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 "config.h"
  40
  41 #include <math.h>
  42 #include <stdlib.h>
  43
  44 #include "nrama.h"
  45
  46 #include "gromacs/bonded/bonded.h"
  47 #include "gromacs/utility/futil.h"
  48 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  49 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  50 #include "gromacs/pbcutil/rmpbc.h"
  51
  52 static const char *pp_pat[] = { "C", "N", "CA", "C", "N" };
  53 #define NPP (sizeof(pp_pat)/sizeof(pp_pat[0]))
  54
  55 static int d_comp(const void *a, const void *b)
  56 {
  57     t_dih *da, *db;
  58
  59     da = (t_dih *)a;
  60     db = (t_dih *)b;
  61
  62     if (da->ai[1] < db->ai[1])
  63     {
  64         return -1;
  65     }
  66     else if (da->ai[1] == db->ai[1])
  67     {
  68         return (da->ai[2] - db->ai[2]);
  69     }
  70     else
  71     {
  72         return 1;
  73     }
  74 }
  75
  76
  77 static void calc_dihs(t_xrama *xr)
  78 {
  79     int          i, t1, t2, t3;
  80     rvec         r_ij, r_kj, r_kl, m, n;
  81     real         sign;
  82     t_dih       *dd;
  83     gmx_rmpbc_t  gpbc = NULL;
  84
  85     gpbc = gmx_rmpbc_init(xr->idef, xr->ePBC, xr->natoms);
  86     gmx_rmpbc(gpbc, xr->natoms, xr->box, xr->x);
  87     gmx_rmpbc_done(gpbc);
  88
  89     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
  90     {
  91         dd      = &(xr->dih[i]);
  92         dd->ang = dih_angle(xr->x[dd->ai[0]], xr->x[dd->ai[1]],
  93                             xr->x[dd->ai[2]], xr->x[dd->ai[3]],
  94                             NULL,
  95                             r_ij, r_kj, r_kl, m, n, &sign, &t1, &t2, &t3);
  96     }
  97 }
  98
  99 gmx_bool new_data(t_xrama *xr)
 100 {
 101     if (!read_next_x(xr->oenv, xr->traj, &xr->t, xr->x, xr->box))
 102     {
 103         return FALSE;
 104     }
 105
 106     calc_dihs(xr);
 107
 108     return TRUE;
 109 }
 110
 111 static int find_atom(const char *find, char ***names, int start, int nr)
 112 {
 113     int i;
 114
 115     for (i = start; (i < nr); i++)
 116     {
 117         if (strcmp(find, *names[i]) == 0)
 118         {
 119             return i;
 120         }
 121     }
 122     return -1;
 123 }
 124
 125 static void add_xr(t_xrama *xr, int ff[5], t_atoms *atoms)
 126 {
 127     char buf[12];
 128     int  i;
 129
 130     srenew(xr->dih, xr->ndih+2);
 131     for (i = 0; (i < 4); i++)
 132     {
 133         xr->dih[xr->ndih].ai[i] = ff[i];
 134     }
 135     for (i = 0; (i < 4); i++)
 136     {
 137         xr->dih[xr->ndih+1].ai[i] = ff[i+1];
 138     }
 139     xr->ndih += 2;
 140
 141     srenew(xr->pp, xr->npp+1);
 142     xr->pp[xr->npp].iphi  = xr->ndih-2;
 143     xr->pp[xr->npp].ipsi  = xr->ndih-1;
 144     xr->pp[xr->npp].bShow = FALSE;
 145     sprintf(buf, "%s-%d", *atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].name,
 146             atoms->resinfo[atoms->atom[ff[1]].resind].nr);
 147     xr->pp[xr->npp].label = gmx_strdup(buf);
 148     xr->npp++;
 149 }
 150
 151 static void get_dih(t_xrama *xr, t_atoms *atoms)
 152 {
 153     int    found, ff[NPP];
 154     int    i;
 155     size_t j;
 156
 157     for (i = 0; (i < atoms->nr); )
 158     {
 159         found = i;
 160         for (j = 0; (j < NPP); j++)
 161         {
 162             if ((ff[j] = find_atom(pp_pat[j], atoms->atomname, found, atoms->nr)) == -1)
 163             {
 164                 break;
 165             }
 166             found = ff[j]+1;
 167         }
 168         if (j != NPP)
 169         {
 170             break;
 171         }
 172         add_xr(xr, ff, atoms);
