src/gromacs/gmxana/nrama.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, 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 "nrama.h"
  40
  41 #include <math.h>
  42 #include <stdlib.h>
  43
  44 #include "gromacs/bonded/bonded.h"
  45 #include "gromacs/pbcutil/rmpbc.h"
  46 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  47 #include "gromacs/utility/futil.h"
  48 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  49
  50 static const char *pp_pat[] = { "C", "N", "CA", "C", "N" };
  51 #define NPP (sizeof(pp_pat)/sizeof(pp_pat[0]))
  52
  53 static int d_comp(const void *a, const void *b)
  54 {
  55     t_dih *da, *db;
  56
  57     da = (t_dih *)a;
  58     db = (t_dih *)b;
  59
  60     if (da->ai[1] < db->ai[1])
  61     {
  62         return -1;
  63     }
  64     else if (da->ai[1] == db->ai[1])
  65     {
  66         return (da->ai[2] - db->ai[2]);
  67     }
  68     else
  69     {
  70         return 1;
  71     }
  72 }
  73
  74
  75 static void calc_dihs(t_xrama *xr)
  76 {
  77     int          i, t1, t2, t3;
  78     rvec         r_ij, r_kj, r_kl, m, n;
  79     real         sign;
  80     t_dih       *dd;
  81     gmx_rmpbc_t  gpbc = NULL;
  82
  83     gpbc = gmx_rmpbc_init(xr->idef, xr->ePBC, xr->natoms);
  84     gmx_rmpbc(gpbc, xr->natoms, xr->box, xr->x);
  85     gmx_rmpbc_done(gpbc);
  86
  87     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
  88     {
  89         dd      = &(xr->dih[i]);
  90         dd->ang = dih_angle(xr->x[dd->ai[0]], xr->x[dd->ai[1]],
  91                             xr->x[dd->ai[2]], xr->x[dd->ai[3]],
  92                             NULL,
  93                             r_ij, r_kj, r_kl, m, n, &sign, &t1, &t2, &t3);
  94     }
  95 }
  96
  97 gmx_bool new_data(t_xrama *xr)
  98 {
  99     if (!read_next_x(xr->oenv, xr->traj, &xr->t, xr->x, xr->box))
 100     {
 101         return FALSE;
 102     }
 103
 104     calc_dihs(xr);
 105
 106     return TRUE;
 107 }
 108
 109 static int find_atom(const char *find, char ***names, int start, int nr)
 110 {
 111     int i;
 112
 113     for (i = start; (i < nr); i++)
 114     {
 115         if (strcmp(find, *names[i]) == 0)
 116         {
 117             return i;
 118         }
 119     }
 120     return -1;
 121 }
 122
 123 static void add_xr(t_xrama *xr, int ff[5], t_atoms *atoms)
 124 {
 125     char buf[12];
 126     int  i;
 127
 128     srenew(xr->dih, xr->ndih+2);
 129     for (i = 0; (i < 4); i++)
 130     {
 131         xr->dih[xr->ndih].ai[i] = ff[i];
 132     }
 133     for (i = 0; (i < 4); i++)
 134     {
 135         xr->dih[xr->ndih+1].ai[i] = ff[i+1];
 136     }
 137     xr->ndih += 2;
 138
 139     srenew(xr->pp, xr->npp+1);
 140     xr->pp[xr->npp].iphi  = xr->ndih-2;
 141     xr->pp[xr->npp].ipsi  = xr->ndih-1;
 142     xr->pp[xr->npp].bShow = FALSE;
 143     sprintf(buf, "%s-%d", *atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].name,
 144             atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].nr);
 145     xr->pp[xr->npp].label = gmx_strdup(buf);
 146     xr->npp++;
 147 }
 148
 149 static void get_dih(t_xrama *xr, t_atoms *atoms)
 150 {
 151     int    found, ff[NPP];
 152     int    i;
 153     size_t j;
 154
 155     for (i = 0; (i < atoms->nr); )
 156     {
 157         found = i;
 158         for (j = 0; (j < NPP); j++)
 159         {
 160             if ((ff[j] = find_atom(pp_pat[j], atoms->atomname, found, atoms->nr)) == -1)
 161             {
 162                 break;
 163             }
 164             found = ff[j]+1;
 165         }
 166         if (j != NPP)
 167         {
 168             break;
 169         }
