Sort includes outside src/gromacs
[alexxy/gromacs.git] / src / programs / legacymodules.cpp
1 /*
2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
3  *
4  * Copyright (c) 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 /*! \internal \brief
36  * Registers command-line modules for pre-5.0 binaries.
37  *
38  * \author Teemu Murtola <teemu.murtola@gmail.com>
39  */
40 #include "gmxpre.h"
41
42 #include "legacymodules.h"
43
44 #include <cstdio>
45
46 #include "gromacs/commandline/cmdlinemodule.h"
47 #include "gromacs/commandline/cmdlinemodulemanager.h"
48 #include "gromacs/gmxana/gmx_ana.h"
49 #include "gromacs/gmxpreprocess/genconf.h"
50 #include "gromacs/gmxpreprocess/grompp.h"
51 #include "gromacs/gmxpreprocess/insert-molecules.h"
52 #include "gromacs/gmxpreprocess/pdb2gmx.h"
53 #include "gromacs/gmxpreprocess/protonate.h"
54 #include "gromacs/gmxpreprocess/solvate.h"
55 #include "gromacs/gmxpreprocess/x2top.h"
56 #include "gromacs/tools/check.h"
57 #include "gromacs/tools/convert_tpr.h"
58 #include "gromacs/tools/dump.h"
59
60 #include "mdrun/mdrun_main.h"
61 #include "view/view.h"
62
63 namespace
64 {
65
66 /*! \brief
67  * Command line module that provides information about obsolescence.
68  *
69  * Prints a message directing the user to a wiki page describing replacement
70  * options.
71  */
72 class ObsoleteToolModule : public gmx::CommandLineModuleInterface
73 {
74     public:
75         //! Creates an obsolete tool module for a tool with the given name.
76         explicit ObsoleteToolModule(const char *name)
77             : name_(name)
78         {
79         }
80
81         virtual const char *name() const
82         {
83             return name_;
84         }
85         virtual const char *shortDescription() const
86         {
87             return NULL;
88         }
89
90         virtual void init(gmx::CommandLineModuleSettings * /*settings*/)
91         {
92         }
93         virtual int run(int /*argc*/, char * /*argv*/[])
94         {
95             printMessage();
96             return 0;
97         }
98         virtual void writeHelp(const gmx::CommandLineHelpContext & /*context*/) const
99         {
100             printMessage();
101         }
102
103     private:
104         void printMessage() const
105         {
106             std::fprintf(stderr,
107                          "This tool has been removed from Gromacs 5.0. Please see\n"
108                          "  http://www.gromacs.org/Documentation/How-tos/Tool_Changes_for_5.0\n"
109                          "for ideas how to perform the same tasks with the "
110                          "new tools.\n");
111         }
112
113         const char             *name_;
114 };
115
116 // TODO: Consider removing duplication with CMainCommandLineModule from
117 // cmdlinemodulemanager.cpp.
118 class NoNiceModule : public gmx::CommandLineModuleInterface
119 {
120     public:
121         //! \copydoc gmx::CommandLineModuleManager::CMainFunction
122         typedef gmx::CommandLineModuleManager::CMainFunction CMainFunction;
123
124         /*! \brief
125          * Creates a wrapper module for the given main function.
126          *
127          * \param[in] name             Name for the module.
128          * \param[in] shortDescription One-line description for the module.
129          * \param[in] mainFunction     Main function to wrap.
130          *
131          * Does not throw.
