src/gromacs/gmxana/geminate.c

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2010,2011,2012,2013,2014, by the GROMACS development team, led by
   5  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   6  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   7  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
   8  *
   9  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  11  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  12  * of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with GROMACS; if not, see
  21  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  22  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  23  *
  24  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  25  * consider that scientific software is very special. Version
  26  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  27  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  28  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  29  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  30  * official version at http://www.gromacs.org.
  31  *
  32  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  33  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  34  */
  35 #include "gmxpre.h"
  36
  37 #include "geminate.h"
  38
  39 #include <math.h>
  40 #include <stdlib.h>
  41
  42 #include "gromacs/legacyheaders/typedefs.h"
  43 #include "gromacs/math/vec.h"
  44 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  45 #include "gromacs/utility/gmxomp.h"
  46 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  47
  48 static void missing_code_message()
  49 {
  50     fprintf(stderr, "You have requested code to run that is deprecated.\n");
  51     fprintf(stderr, "Revert to an older GROMACS version or help in porting the code.\n");
  52 }
  53
  54 /* The first few sections of this file contain functions that were adopted,
  55  * and to some extent modified, by Erik Marklund (erikm[aT]xray.bmc.uu.se,
  56  * http://folding.bmc.uu.se) from code written by Omer Markovitch (email, url).
  57  * This is also the case with the function eq10v2().
  58  *
  59  * The parts menetioned in the previous paragraph were contributed under the BSD license.
  60  */
  61
  62
  63 /* This first part is from complex.c which I recieved from Omer Markowitch.
  64  * - Erik Marklund
  65  *
  66  * ------------- from complex.c ------------- */
  67
  68 /* Complexation of a paired number (r,i)                                     */
  69 static gem_complex gem_cmplx(double r, double i)
  70 {
  71     gem_complex value;
  72     value.r = r;
  73     value.i = i;
  74     return value;
  75 }
  76
  77 /* Complexation of a real number, x */
  78 static gem_complex gem_c(double x)
  79 {
  80     gem_complex value;
  81     value.r = x;
  82     value.i = 0;
  83     return value;
  84 }
  85
  86 /* Magnitude of a complex number z                                           */
  87 static double gem_cx_abs(gem_complex z)
  88 {
  89     return (sqrt(z.r*z.r+z.i*z.i));
  90 }
  91
  92 /* Addition of two complex numbers z1 and z2                                 */
  93 static gem_complex gem_cxadd(gem_complex z1, gem_complex z2)
  94 {
  95     gem_complex value;
  96     value.r = z1.r+z2.r;
  97     value.i = z1.i+z2.i;
  98     return value;
  99 }
 100
 101 /* Addition of a complex number z1 and a real number r */
 102 static gem_complex gem_cxradd(gem_complex z, double r)
 103 {
 104     gem_complex value;
 105     value.r = z.r + r;
 106     value.i = z.i;
 107     return value;
 108 }
 109
 110 /* Subtraction of two complex numbers z1 and z2                              */
 111 static gem_complex gem_cxsub(gem_complex z1, gem_complex z2)
 112 {
 113     gem_complex value;
 114     value.r = z1.r-z2.r;
 115     value.i = z1.i-z2.i;
 116     return value;
 117 }
 118
 119 /* Multiplication of two complex numbers z1 and z2                           */
 120 static gem_complex gem_cxmul(gem_complex z1, gem_complex z2)
 121 {
 122     gem_complex value;
 123     value.r = z1.r*z2.r-z1.i*z2.i;
 124     value.i = z1.r*z2.i+z1.i*z2.r;
 125     return value;
 126 }
 127
 128 /* Square of a complex number z                                              */
 129 static gem_complex gem_cxsq(gem_complex z)
 130 {
 131     gem_complex value;
 132     value.r = z.r*z.r-z.i*z.i;
 133     value.i = z.r*z.i*2.;
 134     return value;
 135 }
 136
 137 /* multiplication of a complex number z and a real number r */
 138 static gem_complex gem_cxrmul(gem_complex z, double r)
 139 {
 140     gem_complex value;
 141     value.r = z.r*r;
 142     value.i = z.i*r;
 143     return value;
 144 }
 145
 146 /* Division of two complex numbers z1 and z2                                 */
 147 static gem_complex gem_cxdiv(gem_complex z1, gem_complex z2)
 148 {
 149     gem_complex value;
 150     double      num;
 151     num = z2.r*z2.r+z2.i*z2.i;
 152     if (num == 0.)
