Enforced rotation
authorCarsten Kutzner <ckutzne@gwdg.de>
Wed, 23 Nov 2011 17:37:38 +0000 (18:37 +0100)
committerCarsten Kutzner <ckutzne@gwdg.de>
Mon, 19 Dec 2011 13:09:27 +0000 (14:09 +0100)
Change-Id: Ia2d3b409c197fd2a6bd5922b636bd40a47046918

24 files changed:
include/gmx_wallcycle.h
include/maths.h
include/names.h
include/pull_rotation.h [new file with mode: 0644]
include/types/enums.h
include/types/inputrec.h
src/gmxlib/copyrite.c
src/gmxlib/mvdata.c
src/gmxlib/names.c
src/gmxlib/tpxio.c
src/gmxlib/txtdump.c
src/kernel/CMakeLists.txt
src/kernel/grompp.c
src/kernel/mdrun.c
src/kernel/readir.c
src/kernel/readir.h
src/kernel/readrot.c [new file with mode: 0644]
src/kernel/runner.c
src/mdlib/domdec.c
src/mdlib/gmx_wallcycle.c
src/mdlib/mdebin.c
src/mdlib/pull_rotation.c [new file with mode: 0644]
src/mdlib/sim_util.c
src/tools/gmx_tune_pme.c

index 9d5c5cf23bddedbdb7fffd7697de98bd3b490d4d..afaeb0d6985869ef41d519faf864895bbf71656b 100644 (file)
@@ -43,7 +43,7 @@
 extern "C" {
 #endif
 
-  enum { ewcRUN, ewcSTEP, ewcPPDURINGPME, ewcDOMDEC, ewcDDCOMMLOAD, ewcDDCOMMBOUND, ewcVSITECONSTR, ewcPP_PMESENDX, ewcMOVEX, ewcNS, ewcGB, ewcFORCE, ewcMOVEF, ewcPMEMESH, ewcPME_REDISTXF, ewcPME_SPREADGATHER, ewcPME_FFT, ewcPME_SOLVE, ewcPMEWAITCOMM, ewcPP_PMEWAITRECVF, ewcVSITESPREAD, ewcTRAJ, ewcUPDATE, ewcCONSTR, ewcMoveE, ewcTEST, ewcNR };
+  enum { ewcRUN, ewcSTEP, ewcPPDURINGPME, ewcDOMDEC, ewcDDCOMMLOAD, ewcDDCOMMBOUND, ewcVSITECONSTR, ewcPP_PMESENDX, ewcMOVEX, ewcNS, ewcGB, ewcFORCE, ewcMOVEF, ewcPMEMESH, ewcPME_REDISTXF, ewcPME_SPREADGATHER, ewcPME_FFT, ewcPME_SOLVE, ewcPMEWAITCOMM, ewcPP_PMEWAITRECVF, ewcVSITESPREAD, ewcTRAJ, ewcUPDATE, ewcCONSTR, ewcMoveE, ewcROT, ewcROTadd, ewcTEST, ewcNR };
 
 gmx_bool wallcycle_have_counter(void);
 /* Returns if cycle counting is supported */
index 782e7688f10b6c7c03b5a8191840aea99f710365..f4a998e042d09bc93244b7aad043018dc5e06c30 100644 (file)
@@ -60,6 +60,10 @@ extern "C" {
 #ifndef M_SQRT2
 #define M_SQRT2 sqrt(2.0)
 #endif
+
+#ifndef M_1_PI
+#define M_1_PI      0.31830988618379067154
+#endif
     
 /* Suzuki-Yoshida Constants, for n=3 and n=5, for symplectic integration  */
 /* for n=1, w0 = 1 */
index a396bdae528985121d18174b644d12bb2439ddc2..bd00ec531cd87aea4a1a15a355e45eefa7a0aed5 100644 (file)
@@ -82,6 +82,9 @@ extern const char *esa_names[esaNR+1];
 extern const char *ewt_names[ewtNR+1];
 extern const char *epull_names[epullNR+1];
 extern const char *epullg_names[epullgNR+1];
+extern const char *erotg_names[erotgNR+1];
+extern const char *erotg_originnames[erotgNR+1];
+extern const char *erotg_fitnames[erotgFitNR+1];
 extern const char *eQMmethod_names[eQMmethodNR+1];
 extern const char *eQMbasis_names[eQMbasisNR+1];
 extern const char *eQMMMscheme_names[eQMMMschemeNR+1];
@@ -121,6 +124,9 @@ extern const char *eMultentOpt_names[eMultentOptNR+1];
 #define EWALLTYPE(e)   ENUM_NAME(e,ewtNR,ewt_names)
 #define EPULLTYPE(e)   ENUM_NAME(e,epullNR,epull_names)
 #define EPULLGEOM(e)   ENUM_NAME(e,epullgNR,epullg_names)
+#define EROTGEOM(e)    ENUM_NAME(e,erotgNR,erotg_names)
+#define EROTORIGIN(e)  ENUM_NAME(e,erotgOriginNR,erotg_originnames)
+#define EROTFIT(e)     ENUM_NAME(e,erotgFitNR,erotg_fitnames)
 #define EQMMETHOD(e)   ENUM_NAME(e,eQMmethodNR,eQMmethod_names)
 #define EQMBASIS(e)    ENUM_NAME(e,eQMbasisNR,eQMbasis_names)
 #define EQMMMSCHEME(e) ENUM_NAME(e,eQMMMschemeNR,eQMMMscheme_names)
diff --git a/include/pull_rotation.h b/include/pull_rotation.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8de318e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,147 @@
+/*
+ * 
+ *                This source code is part of
+ * 
+ *                 G   R   O   M   A   C   S
+ * 
+ *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
+ * 
+ * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
+ * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
+ * Copyright (c) 2001-2008, The GROMACS development team,
+ * check out http://www.gromacs.org for more information.
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU General Public License
+ * as published by the Free Software Foundation; either version 2
+ * of the License, or (at your option) any later version.
+ * 
+ * If you want to redistribute modifications, please consider that
+ * scientific software is very special. Version control is crucial -
+ * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
+ * inclusion in the official distribution, but derived work must not
+ * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
+ * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
+ * 
+ * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
+ * the papers on the package - you can find them in the top README file.
+ * 
+ * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
+ * 
+ * And Hey:
+ * Gallium Rubidium Oxygen Manganese Argon Carbon Silicon
+ */
+
+/*! \file pull_rotation.h
+ *
+ *  @brief Enforced rotation of protein parts or other groups of particles.
+ *
+ *  This file contains routines that are used to enforce rotational motion
+ *  upon a subgroup of particles.  
+ *  
+ */
+
+#ifndef _pull_rotation_h
+#define _pull_rotation_h
+
+#ifdef HAVE_CONFIG_H
+  #include <config.h>
+#endif
+
+#include "vec.h"
+#include "typedefs.h"
+
+
+#ifdef __cplusplus
+extern "C" {
+#endif
+
+
+/*! \brief Initialize the enforced rotation groups.
+ * 
+ * This routine does the memory allocation for various helper arrays, opens
+ * the output files etc.  
+ *
+ * \param fplog             General output file, normally md.log.
+ * \param ir                Struct containing MD input parameters, among those
+ *                          also the enforced rotation parameters.
+ * \param nfile             Number of entries in the fnm structure.       
+ * \param fnm               The filenames struct containing also the names
+ *                          of the rotation output files.
+ * \param cr                Pointer to MPI communication data.
+ * \param x                 The positions of all MD particles.
+ * \param mtop              Molecular topology.
+ * \param oenv              Needed to open the rotation output xvgr file.
+ * \param Flags             Flags passed over from main, used to determine
+ *                          whether or not we are doing a rerun.
+ */
+extern void init_rot(FILE *fplog,t_inputrec *ir,int nfile,const t_filenm fnm[],
+        t_commrec *cr, rvec *x, matrix box, gmx_mtop_t *mtop, const output_env_t oenv,
+        gmx_bool bVerbose, unsigned long Flags);
+
+
+/*! \brief Make a selection of the home atoms for all enforced rotation groups.
+ *
+ * This routine is similar to dd_make_local_pull_groups, but works only with
+ * domain decomposition. It should be called at every domain decomposition.
+ *
+ * \param dd                Structure containing domain decomposition data.
+ * \param rot               Pointer to all the enforced rotation data.
+ */
+extern void dd_make_local_rotation_groups(gmx_domdec_t *dd,t_rot *rot);
+
+
+/*! \brief Calculation of the enforced rotation potential.
+ * 
+ * This is the main enforced rotation module which is called during every time
+ * step. Here the rotation potential as well as the resulting forces are 
+ * calculated.
+ * 
+ * \param cr                Pointer to MPI communication data.
+ * \param ir                Struct containing MD input parameters, among those
+ * \param box               Simulation box, needed to make group whole.
+ * \param x                 The positions of all the local particles.
+ * \param t                 Time.
+ * \param step              The time step.
+ * \param wcycle            During the potential calculation the wallcycles are
+ *                          counted. Later they enter the dynamic load balancing.
+ * \param bNS               After domain decomposition / neighborsearching several
+ *                          local arrays have to be updated (masses, shifts)
+ */
+extern void do_rotation(t_commrec *cr,t_inputrec *ir,matrix box,rvec x[],real t,
+        gmx_large_int_t step,gmx_wallcycle_t wcycle,gmx_bool bNS);
+
+
+/*! \brief Add the enforced rotation forces to the official force array.
+ * 
+ * Adds the forces from enforced rotation potential to the local forces and
+ * sums up the contributions to the rotation potential from all the nodes. Since
+ * this needs communication, this routine should be called after the SR forces 
+ * have been evaluated (in order not to spoil cycle counts). 
+ * This routine also outputs data to the various rotation output files (e.g.
+ * the potential, the angle of the group, torques and more).
+ * 
+ * \param rot               Pointer to all the enforced rotation data.
+ * \param f                 The local forces to which the rotational forces have
+ *                          to be added.
+ * \param cr                Pointer to MPI communication data.
+ * \param step              The time step, used for output.
+ * \param t                 Time, used for output.
+ */
+extern real add_rot_forces(t_rot *rot, rvec f[], t_commrec *cr, gmx_large_int_t step, real t);
+
+
+/*! \brief Close the enforced rotation output files.
+ *
+ * \param fplog             General output file, normally md.log.
+ * \param rot               Pointer to all the enforced rotation data.
+ */
+extern void finish_rot(FILE *fplog,t_rot *rot);
+
+
+#ifdef __cplusplus
+}
+#endif
+
+
+#endif
index a12c3074446a701ca5f5a4842da98bf8efb0361e..a7b9227c15bae66ed265c6360f1ba6ff15e499d2 100644 (file)
@@ -224,6 +224,21 @@ enum {
 
 #define PULL_CYL(pull) ((pull)->eGeom == epullgCYL)
 
+/* Enforced rotation groups */
+enum {
+  erotgISO  , erotgISOPF ,
+  erotgPM   , erotgPMPF  ,
+  erotgRM   , erotgRMPF  ,
+  erotgRM2  , erotgRM2PF ,
+  erotgFLEX , erotgFLEXT ,
+  erotgFLEX2, erotgFLEX2T,
+  erotgNR
+};
+
+enum {
+    erotgFitRMSD, erotgFitNORM, erotgFitPOT, erotgFitNR
+};
+
 /* QMMM */
 enum {
   eQMmethodAM1, eQMmethodPM3, eQMmethodRHF, 
index 7c993638fc930bdde4e56413cdfc3e86db57563c..bf8566d39e89f810d2b9c99282d43092b9fb44fc 100644 (file)
@@ -145,6 +145,44 @@ typedef struct {
   FILE       *out_f;      /* output file for pull data */
 } t_pull;
 
+
+/* Abstract types for enforced rotation only defined in pull_rotation.c       */
+typedef struct gmx_enfrot *gmx_enfrot_t;
+typedef struct gmx_enfrotgrp *gmx_enfrotgrp_t;
+
+typedef struct {
+  int        eType;          /* Rotation type for this group                  */
+  int        bMassW;         /* Use mass-weighed positions?                   */
+  int        nat;            /* Number of atoms in the group                  */
+  atom_id    *ind;           /* The global atoms numbers                      */
+  rvec       *x_ref;         /* The reference positions                       */
+  rvec       vec;            /* The normalized rotation vector                */
+  real       rate;           /* Rate of rotation (degree/ps)                  */
+  real       k;              /* Force constant (kJ/(mol nm^2)                 */
+  rvec       pivot;          /* Pivot point of rotation axis (nm)             */
+  int        eFittype;       /* Type of fit to determine actual group angle   */
+  int        PotAngle_nstep; /* Number of angles around the reference angle
+                                for which the rotation potential is also
+                                evaluated (for fit type 'potential' only)     */
+  real       PotAngle_step;  /* Distance between two angles in degrees (for
+                                fit type 'potential' only)                    */
+  real       slab_dist;      /* Slab distance (nm)                            */
+  real       min_gaussian;   /* Minimum value the gaussian must have so that 
+                                the force is actually evaluated               */
+  real       eps;            /* Additive constant for radial motion2 and
+                                flexible2 potentials (nm^2)                   */
+  gmx_enfrotgrp_t enfrotgrp; /* Stores non-inputrec rotation data per group   */
+} t_rotgrp;
+
+typedef struct {
+  int        ngrp;           /* Number of rotation groups                     */
+  int        nstrout;        /* Output frequency for main rotation outfile    */
+  int        nstsout;        /* Output frequency for per-slab data            */
+  t_rotgrp   *grp;           /* Groups to rotate                              */
+  gmx_enfrot_t enfrot;       /* Stores non-inputrec enforced rotation data    */
+} t_rot;
+
+
 typedef struct {
   int  eI;              /* Integration method                          */
   gmx_large_int_t nsteps;      /* number of steps to be taken                  */
@@ -267,6 +305,8 @@ typedef struct {
   real wall_ewald_zfac; /* Scaling factor for the box for Ewald         */
   int  ePull;           /* Type of pulling: no, umbrella or constraint  */
   t_pull *pull;         /* The data for center of mass pulling          */
+  gmx_bool bRot;        /* Calculate enforced rotation potential(s)?    */
+  t_rot *rot;           /* The data for enforced rotation potentials    */
   real cos_accel;       /* Acceleration for viscosity calculation       */
   tensor deform;        /* Triclinic deformation velocities (nm/ps)     */
   int  userint1;        /* User determined parameters                   */
index 48267b802710165b097675bea391acb608ec0deb..8dc0ae0a4c5d22f88b49616dc8896b324430441e 100644 (file)
@@ -527,8 +527,12 @@ void please_cite(FILE *fp,const char *key)
       "H. Wang, F. Dommert, C.Holm",
       "Optimizing working parameters of the smooth particle mesh Ewald algorithm in terms of accuracy and efficiency",
       "J. Chem. Phys. B",
-      133, 2010, "034117"
-    }
+      133, 2010, "034117" },
+    { "Kutzner2011",
+      "C. Kutzner and J. Czub and H. Grubmuller",
+      "Keep it Flexible: Driving Macromolecular Rotary Motions in Atomistic Simulations with GROMACS",
+      "J. Chem. Theory Comput.",
+      7, 2011, "1381-1393" }
   };
 #define NSTR (int)asize(citedb)
   
index e25baaf08808e3c0b66c4306b9aef6938487f8e2..5b2df261062a78de70a854c2b7940b69c5cfbafa 100644 (file)
@@ -461,6 +461,27 @@ static void bc_pull(const t_commrec *cr,t_pull *pull)
   }
 }
 