132          */
133         NoNiceModule(const char *name, const char *shortDescription,
134                      CMainFunction mainFunction)
135             : name_(name), shortDescription_(shortDescription),
136               mainFunction_(mainFunction)
137         {
138         }
139
140         virtual const char *name() const
141         {
142             return name_;
143         }
144         virtual const char *shortDescription() const
145         {
146             return shortDescription_;
147         }
148
149         virtual void init(gmx::CommandLineModuleSettings *settings)
150         {
151             settings->setDefaultNiceLevel(0);
152         }
153         virtual int run(int argc, char *argv[])
154         {
155             return mainFunction_(argc, argv);
156         }
157         virtual void writeHelp(const gmx::CommandLineHelpContext &context) const
158         {
159             writeCommandLineHelpCMain(context, name_, mainFunction_);
160         }
161
162     private:
163         const char             *name_;
164         const char             *shortDescription_;
165         CMainFunction           mainFunction_;
166 };
167
168 /*! \brief
169  * Convenience function for creating and registering a module.
170  *
171  * \param[in] manager          Module manager to which to register the module.
172  * \param[in] mainFunction     Main function to wrap.
173  * \param[in] name             Name for the new module.
174  * \param[in] shortDescription One-line description for the new module.
175  */
176 void registerModule(gmx::CommandLineModuleManager                *manager,
177                     gmx::CommandLineModuleManager::CMainFunction  mainFunction,
178                     const char *name, const char *shortDescription)
179 {
180     manager->addModuleCMain(name, shortDescription, mainFunction);
181 }
182
183 /*! \brief
184  * Convenience function for creating and registering a module that defaults to
185  * -nice 0.
186  *
187  * \param[in] manager          Module manager to which to register the module.
188  * \param[in] mainFunction     Main function to wrap.
189  * \param[in] name             Name for the new module.
190  * \param[in] shortDescription One-line description for the new module.
191  */
192 void registerModuleNoNice(gmx::CommandLineModuleManager                *manager,
193                           gmx::CommandLineModuleManager::CMainFunction  mainFunction,
194                           const char *name, const char *shortDescription)
195 {
196     gmx::CommandLineModulePointer module(
197             new NoNiceModule(name, shortDescription, mainFunction));
198     manager->addModule(move(module));
199 }
200
201 /*! \brief
202  * Convenience function for registering a module for an obsolete tool.
203  *
204  * \param[in] manager          Module manager to which to register the module.
205  * \param[in] name             Name for the obsolete tool.
206  */
207 void registerObsoleteTool(gmx::CommandLineModuleManager *manager,
208                           const char                    *name)
209 {
210     gmx::CommandLineModulePointer module(new ObsoleteToolModule(name));
211     manager->addModule(move(module));
212 }
213
214 } // namespace
215
216 void registerLegacyModules(gmx::CommandLineModuleManager *manager)
217 {
218     // Modules from this directory (were in src/kernel/).
219     registerModule(manager, &gmx_check, "check",
220                    "Check and compare files");
221     registerModule(manager, &gmx_dump, "dump",
222                    "Make binary files human readable");
223     registerModule(manager, &gmx_grompp, "grompp",
224                    "Make a run input file");
225     registerModule(manager, &gmx_pdb2gmx, "pdb2gmx",
226                    "Convert coordinate files to topology and FF-compliant coordinate files");
227     registerModule(manager, &gmx_convert_tpr, "convert-tpr",
228                    "Make a modifed run-input file");
229     registerObsoleteTool(manager, "tpbconv");
230
231     registerModule(manager, &gmx_protonate, "protonate",
232                    "Protonate structures");
233     registerModule(manager, &gmx_x2top, "x2top",
234                    "Generate a primitive topology from coordinates");
235
236     registerModuleNoNice(manager, &gmx_mdrun, "mdrun",
237                          "Perform a simulation, do a normal mode analysis or an energy minimization");
238
239     // Modules from gmx_ana.h.