 153     {
 154         fprintf(stderr, "ERROR in gem_cxdiv function\n");
 155     }
 156     value.r = (z1.r*z2.r+z1.i*z2.i)/num; value.i = (z1.i*z2.r-z1.r*z2.i)/num;
 157     return value;
 158 }
 159
 160 /* division of a complex z number by a real number x */
 161 static gem_complex gem_cxrdiv(gem_complex z, double r)
 162 {
 163     gem_complex value;
 164     value.r = z.r/r;
 165     value.i = z.i/r;
 166     return value;
 167 }
 168
 169 /* division of a real number r by a complex number x */
 170 static gem_complex gem_rxcdiv(double r, gem_complex z)
 171 {
 172     gem_complex value;
 173     double      f;
 174     f       = r/(z.r*z.r+z.i*z.i);
 175     value.r = f*z.r;
 176     value.i = -f*z.i;
 177     return value;
 178 }
 179
 180 /* Exponential of a complex number-- exp (z)=|exp(z.r)|*{cos(z.i)+I*sin(z.i)}*/
 181 static gem_complex gem_cxdexp(gem_complex z)
 182 {
 183     gem_complex value;
 184     double      exp_z_r;
 185     exp_z_r = exp(z.r);
 186     value.r = exp_z_r*cos(z.i);
 187     value.i = exp_z_r*sin(z.i);
 188     return value;
 189 }
 190
 191 /* Logarithm of a complex number -- log(z)=log|z|+I*Arg(z),                  */
 192 /*                                  where -PI < Arg(z) < PI                  */
 193 static gem_complex gem_cxlog(gem_complex z)
 194 {
 195     gem_complex value;
 196     double      mag2;
 197     mag2 = z.r*z.r+z.i*z.i;
 198     if (mag2 < 0.)
 199     {
 200         fprintf(stderr, "ERROR in gem_cxlog func\n");
 201     }
 202     value.r = log(sqrt(mag2));
 203     if (z.r == 0.)
 204     {
 205         value.i = PI/2.;
 206         if (z.i < 0.)
 207         {
 208             value.i = -value.i;
 209         }
 210     }
 211     else
 212     {
 213         value.i = atan2(z.i, z.r);
 214     }
 215     return value;
 216 }
 217
 218 /* Square root of a complex number z = |z| exp(I*the) -- z^(1/2)             */
 219 /*                               z^(1/2)=|z|^(1/2)*[cos(the/2)+I*sin(the/2)] */
 220 /*                               where 0 < the < 2*PI                        */
 221 static gem_complex gem_cxdsqrt(gem_complex z)
 222 {
 223     gem_complex value;
 224     double      sq;
 225     sq      = gem_cx_abs(z);
 226     value.r = sqrt(fabs((sq+z.r)*0.5)); /* z'.r={|z|*[1+cos(the)]/2}^(1/2) */
 227     value.i = sqrt(fabs((sq-z.r)*0.5)); /* z'.i={|z|*[1-cos(the)]/2}^(1/2) */
 228     if (z.i < 0.)
 229     {
 230         value.r = -value.r;
 231     }
 232     return value;
 233 }
 234
 235 /* Complex power of a complex number z1^z2                                   */
 236 static gem_complex gem_cxdpow(gem_complex z1, gem_complex z2)
 237 {
 238     gem_complex value;
 239     value = gem_cxdexp(gem_cxmul(gem_cxlog(z1), z2));
 240     return value;
 241 }
 242
 243 /* ------------ end of complex.c ------------ */
 244
 245 /* This next part was derived from cubic.c, also received from Omer Markovitch.