+static void bc_rotgrp(const t_commrec *cr,t_rotgrp *rotg)
+{
+  block_bc(cr,*rotg);
+  if (rotg->nat > 0) {
+    snew_bc(cr,rotg->ind,rotg->nat);
+    nblock_bc(cr,rotg->nat,rotg->ind);
+    snew_bc(cr,rotg->x_ref,rotg->nat);
+    nblock_bc(cr,rotg->nat,rotg->x_ref);
+  }
+}
+
+static void bc_rot(const t_commrec *cr,t_rot *rot)
+{
+  int g;
+
+  block_bc(cr,*rot);
+  snew_bc(cr,rot->grp,rot->ngrp);
+  for(g=0; g<rot->ngrp; g++)
+    bc_rotgrp(cr,&rot->grp[g]);
+}
+
 static void bc_inputrec(const t_commrec *cr,t_inputrec *inputrec)
 {
   gmx_bool bAlloc=TRUE;
@@ -474,6 +495,10 @@ static void bc_inputrec(const t_commrec *cr,t_inputrec *inputrec)
     snew_bc(cr,inputrec->pull,1);
     bc_pull(cr,inputrec->pull);
   }
+  if (inputrec->bRot) {
+    snew_bc(cr,inputrec->rot,1);
+    bc_rot(cr,inputrec->rot);
+  }
   for(i=0; (i<DIM); i++) {
     bc_cosines(cr,&(inputrec->ex[i]));
     bc_cosines(cr,&(inputrec->et[i]));
index 9f9ad810af810eb234eb1c88ef15d42224dd8f2c..470a0c17c909e8534b336fd04a9bc29c48c62eff 100644 (file)
@@ -188,6 +188,14 @@ const char *epullg_names[epullgNR+1] = {
   "distance", "direction", "cylinder", "position", "direction-periodic", NULL
 };
 
+const char *erotg_names[erotgNR+1] = { 
+  "iso", "iso-pf", "pm", "pm-pf", "rm", "rm-pf", "rm2", "rm2-pf", "flex", "flex-t", "flex2", "flex2-t", NULL
+};
+
+const char *erotg_fitnames[erotgFitNR+1] = { 
+  "rmsd", "norm", "potential", NULL
+};
+
 const char *eQMmethod_names[eQMmethodNR+1] = {
   "AM1", "PM3", "RHF",
   "UHF", "DFT", "B3LYP", "MP2", "CASSCF","B3LYPLAN",
index fd30a89e0dc0c2c3e6b9a63b5b6f15d35528b21a..240ca992595eefd6ce5319f369427996ba80a3eb 100644 (file)
@@ -64,7 +64,7 @@
 #include "mtop_util.h"
 
 /* This number should be increased whenever the file format changes! */
-static const int tpx_version = 73;
+static const int tpx_version = 74;
 
 /* This number should only be increased when you edit the TOPOLOGY section
  * of the tpx format. This way we can maintain forward compatibility too
@@ -249,6 +249,47 @@ static void do_pull(t_fileio *fio, t_pull *pull,gmx_bool bRead, int file_version
     do_pullgrp(fio,&pull->grp[g],bRead,file_version);
 }
 
+
+static void do_rotgrp(t_fileio *fio, t_rotgrp *rotg,gmx_bool bRead, int file_version)
+{
+  gmx_bool bDum=TRUE;
+  int  i;
+
+  gmx_fio_do_int(fio,rotg->eType);
+  gmx_fio_do_int(fio,rotg->bMassW);
+  gmx_fio_do_int(fio,rotg->nat);
+  if (bRead)
+    snew(rotg->ind,rotg->nat);
+  gmx_fio_ndo_int(fio,rotg->ind,rotg->nat);
+  if (bRead)
+      snew(rotg->x_ref,rotg->nat);
+  gmx_fio_ndo_rvec(fio,rotg->x_ref,rotg->nat);
+  gmx_fio_do_rvec(fio,rotg->vec);
+  gmx_fio_do_rvec(fio,rotg->pivot);
+  gmx_fio_do_real(fio,rotg->rate);
+  gmx_fio_do_real(fio,rotg->k);
+  gmx_fio_do_real(fio,rotg->slab_dist);
+  gmx_fio_do_real(fio,rotg->min_gaussian);
+  gmx_fio_do_real(fio,rotg->eps);
+  gmx_fio_do_int(fio,rotg->eFittype);
+  gmx_fio_do_int(fio,rotg->PotAngle_nstep);
+  gmx_fio_do_real(fio,rotg->PotAngle_step);
+}
+
+static void do_rot(t_fileio *fio, t_rot *rot,gmx_bool bRead, int file_version)
+{
+  int g;
+
+  gmx_fio_do_int(fio,rot->ngrp);
+  gmx_fio_do_int(fio,rot->nstrout);
+  gmx_fio_do_int(fio,rot->nstsout);
+  if (bRead)
+    snew(rot->grp,rot->ngrp);
+  for(g=0; g<rot->ngrp; g++)
+    do_rotgrp(fio, &rot->grp[g],bRead,file_version);
+}
+
+
 static void do_inputrec(t_fileio *fio, t_inputrec *ir,gmx_bool bRead, 
                         int file_version, real *fudgeQQ)
 {
@@ -757,6 +798,18 @@ static void do_inputrec(t_fileio *fio, t_inputrec *ir,gmx_bool bRead,
       ir->ePull = epullNO;
     }
     
+    /* Enforced rotation */
+    if (file_version >= 74) {
+        gmx_fio_do_int(fio,ir->bRot);
+        if (ir->bRot == TRUE) {
+            if (bRead)
+                snew(ir->rot,1);
+            do_rot(fio, ir->rot,bRead,file_version);
+        }
+    } else {
+        ir->bRot = FALSE;
+    }
+    
     /* grpopts stuff */
     gmx_fio_do_int(fio,ir->opts.ngtc); 
     if (file_version >= 69) {
index 0221e2f36fed35ffbe2f101942971d14d0a1acfc..33c98378c7ab52821bf3a7e1bb53e5acee2d3e2e 100644 (file)
@@ -508,6 +508,38 @@ static void pr_pull(FILE *fp,int indent,t_pull *pull)
     pr_pullgrp(fp,indent,g,&pull->grp[g]);
 }
 
+static void pr_rotgrp(FILE *fp,int indent,int g,t_rotgrp *rotg)
+{
+  pr_indent(fp,indent);
+  fprintf(fp,"rotation_group %d:\n",g);
+  indent += 2;
+  PS("type",EROTGEOM(rotg->eType));
+  PS("massw",BOOL(rotg->bMassW));
+  pr_ivec_block(fp,indent,"atom",rotg->ind,rotg->nat,TRUE);
+  pr_rvecs(fp,indent,"x_ref",rotg->x_ref,rotg->nat);
+  pr_rvec(fp,indent,"vec",rotg->vec,DIM,TRUE);
+  pr_rvec(fp,indent,"pivot",rotg->pivot,DIM,TRUE);
+  PR("rate",rotg->rate);
+  PR("k",rotg->k);
+  PR("slab_dist",rotg->slab_dist);
+  PR("min_gaussian",rotg->min_gaussian);
+  PR("epsilon",rotg->eps);
+  PS("fit_method",EROTFIT(rotg->eFittype));
+  PI("potfitangle_nstep",rotg->PotAngle_nstep);
+  PR("potfitangle_step",rotg->PotAngle_step);
+}
+
+static void pr_rot(FILE *fp,int indent,t_rot *rot)
+{
+  int g;
+
+  PI("rot_nstrout",rot->nstrout);
+  PI("rot_nstsout",rot->nstsout);
+  PI("rot_ngrp",rot->ngrp);
+  for(g=0; g<rot->ngrp; g++)
+    pr_rotgrp(fp,indent,g,&rot->grp[g]);
+}
+
 void pr_inputrec(FILE *fp,int indent,const char *title,t_inputrec *ir,
                  gmx_bool bMDPformat)
 {
@@ -638,6 +670,10 @@ void pr_inputrec(FILE *fp,int indent,const char *title,t_inputrec *ir,
     PS("pull",EPULLTYPE(ir->ePull));
     if (ir->ePull != epullNO)
       pr_pull(fp,indent,ir->pull);
+    
+    PS("rotation",BOOL(ir->bRot));
+    if (ir->bRot)
+      pr_rot(fp,indent,ir->rot);
 
     PS("disre",EDISRETYPE(ir->eDisre));
     PS("disre-weighting",EDISREWEIGHTING(ir->eDisreWeighting));
index 1e6cf9656bd92aeb85994c8feb53e0c1981721ec..f35457ce843a0ba98a2a15426ae7b1291b85ad20 100644 (file)
@@ -16,6 +16,7 @@ set(GMXPREPROCESS_SOURCES
     pgutil.c        
     readir.c        
     readpull.c      
+    readrot.c
     resall.c        
     sorting.c       
     specbond.c      
index 2d3b71663653feb38cef25828305a4186060286d..19c181fb3c2d6eb836a478b3105033698d17b28c 100644 (file)
@@ -1263,7 +1263,8 @@ int main (int argc, char *argv[])
     { efTOP, "-pp", "processed", ffOPTWR },
     { efTPX, "-o",  NULL,        ffWRITE },
     { efTRN, "-t",  NULL,        ffOPTRD },
-    { efEDR, "-e",  NULL,        ffOPTRD }
+    { efEDR, "-e",  NULL,        ffOPTRD },
+    { efTRN, "-ref","rotref",    ffOPTRW }
   };
 #define NFILE asize(fnm)
 
@@ -1547,6 +1548,13 @@ int main (int argc, char *argv[])
 
   if (ir->ePull != epullNO)
     set_pull_init(ir,sys,state.x,state.box,oenv,opts->pull_start);
+  
+  if (ir->bRot)
+  {
+      set_reference_positions(ir->rot,sys,state.x,state.box,
+                              opt2fn("-ref",NFILE,fnm),opt2bSet("-ref",NFILE,fnm),
+                              wi);
+  }
 
   /*  reset_multinr(sys); */
   
index 1a6021a4fe5877883fe2ca21b2ddb863854413ce..eab7081316c4d803dd13a5c02597f545f5b7571a 100644 (file)
@@ -376,6 +376,10 @@ int main(int argc,char *argv[])
     { efXVG, "-runav",  "runaver",  ffOPTWR },
     { efXVG, "-px",     "pullx",    ffOPTWR },
     { efXVG, "-pf",     "pullf",    ffOPTWR },
+    { efXVG, "-ro",     "rotation", ffOPTWR },
+    { efLOG, "-ra",     "rotangles",ffOPTWR },
+    { efLOG, "-rs",     "rotslabs", ffOPTWR },
+    { efLOG, "-rt",     "rottorque",ffOPTWR },
     { efMTX, "-mtx",    "nm",       ffOPTWR },
     { efNDX, "-dn",     "dipole",   ffOPTWR },
     { efRND, "-multidir",NULL,      ffOPTRDMULT}
index 50f6a8a75307e4831bd24242e4c3f4775cea673f..97f207861623f178609fa1c12eb3a28593aac4af 100644 (file)
@@ -79,6 +79,7 @@ static char tcgrps[STRLEN],tau_t[STRLEN],ref_t[STRLEN],
   wall_atomtype[STRLEN],wall_density[STRLEN],deform[STRLEN],QMMM[STRLEN];
 static char foreign_lambda[STRLEN];
 static char **pull_grp;
+static char **rot_grp;
 static char anneal[STRLEN],anneal_npoints[STRLEN],
   anneal_time[STRLEN],anneal_temp[STRLEN];
 static char QMmethod[STRLEN],QMbasis[STRLEN],QMcharge[STRLEN],QMmult[STRLEN],
@@ -1081,6 +1082,15 @@ void get_ir(const char *mdparin,const char *mdparout,
     snew(ir->pull,1);
     pull_grp = read_pullparams(&ninp,&inp,ir->pull,&opts->pull_start,wi);
   }
+  
+  /* Enforced rotation */
+  CCTYPE("ENFORCED ROTATION");
+  CTYPE("Enforced rotation: No or Yes");
+  EETYPE("rotation",       ir->bRot, yesno_names);
+  if (ir->bRot) {
+    snew(ir->rot,1);
+    rot_grp = read_rotparams(&ninp,&inp,ir->rot,wi);
+  }
 
   /* Refinement */
   CCTYPE("NMR refinement stuff");
@@ -1999,6 +2009,10 @@ void do_index(const char* mdparin, const char *ndx,
   if (ir->ePull != epullNO) {
     make_pull_groups(ir->pull,pull_grp,grps,gnames);
   }
+  
+  if (ir->bRot) {
+    make_rotation_groups(ir->rot,rot_grp,grps,gnames);
+  }
 
   nacc = str_nelem(acc,MAXPTR,ptr1);
   nacg = str_nelem(accgrps,MAXPTR,ptr2);
index d9a18e4f7426880327cf846c62d36bb795e0eb08..3f99910756986cca0381b202dd243f1c84a47303 100644 (file)
@@ -136,4 +136,14 @@ extern void set_pull_init(t_inputrec *ir,gmx_mtop_t *mtop,rvec *x,matrix box,
  * If bStart adds the distance to the initial reference location.
  */
 