240     registerModule(manager, &gmx_do_dssp, "do_dssp",
241                    "Assign secondary structure and calculate solvent accessible surface area");
242     registerModule(manager, &gmx_editconf, "editconf",
243                    "Convert and manipulates structure files");
244     registerModule(manager, &gmx_eneconv, "eneconv",
245                    "Convert energy files");
246     registerModule(manager, &gmx_solvate, "solvate",
247                    "Solvate a system");
248     registerModule(manager, &gmx_insert_molecules, "insert-molecules",
249                    "Insert molecules into existing vacancies");
250     registerObsoleteTool(manager, "genbox");
251     registerModule(manager, &gmx_genconf, "genconf",
252                    "Multiply a conformation in 'random' orientations");
253     registerModule(manager, &gmx_genion, "genion",
254                    "Generate monoatomic ions on energetically favorable positions");
255     registerModule(manager, &gmx_genpr, "genrestr",
256                    "Generate position restraints or distance restraints for index groups");
257     registerModule(manager, &gmx_make_edi, "make_edi",
258                    "Generate input files for essential dynamics sampling");
259     registerModule(manager, &gmx_make_ndx, "make_ndx",
260                    "Make index files");
261     registerModule(manager, &gmx_mk_angndx, "mk_angndx",
262                    "Generate index files for 'gmx angle'");
263     registerModule(manager, &gmx_trjcat, "trjcat",
264                    "Concatenate trajectory files");
265     registerModule(manager, &gmx_trjconv, "trjconv",
266                    "Convert and manipulates trajectory files");
267     registerModule(manager, &gmx_trjorder, "trjorder",
268                    "Order molecules according to their distance to a group");
269     registerModule(manager, &gmx_xpm2ps, "xpm2ps",
270                    "Convert XPM (XPixelMap) matrices to postscript or XPM");
271
272     registerModule(manager, &gmx_anadock, "anadock",
273                    "Cluster structures from Autodock runs");
274     registerModule(manager, &gmx_anaeig, "anaeig",
275                    "Analyze eigenvectors/normal modes");
276     registerModule(manager, &gmx_analyze, "analyze",
277                    "Analyze data sets");
278     registerModule(manager, &gmx_g_angle, "angle",
279                    "Calculate distributions and correlations for angles and dihedrals");
280     registerModule(manager, &gmx_bar, "bar",
281                    "Calculate free energy difference estimates through Bennett's acceptance ratio");
282     registerObsoleteTool(manager, "bond");
283     registerObsoleteTool(manager, "dist");
284     registerObsoleteTool(manager, "sas");
285     registerObsoleteTool(manager, "sgangle");
286
287     registerModule(manager, &gmx_bundle, "bundle",
288                    "Analyze bundles of axes, e.g., helices");
289     registerModule(manager, &gmx_chi, "chi",
290                    "Calculate everything you want to know about chi and other dihedrals");
291     registerModule(manager, &gmx_cluster, "cluster",
292                    "Cluster structures");
293     registerModule(manager, &gmx_clustsize, "clustsize",
294                    "Calculate size distributions of atomic clusters");
295     registerModule(manager, &gmx_confrms, "confrms",
296                    "Fit two structures and calculates the RMSD");
297     registerModule(manager, &gmx_covar, "covar",
298                    "Calculate and diagonalize the covariance matrix");
299     registerModule(manager, &gmx_current, "current",
300                    "Calculate dielectric constants and current autocorrelation function");
301     registerModule(manager, &gmx_density, "density",
302                    "Calculate the density of the system");
303     registerModule(manager, &gmx_densmap, "densmap",
304                    "Calculate 2D planar or axial-radial density maps");
305     registerModule(manager, &gmx_densorder, "densorder",
306                    "Calculate surface fluctuations");
307     registerModule(manager, &gmx_dielectric, "dielectric",
308                    "Calculate frequency dependent dielectric constants");
309     registerModule(manager, &gmx_dipoles, "dipoles",
310                    "Compute the total dipole plus fluctuations");
311     registerModule(manager, &gmx_disre, "disre",