 170         add_xr(xr, ff, atoms);
 171         i = ff[0]+1;
 172     }
 173     fprintf(stderr, "Found %d phi-psi combinations\n", xr->npp);
 174 }
 175
 176 static int search_ff(int thisff[NPP], int ndih, int **ff)
 177 {
 178     int      j, k;
 179     gmx_bool bFound = FALSE;
 180
 181     for (j = 0; (j < ndih); j++)
 182     {
 183         bFound = TRUE;
 184         for (k = 1; (k <= 3); k++)
 185         {
 186             bFound = bFound && (thisff[k] == ff[j][k]);
 187         }
 188         if (bFound)
 189         {
 190             if (thisff[0] == -1)
 191             {
 192                 ff[j][4] = thisff[4];
 193             }
 194             else
 195             {
 196                 ff[j][0] = thisff[0];
 197             }
 198             break;
 199         }
 200     }
 201     if (!bFound)
 202     {
 203         for (k = 0; (k < 5); k++)
 204         {
 205             ff[ndih][k] = thisff[k];
 206         }
 207         ndih++;
 208     }
 209     return ndih;
 210 }
 211
 212 static void min_max(t_xrama *xr)
 213 {
 214     int ai, i, j;
 215
 216     xr->amin = xr->natoms;
 217     xr->amax = 0;
 218     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
 219     {
 220         for (j = 0; (j < 4); j++)
 221         {
 222             ai = xr->dih[i].ai[j];
 223             if (ai < xr->amin)
 224             {
 225                 xr->amin = ai;
 226             }
 227             else if (ai > xr->amax)
 228             {
 229                 xr->amax = ai;
 230             }
 231         }
 232     }
 233 }
 234
 235 static void get_dih_props(t_xrama *xr, t_idef *idef, int mult)
 236 {
 237     int      i, ft, ftype, nra;
 238     t_iatom *ia;
 239     t_dih   *dd, key;
 240
 241     ia = idef->il[F_PDIHS].iatoms;
 242     for (i = 0; (i < idef->il[F_PDIHS].nr); )
 243     {
 244         ft    = ia[0];
 245         ftype = idef->functype[ft];
 246         nra   = interaction_function[ftype].nratoms;
 247
 248         if (ftype != F_PDIHS)
 249         {
 250             gmx_incons("ftype is not a dihedral");
 251         }
 252
 253         key.ai[1] = ia[2];
 254         key.ai[2] = ia[3];
 255         if ((dd = (t_dih *)bsearch(&key, xr->dih, xr->ndih, (size_t)sizeof(key), d_comp))
 256             != NULL)
 257         {
 258             dd->mult = idef->iparams[ft].pdihs.mult;
 259             dd->phi0 = idef->iparams[ft].pdihs.phiA;
 260         }
 261
 262         i  += nra+1;
 263         ia += nra+1;
 264     }
 265     /* Fill in defaults for values not in the topology */
 266     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
 267     {
 268         if (xr->dih[i].mult == 0)
 269         {
 270             fprintf(stderr,
 271                     "Dihedral around %d,%d not found in topology. Using mult=%d\n",
 272                     xr->dih[i].ai[1], xr->dih[i].ai[2], mult);
 273             xr->dih[i].mult = mult;
 274             xr->dih[i].phi0 = 180;
 275         }
 276     }
 277 }
 278
 279
 280
 281 t_topology *init_rama(const output_env_t oenv, const char *infile,
 282                       const char *topfile, t_xrama *xr, int mult)
 283 {
 284     t_topology *top;
 285     int         ePBC;
 286     real        t;
 287
 288     top = read_top(topfile, &xr->ePBC);
 289
 290     /*get_dih2(xr,top->idef.functype,&(top->idef.bondeds),&(top->atoms));*/
 291     get_dih(xr, &(top->atoms));
 292     get_dih_props(xr, &(top->idef), mult);
 293     xr->natoms = read_first_x(oenv, &xr->traj, infile, &t, &(xr->x), xr->box);
 294     xr->idef   = &(top->idef);
 295     xr->oenv   = oenv;
 296
 297     min_max(xr);
 298     calc_dihs(xr);
 299
 300     return top;
 301 }