+extern char **read_rotparams(int *ninp_p,t_inpfile **inp,t_rot *rot,warninp_t wi);
+/* Reads enforced rotation parameters, returns a list of the rot group names */
+
+extern void make_rotation_groups(t_rot *rot,char **rotgnames,
+                 t_blocka *grps,char **gnames);
+/* Process the rotation parameters after reading the index groups */
+
+extern void set_reference_positions(t_rot *rot, gmx_mtop_t *mtop, rvec *x, matrix box,
+        const char *fn, gmx_bool bSet, warninp_t wi);
+
 #endif /* _readir_h */
diff --git a/src/kernel/readrot.c b/src/kernel/readrot.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a660188
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,305 @@
+/*
+ *                This source code is part of
+ * 
+ *                 G   R   O   M   A   C   S
+ * 
+ *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
+ * 
+ * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
+ * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
+ * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team,
+ * check out http://www.gromacs.org for more information.
+
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU General Public License
+ * as published by the Free Software Foundation; either version 2
+ * of the License, or (at your option) any later version.
+ * 
+ * If you want to redistribute modifications, please consider that
+ * scientific software is very special. Version control is crucial -
+ * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
+ * inclusion in the official distribution, but derived work must not
+ * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
+ * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
+ * 
+ * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
+ * the papers on the package - you can find them in the top README file.
+ * 
+ * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
+ * 
+ * And Hey:
+ * GROwing Monsters And Cloning Shrimps
+ */
+#ifdef HAVE_CONFIG_H
+#include <config.h>
+#endif
+
+#include "vec.h"
+#include "smalloc.h"
+#include "readir.h"
+#include "names.h"
+#include "futil.h"
+#include "trnio.h"
+#include "txtdump.h"
+
+static char *RotStr = {"Enforced rotation:"};
+
+
+static char s_vec[STRLEN];
+
+
+static void string2dvec(char buf[], dvec nums)
+{
+    if (sscanf(buf,"%lf%lf%lf",&nums[0],&nums[1],&nums[2]) != 3)
+        gmx_fatal(FARGS,"Expected three numbers at input line %s",buf);
+}
+
+
+extern char **read_rotparams(int *ninp_p,t_inpfile **inp_p,t_rot *rot,
+        warninp_t wi)
+{
+    int  ninp,g,m;
+    t_inpfile *inp;
+    const char *tmp;
+    char **grpbuf;
+    char buf[STRLEN];
+    char warn_buf[STRLEN];
+    dvec vec;
+    t_rotgrp *rotg;
+
+    ninp   = *ninp_p;
+    inp    = *inp_p;
+    
+    /* read rotation parameters */
+    CTYPE("Output frequency for angle, torque and rotation potential energy for the whole group");
+    ITYPE("rot_nstrout",     rot->nstrout, 100);
+    CTYPE("Output frequency for per-slab data (angles, torques and slab centers)");
+    ITYPE("rot_nstsout",     rot->nstsout, 1000);
+    CTYPE("Number of rotation groups");
+    ITYPE("rot_ngroups",     rot->ngrp,1);
+    
+    if (rot->ngrp < 1)
+    {
+        gmx_fatal(FARGS,"rot_ngroups should be >= 1");
+    }
+    
+    snew(rot->grp,rot->ngrp);
+    
+    /* Read the rotation groups */
+    snew(grpbuf,rot->ngrp);
+    for(g=0; g<rot->ngrp; g++)
+    {
+        rotg = &rot->grp[g];
+        snew(grpbuf[g],STRLEN);
+        CTYPE("Rotation group name");
+        sprintf(buf,"rot_group%d",g);
+        STYPE(buf, grpbuf[g], "");
+        
+        CTYPE("Rotation potential. Can be iso, iso-pf, pm, pm-pf, rm, rm-pf, rm2, rm2-pf, flex, flex-t, flex2, flex2-t");
+        sprintf(buf,"rot_type%d",g);
+        ETYPE(buf, rotg->eType, erotg_names);
+
+        CTYPE("Use mass-weighting of the rotation group positions");
+        sprintf(buf,"rot_massw%d",g);
+        ETYPE(buf, rotg->bMassW, yesno_names);
+
+        CTYPE("Rotation vector, will get normalized");
+        sprintf(buf,"rot_vec%d",g);
+        STYPE(buf, s_vec, "1.0 0.0 0.0");
+        string2dvec(s_vec,vec);
+        /* Normalize the rotation vector */
+        if (dnorm(vec) != 0)
+        {
+            dsvmul(1.0/dnorm(vec),vec,vec);
+        }
+        else
+        {
+            sprintf(warn_buf, "rot_vec%d = 0", g);
+            warning_error(wi, warn_buf);
+        }
+        fprintf(stderr, "%s Group %d (%s) normalized rot. vector: %f %f %f\n",
+                RotStr, g, erotg_names[rotg->eType], vec[0], vec[1], vec[2]);
+        for(m=0; m<DIM; m++)
+            rotg->vec[m] = vec[m];
+        
+        CTYPE("Pivot point for the potentials iso, pm, rm, and rm2 (nm)");
+        sprintf(buf,"rot_pivot%d",g);
+        STYPE(buf, s_vec, "0.0 0.0 0.0");
+        clear_dvec(vec);
+        if ( (rotg->eType==erotgISO) || (rotg->eType==erotgPM) || (rotg->eType==erotgRM) || (rotg->eType==erotgRM2) )
+            string2dvec(s_vec,vec);
+        for(m=0; m<DIM; m++)
+            rotg->pivot[m] = vec[m];
+
+        CTYPE("Rotation rate (degree/ps) and force constant (kJ/(mol*nm^2))");
+        sprintf(buf,"rot_rate%d",g);
+        RTYPE(buf, rotg->rate, 0.0);
+
+        sprintf(buf,"rot_k%d",g);
+        RTYPE(buf, rotg->k, 0.0);
+        if (rotg->k <= 0.0)
+        {
+            sprintf(warn_buf, "rot_k%d <= 0", g);
+            warning_note(wi, warn_buf);
+        }
+
+        CTYPE("Slab distance for flexible axis rotation (nm)");
+        sprintf(buf,"rot_slab_dist%d",g);
+        RTYPE(buf, rotg->slab_dist, 1.5);
+        if (rotg->slab_dist <= 0.0)
+        {
+            sprintf(warn_buf, "rot_slab_dist%d <= 0", g);
+            warning_error(wi, warn_buf);
+        }
+
+        CTYPE("Minimum value of Gaussian function for the force to be evaluated (for flex* potentials)");
+        sprintf(buf,"rot_min_gauss%d",g);
+        RTYPE(buf, rotg->min_gaussian, 1e-3);
+        if (rotg->min_gaussian <= 0.0)
+        {
+            sprintf(warn_buf, "rot_min_gauss%d <= 0", g);
+            warning_error(wi, warn_buf);
+        }
+
+        CTYPE("Value of additive constant epsilon' (nm^2) for rm2* and flex2* potentials");
+        sprintf(buf, "rot_eps%d",g);
+        RTYPE(buf, rotg->eps, 1e-4);
+        if ( (rotg->eps <= 0.0) && (rotg->eType==erotgRM2 || rotg->eType==erotgFLEX2) )
+        {
+            sprintf(warn_buf, "rot_eps%d <= 0", g);
+            warning_error(wi, warn_buf);
+        }
+
+        CTYPE("Fitting method to determine angle of rotation group (rmsd, norm, or potential)");
+        sprintf(buf,"rot_fit_method%d",g);
+        ETYPE(buf, rotg->eFittype, erotg_fitnames);
+        CTYPE("For fit type 'potential', nr. of angles around the reference for which the pot. is evaluated");
+        sprintf(buf,"rot_potfit_nsteps%d",g);
+        ITYPE(buf, rotg->PotAngle_nstep, 21);
+        if ( (rotg->eFittype==erotgFitPOT) && (rotg->PotAngle_nstep < 1) )
+        {
+            sprintf(warn_buf, "rot_potfit_nsteps%d < 1", g);
+            warning_error(wi, warn_buf);
+        }
+        CTYPE("For fit type 'potential', distance in degrees between two consecutive angles");
+        sprintf(buf,"rot_potfit_step%d",g);
+        RTYPE(buf, rotg->PotAngle_step, 0.25);
+    }
+    
+    *ninp_p   = ninp;
+    *inp_p    = inp;
+    
+    return grpbuf;
+}
+
+
+/* Check whether the box is unchanged */
+static void check_box(matrix f_box, matrix box, char fn[], warninp_t wi)
+{
+    int i,ii;
+    gmx_bool bSame=TRUE;
+    char warn_buf[STRLEN];
+    
+    
+    for (i=0; i<DIM; i++)
+        for (ii=0; ii<DIM; ii++)
+            if (f_box[i][ii] != box[i][ii]) 
+                bSame = FALSE;
+    if (!bSame)
+    {
+        sprintf(warn_buf, "%s Box size in reference file %s differs from actual box size!",
+                RotStr, fn);
+        warning(wi, warn_buf);
+        pr_rvecs(stderr,0,"Your box is:",box  ,3);
+        pr_rvecs(stderr,0,"Box in file:",f_box,3);
+    }
+}
+
+
+/* Extract the reference positions for the rotation group(s) */
+extern void set_reference_positions(
+        t_rot *rot, gmx_mtop_t *mtop, rvec *x, matrix box,
+        const char *fn, gmx_bool bSet, warninp_t wi)
+{
+    int g,i,ii;
+    t_rotgrp *rotg;
+    t_trnheader header;    /* Header information of reference file */
+    char base[STRLEN],extension[STRLEN],reffile[STRLEN];
+    char *extpos;
+    rvec f_box[3];         /* Box from reference file */
+
+    
+    /* Base name and extension of the reference file: */
+    strncpy(base, fn, STRLEN - 1);
+    extpos = strrchr(base, '.');
+    strcpy(extension,extpos+1);
+    *extpos = '\0';
+
+
+    for (g=0; g<rot->ngrp; g++)
+     {
+         rotg = &rot->grp[g];
+         fprintf(stderr, "%s group %d has %d reference positions.\n",RotStr,g,rotg->nat);
+         snew(rotg->x_ref, rotg->nat);
+         
+         /* Construct the name for the file containing the reference positions for this group: */
+         sprintf(reffile, "%s.%d.%s", base,g,extension);
+
+         /* If the base filename for the reference position files was explicitly set by
+          * the user, we issue a fatal error if the group file can not be found */
+         if (bSet && !gmx_fexist(reffile))
+         {
+             gmx_fatal(FARGS, "%s The file containing the reference positions was not found.\n"
+                              "Expected the file '%s' for group %d.\n",
+                              RotStr, reffile, g);
+         }
+
+         if (gmx_fexist(reffile))
+         {
+             fprintf(stderr, "  Reading them from %s.\n", reffile);
+             read_trnheader(reffile, &header);
+             if (rotg->nat != header.natoms)
+                 gmx_fatal(FARGS,"Number of atoms in file %s (%d) does not match the number of atoms in rotation group (%d)!\n",
+                         reffile, header.natoms, rotg->nat);
+             read_trn(reffile, &header.step, &header.t, &header.lambda, f_box, &header.natoms, rotg->x_ref, NULL, NULL);
+
+             /* Check whether the box is unchanged and output a warning if not: */
+             check_box(f_box,box,reffile,wi);
+         }
+         else
+         {
+             fprintf(stderr, " Saving them to %s.\n", reffile);         
+             for(i=0; i<rotg->nat; i++)
+             {
+                 ii = rotg->ind[i];
+                 copy_rvec(x[ii], rotg->x_ref[i]);
+             }
+             write_trn(reffile,g,0.0,0.0,box,rotg->nat,rotg->x_ref,NULL,NULL);
+         }
+     }
+}
+
+
+extern void make_rotation_groups(t_rot *rot,char **rotgnames,t_blocka *grps,char **gnames)
+{
+    int      g,ig=-1,i;
+    t_rotgrp *rotg;
+    
+    
+    for (g=0; g<rot->ngrp; g++)
+    {
+        rotg = &rot->grp[g];
+        ig = search_string(rotgnames[g],grps->nr,gnames);
+        rotg->nat = grps->index[ig+1] - grps->index[ig];
+        
+        if (rotg->nat > 0)
+        {
+            fprintf(stderr,"Rotation group %d '%s' has %d atoms\n",g,rotgnames[g],rotg->nat);
+            snew(rotg->ind,rotg->nat);
+            for(i=0; i<rotg->nat; i++)
+                rotg->ind[i] = grps->a[grps->index[ig]+i];            
+        }
+        else
+            gmx_fatal(FARGS,"Rotation group %d '%s' is empty",g,rotgnames[g]);
+    }
+}
index 0db72cb64d489d469c8d1d344ef683baf4d99d44..2c46054852bbf5a18c4aeb0d97947c0060c9379b 100644 (file)
@@ -72,7 +72,7 @@
 #include "sighandler.h"
 #include "tpxio.h"
 #include "txtdump.h"
-
+#include "pull_rotation.h"
 #include "md_openmm.h"
 
 #ifdef GMX_LIB_MPI
@@ -794,6 +794,13 @@ int mdrunner(int nthreads_requested, FILE *fplog,t_commrec *cr,int nfile,
             init_pull(fplog,inputrec,nfile,fnm,mtop,cr,oenv,
                       EI_DYNAMICS(inputrec->eI) && MASTER(cr),Flags);
         }
+        
+        if (inputrec->bRot)
+        {
+           /* Initialize enforced rotation code */
+           init_rot(fplog,inputrec,nfile,fnm,cr,state->x,state->box,mtop,oenv,
+                    bVerbose,Flags);
+        }
 
         constr = init_constraints(fplog,mtop,inputrec,ed,state,cr);
 
@@ -825,6 +832,12 @@ int mdrunner(int nthreads_requested, FILE *fplog,t_commrec *cr,int nfile,
         {
             finish_pull(fplog,inputrec->pull);
         }
+        
+        if (inputrec->bRot)
+        {
+            finish_rot(fplog,inputrec->rot);
+        }
+
     } 
     else 
     {
index abed24fd224a3d9d4e818ef2d49db8cb2dbe12ea..ec9775d4fcd504624e5bcfa035b8c71865292507 100644 (file)
@@ -41,6 +41,7 @@
 #include "force.h"
 #include "pme.h"
 #include "pull.h"
+#include "pull_rotation.h"
 #include "gmx_wallcycle.h"
 #include "mdrun.h"
 #include "nsgrid.h"
@@ -8602,6 +8603,13 @@ void dd_partition_system(FILE            *fplog,
         /* Update the local pull groups */
         dd_make_local_pull_groups(dd,ir->pull,mdatoms);
     }
+    
+    if (ir->bRot)
+    {
+        /* Update the local rotation groups */
+        dd_make_local_rotation_groups(dd,ir->rot);
+    }
+
 
     add_dd_statistics(dd);
     
index 8224baf55951dddc4149648b9808faca3afff9c7..af3fa95996ec80ecafc5af4a8574f95aab83414e 100644 (file)
@@ -76,7 +76,7 @@ typedef struct gmx_wallcycle
 