 246  * ------------- from cubic.c ------------- */
 247
 248 /* Solver for a cubic equation: x^3-a*x^2+b*x-c=0                            */
 249 static void gem_solve(gem_complex *al, gem_complex *be, gem_complex *gam,
 250                       double a, double b, double c)
 251 {
 252     double      t1, t2, two_3, temp;
 253     gem_complex ctemp, ct3;
 254
 255     two_3 = pow(2., 1./3.); t1 = -a*a+3.*b; t2 = 2.*a*a*a-9.*a*b+27.*c;
 256     temp  = 4.*t1*t1*t1+t2*t2;
 257
 258     ctemp = gem_cmplx(temp, 0.);   ctemp = gem_cxadd(gem_cmplx(t2, 0.), gem_cxdsqrt(ctemp));
 259     ct3   = gem_cxdpow(ctemp, gem_cmplx(1./3., 0.));
 260
 261     ctemp = gem_rxcdiv(-two_3*t1/3., ct3);
 262     ctemp = gem_cxadd(ctemp, gem_cxrdiv(ct3, 3.*two_3));
 263
 264     *gam = gem_cxadd(gem_cmplx(a/3., 0.), ctemp);
 265
 266     ctemp = gem_cxmul(gem_cxsq(*gam), gem_cxsq(gem_cxsub(*gam, gem_cmplx(a, 0.))));
 267     ctemp = gem_cxadd(ctemp, gem_cxmul(gem_cmplx(-4.*c, 0.), *gam));
 268     ctemp = gem_cxdiv(gem_cxdsqrt(ctemp), *gam);
 269     *al   = gem_cxrmul(gem_cxsub(gem_cxsub(gem_cmplx(a, 0.), *gam), ctemp), 0.5);
 270     *be   = gem_cxrmul(gem_cxadd(gem_cxsub(gem_cmplx(a, 0.), *gam), ctemp), 0.5);
 271 }
 272
 273 /* ------------ end of cubic.c ------------ */
 274
 275 /* This next part was derived from cerror.c and rerror.c, also received from Omer Markovitch.
 276  * ------------- from [cr]error.c ------------- */
 277
 278 /************************************************************/
 279 /* Real valued error function and related functions         */
 280 /* x, y     : real variables                                */
 281 /* erf(x)   : error function                                */
 282 /* erfc(x)  : complementary error function                  */
 283 /* omega(x) : exp(x*x)*erfc(x)                              */
 284 /* W(x,y)   : exp(-x*x)*omega(x+y)=exp(2*x*y+y^2)*erfc(x+y) */
 285 /************************************************************/
 286
 287 /*---------------------------------------------------------------------------*/
 288 /* Utilzed the series approximation of erf(x)                                */
 289 /* Relative error=|err(x)|/erf(x)<EPS                                        */
 290 /* Handbook of Mathematical functions, Abramowitz, p 297                     */
 291 /* Note: When x>=6 series sum deteriorates -> Asymptotic series used instead */
 292 /*---------------------------------------------------------------------------*/
 293 /*  This gives erfc(z) correctly only upto >10-15 */
 294
 295 static double gem_erf(double x)
 296 {
 297     double n, sum, temp, exp2, xm, x2, x4, x6, x8, x10, x12;
 298     temp = x;
 299     sum  = temp;
 300     xm   = 26.;
 301     x2   = x*x;
 302     x4   = x2*x2;
 303     x6   = x4*x2;
 304     x8   = x6*x2;
 305     x10  = x8*x2;
 306     x12  = x10*x2;
 307     exp2 = exp(-x2);
 308     if (x <= xm)
 309     {
 310         for (n = 1.; n <= 2000.; n += 1.)
 311         {
 312             temp *= 2.*x2/(2.*n+1.);
 313             sum  += temp;
 314             if (fabs(temp/sum) < 1.E-16)
 315             {
 316                 break;
 317             }
 318         }
 319
 320         if (n >= 2000.)
