src/gromacs/gmxpreprocess/topdirs.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 <stdio.h>
  40 #include <stdarg.h>
  41
  42 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  43 #include "gromacs/legacyheaders/macros.h"
  44 #include "gromacs/utility/cstringutil.h"
  45 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  46 #include "topdirs.h"
  47
  48 /* Must correspond to the directive enum in grompp-impl.h */
  49 static const char *directive_names[d_maxdir+1] = {
  50     "defaults",
  51     "atomtypes",
  52     "bondtypes",
  53     "constrainttypes",
  54     "pairtypes",
  55     "angletypes",
  56     "dihedraltypes",
  57     "nonbond_params",
  58     "implicit_genborn_params",
  59     "implicit_surface_params",
  60     "cmaptypes",
  61     /* All the directives above can not appear after moleculetype */
  62     "moleculetype",
  63     "atoms",
  64     "virtual_sites2",
  65     "virtual_sites3",
  66     "virtual_sites4",
  67     "virtual_sitesn",
  68     "bonds",
  69     "exclusions",
  70     "pairs",
  71     "pairs_nb",
  72     "angles",
  73     "dihedrals",
  74     "constraints",
  75     "settles",
  76     "polarization",
  77     "water_polarization",
  78     "thole_polarization",
  79     "system",
  80     "molecules",
  81     "position_restraints",
  82     "angle_restraints",
  83     "angle_restraints_z",
  84     "distance_restraints",
  85     "orientation_restraints",
  86     "dihedral_restraints",
  87     "cmap",
  88     "invalid"
  89 };
  90
  91 int ifunc_index(directive d, int type)
  92 {
  93     switch (d)
  94     {
  95         case d_bondtypes:
  96         case d_bonds:
  97             switch (type)
  98             {
  99                 case 1:
 100                     return F_BONDS;
 101                 case 2:
 102                     return F_G96BONDS;
 103                 case 3:
 104                     return F_MORSE;
 105                 case 4:
 106                     return F_CUBICBONDS;
 107                 case 5:
 108                     return F_CONNBONDS;
 109                 case 6:
 110                     return F_HARMONIC;
 111                 case 7:
 112                     return F_FENEBONDS;
 113                 case 8:
 114                     return F_TABBONDS;
 115                 case 9:
 116                     return F_TABBONDSNC;
 117                 case 10:
 118                     return F_RESTRBONDS;
 119                 default:
 120                     gmx_fatal(FARGS, "Invalid bond type %d", type);
 121                     break;
 122             }
 123             break;
 124         case d_angles:
 125         case d_angletypes:
 126             switch (type)
 127             {
 128                 case 1:
 129                     return F_ANGLES;
 130                 case 2:
 131                     return F_G96ANGLES;
 132                 case 3:
 133                     return F_CROSS_BOND_BONDS;
 134                 case 4:
 135                     return F_CROSS_BOND_ANGLES;
 136                 case 5:
 137                     return F_UREY_BRADLEY;
 138                 case 6:
 139                     return F_QUARTIC_ANGLES;
 140                 case 8:
 141                     return F_TABANGLES;
 142                 case 9:
 143                     return F_LINEAR_ANGLES;
 144                 case 10:
 145                     return F_RESTRANGLES;
 146                 default:
 147                     gmx_fatal(FARGS, "Invalid angle type %d", type);
 148                     break;
 149             }
 150             break;
 151         case d_pairs:
 152         case d_pairtypes:
 153             if (type == 1 || (d == d_pairtypes && type == 2))
 154             {
 155                 return F_LJ14;
 156             }
 157             else if (type == 2)
 158             {
 159                 return F_LJC14_Q;
 160             }
 161             else
 162             {
 163                 gmx_fatal(FARGS, "Invalid pairs type %d", type);
 164             }
 165             break;
 166         case d_pairs_nb:
 167             return F_LJC_PAIRS_NB;
 168         case d_dihedrals:
 169         case d_dihedraltypes:
 170             switch (type)
 171             {
 172                 case 1:
 173                     return F_PDIHS;
 174                 case 2:
 175                     return F_IDIHS;
 176                 case 3:
 177                     return F_RBDIHS;
 178                 case 4:
 179                     return F_PIDIHS;
 180                 case 5:
 181                     return F_FOURDIHS;
 182                 case 8:
 183                     return F_TABDIHS;
 184                 case 9:
 185                     return F_PDIHS; /* proper dihedrals where we allow multiple terms over single bond */
 186                 case 10:
 187                     return F_RESTRDIHS;
 188                 case 11:
 189                     return F_CBTDIHS;
 190                 default:
 191                     gmx_fatal(FARGS, "Invalid dihedral type %d", type);
 192             }
 193             break;
 194         case d_cmaptypes:
 195         case d_cmap:
 196             return F_CMAP;
 197
 198         case d_nonbond_params:
 199             if (type == 1)
 200             {
 201                 return F_LJ;
 202             }
 203             else
 204             {
 205                 return F_BHAM;
 206             }
 207         case d_vsites2:
 208             return F_VSITE2;
 209         case d_vsites3:
 210             switch (type)
 211             {
 212                 case 1:
 213                     return F_VSITE3;
 214                 case 2:
 215                     return F_VSITE3FD;
 216                 case 3:
 217                     return F_VSITE3FAD;
 218                 case 4:
 219                     return F_VSITE3OUT;
 220                 default:
 221                     gmx_fatal(FARGS, "Invalid vsites3 type %d", type);
 222             }
 223             break;
 224         case d_vsites4:
 225             switch (type)
 226             {
 227                 case 1:
 228                     return F_VSITE4FD;
 229                 case 2:
 230                     return F_VSITE4FDN;
 231                 default:
 232                     gmx_fatal(FARGS, "Invalid vsites4 type %d", type);
 233             }
 234             break;
 235         case d_vsitesn:
 236             return F_VSITEN;
 237         case d_constraints:
 238         case d_constrainttypes:
 239             switch (type)
 240             {
 241                 case 1:
 242                     return F_CONSTR;
 243                 case 2:
 244                     return F_CONSTRNC;
 245                 default:
 246                     gmx_fatal(FARGS, "Invalid constraints type %d", type);
 247             }
 248             break;
 249         case d_settles:
 250             return F_SETTLE;
 251         case d_position_restraints:
 252             switch (type)
 253             {
 254                 case 1:
 255                     return F_POSRES;
 256                 case 2:
 257                     return F_FBPOSRES;
 258                     break;
 259                 default:
 260                     gmx_fatal(FARGS, "Invalid position restraint type %d", type);
 261             }
 262             break;
 263         case d_polarization:
 264             switch (type)
 265             {
 266                 case 1:
 267                     return F_POLARIZATION;
 268                 case 2:
 269                     return F_ANHARM_POL;
 270                 default:
 271                     gmx_fatal(FARGS, "Invalid polarization type %d", type);
 272             }
 273             break;
 274         case d_thole_polarization:
 275             return F_THOLE_POL;
 276         case d_water_polarization:
 277             return F_WATER_POL;
 278         case d_angle_restraints:
 279             return F_ANGRES;
 280         case d_angle_restraints_z:
 281             return F_ANGRESZ;
 282         case d_distance_restraints:
 283             return F_DISRES;
 284         case d_orientation_restraints:
 285             return F_ORIRES;
 286         case d_dihedral_restraints:
 287             return F_DIHRES;
 288         default:
 289             gmx_fatal(FARGS, "invalid directive %s in ifunc_index (%s:%s)",
 290                       dir2str(d), __FILE__, __LINE__);
 291     }
 292     return -1;
 293 }
 294
 295 const char *dir2str (directive d)
 296 {
 297     if (d < d_maxdir)
 298     {
 299         return directive_names[d];
 300     }
 301     else
 302     {
 303         return directive_names[d_maxdir];
 304     }
 305 }
 306
 307 directive str2dir (char *dstr)
 308 {
 309     int  d;
 310     char buf[STRLEN], *ptr;
 311
 312     /* Hack to be able to read old topologies */
 313     if (gmx_strncasecmp_min(dstr, "dummies", 7) == 0)
 314     {
 315         sprintf(buf, "virtual_sites%s", dstr+7);
 316         ptr = buf;
 317     }
 318     else
 319     {
 320         ptr = dstr;
 321     }
 322
 323     for (d = 0; (d < d_maxdir); d++)
 324     {
 325         if (gmx_strcasecmp_min(ptr, dir2str((directive)d)) == 0)
 326         {
 327             return (directive)d;
 328         }
 329     }
 330
 331     return d_invalid;
 332 }
 333
 334 static directive **necessary = NULL;
 335
 336 static void set_nec(directive **n, ...)