 /* Each name should not exceed 19 characters */
 static const char *wcn[ewcNR] =
-{ "Run", "Step", "PP during PME", "Domain decomp.", "DD comm. load", "DD comm. bounds", "Vsite constr.", "Send X to PME", "Comm. coord.", "Neighbor search", "Born radii", "Force", "Wait + Comm. F", "PME mesh", "PME redist. X/F", "PME spread/gather", "PME 3D-FFT", "PME solve", "Wait + Comm. X/F", "Wait + Recv. PME F", "Vsite spread", "Write traj.", "Update", "Constraints", "Comm. energies", "Test" };
+{ "Run", "Step", "PP during PME", "Domain decomp.", "DD comm. load", "DD comm. bounds", "Vsite constr.", "Send X to PME", "Comm. coord.", "Neighbor search", "Born radii", "Force", "Wait + Comm. F", "PME mesh", "PME redist. X/F", "PME spread/gather", "PME 3D-FFT", "PME solve", "Wait + Comm. X/F", "Wait + Recv. PME F", "Vsite spread", "Write traj.", "Update", "Constraints", "Comm. energies", "Enforced rotation", "Add rot. forces", "Test" };
 
 gmx_bool wallcycle_have_counter(void)
 {
index 7e102e132e80cecdb66718c4f39cd6d1323e5386..204a1305c99ad232d72fdb5b0fd42f5e71048913 100644 (file)
@@ -229,7 +229,7 @@ t_mdebin *init_mdebin(ener_file_t fp_ene,
         else if (i == F_CONNBONDS)
             md->bEner[i] = FALSE;
         else if (i == F_COM_PULL)
-            md->bEner[i] = (ir->ePull == epullUMBRELLA || ir->ePull == epullCONST_F);
+            md->bEner[i] = (ir->ePull == epullUMBRELLA || ir->ePull == epullCONST_F || ir->bRot);
         else if (i == F_ECONSERVED)
             md->bEner[i] = ((ir->etc == etcNOSEHOOVER || ir->etc == etcVRESCALE) &&
                             (ir->epc == epcNO || ir->epc==epcMTTK));
diff --git a/src/mdlib/pull_rotation.c b/src/mdlib/pull_rotation.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..060d471
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,3858 @@
+/*
+ * 
+ *                This source code is part of
+ * 
+ *                 G   R   O   M   A   C   S
+ * 
+ *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
+ * 
+ * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
+ * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
+ * Copyright (c) 2001-2008, The GROMACS development team,
+ * check out http://www.gromacs.org for more information.
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU General Public License
+ * as published by the Free Software Foundation; either version 2
+ * of the License, or (at your option) any later version.
+ * 
+ * If you want to redistribute modifications, please consider that
+ * scientific software is very special. Version control is crucial -
+ * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
+ * inclusion in the official distribution, but derived work must not
+ * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
+ * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
+ * 
+ * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
+ * the papers on the package - you can find them in the top README file.
+ * 
+ * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
+ * 
+ * And Hey:
+ * Gallium Rubidium Oxygen Manganese Argon Carbon Silicon
+ */
+#ifdef HAVE_CONFIG_H
+#include <config.h>
+#endif
+
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include "domdec.h"
+#include "gmx_wallcycle.h"
+#include "trnio.h"
+#include "smalloc.h"
+#include "network.h"
+#include "pbc.h"
+#include "futil.h"
+#include "mdrun.h"
+#include "txtdump.h"
+#include "names.h"
+#include "mtop_util.h"
+#include "names.h"
+#include "nrjac.h"
+#include "vec.h"
+#include "gmx_ga2la.h"
+#include "xvgr.h"
+#include "gmxfio.h"
+#include "groupcoord.h"
+#include "pull_rotation.h"
+#include "gmx_sort.h"
+#include "copyrite.h"
+#include "gmx_cyclecounter.h"
+
+
+static char *RotStr = {"Enforced rotation:"};
+
+
+/* Set the minimum weight for the determination of the slab centers */
+#define WEIGHT_MIN (10*GMX_FLOAT_MIN)
+
+/* Helper structure for sorting positions along rotation vector             */
+typedef struct {
+    real xcproj;            /* Projection of xc on the rotation vector        */
+    int ind;                /* Index of xc                                    */
+    real m;                 /* Mass                                           */
+    rvec x;                 /* Position                                       */
+    rvec x_ref;             /* Reference position                             */
+} sort_along_vec_t;
+
+
+/* Enforced rotation / flexible: determine the angle of each slab             */
+typedef struct gmx_slabdata
+{
+    int  nat;               /* Number of atoms belonging to this slab         */
+    rvec *x;                /* The positions belonging to this slab. In 
+                               general, this should be all positions of the 
+                               whole rotation group, but we leave those away 
+                               that have a small enough weight                */
+    rvec *ref;              /* Same for reference                             */
+    real *weight;           /* The weight for each atom                       */
+} t_gmx_slabdata;
+
+
+/* Helper structure for potential fitting */
+typedef struct gmx_potfit
+{
+    real   *degangle;       /* Set of angles for which the potential is
+                               calculated. The optimum fit is determined as
+                               the angle for with the potential is minimal    */
+    real   *V;              /* Potential for the different angles             */
+    matrix *rotmat;         /* Rotation matrix corresponding to the angles    */
+} t_gmx_potfit;
+
+
+/* Enforced rotation data for all groups                                      */
+typedef struct gmx_enfrot
+{
+    FILE  *out_rot;         /* Output file for rotation data                  */
+    FILE  *out_torque;      /* Output file for torque data                    */
+    FILE  *out_angles;      /* Output file for slab angles for flexible type  */
+    FILE  *out_slabs;       /* Output file for slab centers                   */
+    int   bufsize;          /* Allocation size of buf                         */
+    rvec  *xbuf;            /* Coordinate buffer variable for sorting         */
+    real  *mbuf;            /* Masses buffer variable for sorting             */
+    sort_along_vec_t *data; /* Buffer variable needed for position sorting    */
+    real  *mpi_inbuf;       /* MPI buffer                                     */
+    real  *mpi_outbuf;      /* MPI buffer                                     */
+    int   mpi_bufsize;      /* Allocation size of in & outbuf                 */
+    unsigned long Flags;    /* mdrun flags                                    */
+    gmx_bool bOut;          /* Used to skip first output when appending to 
+                             * avoid duplicate entries in rotation outfiles   */
+} t_gmx_enfrot;
+
+
+/* Global enforced rotation data for a single rotation group                  */
+typedef struct gmx_enfrotgrp
+{
+    real    degangle;       /* Rotation angle in degrees                      */
+    matrix  rotmat;         /* Rotation matrix                                */
+    atom_id *ind_loc;       /* Local rotation indices                         */
+    int     nat_loc;        /* Number of local group atoms                    */
+    int     nalloc_loc;     /* Allocation size for ind_loc and weight_loc     */
+
+    real  V;                /* Rotation potential for this rotation group     */
+    rvec  *f_rot_loc;       /* Array to store the forces on the local atoms
+                               resulting from enforced rotation potential     */
+
+    /* Collective coordinates for the whole rotation group */
+    real  *xc_ref_length;   /* Length of each x_rotref vector after x_rotref 
+                               has been put into origin                       */
+    int   *xc_ref_ind;      /* Position of each local atom in the collective
+                               array                                          */
+    rvec  xc_center;        /* Center of the rotation group positions, may
+                               be mass weighted                               */
+    rvec  xc_ref_center;    /* dito, for the reference positions              */
+    rvec  *xc;              /* Current (collective) positions                 */
+    ivec  *xc_shifts;       /* Current (collective) shifts                    */
+    ivec  *xc_eshifts;      /* Extra shifts since last DD step                */
+    rvec  *xc_old;          /* Old (collective) positions                     */
+    rvec  *xc_norm;         /* Normalized form of the current positions       */
+    rvec  *xc_ref_sorted;   /* Reference positions (sorted in the same order 
+                               as xc when sorted)                             */
+    int   *xc_sortind;      /* Where is a position found after sorting?       */
+    real  *mc;              /* Collective masses                              */
+    real  *mc_sorted;
+    real  invmass;          /* one over the total mass of the rotation group  */
+
+    real  torque_v;         /* Torque in the direction of rotation vector     */
+    real  angle_v;          /* Actual angle of the whole rotation group       */
+    /* Fixed rotation only */
+    real  weight_v;         /* Weights for angle determination                */
+    rvec  *xr_loc;          /* Local reference coords, correctly rotated      */
+    rvec  *x_loc_pbc;       /* Local current coords, correct PBC image        */
+    real  *m_loc;           /* Masses of the current local atoms              */
+
+    /* Flexible rotation only */
+    int   nslabs_alloc;     /* For this many slabs memory is allocated        */
+    int   slab_first;       /* Lowermost slab for that the calculation needs 
+                               to be performed at a given time step           */
+    int   slab_last;        /* Uppermost slab ...                             */
+    int   slab_first_ref;   /* First slab for which ref. center is stored     */
+    int   slab_last_ref;    /* Last ...                                       */
+    int   slab_buffer;      /* Slab buffer region around reference slabs      */
+    int   *firstatom;       /* First relevant atom for a slab                 */
+    int   *lastatom;        /* Last relevant atom for a slab                  */
+    rvec  *slab_center;     /* Gaussian-weighted slab center                  */
+    rvec  *slab_center_ref; /* Gaussian-weighted slab center for the
+                               reference positions                            */
+    real  *slab_weights;    /* Sum of gaussian weights in a slab              */
+    real  *slab_torque_v;   /* Torque T = r x f for each slab.                */
+                            /* torque_v = m.v = angular momentum in the 
+                               direction of v                                 */
+    real  max_beta;         /* min_gaussian from inputrec->rotgrp is the
+                               minimum value the gaussian must have so that 
+                               the force is actually evaluated max_beta is 
+                               just another way to put it                     */
+    real  *gn_atom;         /* Precalculated gaussians for a single atom      */
+    int   *gn_slabind;      /* Tells to which slab each precalculated gaussian 
+                               belongs                                        */
+    rvec  *slab_innersumvec;/* Inner sum of the flexible2 potential per slab;
+                               this is precalculated for optimization reasons */
+    t_gmx_slabdata *slab_data; /* Holds atom positions and gaussian weights 
+                               of atoms belonging to a slab                   */
+
+    /* For potential fits with varying angle: */
+    t_gmx_potfit *PotAngleFit;  /* Used for fit type 'potential'              */
+} t_gmx_enfrotgrp;
+
+
+/* Activate output of forces for correctness checks */
+/* #define PRINT_FORCES */
+#ifdef PRINT_FORCES
+#define PRINT_FORCE_J  fprintf(stderr,"f%d = %15.8f %15.8f %15.8f\n",erg->xc_ref_ind[j],erg->f_rot_loc[j][XX], erg->f_rot_loc[j][YY], erg->f_rot_loc[j][ZZ]);
+#define PRINT_POT_TAU  if (MASTER(cr)) { \
+                           fprintf(stderr,"potential = %15.8f\n" "torque    = %15.8f\n", erg->V, erg->torque_v); \
+                       }
+#else
+#define PRINT_FORCE_J
+#define PRINT_POT_TAU
+#endif
+
+/* Shortcuts for often used queries */
+#define ISFLEX(rg) ( (rg->eType==erotgFLEX) || (rg->eType==erotgFLEXT) || (rg->eType==erotgFLEX2) || (rg->eType==erotgFLEX2T) )
+#define ISCOLL(rg) ( (rg->eType==erotgFLEX) || (rg->eType==erotgFLEXT) || (rg->eType==erotgFLEX2) || (rg->eType==erotgFLEX2T) || (rg->eType==erotgRMPF) || (rg->eType==erotgRM2PF) )
+
+
+/* Does any of the rotation groups use slab decomposition? */
+static gmx_bool HaveFlexibleGroups(t_rot *rot)
+{
+    int g;
+    t_rotgrp *rotg;
+
+
+    for (g=0; g<rot->ngrp; g++)
+    {
+        rotg = &rot->grp[g];
+        if (ISFLEX(rotg))
+            return TRUE;
+    }
+
+    return FALSE;
+}
+
+
+/* Is for any group the fit angle determined by finding the minimum of the
+ * rotation potential? */
+static gmx_bool HavePotFitGroups(t_rot *rot)
+{
+    int g;
+    t_rotgrp *rotg;
+
+
+    for (g=0; g<rot->ngrp; g++)
+    {
+        rotg = &rot->grp[g];
+        if (erotgFitPOT == rotg->eFittype)
+            return TRUE;