312                    "Analyze distance restraints");
313     registerModule(manager, &gmx_dos, "dos",
314                    "Analyze density of states and properties based on that");
315     registerModule(manager, &gmx_dyecoupl, "dyecoupl",
316                    "Extract dye dynamics from trajectories");
317     registerModule(manager, &gmx_dyndom, "dyndom",
318                    "Interpolate and extrapolate structure rotations");
319     registerModule(manager, &gmx_enemat, "enemat",
320                    "Extract an energy matrix from an energy file");
321     registerModule(manager, &gmx_energy, "energy",
322                    "Writes energies to xvg files and display averages");
323     registerModule(manager, &gmx_filter, "filter",
324                    "Frequency filter trajectories, useful for making smooth movies");
325     registerModule(manager, &gmx_gyrate, "gyrate",
326                    "Calculate the radius of gyration");
327     registerModule(manager, &gmx_h2order, "h2order",
328                    "Compute the orientation of water molecules");
329     registerModule(manager, &gmx_hbond, "hbond",
330                    "Compute and analyze hydrogen bonds");
331     registerModule(manager, &gmx_helix, "helix",
332                    "Calculate basic properties of alpha helices");
333     registerModule(manager, &gmx_helixorient, "helixorient",
334                    "Calculate local pitch/bending/rotation/orientation inside helices");
335     registerModule(manager, &gmx_hydorder, "hydorder",
336                    "Compute tetrahedrality parameters around a given atom");
337     registerModule(manager, &gmx_lie, "lie",
338                    "Estimate free energy from linear combinations");
339     registerModule(manager, &gmx_mdmat, "mdmat",
340                    "Calculate residue contact maps");
341     registerModule(manager, &gmx_mindist, "mindist",
342                    "Calculate the minimum distance between two groups");
343     registerModule(manager, &gmx_morph, "morph",
344                    "Interpolate linearly between conformations");
345     registerModule(manager, &gmx_msd, "msd",
346                    "Calculates mean square displacements");
347     registerModule(manager, &gmx_nmeig, "nmeig",
348                    "Diagonalize the Hessian for normal mode analysis");
349     registerModule(manager, &gmx_nmens, "nmens",
350                    "Generate an ensemble of structures from the normal modes");
351     registerModule(manager, &gmx_nmtraj, "nmtraj",
352                    "Generate a virtual oscillating trajectory from an eigenvector");
353     registerModule(manager, &gmx_options, "options", NULL);
354     registerModule(manager, &gmx_order, "order",
355                    "Compute the order parameter per atom for carbon tails");
356     registerModule(manager, &gmx_pme_error, "pme_error",
357                    "Estimate the error of using PME with a given input file");
358     registerModule(manager, &gmx_polystat, "polystat",
359                    "Calculate static properties of polymers");
360     registerModule(manager, &gmx_potential, "potential",
361                    "Calculate the electrostatic potential across the box");
362     registerModule(manager, &gmx_principal, "principal",
363                    "Calculate principal axes of inertia for a group of atoms");
364     registerModule(manager, &gmx_rama, "rama",
365                    "Compute Ramachandran plots");
366     registerModule(manager, &gmx_rdf, "rdf",
367                    "Calculate radial distribution functions");
368     registerModule(manager, &gmx_rms, "rms",
369                    "Calculate RMSDs with a reference structure and RMSD matrices");
370     registerModule(manager, &gmx_rmsdist, "rmsdist",
371                    "Calculate atom pair distances averaged with power -2, -3 or -6");
372     registerModule(manager, &gmx_rmsf, "rmsf",
373                    "Calculate atomic fluctuations");
374     registerModule(manager, &gmx_rotacf, "rotacf",
375                    "Calculate the rotational correlation function for molecules");
376     registerModule(manager, &gmx_rotmat, "rotmat",
377                    "Plot the rotation matrix for fitting to a reference structure");
378     registerModule(manager, &gmx_saltbr, "saltbr",
379                    "Compute salt bridges");