 337 /* Must always have at least one extra argument */
 338 {
 339     va_list   ap;
 340     int       ind = 0;
 341     directive d;
 342
 343     va_start(ap, n);
 344     do
 345     {
 346         d = (directive)va_arg(ap, int);
 347         srenew(*n, ++ind);
 348         (*n)[ind-1] = d;
 349     }
 350     while (d != d_none);
 351     va_end(ap);
 352 }
 353
 354 void DS_Init(DirStack **DS)
 355 {
 356     if (necessary == NULL)
 357     {
 358         int i;
 359
 360         snew(necessary, d_maxdir);
 361         set_nec(&(necessary[d_defaults]), d_none);
 362         set_nec(&(necessary[d_atomtypes]), d_defaults, d_none);
 363         set_nec(&(necessary[d_bondtypes]), d_atomtypes, d_none);
 364         set_nec(&(necessary[d_constrainttypes]), d_atomtypes, d_none);
 365         set_nec(&(necessary[d_pairtypes]), d_atomtypes, d_none);
 366         set_nec(&(necessary[d_angletypes]), d_atomtypes, d_none);
 367         set_nec(&(necessary[d_dihedraltypes]), d_atomtypes, d_none);
 368         set_nec(&(necessary[d_nonbond_params]), d_atomtypes, d_none);
 369         set_nec(&(necessary[d_implicit_genborn_params]), d_atomtypes, d_none);
 370         set_nec(&(necessary[d_implicit_surface_params]), d_atomtypes, d_none);
 371         set_nec(&(necessary[d_cmaptypes]), d_atomtypes, d_none);
 372         set_nec(&(necessary[d_moleculetype]), d_atomtypes, d_none);
 373         set_nec(&(necessary[d_atoms]), d_moleculetype, d_none);
 374         set_nec(&(necessary[d_vsites2]), d_atoms, d_none);
 375         set_nec(&(necessary[d_vsites3]), d_atoms, d_none);
 376         set_nec(&(necessary[d_vsites4]), d_atoms, d_none);
 377         set_nec(&(necessary[d_vsitesn]), d_atoms, d_none);
 378         set_nec(&(necessary[d_bonds]), d_atoms, d_none);
 379         set_nec(&(necessary[d_exclusions]), d_bonds, d_constraints, d_settles, d_none);
 380         set_nec(&(necessary[d_pairs]), d_atoms, d_none);
 381         set_nec(&(necessary[d_pairs_nb]), d_atoms, d_none);
 382         set_nec(&(necessary[d_angles]), d_atoms, d_none);
 383         set_nec(&(necessary[d_polarization]), d_atoms, d_none);
 384         set_nec(&(necessary[d_water_polarization]), d_atoms, d_none);
 385         set_nec(&(necessary[d_thole_polarization]), d_atoms, d_none);
 386         set_nec(&(necessary[d_dihedrals]), d_atoms, d_none);
 387         set_nec(&(necessary[d_constraints]), d_atoms, d_none);
 388         set_nec(&(necessary[d_settles]), d_atoms, d_none);
 389         set_nec(&(necessary[d_system]), d_moleculetype, d_none);
 390         set_nec(&(necessary[d_molecules]), d_system, d_none);
 391         set_nec(&(necessary[d_position_restraints]), d_atoms, d_none);
 392         set_nec(&(necessary[d_angle_restraints]), d_atoms, d_none);
 393         set_nec(&(necessary[d_angle_restraints_z]), d_atoms, d_none);
 394         set_nec(&(necessary[d_distance_restraints]), d_atoms, d_none);
 395         set_nec(&(necessary[d_orientation_restraints]), d_atoms, d_none);
 396         set_nec(&(necessary[d_dihedral_restraints]), d_atoms, d_none);
 397         set_nec(&(necessary[d_cmap]), d_atoms, d_none);
 398
 399         for (i = 0; (i < d_maxdir); i++)
 400         {
 401             if (debug)
 402             {
 403                 fprintf(debug, "%20s:  ", dir2str((directive)i));
 404             }
 405             if (necessary[i])
 406             {
 407                 directive d;
 408                 int       j = 0;
 409                 do
 410                 {
 411                     d = necessary[i][j++];
 412                     if (debug)
 413                     {
 414                         fprintf(debug, "%20s  ", dir2str(d));
 415                     }
 416                 }
 417                 while (d != d_none);
 418             }
 419             if (debug)
 420             {
 421                 fprintf(debug, "\n");
 422             }
 423         }
 424     }
 425     *DS = NULL;
 426
 427 }
 428
 429 void DS_Done (DirStack **DS)
 430 {
 431     DirStack *D;
 432
 433     while (*DS != NULL)
 434     {
 435         D   = *DS;
 436         *DS = (*DS)->prev;
 437         sfree (D);
 438     }
 439 }
 440
 441 void DS_Push (DirStack **DS, directive d)
 442 {
 443     DirStack *D;
 444
 445     snew(D, 1);
 446     D->d    = d;
 447     D->prev = *DS;
 448     *DS     = D;
 449 }
 450
 451 int DS_Search(DirStack *DS, directive d)
 452 {
 453     DirStack *D;
 454
 455     D = DS;
 456     while ((D != NULL) && (D->d != d))
 457     {
 458         D = D->prev;
 459     }
 460
 461     return (D != NULL);
 462 }
 463
 464 int DS_Check_Order(DirStack *DS, directive d)
 465 {
 466     directive d0;
 467     int       i = 0;
 468
 469     /* Check if parameter definitions appear after a moleculetype directive */
 470     if (d < d_moleculetype && DS_Search(DS, d_moleculetype))
 471     {
 472         return FALSE;
 473     }
 474
 475     /* Check if all the necessary directives have appeared before directive d */
 476     if (necessary[d][0] == d_none)
 477     {
 478         return TRUE;
 479     }
 480     else
 481     {
 482         do
 483         {
 484             d0 = necessary[d][i++];
 485             if (DS_Search(DS, d0))
 486             {
 487                 return TRUE;
 488             }
 489         }
 490         while (d0 != d_none);
 491     }
 492     return FALSE;
 493 }