+    }
+
+    return FALSE;
+}
+
+
+static double** allocate_square_matrix(int dim)
+{
+    int i;
+    double** mat = NULL; 
+    
+    
+    snew(mat, dim);
+    for(i=0; i<dim; i++)
+        snew(mat[i], dim);
+
+    return mat;
+}
+
+
+static void free_square_matrix(double** mat, int dim)
+{
+    int i;
+    
+    
+    for (i=0; i<dim; i++)
+        sfree(mat[i]);
+    sfree(mat);
+}
+
+
+/* Return the angle for which the potential is minimal */
+static real get_fitangle(t_rotgrp *rotg, gmx_enfrotgrp_t erg)
+{
+    int i;
+    real fitangle = -999.9;
+    real pot_min = GMX_FLOAT_MAX;
+    t_gmx_potfit *fit;
+
+
+    fit = erg->PotAngleFit;
+
+    for (i = 0; i < rotg->PotAngle_nstep; i++)
+    {
+        if (fit->V[i] < pot_min)
+        {
+            pot_min = fit->V[i];
+            fitangle = fit->degangle[i];
+        }
+    }
+
+    return fitangle;
+}
+
+
+/* Reduce potential angle fit data for this group at this time step? */
+static gmx_inline gmx_bool bPotAngle(t_rot *rot, t_rotgrp *rotg, gmx_large_int_t step)
+{
+    return ( (erotgFitPOT==rotg->eFittype) && (do_per_step(step, rot->nstsout) || do_per_step(step, rot->nstrout)) );
+}
+
+/* Reduce slab torqe data for this group at this time step? */
+static gmx_inline gmx_bool bSlabTau(t_rot *rot, t_rotgrp *rotg, gmx_large_int_t step)
+{
+    return ( (ISFLEX(rotg)) && do_per_step(step, rot->nstsout) );
+}
+
+/* Output rotation energy, torques, etc. for each rotation group */
+static void reduce_output(t_commrec *cr, t_rot *rot, real t, gmx_large_int_t step)
+{
+    int      g,i,islab,nslabs=0;
+    int      count;      /* MPI element counter                               */
+    t_rotgrp *rotg;
+    gmx_enfrot_t er;     /* Pointer to the enforced rotation buffer variables */
+    gmx_enfrotgrp_t erg; /* Pointer to enforced rotation group data           */
+    real     fitangle;
+    gmx_bool bFlex;
+
+    
+    er=rot->enfrot;
+    
+    /* Fill the MPI buffer with stuff to reduce. If items are added for reduction
+     * here, the MPI buffer size has to be enlarged also in calc_mpi_bufsize() */
+    if (PAR(cr))
+    {
+        count=0;
+        for (g=0; g < rot->ngrp; g++)
+        {
+            rotg = &rot->grp[g];
+            erg = rotg->enfrotgrp;
+            nslabs = erg->slab_last - erg->slab_first + 1;
+            er->mpi_inbuf[count++] = erg->V;
+            er->mpi_inbuf[count++] = erg->torque_v;
+            er->mpi_inbuf[count++] = erg->angle_v;
+            er->mpi_inbuf[count++] = erg->weight_v; /* weights are not needed for flex types, but this is just a single value */
+
+            if (bPotAngle(rot, rotg, step))
+            {
+                for (i = 0; i < rotg->PotAngle_nstep; i++)
+                    er->mpi_inbuf[count++] = erg->PotAngleFit->V[i];
+            }
+            if (bSlabTau(rot, rotg, step))
+            {
+                for (i=0; i<nslabs; i++)
+                    er->mpi_inbuf[count++] = erg->slab_torque_v[i];
+            }
+        }
+        if (count > er->mpi_bufsize)
+            gmx_fatal(FARGS, "%s MPI buffer overflow, please report this error.", RotStr);
+
+#ifdef GMX_MPI
+        MPI_Reduce(er->mpi_inbuf, er->mpi_outbuf, count, GMX_MPI_REAL, MPI_SUM, MASTERRANK(cr), cr->mpi_comm_mygroup);
+#endif
+
+        /* Copy back the reduced data from the buffer on the master */
+        if (MASTER(cr))
+        {
+            count=0;
+            for (g=0; g < rot->ngrp; g++)
+            {
+                rotg = &rot->grp[g];
+                erg = rotg->enfrotgrp;
+                nslabs = erg->slab_last - erg->slab_first + 1;
+                erg->V        = er->mpi_outbuf[count++];
+                erg->torque_v = er->mpi_outbuf[count++];
+                erg->angle_v  = er->mpi_outbuf[count++];
+                erg->weight_v = er->mpi_outbuf[count++];
+
+                if (bPotAngle(rot, rotg, step))
+                {
+                    for (i = 0; i < rotg->PotAngle_nstep; i++)
+                        erg->PotAngleFit->V[i] = er->mpi_outbuf[count++];
+                }
+                if (bSlabTau(rot, rotg, step))
+                {
+                    for (i=0; i<nslabs; i++)
+                        erg->slab_torque_v[i] = er->mpi_outbuf[count++];
+                }
+            }
+        }
+    }
+    
+    /* Output */
+    if (MASTER(cr))
+    {
+        /* Angle and torque for each rotation group */
+        for (g=0; g < rot->ngrp; g++)
+        {
+            rotg=&rot->grp[g];
+            bFlex = ISFLEX(rotg);
+
+            erg=rotg->enfrotgrp;
+            
+            /* Output to main rotation output file: */
+            if ( do_per_step(step, rot->nstrout) )
+            {
+                if (erotgFitPOT == rotg->eFittype)
+                {
+                    fitangle = get_fitangle(rotg, erg);
+                }
+                else
+                {
+                    if (bFlex)
+                        fitangle = erg->angle_v; /* RMSD fit angle */
+                    else
+                        fitangle = (erg->angle_v/erg->weight_v)*180.0*M_1_PI;
+                }
+                fprintf(er->out_rot, "%12.4f", fitangle);
+                fprintf(er->out_rot, "%12.3e", erg->torque_v);
+                fprintf(er->out_rot, "%12.3e", erg->V);
+            }
+
+            if ( do_per_step(step, rot->nstsout) )
+            {
+                /* Output to torque log file: */
+                if (bFlex)
+                {
+                    fprintf(er->out_torque, "%12.3e%6d", t, g);
+                    for (i=erg->slab_first; i<=erg->slab_last; i++)
+                    {
+                        islab = i - erg->slab_first;  /* slab index */
+                        /* Only output if enough weight is in slab */
+                        if (erg->slab_weights[islab] > rotg->min_gaussian)
+                            fprintf(er->out_torque, "%6d%12.3e", i, erg->slab_torque_v[islab]);
+                    }
+                    fprintf(er->out_torque , "\n");
+                }
+
+                /* Output to angles log file: */
+                if (erotgFitPOT == rotg->eFittype)
+                {
+                    fprintf(er->out_angles, "%12.3e%6d%12.4f", t, g, erg->degangle);
+                    /* Output energies at a set of angles around the reference angle */
+                    for (i = 0; i < rotg->PotAngle_nstep; i++)
+                        fprintf(er->out_angles, "%12.3e", erg->PotAngleFit->V[i]);
+                    fprintf(er->out_angles, "\n");
+                }
+            }
+        }
+        if ( do_per_step(step, rot->nstrout) )
+            fprintf(er->out_rot, "\n");
+    }
+}
+
+
+/* Add the forces from enforced rotation potential to the local forces.
+ * Should be called after the SR forces have been evaluated */
+extern real add_rot_forces(t_rot *rot, rvec f[], t_commrec *cr, gmx_large_int_t step, real t)
+{
+    int g,l,ii;
+    t_rotgrp *rotg;
+    gmx_enfrot_t er;     /* Pointer to the enforced rotation buffer variables */
+    gmx_enfrotgrp_t erg; /* Pointer to enforced rotation group data           */
+    real Vrot = 0.0;     /* If more than one rotation group is present, Vrot
+                            assembles the local parts from all groups         */
+
+    
+    er=rot->enfrot;
+    
+    /* Loop over enforced rotation groups (usually 1, though)
+     * Apply the forces from rotation potentials */
+    for (g=0; g<rot->ngrp; g++)
+    {
+        rotg = &rot->grp[g];
+        erg=rotg->enfrotgrp;
+        Vrot += erg->V;  /* add the local parts from the nodes */
+        for (l=0; l<erg->nat_loc; l++)
+        {
+            /* Get the right index of the local force */
+            ii = erg->ind_loc[l];
+            /* Add */
+            rvec_inc(f[ii],erg->f_rot_loc[l]);
+        }
+    }
+
+    /* Reduce energy,torque, angles etc. to get the sum values (per rotation group)
+     * on the master and output these values to file. */
+    if ( (do_per_step(step, rot->nstrout) || do_per_step(step, rot->nstsout)) && er->bOut)
+        reduce_output(cr, rot, t, step);
+
+    /* When appending, er->bOut is FALSE the first time to avoid duplicate entries */
+    er->bOut = TRUE;
+    
+    PRINT_POT_TAU
+
+    return Vrot;
+}
+
+
+/* The Gaussian norm is chosen such that the sum of the gaussian functions
+ * over the slabs is approximately 1.0 everywhere */
+#define GAUSS_NORM   0.569917543430618
+
+
+/* Calculate the maximum beta that leads to a gaussian larger min_gaussian,
+ * also does some checks
+ */
+static double calc_beta_max(real min_gaussian, real slab_dist)
+{
+    double sigma;
+    double arg;
+    
+    
+    /* Actually the next two checks are already made in grompp */
+    if (slab_dist <= 0)
+        gmx_fatal(FARGS, "Slab distance of flexible rotation groups must be >=0 !");
+    if (min_gaussian <= 0)
+        gmx_fatal(FARGS, "Cutoff value for Gaussian must be > 0. (You requested %f)");
+
+    /* Define the sigma value */
+    sigma = 0.7*slab_dist;
+
+    /* Calculate the argument for the logarithm and check that the log() result is negative or 0 */
+    arg = min_gaussian/GAUSS_NORM;
+    if (arg > 1.0)
+        gmx_fatal(FARGS, "min_gaussian of flexible rotation groups must be <%g", GAUSS_NORM);
+    
+    return sqrt(-2.0*sigma*sigma*log(min_gaussian/GAUSS_NORM));
+}
+
+
+static gmx_inline real calc_beta(rvec curr_x, t_rotgrp *rotg, int n)
+{
+    return iprod(curr_x, rotg->vec) - rotg->slab_dist * n;
+}
+
+
+static gmx_inline real gaussian_weight(rvec curr_x, t_rotgrp *rotg, int n)
+{
+    const real norm = GAUSS_NORM;
+    real       sigma;
+
+    
+    /* Define the sigma value */
+    sigma = 0.7*rotg->slab_dist;
+    /* Calculate the Gaussian value of slab n for position curr_x */
+    return norm * exp( -0.5 * sqr( calc_beta(curr_x, rotg, n)/sigma ) );
+}
+
+
+/* Returns the weight in a single slab, also calculates the Gaussian- and mass-
+ * weighted sum of positions for that slab */
+static real get_slab_weight(int j, t_rotgrp *rotg, rvec xc[], real mc[], rvec *x_weighted_sum)
+{
+    rvec curr_x;              /* The position of an atom                      */
+    rvec curr_x_weighted;     /* The gaussian-weighted position               */
+    real gaussian;            /* A single gaussian weight                     */
+    real wgauss;              /* gaussian times current mass                  */
+    real slabweight = 0.0;    /* The sum of weights in the slab               */
+    int i,islab;
+    gmx_enfrotgrp_t erg;      /* Pointer to enforced rotation group data      */
+
+    
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+    clear_rvec(*x_weighted_sum);
+    
+    /* Slab index */
+    islab = j - erg->slab_first;
+    
+    /* Loop over all atoms in the rotation group */
+     for (i=0; i<rotg->nat; i++)
+     {
+         copy_rvec(xc[i], curr_x);
+         gaussian = gaussian_weight(curr_x, rotg, j);
+         wgauss = gaussian * mc[i];
+         svmul(wgauss, curr_x, curr_x_weighted);
+         rvec_add(*x_weighted_sum, curr_x_weighted, *x_weighted_sum);
+         slabweight += wgauss;
+     } /* END of loop over rotation group atoms */
+
+     return slabweight;
+}
+
+
+static void get_slab_centers(
+        t_rotgrp *rotg,       /* The rotation group information               */
+        rvec      *xc,        /* The rotation group positions; will 
+                                 typically be enfrotgrp->xc, but at first call 
+                                 it is enfrotgrp->xc_ref                      */
+        real      *mc,        /* The masses of the rotation group atoms       */
+        int       g,          /* The number of the rotation group             */
+        real      time,       /* Used for output only                         */
+        FILE      *out_slabs, /* For outputting center per slab information   */
+        gmx_bool  bOutStep,   /* Is this an output step?                      */
+        gmx_bool  bReference) /* If this routine is called from
+                                 init_rot_group we need to store
+                                 the reference slab centers                   */
+{
+    int j,islab;
+    gmx_enfrotgrp_t erg;      /* Pointer to enforced rotation group data */
+    
+    
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+
+    /* Loop over slabs */
+    for (j = erg->slab_first; j <= erg->slab_last; j++)
+    {
+        islab = j - erg->slab_first;
+        erg->slab_weights[islab] = get_slab_weight(j, rotg, xc, mc, &erg->slab_center[islab]);
+        
+        /* We can do the calculations ONLY if there is weight in the slab! */
+        if (erg->slab_weights[islab] > WEIGHT_MIN)
+        {
+            svmul(1.0/erg->slab_weights[islab], erg->slab_center[islab], erg->slab_center[islab]);
+        }
+        else
+        {
+            /* We need to check this here, since we divide through slab_weights
+             * in the flexible low-level routines! */
+            gmx_fatal(FARGS, "Not enough weight in slab %d. Slab center cannot be determined!", j);
+        }
+        
+        /* At first time step: save the centers of the reference structure */
+        if (bReference)
+            copy_rvec(erg->slab_center[islab], erg->slab_center_ref[islab]);
+    } /* END of loop over slabs */
+    
+    /* Output on the master */
+    if ( (NULL != out_slabs) && bOutStep)
+    {