 173         i = ff[0]+1;
 174     }
 175     fprintf(stderr, "Found %d phi-psi combinations\n", xr->npp);
 176 }
 177
 178 static int search_ff(int thisff[NPP], int ndih, int **ff)
 179 {
 180     int      j, k;
 181     gmx_bool bFound = FALSE;
 182
 183     for (j = 0; (j < ndih); j++)
 184     {
 185         bFound = TRUE;
 186         for (k = 1; (k <= 3); k++)
 187         {
 188             bFound = bFound && (thisff[k] == ff[j][k]);
 189         }
 190         if (bFound)
 191         {
 192             if (thisff[0] == -1)
 193             {
 194                 ff[j][4] = thisff[4];
 195             }
 196             else
 197             {
 198                 ff[j][0] = thisff[0];
 199             }
 200             break;
 201         }
 202     }
 203     if (!bFound)
 204     {
 205         for (k = 0; (k < 5); k++)
 206         {
 207             ff[ndih][k] = thisff[k];
 208         }
 209         ndih++;
 210     }
 211     return ndih;
 212 }
 213
 214 static void min_max(t_xrama *xr)
 215 {
 216     int ai, i, j;
 217
 218     xr->amin = xr->natoms;
 219     xr->amax = 0;
 220     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
 221     {
 222         for (j = 0; (j < 4); j++)
 223         {
 224             ai = xr->dih[i].ai[j];
 225             if (ai < xr->amin)
 226             {
 227                 xr->amin = ai;
 228             }
 229             else if (ai > xr->amax)
 230             {
 231                 xr->amax = ai;
 232             }
 233         }
 234     }
 235 }
 236
 237 static void get_dih_props(t_xrama *xr, t_idef *idef, int mult)
 238 {
 239     int      i, ft, ftype, nra;
 240     t_iatom *ia;
 241     t_dih   *dd, key;
 242
 243     ia = idef->il[F_PDIHS].iatoms;
 244     for (i = 0; (i < idef->il[F_PDIHS].nr); )
 245     {
 246         ft    = ia[0];
 247         ftype = idef->functype[ft];
 248         nra   = interaction_function[ftype].nratoms;
 249
 250         if (ftype != F_PDIHS)
 251         {
 252             gmx_incons("ftype is not a dihedral");
 253         }
 254
 255         key.ai[1] = ia[2];
 256         key.ai[2] = ia[3];
 257         if ((dd = (t_dih *)bsearch(&key, xr->dih, xr->ndih, (size_t)sizeof(key), d_comp))
 258             != NULL)
 259         {
 260             dd->mult = idef->iparams[ft].pdihs.mult;
 261             dd->phi0 = idef->iparams[ft].pdihs.phiA;
 262         }
 263
 264         i  += nra+1;
 265         ia += nra+1;
 266     }
 267     /* Fill in defaults for values not in the topology */
 268     for (i = 0; (i < xr->ndih); i++)
 269     {
 270         if (xr->dih[i].mult == 0)
 271         {
 272             fprintf(stderr,
 273                     "Dihedral around %d,%d not found in topology. Using mult=%d\n",
 274                     xr->dih[i].ai[1], xr->dih[i].ai[2], mult);
 275             xr->dih[i].mult = mult;
 276             xr->dih[i].phi0 = 180;
 277         }
 278     }
 279 }
 280
 281
 282
 283 t_topology *init_rama(const output_env_t oenv, const char *infile,
 284                       const char *topfile, t_xrama *xr, int mult)
 285 {
 286     t_topology *top;
 287     int         ePBC;
 288     real        t;
 289
 290     top = read_top(topfile, &xr->ePBC);
 291
 292     /*get_dih2(xr,top->idef.functype,&(top->idef.bondeds),&(top->atoms));*/
 293     get_dih(xr, &(top->atoms));
 294     get_dih_props(xr, &(top->idef), mult);
 295     xr->natoms = read_first_x(oenv, &xr->traj, infile, &t, &(xr->x), xr->box);
 296     xr->idef   = &(top->idef);
 297     xr->oenv   = oenv;
 298
 299     min_max(xr);
 300     calc_dihs(xr);
 301
 302     return top;
 303 }