 321         {
 322             fprintf(stderr, "In Erf calc - iteration exceeds %lg\n", n);
 323         }
 324         sum *= 2./sPI*exp2;
 325     }
 326     else
 327     {
 328         /* from the asymptotic expansion of experfc(x) */
 329         sum = (1. - 0.5/x2 + 0.75/x4
 330                - 1.875/x6 + 6.5625/x8
 331                - 29.53125/x10 + 162.421875/x12)
 332             / sPI/x;
 333         sum *= exp2; /* now sum is erfc(x) */
 334         sum  = -sum+1.;
 335     }
 336     return x >= 0.0 ? sum : -sum;
 337 }
 338
 339 /* Result --> Alex's code for erfc and experfc behaves better than this      */
 340 /* complementray error function.                Returns 1.-erf(x)            */
 341 static double gem_erfc(double x)
 342 {
 343     double t, z, ans;
 344     z = fabs(x);
 345     t = 1.0/(1.0+0.5*z);
 346
 347     ans = t * exp(-z*z - 1.26551223 +
 348                   t*(1.00002368 +
 349                      t*(0.37409196 +
 350                         t*(0.09678418 +
 351                            t*(-0.18628806 +
 352                               t*(0.27886807 +
 353                                  t*(-1.13520398 +
 354                                     t*(1.48851587 +
 355                                        t*(-0.82215223 +
 356                                           t*0.17087277)))))))));
 357
 358     return x >= 0.0 ? ans : 2.0-ans;
 359 }
 360
 361 /* omega(x)=exp(x^2)erfc(x)                                                  */
 362 static double gem_omega(double x)
 363 {
 364     double xm, ans, xx, x4, x6, x8, x10, x12;
 365     xm  = 26;
 366     xx  = x*x;
 367     x4  = xx*xx;
 368     x6  = x4*xx;
 369     x8  = x6*xx;
 370     x10 = x8*xx;
 371     x12 = x10*xx;
 372
 373     if (x <= xm)
 374     {
 375         ans = exp(xx)*gem_erfc(x);
 376     }
 377     else
 378     {
 379         /* Asymptotic expansion */
 380         ans = (1. - 0.5/xx + 0.75/x4 - 1.875/x6 + 6.5625/x8 - 29.53125/x10 + 162.421875/x12) / sPI/x;
 381     }
 382     return ans;
 383 }
 384
 385 /*---------------------------------------------------------------------------*/
 386 /* Utilzed the series approximation of erf(z=x+iy)                           */
 387 /* Relative error=|err(z)|/|erf(z)|<EPS                                      */
 388 /* Handbook of Mathematical functions, Abramowitz, p 299                     */
 389 /* comega(z=x+iy)=cexp(z^2)*cerfc(z)                                         */
 390 /*---------------------------------------------------------------------------*/
 391 static gem_complex gem_comega(gem_complex z)
 392 {
 393     gem_complex value;
 394     double      x, y;
 395     double      sumr, sumi, n, n2, f, temp, temp1;
 396     double      x2, y2, cos_2xy, sin_2xy, cosh_2xy, sinh_2xy, cosh_ny, sinh_ny, exp_y2;
 397
 398     x        = z.r;
 399     y        = z.i;
 400     x2       = x*x;
 401     y2       = y*y;
 402     sumr     = 0.;
 403     sumi     = 0.;
 404     cos_2xy  = cos(2.*x*y);
 405     sin_2xy  = sin(2.*x*y);
 406     cosh_2xy = cosh(2.*x*y);
 407     sinh_2xy = sinh(2.*x*y);
 408     exp_y2   = exp(-y2);
 409
 410     for (n = 1.0, temp = 0.; n <= 2000.; n += 1.0)
 411     {
 412         n2      = n*n;
 413         cosh_ny = cosh(n*y);
 414         sinh_ny = sinh(n*y);
 415         f       = exp(-n2/4.)/(n2+4.*x2);
 416         /* if(f<1.E-200) break; */
 417         sumr += (2.*x - 2.*x*cosh_ny*cos_2xy + n*sinh_ny*sin_2xy)*f;
 418         sumi += (2.*x*cosh_ny*sin_2xy + n*sinh_ny*cos_2xy)*f;
 419         temp1 = sqrt(sumr*sumr+sumi*sumi);
 420         if (fabs((temp1-temp)/temp1) < 1.E-16)
 421         {
 422             break;
 423         }
 424         temp = temp1;
 425     }
 426     if (n == 2000.)
 427     {
 428         fprintf(stderr, "iteration exceeds %lg\n", n);
 429     }
 430     sumr *= 2./PI;
 431     sumi *= 2./PI;
 432
 433     if (x != 0.)