+        fprintf(out_slabs, "%12.3e%6d", time, g);
+        for (j = erg->slab_first; j <= erg->slab_last; j++)
+        {
+            islab = j - erg->slab_first;
+            fprintf(out_slabs, "%6d%12.3e%12.3e%12.3e",
+                    j,erg->slab_center[islab][XX],erg->slab_center[islab][YY],erg->slab_center[islab][ZZ]);
+        }
+        fprintf(out_slabs, "\n");
+    }
+}
+
+
+static void calc_rotmat(
+        rvec vec,
+        real degangle,  /* Angle alpha of rotation at time t in degrees       */
+        matrix rotmat)  /* Rotation matrix                                    */
+{
+    real radangle;            /* Rotation angle in radians */
+    real cosa;                /* cosine alpha              */
+    real sina;                /* sine alpha                */
+    real OMcosa;              /* 1 - cos(alpha)            */
+    real dumxy, dumxz, dumyz; /* save computations         */
+    rvec rot_vec;             /* Rotate around rot_vec ... */
+
+
+    radangle = degangle * M_PI/180.0;
+    copy_rvec(vec , rot_vec );
+
+    /* Precompute some variables: */
+    cosa   = cos(radangle);
+    sina   = sin(radangle);
+    OMcosa = 1.0 - cosa;
+    dumxy  = rot_vec[XX]*rot_vec[YY]*OMcosa;
+    dumxz  = rot_vec[XX]*rot_vec[ZZ]*OMcosa;
+    dumyz  = rot_vec[YY]*rot_vec[ZZ]*OMcosa;
+
+    /* Construct the rotation matrix for this rotation group: */
+    /* 1st column: */
+    rotmat[XX][XX] = cosa  + rot_vec[XX]*rot_vec[XX]*OMcosa;
+    rotmat[YY][XX] = dumxy + rot_vec[ZZ]*sina;
+    rotmat[ZZ][XX] = dumxz - rot_vec[YY]*sina;
+    /* 2nd column: */
+    rotmat[XX][YY] = dumxy - rot_vec[ZZ]*sina;
+    rotmat[YY][YY] = cosa  + rot_vec[YY]*rot_vec[YY]*OMcosa;
+    rotmat[ZZ][YY] = dumyz + rot_vec[XX]*sina;
+    /* 3rd column: */
+    rotmat[XX][ZZ] = dumxz + rot_vec[YY]*sina;
+    rotmat[YY][ZZ] = dumyz - rot_vec[XX]*sina;
+    rotmat[ZZ][ZZ] = cosa  + rot_vec[ZZ]*rot_vec[ZZ]*OMcosa;
+
+#ifdef PRINTMATRIX
+    int iii,jjj;
+
+    for (iii=0; iii<3; iii++) {
+        for (jjj=0; jjj<3; jjj++)
+            fprintf(stderr, " %10.8f ",  rotmat[iii][jjj]);
+        fprintf(stderr, "\n");
+    }
+#endif
+}
+
+
+/* Calculates torque on the rotation axis tau = position x force */
+static gmx_inline real torque(
+        rvec rotvec,  /* rotation vector; MUST be normalized!                 */
+        rvec force,   /* force                                                */
+        rvec x,       /* position of atom on which the force acts             */
+        rvec pivot)   /* pivot point of rotation axis                         */
+{
+    rvec vectmp, tau;
+
+    
+    /* Subtract offset */
+    rvec_sub(x,pivot,vectmp);
+    
+    /* position x force */
+    cprod(vectmp, force, tau);
+    
+    /* Return the part of the torque which is parallel to the rotation vector */
+    return iprod(tau, rotvec);
+}
+
+
+/* Right-aligned output of value with standard width */
+static void print_aligned(FILE *fp, char *str)
+{
+    fprintf(fp, "%12s", str);
+}
+
+
+/* Right-aligned output of value with standard short width */
+static void print_aligned_short(FILE *fp, char *str)
+{
+    fprintf(fp, "%6s", str);
+}
+
+
+static FILE *open_output_file(const char *fn, int steps, const char what[])
+{
+    FILE *fp;
+    
+    
+    fp = ffopen(fn, "w");
+
+    fprintf(fp, "# Output of %s is written in intervals of %d time step%s.\n#\n",
+            what,steps, steps>1 ? "s":"");
+    
+    return fp;
+}
+
+
+/* Open output file for slab center data. Call on master only */
+static FILE *open_slab_out(const char *fn, t_rot *rot, const output_env_t oenv)
+{
+    FILE      *fp;
+    int       g,i;
+    t_rotgrp  *rotg;
+
+
+    if (rot->enfrot->Flags & MD_APPENDFILES)
+    {
+        fp = gmx_fio_fopen(fn,"a");
+    }
+    else
+    {
+        fp = open_output_file(fn, rot->nstsout, "gaussian weighted slab centers");
+
+        for (g=0; g<rot->ngrp; g++)
+        {
+            rotg = &rot->grp[g];
+            if (ISFLEX(rotg))
+            {
+                fprintf(fp, "# Rotation group %d (%s), slab distance %f nm, %s.\n",
+                        g, erotg_names[rotg->eType], rotg->slab_dist,
+                        rotg->bMassW? "centers of mass":"geometrical centers");
+            }
+        }
+
+        fprintf(fp, "# Reference centers are listed first (t=-1).\n");
+        fprintf(fp, "# The following columns have the syntax:\n");
+        fprintf(fp, "#     ");
+        print_aligned_short(fp, "t");
+        print_aligned_short(fp, "grp");
+        /* Print legend for the first two entries only ... */
+        for (i=0; i<2; i++)
+        {
+            print_aligned_short(fp, "slab");
+            print_aligned(fp, "X center");
+            print_aligned(fp, "Y center");
+            print_aligned(fp, "Z center");
+        }
+        fprintf(fp, " ...\n");
+        fflush(fp);
+    }
+
+    return fp;
+}
+
+
+/* Adds 'buf' to 'str' */
+static void add_to_string(char **str, char *buf)
+{
+    int len;
+
+
+    len = strlen(*str) + strlen(buf) + 1;
+    srenew(*str, len);
+    strcat(*str, buf);
+}
+
+
+static void add_to_string_aligned(char **str, char *buf)
+{
+    char buf_aligned[STRLEN];
+
+    sprintf(buf_aligned, "%12s", buf);
+    add_to_string(str, buf_aligned);
+}
+
+
+/* Open output file and print some general information about the rotation groups.
+ * Call on master only */
+static FILE *open_rot_out(const char *fn, t_rot *rot, const output_env_t oenv)
+{
+    FILE       *fp;
+    int        g,nsets;
+    t_rotgrp   *rotg;
+    const char **setname;
+    char       buf[50], buf2[75];
+    gmx_enfrotgrp_t erg;       /* Pointer to enforced rotation group data */
+    gmx_bool   bFlex;
+    char       *LegendStr=NULL;
+
+
+    if (rot->enfrot->Flags & MD_APPENDFILES)
+    {
+        fp = gmx_fio_fopen(fn,"a");
+    }
+    else
+    {
+        fp = xvgropen(fn, "Rotation angles and energy", "Time (ps)", "angles (degrees) and energies (kJ/mol)", oenv);
+        fprintf(fp, "# Output of enforced rotation data is written in intervals of %d time step%s.\n#\n", rot->nstrout, rot->nstrout > 1 ? "s":"");
+        fprintf(fp, "# The scalar tau is the torque (kJ/mol) in the direction of the rotation vector v.\n");
+        fprintf(fp, "# To obtain the vectorial torque, multiply tau with the group's rot_vec.\n");
+        fprintf(fp, "# For flexible groups, tau(t,n) from all slabs n have been summed in a single value tau(t) here.\n");
+        fprintf(fp, "# The torques tau(t,n) are found in the rottorque.log (-rt) output file\n");
+        
+        for (g=0; g<rot->ngrp; g++)
+        {
+            rotg = &rot->grp[g];
+            erg=rotg->enfrotgrp;
+            bFlex = ISFLEX(rotg);
+
+            fprintf(fp, "#\n");
+            fprintf(fp, "# ROTATION GROUP %d, potential type '%s':\n"      , g, erotg_names[rotg->eType]);
+            fprintf(fp, "# rot_massw%d          %s\n"                      , g, yesno_names[rotg->bMassW]);
+            fprintf(fp, "# rot_vec%d            %12.5e %12.5e %12.5e\n"    , g, rotg->vec[XX], rotg->vec[YY], rotg->vec[ZZ]);
+            fprintf(fp, "# rot_rate%d           %12.5e degrees/ps\n"       , g, rotg->rate);
+            fprintf(fp, "# rot_k%d              %12.5e kJ/(mol*nm^2)\n"    , g, rotg->k);
+            if ( rotg->eType==erotgISO || rotg->eType==erotgPM || rotg->eType==erotgRM || rotg->eType==erotgRM2)
+                fprintf(fp, "# rot_pivot%d          %12.5e %12.5e %12.5e  nm\n", g, rotg->pivot[XX], rotg->pivot[YY], rotg->pivot[ZZ]);
+
+            if (bFlex)
+            {
+                fprintf(fp, "# rot_slab_distance%d   %f nm\n", g, rotg->slab_dist);
+                fprintf(fp, "# rot_min_gaussian%d   %12.5e\n", g, rotg->min_gaussian);
+            }
+
+            /* Output the centers of the rotation groups for the pivot-free potentials */
+            if ((rotg->eType==erotgISOPF) || (rotg->eType==erotgPMPF) || (rotg->eType==erotgRMPF) || (rotg->eType==erotgRM2PF
+                || (rotg->eType==erotgFLEXT) || (rotg->eType==erotgFLEX2T)) )
+            {
+                fprintf(fp, "# ref. grp. %d center  %12.5e %12.5e %12.5e\n", g,
+                            erg->xc_ref_center[XX], erg->xc_ref_center[YY], erg->xc_ref_center[ZZ]);
+
+                fprintf(fp, "# grp. %d init.center  %12.5e %12.5e %12.5e\n", g,
+                            erg->xc_center[XX], erg->xc_center[YY], erg->xc_center[ZZ]);
+            }
+
+            if ( (rotg->eType == erotgRM2) || (rotg->eType==erotgFLEX2) || (rotg->eType==erotgFLEX2T) )
+            {
+                fprintf(fp, "# rot_eps%d            %12.5e nm^2\n", g, rotg->eps);
+            }
+            if (erotgFitPOT == rotg->eFittype)
+            {
+                fprintf(fp, "#\n");
+                fprintf(fp, "# theta_fit%d is determined by first evaluating the potential for %d angles around theta_ref%d.\n",
+                            g, rotg->PotAngle_nstep, g);
+                fprintf(fp, "# The fit angle is the one with the smallest potential. It is given as the deviation\n");
+                fprintf(fp, "# from the reference angle, i.e. if theta_ref=X and theta_fit=Y, then the angle with\n");
+                fprintf(fp, "# minimal value of the potential is X+Y. Angular resolution is %g degrees.\n", rotg->PotAngle_step);
+            }
+        }
+        
+        /* Print a nice legend */
+        snew(LegendStr, 1);
+        LegendStr[0] = '\0';
+        sprintf(buf, "#     %6s", "time");
+        add_to_string_aligned(&LegendStr, buf);
+
+        nsets = 0;
+        snew(setname, 4*rot->ngrp);
+        
+        for (g=0; g<rot->ngrp; g++)
+        {
+            rotg = &rot->grp[g];
+            sprintf(buf, "theta_ref%d", g);
+            add_to_string_aligned(&LegendStr, buf);
+
+            sprintf(buf2, "%s (degrees)", buf);
+            setname[nsets] = strdup(buf2);
+            nsets++;
+        }
+        for (g=0; g<rot->ngrp; g++)
+        {
+            rotg = &rot->grp[g];
+            bFlex = ISFLEX(rotg);
+
+            /* For flexible axis rotation we use RMSD fitting to determine the
+             * actual angle of the rotation group */
+            if (bFlex || erotgFitPOT == rotg->eFittype)
+                sprintf(buf, "theta_fit%d", g);
+            else
+                sprintf(buf, "theta_av%d", g);
+            add_to_string_aligned(&LegendStr, buf);
+            sprintf(buf2, "%s (degrees)", buf);
+            setname[nsets] = strdup(buf2);
+            nsets++;
+
+            sprintf(buf, "tau%d", g);
+            add_to_string_aligned(&LegendStr, buf);
+            sprintf(buf2, "%s (kJ/mol)", buf);
+            setname[nsets] = strdup(buf2);
+            nsets++;
+
+            sprintf(buf, "energy%d", g);
+            add_to_string_aligned(&LegendStr, buf);
+            sprintf(buf2, "%s (kJ/mol)", buf);
+            setname[nsets] = strdup(buf2);
+            nsets++;
+        }
+        fprintf(fp, "#\n");
+        
+        if (nsets > 1)
+            xvgr_legend(fp, nsets, setname, oenv);
+        sfree(setname);
+
+        fprintf(fp, "#\n# Legend for the following data columns:\n");
+        fprintf(fp, "%s\n", LegendStr);
+        sfree(LegendStr);
+        
+        fflush(fp);
+    }
+    
+    return fp;
+}
+
+
+/* Call on master only */
+static FILE *open_angles_out(const char *fn, t_rot *rot, const output_env_t oenv)
+{
+    int      g,i;
+    FILE     *fp;
+    t_rotgrp *rotg;
+    gmx_enfrotgrp_t erg;        /* Pointer to enforced rotation group data */
+    char     buf[100];
+
+
+    if (rot->enfrot->Flags & MD_APPENDFILES)
+    {
+        fp = gmx_fio_fopen(fn,"a");
+    }
+    else
+    {
+        /* Open output file and write some information about it's structure: */
+        fp = open_output_file(fn, rot->nstsout, "rotation group angles");
+        fprintf(fp, "# All angles given in degrees, time in ps.\n");
+        for (g=0; g<rot->ngrp; g++)
+        {
+            rotg = &rot->grp[g];
+            erg=rotg->enfrotgrp;
+
+            /* Output for this group happens only if potential type is flexible or
+             * if fit type is potential! */
+            if ( ISFLEX(rotg) || (erotgFitPOT == rotg->eFittype) )
+            {
+                if (ISFLEX(rotg))
+                    sprintf(buf, " slab distance %f nm, ", rotg->slab_dist);
+                else
+                    buf[0] = '\0';
+
+                fprintf(fp, "#\n# ROTATION GROUP %d '%s',%s fit type '%s'.\n",
+                        g, erotg_names[rotg->eType], buf, erotg_fitnames[rotg->eFittype]);
+
+                /* Special type of fitting using the potential minimum. This is
+                 * done for the whole group only, not for the individual slabs. */
+                if (erotgFitPOT == rotg->eFittype)
+                {
+                    fprintf(fp, "#    To obtain theta_fit%d, the potential is evaluated for %d angles around theta_ref%d\n", g, rotg->PotAngle_nstep, g);
+                    fprintf(fp, "#    The fit angle in the rotation standard outfile is the one with minimal energy E(theta_fit) [kJ/mol].\n");
+                    fprintf(fp, "#\n");
+                }
+
+                fprintf(fp, "# Legend for the group %d data columns:\n", g);
+                fprintf(fp, "#     ");
+                print_aligned_short(fp, "time");
+                print_aligned_short(fp, "grp");
+                print_aligned(fp, "theta_ref");
+
+                if (erotgFitPOT == rotg->eFittype)