380     registerModule(manager, &gmx_sans, "sans",
381                    "Compute small angle neutron scattering spectra");
382     registerModule(manager, &gmx_saxs, "saxs",
383                    "Compute small angle X-ray scattering spectra");
384     registerModule(manager, &gmx_sham, "sham",
385                    "Compute free energies or other histograms from histograms");
386     registerModule(manager, &gmx_sigeps, "sigeps",
387                    "Convert c6/12 or c6/cn combinations to and from sigma/epsilon");
388     registerModule(manager, &gmx_sorient, "sorient",
389                    "Analyze solvent orientation around solutes");
390     registerModule(manager, &gmx_spatial, "spatial",
391                    "Calculate the spatial distribution function");
392     registerModule(manager, &gmx_spol, "spol",
393                    "Analyze solvent dipole orientation and polarization around solutes");
394     registerModule(manager, &gmx_tcaf, "tcaf",
395                    "Calculate viscosities of liquids");
396     registerModule(manager, &gmx_traj, "traj",
397                    "Plot x, v, f, box, temperature and rotational energy from trajectories");
398     registerModule(manager, &gmx_tune_pme, "tune_pme",
399                    "Time mdrun as a function of PME ranks to optimize settings");
400     registerModule(manager, &gmx_vanhove, "vanhove",
401                    "Compute Van Hove displacement and correlation functions");
402     registerModule(manager, &gmx_velacc, "velacc",
403                    "Calculate velocity autocorrelation functions");
404     registerModule(manager, &gmx_wham, "wham",
405                    "Perform weighted histogram analysis after umbrella sampling");
406     registerModule(manager, &gmx_wheel, "wheel",
407                    "Plot helical wheels");
408     registerModuleNoNice(manager, &gmx_view, "view",
409                          "View a trajectory on an X-Windows terminal");
410
411     {
412         gmx::CommandLineModuleGroup group =
413             manager->addModuleGroup("Generating topologies and coordinates");
414         group.addModuleWithDescription("editconf", "Edit the box and write subgroups");
415         group.addModule("protonate");
416         group.addModule("x2top");
417         group.addModule("solvate");
418         group.addModule("insert-molecules");
419         group.addModule("genconf");
420         group.addModule("genion");
421         group.addModule("genrestr");
422         group.addModule("pdb2gmx");
423     }
424     {
425         gmx::CommandLineModuleGroup group =
426             manager->addModuleGroup("Running a simulation");
427         group.addModule("grompp");
428         group.addModule("mdrun");
429         group.addModule("convert-tpr");
430     }
431     {
432         gmx::CommandLineModuleGroup group =
433             manager->addModuleGroup("Viewing trajectories");
434         group.addModule("nmtraj");
435         group.addModule("view");
436     }
437     {
438         gmx::CommandLineModuleGroup group =
439             manager->addModuleGroup("Processing energies");
440         group.addModule("enemat");
441         group.addModule("energy");
442         group.addModuleWithDescription("mdrun", "(Re)calculate energies for trajectory frames with -rerun");
443     }
444     {
445         gmx::CommandLineModuleGroup group =
446             manager->addModuleGroup("Converting files");
447         group.addModule("editconf");
448         group.addModule("eneconv");
449         group.addModule("sigeps");
450         group.addModule("trjcat");
451         group.addModule("trjconv");
452         group.addModule("xpm2ps");
453     }
454     {
455         gmx::CommandLineModuleGroup group =
456             manager->addModuleGroup("Tools");
457         group.addModule("analyze");
458         group.addModule("dyndom");
459         group.addModule("filter");
460         group.addModule("lie");
461         group.addModule("morph");
462         group.addModule("pme_error");
463         group.addModule("sham");
464         group.addModule("spatial");
465         group.addModule("traj");
466         group.addModule("tune_pme");
467         group.addModule("wham");
468         group.addModule("check");
469         group.addModule("dump");
470         group.addModule("make_ndx");
471         group.addModule("mk_angndx");
472         group.addModule("trjorder");