 434     {
 435         f = 1./2./PI/x;
 436     }
 437     else
 438     {
 439         f = 0.;
 440     }
 441     value.r = gem_omega(x)-(f*(1.-cos_2xy)+sumr);
 442     value.i = -(f*sin_2xy+sumi);
 443     value   = gem_cxmul(value, gem_cmplx(exp_y2*cos_2xy, exp_y2*sin_2xy));
 444     return (value);
 445 }
 446
 447 /* ------------ end of [cr]error.c ------------ */
 448
 449 /*_ REVERSIBLE GEMINATE RECOMBINATION
 450  *
 451  * Here are the functions for reversible geminate recombination. */
 452
 453 /* Changes the unit from square cm per s to square Ångström per ps,
 454  * since Omers code uses the latter units while g_mds outputs the former.
 455  * g_hbond expects a diffusion coefficent given in square cm per s. */
 456 static double sqcm_per_s_to_sqA_per_ps (real D)
 457 {
 458     fprintf(stdout, "Diffusion coefficient is %f A^2/ps\n", D*1e4);
 459     return (double)(D*1e4);
 460 }
 461
 462
 463 static double eq10v2(double theoryCt[], double time[], int manytimes,
 464                      double ka, double kd, t_gemParams *params)
 465 {
 466     /* Finding the 3 roots */
 467     int    i;
 468     double kD, D, r, a, b, c, tsqrt, sumimaginary;
 469     gem_complex
 470            alpha, beta, gamma,
 471         c1, c2, c3, c4,
 472         oma, omb, omc,
 473         part1, part2, part3, part4;
 474
 475     kD = params->kD;
 476     D  = params->D;
 477     r  = params->sigma;
 478     a  = (1.0 + ka/kD) * sqrt(D)/r;
 479     b  = kd;
 480     c  = kd * sqrt(D)/r;
 481
 482     gem_solve(&alpha, &beta, &gamma, a, b, c);
 483     /* Finding the 3 roots */
 484
 485     sumimaginary = 0;
 486     part1        = gem_cxmul(alpha, gem_cxmul(gem_cxadd(beta,  gamma), gem_cxsub(beta,  gamma)));                 /* 1(2+3)(2-3) */
 487     part2        = gem_cxmul(beta,  gem_cxmul(gem_cxadd(gamma, alpha), gem_cxsub(gamma, alpha)));                 /* 2(3+1)(3-1) */
 488     part3        = gem_cxmul(gamma, gem_cxmul(gem_cxadd(alpha, beta), gem_cxsub(alpha, beta)));                   /* 3(1+2)(1-2) */
 489     part4        = gem_cxmul(gem_cxsub(gamma, alpha), gem_cxmul(gem_cxsub(alpha, beta), gem_cxsub(beta, gamma))); /* (3-1)(1-2)(2-3) */
 490
 491 #pragma omp parallel for \
 492     private(i, tsqrt, oma, omb, omc, c1, c2, c3, c4) \
 493     reduction(+:sumimaginary) \
 494     default(shared) \
 495     schedule(guided)
 496     for (i = 0; i < manytimes; i++)
 497     {
 498         tsqrt         = sqrt(time[i]);
 499         oma           = gem_comega(gem_cxrmul(alpha, tsqrt));
 500         c1            = gem_cxmul(oma, gem_cxdiv(part1, part4));
 501         omb           = gem_comega(gem_cxrmul(beta, tsqrt));
 502         c2            = gem_cxmul(omb, gem_cxdiv(part2, part4));
 503         omc           = gem_comega(gem_cxrmul(gamma, tsqrt));
 504         c3            = gem_cxmul(omc, gem_cxdiv(part3, part4));
 505         c4.r          = c1.r+c2.r+c3.r;
 506         c4.i          = c1.i+c2.i+c3.i;
 507         theoryCt[i]   = c4.r;
 508         sumimaginary += c4.i * c4.i;
 509     }
 510
 511     return sumimaginary;
 512
 513 } /* eq10v2 */
 514
 515 /* This returns the real-valued index(!) to an ACF, equidistant on a log scale. */
 516 static double getLogIndex(const int i, const t_gemParams *params)
 517 {
 518     return (exp(((double)(i)) * params->logQuota) -1);
 519 }
 520
 521 extern t_gemParams *init_gemParams(const double sigma, const double D,