+                {
+                    /* Output the set of angles around the reference angle */
+                    for (i = 0; i < rotg->PotAngle_nstep; i++)
+                    {
+                        sprintf(buf, "E(%g)", erg->PotAngleFit->degangle[i]);
+                        print_aligned(fp, buf);
+                    }
+                }
+                else
+                {
+                    /* Output fit angle for each slab */
+                    print_aligned_short(fp, "slab");
+                    print_aligned_short(fp, "atoms");
+                    print_aligned(fp, "theta_fit");
+                    print_aligned_short(fp, "slab");
+                    print_aligned_short(fp, "atoms");
+                    print_aligned(fp, "theta_fit");
+                    fprintf(fp, " ...");
+                }
+                fprintf(fp, "\n");
+            }
+        }
+        fflush(fp);
+    }
+
+    return fp;
+}
+
+
+/* Open torque output file and write some information about it's structure.
+ * Call on master only */
+static FILE *open_torque_out(const char *fn, t_rot *rot, const output_env_t oenv)
+{
+    FILE      *fp;
+    int       g;
+    t_rotgrp  *rotg;
+
+
+    if (rot->enfrot->Flags & MD_APPENDFILES)
+    {
+        fp = gmx_fio_fopen(fn,"a");
+    }
+    else
+    {
+        fp = open_output_file(fn, rot->nstsout,"torques");
+
+        for (g=0; g<rot->ngrp; g++)
+        {
+            rotg = &rot->grp[g];
+            if (ISFLEX(rotg))
+            {
+                fprintf(fp, "# Rotation group %d (%s), slab distance %f nm.\n", g, erotg_names[rotg->eType], rotg->slab_dist);
+                fprintf(fp, "# The scalar tau is the torque (kJ/mol) in the direction of the rotation vector.\n");
+                fprintf(fp, "# To obtain the vectorial torque, multiply tau with\n");
+                fprintf(fp, "# rot_vec%d            %10.3e %10.3e %10.3e\n", g, rotg->vec[XX], rotg->vec[YY], rotg->vec[ZZ]);
+                fprintf(fp, "#\n");
+            }
+        }
+        fprintf(fp, "# Legend for the following data columns: (tau=torque for that slab):\n");
+        fprintf(fp, "#     ");
+        print_aligned_short(fp, "t");
+        print_aligned_short(fp, "grp");
+        print_aligned_short(fp, "slab");
+        print_aligned(fp, "tau");
+        print_aligned_short(fp, "slab");
+        print_aligned(fp, "tau");
+        fprintf(fp, " ...\n");
+        fflush(fp);
+    }
+
+    return fp;
+}
+
+
+static void swap_val(double* vec, int i, int j)
+{
+    double tmp = vec[j];
+    
+    
+    vec[j]=vec[i];
+    vec[i]=tmp;
+}
+
+
+static void swap_col(double **mat, int i, int j)
+{
+    double tmp[3] = {mat[0][j], mat[1][j], mat[2][j]};
+    
+    
+    mat[0][j]=mat[0][i];
+    mat[1][j]=mat[1][i];
+    mat[2][j]=mat[2][i];
+    
+    mat[0][i]=tmp[0];
+    mat[1][i]=tmp[1];
+    mat[2][i]=tmp[2];
+} 
+
+
+/* Eigenvectors are stored in columns of eigen_vec */
+static void diagonalize_symmetric(
+        double **matrix,
+        double **eigen_vec,
+        double eigenval[3])
+{
+    int n_rot;
+    
+    
+    jacobi(matrix,3,eigenval,eigen_vec,&n_rot);
+    
+    /* sort in ascending order */
+    if (eigenval[0] > eigenval[1])
+    {
+        swap_val(eigenval, 0, 1);
+        swap_col(eigen_vec, 0, 1);
+    } 
+    if (eigenval[1] > eigenval[2])
+    {
+        swap_val(eigenval, 1, 2);
+        swap_col(eigen_vec, 1, 2);
+    }
+    if (eigenval[0] > eigenval[1])
+    {
+        swap_val(eigenval, 0, 1);
+        swap_col(eigen_vec, 0, 1);
+    }
+}
+
+
+static void align_with_z(
+        rvec* s,           /* Structure to align */
+        int natoms,
+        rvec axis)
+{
+    int    i, j, k;
+    rvec   zet = {0.0, 0.0, 1.0};
+    rvec   rot_axis={0.0, 0.0, 0.0};
+    rvec   *rotated_str=NULL;
+    real   ooanorm;
+    real   angle;
+    matrix rotmat;
+    
+    
+    snew(rotated_str, natoms);
+
+    /* Normalize the axis */
+    ooanorm = 1.0/norm(axis);
+    svmul(ooanorm, axis, axis);
+    
+    /* Calculate the angle for the fitting procedure */
+    cprod(axis, zet, rot_axis);
+    angle = acos(axis[2]);
+    if (angle < 0.0)
+        angle += M_PI;
+    
+    /* Calculate the rotation matrix */
+    calc_rotmat(rot_axis, angle*180.0/M_PI, rotmat);
+    
+    /* Apply the rotation matrix to s */
+    for (i=0; i<natoms; i++)
+    {    
+        for(j=0; j<3; j++)
+        {
+            for(k=0; k<3; k++)
+            {
+                rotated_str[i][j] += rotmat[j][k]*s[i][k];
+            }
+        }
+    }
+    
+    /* Rewrite the rotated structure to s */
+    for(i=0; i<natoms; i++)
+    {
+        for(j=0; j<3; j++)
+        {
+            s[i][j]=rotated_str[i][j];
+        }
+    }
+    
+    sfree(rotated_str);
+} 
+
+
+static void calc_correl_matrix(rvec* Xstr, rvec* Ystr, double** Rmat, int natoms)
+{    
+    int i, j, k;
+    
+    for (i=0; i<3; i++)
+        for (j=0; j<3; j++)
+            Rmat[i][j] = 0.0;
+    
+    for (i=0; i<3; i++) 
+        for (j=0; j<3; j++) 
+            for (k=0; k<natoms; k++) 
+                Rmat[i][j] += Ystr[k][i] * Xstr[k][j];
+}
+
+
+static void weigh_coords(rvec* str, real* weight, int natoms)
+{
+    int i, j;
+    
+    
+    for(i=0; i<natoms; i++)
+    {
+        for(j=0; j<3; j++)
+            str[i][j] *= sqrt(weight[i]);
+    }  
+}
+
+
+static real opt_angle_analytic(
+        rvec* ref_s,
+        rvec* act_s,
+        real* weight, 
+        int natoms,
+        rvec ref_com,
+        rvec act_com,
+        rvec axis)
+{    
+    int    i, j, k;
+    rvec   *ref_s_1=NULL;
+    rvec   *act_s_1=NULL;
+    rvec   shift;
+    double **Rmat, **RtR, **eigvec;
+    double eigval[3];
+    double V[3][3], WS[3][3];
+    double rot_matrix[3][3];
+    double opt_angle;
+    
+    
+    /* Do not change the original coordinates */ 
+    snew(ref_s_1, natoms);
+    snew(act_s_1, natoms);
+    for(i=0; i<natoms; i++)
+    {
+        copy_rvec(ref_s[i], ref_s_1[i]);
+        copy_rvec(act_s[i], act_s_1[i]);
+    }
+    
+    /* Translate the structures to the origin */
+    shift[XX] = -ref_com[XX];
+    shift[YY] = -ref_com[YY];
+    shift[ZZ] = -ref_com[ZZ];
+    translate_x(ref_s_1, natoms, shift);
+    
+    shift[XX] = -act_com[XX];
+    shift[YY] = -act_com[YY];
+    shift[ZZ] = -act_com[ZZ];
+    translate_x(act_s_1, natoms, shift);
+    
+    /* Align rotation axis with z */
+    align_with_z(ref_s_1, natoms, axis);
+    align_with_z(act_s_1, natoms, axis);
+    
+    /* Correlation matrix */
+    Rmat = allocate_square_matrix(3);
+    
+    for (i=0; i<natoms; i++)
+    {
+        ref_s_1[i][2]=0.0;
+        act_s_1[i][2]=0.0;
+    }
+    
+    /* Weight positions with sqrt(weight) */
+    if (NULL != weight)
+    {
+        weigh_coords(ref_s_1, weight, natoms);
+        weigh_coords(act_s_1, weight, natoms);
+    }
+    
+    /* Calculate correlation matrices R=YXt (X=ref_s; Y=act_s) */
+    calc_correl_matrix(ref_s_1, act_s_1, Rmat, natoms);
+    
+    /* Calculate RtR */
+    RtR = allocate_square_matrix(3);
+    for (i=0; i<3; i++)
+    {
+        for (j=0; j<3; j++)
+        {
+            for (k=0; k<3; k++)
+            {
+                RtR[i][j] += Rmat[k][i] * Rmat[k][j];
+            }
+        }
+    }
+    /* Diagonalize RtR */
+    snew(eigvec,3);
+    for (i=0; i<3; i++)
+        snew(eigvec[i],3);
+    
+    diagonalize_symmetric(RtR, eigvec, eigval);
+    swap_col(eigvec,0,1);
+    swap_col(eigvec,1,2);
+    swap_val(eigval,0,1);
+    swap_val(eigval,1,2);
+    
+    /* Calculate V */
+    for(i=0; i<3; i++)
+    {
+        for(j=0; j<3; j++)
+        {
+            V[i][j]  = 0.0;
+            WS[i][j] = 0.0;
+        }
+    }
+    
+    for (i=0; i<2; i++)
+        for (j=0; j<2; j++)
+            WS[i][j] = eigvec[i][j] / sqrt(eigval[j]);
+    
+    for (i=0; i<3; i++)
+    {
+        for (j=0; j<3; j++)
+        {
+            for (k=0; k<3; k++)
+            {
+                V[i][j] += Rmat[i][k]*WS[k][j];
+            }
+        }
+    }
+    free_square_matrix(Rmat, 3);
+    
+    /* Calculate optimal rotation matrix */
+    for (i=0; i<3; i++)
+        for (j=0; j<3; j++)
+            rot_matrix[i][j] = 0.0;
+    
+    for (i=0; i<3; i++)
+    {
+        for(j=0; j<3; j++)
+        {
+            for(k=0; k<3; k++){
+                rot_matrix[i][j] += eigvec[i][k]*V[j][k];
+            }
+        }
+    }
+    rot_matrix[2][2] = 1.0;
+        
+    /* In some cases abs(rot_matrix[0][0]) can be slighly larger
+     * than unity due to numerical inacurracies. To be able to calculate
+     * the acos function, we put these values back in range. */
+    if (rot_matrix[0][0] > 1.0)
+    {
+        rot_matrix[0][0] = 1.0;
+    }
+    else if (rot_matrix[0][0] < -1.0)
+    {
+        rot_matrix[0][0] = -1.0;
+    }
+
+    /* Determine the optimal rotation angle: */
+    opt_angle = (-1.0)*acos(rot_matrix[0][0])*180.0/M_PI;
+    if (rot_matrix[0][1] < 0.0)
+        opt_angle = (-1.0)*opt_angle;
+        
+    /* Give back some memory */
+    free_square_matrix(RtR, 3);
+    sfree(ref_s_1);
+    sfree(act_s_1);
+    for (i=0; i<3; i++)
+        sfree(eigvec[i]);
+    sfree(eigvec);
+    
+    return (real) opt_angle;
+}
+
+
+/* Determine angle of the group by RMSD fit to the reference */
+/* Not parallelized, call this routine only on the master */
+static real flex_fit_angle(t_rotgrp *rotg)
+{
+    int         i;
+    rvec        *fitcoords=NULL;
+    rvec        center;         /* Center of positions passed to the fit routine */
+    real        fitangle;       /* Angle of the rotation group derived by fitting */
+    rvec        coord;
+    real        scal;
+    gmx_enfrotgrp_t erg;        /* Pointer to enforced rotation group data */
+
+    
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+
+    /* Get the center of the rotation group.
+     * Note, again, erg->xc has been sorted in do_flexible */
+    get_center(erg->xc, erg->mc_sorted, rotg->nat, center);
+
+    /* === Determine the optimal fit angle for the rotation group === */
+    if (rotg->eFittype == erotgFitNORM)
+    {
+        /* Normalize every position to it's reference length */
+        for (i=0; i<rotg->nat; i++)
+        {
+            /* Put the center of the positions into the origin */
+            rvec_sub(erg->xc[i], center, coord);
+            /* Determine the scaling factor for the length: */
+            scal = erg->xc_ref_length[erg->xc_sortind[i]] / norm(coord);
+            /* Get position, multiply with the scaling factor and save  */
+            svmul(scal, coord, erg->xc_norm[i]);
+        }
+        fitcoords = erg->xc_norm;
+    }
+    else
+    {
+        fitcoords = erg->xc;
+    }
+    /* From the point of view of the current positions, the reference has rotated
+     * backwards. Since we output the angle relative to the fixed reference,
+     * we need the minus sign. */
+    fitangle = -opt_angle_analytic(erg->xc_ref_sorted, fitcoords, erg->mc_sorted,
+                                   rotg->nat, erg->xc_ref_center, center, rotg->vec);
+
+    return fitangle;
+}
+
+
+/* Determine actual angle of each slab by RMSD fit to the reference */
+/* Not parallelized, call this routine only on the master */
+static void flex_fit_angle_perslab(
+        int  g,
+        t_rotgrp *rotg,
+        double t,
+        real degangle,
+        FILE *fp)
+{
+    int         i,l,n,islab,ind;
+    rvec        curr_x, ref_x;
+    rvec        act_center;  /* Center of actual positions that are passed to the fit routine */
+    rvec        ref_center;  /* Same for the reference positions */
+    real        fitangle;    /* Angle of a slab derived from an RMSD fit to
+                              * the reference structure at t=0  */
+    t_gmx_slabdata *sd;
+    gmx_enfrotgrp_t erg;     /* Pointer to enforced rotation group data */
+    real        OOm_av;      /* 1/average_mass of a rotation group atom */
+    real        m_rel;       /* Relative mass of a rotation group atom  */
+
+
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+
+    /* Average mass of a rotation group atom: */
+    OOm_av = erg->invmass*rotg->nat;
+
+    /**********************************/
+    /* First collect the data we need */
+    /**********************************/
+
+    /* Collect the data for the individual slabs */
+    for (n = erg->slab_first; n <= erg->slab_last; n++)
+    {
+        islab = n - erg->slab_first; /* slab index */
+        sd = &(rotg->enfrotgrp->slab_data[islab]);
+        sd->nat = erg->lastatom[islab]-erg->firstatom[islab]+1;
+        ind = 0;
+
+        /* Loop over the relevant atoms in the slab */
+        for (l=erg->firstatom[islab]; l<=erg->lastatom[islab]; l++)
+        {
+            /* Current position of this atom: x[ii][XX/YY/ZZ] */
+            copy_rvec(erg->xc[l], curr_x);
+
+            /* The (unrotated) reference position of this atom is copied to ref_x.
+             * Beware, the xc coords have been sorted in do_flexible */
+            copy_rvec(erg->xc_ref_sorted[l], ref_x);
+
+            /* Save data for doing angular RMSD fit later */
+            /* Save the current atom position */
+            copy_rvec(curr_x, sd->x[ind]);
+            /* Save the corresponding reference position */
+            copy_rvec(ref_x , sd->ref[ind]);
+
+            /* Maybe also mass-weighting was requested. If yes, additionally
