_header(xd, &magic, &n, step, time, TRUE, bOK))
 271     {
 272         return 0;
 273     }
 274
 275     /* Check magic number */
 276     check_xtc_magic(magic);
 277
 278     if (n > natoms)
 279     {
 280         gmx_fatal(FARGS, "Frame contains more atoms (%d) than expected (%d)",
 281                   n, natoms);
 282     }
 283
 284     *bOK = xtc_coord(xd, &natoms, box, x, prec, TRUE);
 285
 286     return *bOK;
 287 }