 522                                    const real *t, const int len, const int nFitPoints,
 523                                    const real begFit, const real endFit,
 524                                    const real ballistic, const int nBalExp)
 525 {
 526     double       tDelta;
 527     t_gemParams *p;
 528
 529     snew(p, 1);
 530
 531     /* A few hardcoded things here. For now anyway. */
 532 /*   p->ka_min   = 0; */
 533 /*   p->ka_max   = 100; */
 534 /*   p->dka      = 10; */
 535 /*   p->kd_min   = 0; */
 536 /*   p->kd_max   = 2; */
 537 /*   p->dkd      = 0.2; */
 538     p->ka       = 0;
 539     p->kd       = 0;
 540 /*   p->lsq      = -1; */
 541 /*   p->lifetime = 0; */
 542     p->sigma    = sigma*10; /* Omer uses Å, not nm */
 543 /*   p->lsq_old  = 99999; */
 544     p->D        = sqcm_per_s_to_sqA_per_ps(D);
 545     p->kD       = 4*acos(-1.0)*sigma*p->D;
 546
 547
 548     /* Parameters used by calcsquare(). Better to calculate them
 549      * here than in calcsquare every time it's called. */
 550     p->len = len;
 551 /*   p->logAfterTime = logAfterTime; */
 552     tDelta       = (t[len-1]-t[0]) / len;
 553     if (tDelta <= 0)
 554     {
 555         gmx_fatal(FARGS, "Time between frames is non-positive!");
 556     }
 557     else
 558     {
 559         p->tDelta = tDelta;
 560     }
 561
 562     p->nExpFit      = nBalExp;
 563 /*   p->nLin         = logAfterTime / tDelta; */
 564     p->nFitPoints   = nFitPoints;
 565     p->begFit       = begFit;
 566     p->endFit       = endFit;
 567     p->logQuota     = (double)(log(p->len))/(p->nFitPoints-1);
 568 /*   if (p->nLin <= 0) { */
 569 /*     fprintf(stderr, "Number of data points in the linear regime is non-positive!\n"); */
 570 /*     sfree(p); */
 571 /*     return NULL; */
 572 /*   } */
 573 /* We want the same number of data points in the log regime. Not crucial, but seems like a good idea. */
 574 /* p->logDelta = log(((float)len)/p->nFitPoints) / p->nFitPoints;/\* log(((float)len)/p->nLin) / p->nLin; *\/ */
 575 /*   p->logPF    = p->nFitPoints*p->nFitPoints/(float)len; /\* p->nLin*p->nLin/(float)len; *\/ */
 576 /* logPF and logDelta are stitched together with the macro GETLOGINDEX defined in geminate.h */
 577
 578 /*   p->logMult      = pow((float)len, 1.0/nLin);/\* pow(t[len-1]-t[0], 1.0/p->nLin); *\/ */
 579     p->ballistic    =  ballistic;
 580     return p;
 581 }
 582
 583 /* There was a misunderstanding regarding the fitting. From our
 584  * recent correspondence it appears that Omer's code require
 585  * the ACF data on a log-scale and does not operate on the raw data.
 586  * This needs to be redone in gemFunc_residual() as well as in the
 587  * t_gemParams structure. */
 588
 589 static real* d2r(const double *d, const int nn);
 590
 591 extern real fitGemRecomb(double gmx_unused      *ct,
 592                          double gmx_unused      *time,
 593                          double gmx_unused     **ctFit,
 594                          const int gmx_unused    nData,
 595                          t_gemParams gmx_unused *params)
 596 {
 597
 598     int         nThreads, i, iter, status, maxiter;
 599     real        size, d2, tol, *dumpdata;
 600     size_t      p, n;
 601     gemFitData *GD;
 602     char       *dumpstr, dumpname[128];
 603
 604     missing_code_message();
 605     return -1;
 606
 607 }
 608
 609
 610 /* Removes the ballistic term from the beginning of the ACF,
 611  * just like in Omer's paper.