473         group.addModule("xpm2ps");
474     }
475     {
476         gmx::CommandLineModuleGroup group =
477             manager->addModuleGroup("Distances between structures");
478         group.addModule("cluster");
479         group.addModule("confrms");
480         group.addModule("rms");
481         group.addModule("rmsf");
482     }
483     {
484         gmx::CommandLineModuleGroup group =
485             manager->addModuleGroup("Distances in structures over time");
486         group.addModule("mindist");
487         group.addModule("mdmat");
488         group.addModule("polystat");
489         group.addModule("rmsdist");
490     }
491     {
492         gmx::CommandLineModuleGroup group =
493             manager->addModuleGroup("Mass distribution properties over time");
494         group.addModule("gyrate");
495         group.addModule("msd");
496         group.addModule("polystat");
497         group.addModule("rdf");
498         group.addModule("rotacf");
499         group.addModule("rotmat");
500         group.addModule("sans");
501         group.addModule("saxs");
502         group.addModule("traj");
503         group.addModule("vanhove");
504     }
505     {
506         gmx::CommandLineModuleGroup group =
507             manager->addModuleGroup("Analyzing bonded interactions");
508         group.addModule("angle");
509         group.addModule("mk_angndx");
510     }
511     {
512         gmx::CommandLineModuleGroup group =
513             manager->addModuleGroup("Structural properties");
514         group.addModule("anadock");
515         group.addModule("bundle");
516         group.addModule("clustsize");
517         group.addModule("disre");
518         group.addModule("hbond");
519         group.addModule("order");
520         group.addModule("principal");
521         group.addModule("rdf");
522         group.addModule("saltbr");
523         group.addModule("sorient");
524         group.addModule("spol");
525     }
526     {
527         gmx::CommandLineModuleGroup group =
528             manager->addModuleGroup("Kinetic properties");
529         group.addModule("bar");
530         group.addModule("current");
531         group.addModule("dos");
532         group.addModule("dyecoupl");
533         group.addModule("principal");
534         group.addModule("tcaf");
535         group.addModule("traj");
536         group.addModule("vanhove");
537         group.addModule("velacc");
538     }
539     {
540         gmx::CommandLineModuleGroup group =
541             manager->addModuleGroup("Electrostatic properties");
542         group.addModule("current");
543         group.addModule("dielectric");
544         group.addModule("dipoles");
545         group.addModule("potential");
546         group.addModule("spol");
547         group.addModule("genion");
548     }
549     {
550         gmx::CommandLineModuleGroup group =
551             manager->addModuleGroup("Protein-specific analysis");
552         group.addModule("do_dssp");
553         group.addModule("chi");
554         group.addModule("helix");
555         group.addModule("helixorient");
556         group.addModule("rama");
557         group.addModule("wheel");
558     }
559     {
560         gmx::CommandLineModuleGroup group =
561             manager->addModuleGroup("Interfaces");
562         group.addModule("bundle");
563         group.addModule("density");
564         group.addModule("densmap");
565         group.addModule("densorder");
566         group.addModule("h2order");
567         group.addModule("hydorder");
568         group.addModule("order");
569         group.addModule("potential");
570     }
571     {
572         gmx::CommandLineModuleGroup group =
573             manager->addModuleGroup("Covariance analysis");
574         group.addModuleWithDescription("anaeig", "Analyze the eigenvectors");
575         group.addModule("covar");
576         group.addModule("make_edi");
577     }
578     {
579         gmx::CommandLineModuleGroup group =
580             manager->addModuleGroup("Normal modes");
581         group.addModuleWithDescription("anaeig", "Analyze the normal modes");
582         group.addModule("nmeig");
583         group.addModule("nmtraj");
584         group.addModule("nmens");
585         group.addModule("grompp");
586         group.addModuleWithDescription("mdrun", "Find a potential energy minimum and calculate the Hessian");
587     }
588 }