 612  */
 613 extern void takeAwayBallistic(double gmx_unused *ct, double *t, int len, real tMax, int nexp, gmx_bool gmx_unused bDerivative)
 614 {
 615
 616     /* Fit with 4 exponentials and one constant term,
 617      * subtract the fatest exponential. */
 618
 619     int      nData, i, status, iter;
 620     balData *BD;
 621     double  *guess,           /* Initial guess. */
 622     *A,                       /* The fitted parameters. (A1, B1, A2, B2,... C) */
 623              a[2],
 624              ddt[2];
 625     gmx_bool sorted;
 626     size_t   n;
 627     size_t   p;
 628
 629     nData = 0;
 630     do
 631     {
 632         nData++;
 633     }
 634     while (t[nData] < tMax+t[0] && nData < len);
 635
 636     p = nexp*2+1;            /* Number of parameters. */
 637
 638     missing_code_message();
 639     return;
 640 }
 641
 642 extern void dumpN(const real *e, const int nn, char *fn)
 643 {
 644     /* For debugging only */
 645     int   i;
 646     FILE *f;
 647     char  standardName[] = "Nt.xvg";
 648     if (fn == NULL)
 649     {
 650         fn = standardName;
 651     }
 652
 653     f = fopen(fn, "w");
 654     fprintf(f,
 655             "@ type XY\n"
 656             "@ xaxis label \"Frame\"\n"
 657             "@ yaxis label \"N\"\n"
 658             "@ s0 line type 3\n");
 659
 660     for (i = 0; i < nn; i++)
 661     {
 662         fprintf(f, "%-10i %-g\n", i, e[i]);
 663     }
 664
 665     fclose(f);
 666 }
 667
 668 static real* d2r(const double *d, const int nn)
 669 {
 670     real *r;
 671     int   i;
 672
 673     snew(r, nn);
 674     for (i = 0; i < nn; i++)
 675     {
 676         r[i] = (real)d[i];
 677     }
 678
 679     return r;
 680 }
 681
 682 static void _patchBad(double *ct, int n, double dy)
 683 {
 684     /* Just do lin. interpolation for now. */
 685     int i;
 686
 687     for (i = 1; i < n; i++)
 688     {
 689         ct[i] = ct[0]+i*dy;
 690     }
 691 }
 692
 693 static void patchBadPart(double *ct, int n)
 694 {
 695     _patchBad(ct, n, (ct[n] - ct[0])/n);
 696 }
 697
 698 static void patchBadTail(double *ct, int n)
 699 {
 700     _patchBad(ct+1, n-1, ct[1]-ct[0]);
 701
 702 }
 703
 704 extern void fixGemACF(double *ct, int len)
 705 {
 706     int      i, j, b, e;
 707     gmx_bool bBad;
 708
 709     /* Let's separate two things:
 710      * - identification of bad parts
 711      * - patching of bad parts.
 712      */
 713
 714     b    = 0; /* Start of a bad stretch */
 715     e    = 0; /* End of a bad stretch */
 716     bBad = FALSE;
 717
 718     /* An acf of binary data must be one at t=0. */
 719     if (fabs(ct[0]-1.0) > 1e-6)
 720     {
 721         ct[0] = 1.0;
 722         fprintf(stderr, "|ct[0]-1.0| = %1.6f. Setting ct[0] to 1.0.\n", fabs(ct[0]-1.0));
 723     }
 724
 725     for (i = 0; i < len; i++)
 726     {
 727
 728 #ifdef HAS_ISFINITE
 729         if (isfinite(ct[i]))
 730 #elif defined(HAS__ISFINITE)
 731         if (_isfinite(ct[i]))
 732 #else
 733         if (1)
 734 #endif
 735         {
 736             if (!bBad)
 737             {
 738                 /* Still on a good stretch. Proceed.*/
 739                 continue;
 740             }
 741
 742             /* Patch up preceding bad stretch. */
 743             if (i == (len-1))
 744             {
 745                 /* It's the tail */
 746                 if (b <= 1)
 747                 {
 748                     gmx_fatal(FARGS, "The ACF is mostly NaN or Inf. Aborting.");
 749                 }
 750                 patchBadTail(&(ct[b-2]), (len-b)+1);
 751             }
 752
 753             e = i;
 754             patchBadPart(&(ct[b-1]), (e-b)+1);
 755             bBad = FALSE;
 756         }
 757         else
 758         {
 759             if (!bBad)
 760             {
 761                 b = i;
 762
 763                 bBad = TRUE;
 764             }
 765         }
 766     }
 767 }