+             * multiply the weights with the relative mass of the atom. If not,
+             * multiply with unity. */
+            m_rel = erg->mc_sorted[l]*OOm_av;
+
+            /* Save the weight for this atom in this slab */
+            sd->weight[ind] = gaussian_weight(curr_x, rotg, n) * m_rel;
+
+            /* Next atom in this slab */
+            ind++;
+        }
+    }
+
+    /******************************/
+    /* Now do the fit calculation */
+    /******************************/
+
+    fprintf(fp, "%12.3e%6d%12.3f", t, g, degangle);
+
+    /* === Now do RMSD fitting for each slab === */
+    /* We require at least SLAB_MIN_ATOMS in a slab, such that the fit makes sense. */
+#define SLAB_MIN_ATOMS 4
+
+    for (n = erg->slab_first; n <= erg->slab_last; n++)
+    {
+        islab = n - erg->slab_first; /* slab index */
+        sd = &(rotg->enfrotgrp->slab_data[islab]);
+        if (sd->nat >= SLAB_MIN_ATOMS)
+        {
+            /* Get the center of the slabs reference and current positions */
+            get_center(sd->ref, sd->weight, sd->nat, ref_center);
+            get_center(sd->x  , sd->weight, sd->nat, act_center);
+            if (rotg->eFittype == erotgFitNORM)
+            {
+                /* Normalize every position to it's reference length
+                 * prior to performing the fit */
+                for (i=0; i<sd->nat;i++) /* Center */
+                {
+                    rvec_dec(sd->ref[i], ref_center);
+                    rvec_dec(sd->x[i]  , act_center);
+                    /* Normalize x_i such that it gets the same length as ref_i */
+                    svmul( norm(sd->ref[i])/norm(sd->x[i]), sd->x[i], sd->x[i] );
+                }
+                /* We already subtracted the centers */
+                clear_rvec(ref_center);
+                clear_rvec(act_center);
+            }
+            fitangle = -opt_angle_analytic(sd->ref, sd->x, sd->weight, sd->nat,
+                                           ref_center, act_center, rotg->vec);
+            fprintf(fp, "%6d%6d%12.3f", n, sd->nat, fitangle);
+        }
+    }
+    fprintf(fp     , "\n");
+
+#undef SLAB_MIN_ATOMS
+}
+
+
+/* Shift x with is */
+static gmx_inline void shift_single_coord(matrix box, rvec x, const ivec is)
+{
+    int tx,ty,tz;
+
+
+    tx=is[XX];
+    ty=is[YY];
+    tz=is[ZZ];
+
+    if(TRICLINIC(box))
+    {
+        x[XX] += tx*box[XX][XX]+ty*box[YY][XX]+tz*box[ZZ][XX];
+        x[YY] += ty*box[YY][YY]+tz*box[ZZ][YY];
+        x[ZZ] += tz*box[ZZ][ZZ];
+    } else
+    {
+        x[XX] += tx*box[XX][XX];
+        x[YY] += ty*box[YY][YY];
+        x[ZZ] += tz*box[ZZ][ZZ];
+    }
+}
+
+
+/* Determine the 'home' slab of this atom which is the
+ * slab with the highest Gaussian weight of all */
+#define round(a) (int)(a+0.5)
+static gmx_inline int get_homeslab(
+        rvec curr_x,   /* The position for which the home slab shall be determined */ 
+        rvec rotvec,   /* The rotation vector */
+        real slabdist) /* The slab distance */
+{
+    real dist;
+    
+    
+    /* The distance of the atom to the coordinate center (where the
+     * slab with index 0) is */
+    dist = iprod(rotvec, curr_x);
+    
+    return round(dist / slabdist); 
+}
+
+
+/* For a local atom determine the relevant slabs, i.e. slabs in
+ * which the gaussian is larger than min_gaussian
+ */
+static int get_single_atom_gaussians(
+        rvec      curr_x,
+        t_rotgrp  *rotg)
+{
+   int slab, homeslab;
+   real g;
+   int count = 0;
+   gmx_enfrotgrp_t erg;       /* Pointer to enforced rotation group data */
+
+   
+   erg=rotg->enfrotgrp;
+   
+   /* Determine the 'home' slab of this atom: */
+   homeslab = get_homeslab(curr_x, rotg->vec, rotg->slab_dist);
+
+   /* First determine the weight in the atoms home slab: */
+   g = gaussian_weight(curr_x, rotg, homeslab);
+   
+   erg->gn_atom[count] = g;
+   erg->gn_slabind[count] = homeslab;
+   count++;
+   
+   
+   /* Determine the max slab */
+   slab = homeslab;
+   while (g > rotg->min_gaussian)
+   {
+       slab++;
+       g = gaussian_weight(curr_x, rotg, slab);
+       erg->gn_slabind[count]=slab;
+       erg->gn_atom[count]=g;
+       count++;
+   }
+   count--;
+   
+   /* Determine the max slab */
+   slab = homeslab;
+   do
+   {
+       slab--;
+       g = gaussian_weight(curr_x, rotg, slab);       
+       erg->gn_slabind[count]=slab;
+       erg->gn_atom[count]=g;
+       count++;
+   }
+   while (g > rotg->min_gaussian);
+   count--;
+   
+   return count;
+}
+
+
+static void flex2_precalc_inner_sum(t_rotgrp *rotg)
+{
+    int  i,n,islab;
+    rvec  xi;                /* positions in the i-sum                        */
+    rvec  xcn, ycn;          /* the current and the reference slab centers    */
+    real gaussian_xi;
+    rvec yi0;
+    rvec  rin;               /* Helper variables                              */
+    real  fac,fac2;
+    rvec innersumvec;
+    real OOpsii,OOpsiistar;
+    real sin_rin;          /* s_ii.r_ii */
+    rvec s_in,tmpvec,tmpvec2;
+    real mi,wi;            /* Mass-weighting of the positions                 */
+    real N_M;              /* N/M                                             */
+    gmx_enfrotgrp_t erg;    /* Pointer to enforced rotation group data */
+
+
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+    N_M = rotg->nat * erg->invmass;
+
+    /* Loop over all slabs that contain something */
+    for (n=erg->slab_first; n <= erg->slab_last; n++)
+    {
+        islab = n - erg->slab_first; /* slab index */
+
+        /* The current center of this slab is saved in xcn: */
+        copy_rvec(erg->slab_center[islab], xcn);
+        /* ... and the reference center in ycn: */
+        copy_rvec(erg->slab_center_ref[islab+erg->slab_buffer], ycn);
+
+        /*** D. Calculate the whole inner sum used for second and third sum */
+        /* For slab n, we need to loop over all atoms i again. Since we sorted
+         * the atoms with respect to the rotation vector, we know that it is sufficient
+         * to calculate from firstatom to lastatom only. All other contributions will
+         * be very small. */
+        clear_rvec(innersumvec);
+        for (i = erg->firstatom[islab]; i <= erg->lastatom[islab]; i++)
+        {
+            /* Coordinate xi of this atom */
+            copy_rvec(erg->xc[i],xi);
+
+            /* The i-weights */
+            gaussian_xi = gaussian_weight(xi,rotg,n);
+            mi = erg->mc_sorted[i];  /* need the sorted mass here */
+            wi = N_M*mi;
+
+            /* Calculate rin */
+            copy_rvec(erg->xc_ref_sorted[i],yi0); /* Reference position yi0   */
+            rvec_sub(yi0, ycn, tmpvec2);          /* tmpvec2 = yi0 - ycn      */
+            mvmul(erg->rotmat, tmpvec2, rin);     /* rin = Omega.(yi0 - ycn)  */
+
+            /* Calculate psi_i* and sin */
+            rvec_sub(xi, xcn, tmpvec2);           /* tmpvec2 = xi - xcn       */
+            cprod(rotg->vec, tmpvec2, tmpvec);    /* tmpvec = v x (xi - xcn)  */
+            OOpsiistar = norm2(tmpvec)+rotg->eps; /* OOpsii* = 1/psii* = |v x (xi-xcn)|^2 + eps */
+            OOpsii = norm(tmpvec);                /* OOpsii = 1 / psii = |v x (xi - xcn)| */
+
+                                       /*         v x (xi - xcn)          */
+            unitv(tmpvec, s_in);       /*  sin = ----------------         */
+                                       /*        |v x (xi - xcn)|         */
+
+            sin_rin=iprod(s_in,rin);   /* sin_rin = sin . rin             */
+
+            /* Now the whole sum */
+            fac = OOpsii/OOpsiistar;
+            svmul(fac, rin, tmpvec);
+            fac2 = fac*fac*OOpsii;
+            svmul(fac2*sin_rin, s_in, tmpvec2);
+            rvec_dec(tmpvec, tmpvec2);
+
+            svmul(wi*gaussian_xi*sin_rin, tmpvec, tmpvec2);
+
+            rvec_inc(innersumvec,tmpvec2);
+        } /* now we have the inner sum, used both for sum2 and sum3 */
+
+        /* Save it to be used in do_flex2_lowlevel */
+        copy_rvec(innersumvec, erg->slab_innersumvec[islab]);
+    } /* END of loop over slabs */
+}
+
+
+static void flex_precalc_inner_sum(t_rotgrp *rotg)
+{
+    int   i,n,islab;
+    rvec  xi;                /* position                                      */
+    rvec  xcn, ycn;          /* the current and the reference slab centers    */
+    rvec  qin,rin;           /* q_i^n and r_i^n                               */
+    real  bin;
+    rvec  tmpvec;
+    rvec  innersumvec;       /* Inner part of sum_n2                          */
+    real  gaussian_xi;       /* Gaussian weight gn(xi)                        */
+    real  mi,wi;             /* Mass-weighting of the positions               */
+    real  N_M;               /* N/M                                           */
+
+    gmx_enfrotgrp_t erg;    /* Pointer to enforced rotation group data */
+
+
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+    N_M = rotg->nat * erg->invmass;
+
+    /* Loop over all slabs that contain something */
+    for (n=erg->slab_first; n <= erg->slab_last; n++)
+    {
+        islab = n - erg->slab_first; /* slab index */
+
+        /* The current center of this slab is saved in xcn: */
+        copy_rvec(erg->slab_center[islab], xcn);
+        /* ... and the reference center in ycn: */
+        copy_rvec(erg->slab_center_ref[islab+erg->slab_buffer], ycn);
+
+        /* For slab n, we need to loop over all atoms i again. Since we sorted
+         * the atoms with respect to the rotation vector, we know that it is sufficient
+         * to calculate from firstatom to lastatom only. All other contributions will
+         * be very small. */
+        clear_rvec(innersumvec);
+        for (i=erg->firstatom[islab]; i<=erg->lastatom[islab]; i++)
+        {
+            /* Coordinate xi of this atom */
+            copy_rvec(erg->xc[i],xi);
+
+            /* The i-weights */
+            gaussian_xi = gaussian_weight(xi,rotg,n);
+            mi = erg->mc_sorted[i];  /* need the sorted mass here */
+            wi = N_M*mi;
+
+            /* Calculate rin and qin */
+            rvec_sub(erg->xc_ref_sorted[i], ycn, tmpvec); /* tmpvec = yi0-ycn */
+            mvmul(erg->rotmat, tmpvec, rin);      /* rin = Omega.(yi0 - ycn)  */
+            cprod(rotg->vec, rin, tmpvec);    /* tmpvec = v x Omega*(yi0-ycn) */
+
+                                             /*        v x Omega*(yi0-ycn)    */
+            unitv(tmpvec, qin);              /* qin = ---------------------   */
+                                             /*       |v x Omega*(yi0-ycn)|   */
+
+            /* Calculate bin */
+            rvec_sub(xi, xcn, tmpvec);            /* tmpvec = xi-xcn          */
+            bin = iprod(qin, tmpvec);             /* bin  = qin*(xi-xcn)      */
+
+            svmul(wi*gaussian_xi*bin, qin, tmpvec);
+
+            /* Add this contribution to the inner sum: */
+            rvec_add(innersumvec, tmpvec, innersumvec);
+        } /* now we have the inner sum vector S^n for this slab */
+        /* Save it to be used in do_flex_lowlevel */
+        copy_rvec(innersumvec, erg->slab_innersumvec[islab]);
+    }
+}
+
+
+static real do_flex2_lowlevel(
+        t_rotgrp  *rotg,
+        real      sigma,    /* The Gaussian width sigma */
+        rvec      x[],
+        gmx_bool  bOutstepRot,
+        gmx_bool  bOutstepSlab,
+        matrix    box)
+{
+    int  count,ic,ii,j,m,n,islab,iigrp,ifit;
+    rvec xj;                 /* position in the i-sum                         */
+    rvec yj0;                /* the reference position in the j-sum           */
+    rvec xcn, ycn;           /* the current and the reference slab centers    */
+    real V;                  /* This node's part of the rotation pot. energy  */
+    real gaussian_xj;        /* Gaussian weight                               */
+    real beta;
+
+    real  numerator,fit_numerator;
+    rvec  rjn,fit_rjn;       /* Helper variables                              */
+    real  fac,fac2;
+
+    real OOpsij,OOpsijstar;
+    real OOsigma2;           /* 1/(sigma^2)                                   */
+    real sjn_rjn;
+    real betasigpsi;
+    rvec sjn,tmpvec,tmpvec2,yj0_ycn;
+    rvec sum1vec_part,sum1vec,sum2vec_part,sum2vec,sum3vec,sum4vec,innersumvec;
+    real sum3,sum4;
+    gmx_enfrotgrp_t erg;     /* Pointer to enforced rotation group data       */
+    real mj,wj;              /* Mass-weighting of the positions               */
+    real N_M;                /* N/M                                           */
+    real Wjn;                /* g_n(x_j) m_j / Mjn                            */
+    gmx_bool bCalcPotFit;
+
+    /* To calculate the torque per slab */
+    rvec slab_force;         /* Single force from slab n on one atom          */
+    rvec slab_sum1vec_part;
+    real slab_sum3part,slab_sum4part;
+    rvec slab_sum1vec, slab_sum2vec, slab_sum3vec, slab_sum4vec;
+
+
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+
+    /* Pre-calculate the inner sums, so that we do not have to calculate
+     * them again for every atom */
+    flex2_precalc_inner_sum(rotg);
+
+    bCalcPotFit = (bOutstepRot || bOutstepSlab) && (erotgFitPOT==rotg->eFittype);
+
+    /********************************************************/
+    /* Main loop over all local atoms of the rotation group */
+    /********************************************************/
+    N_M = rotg->nat * erg->invmass;
+    V = 0.0;
+    OOsigma2 = 1.0 / (sigma*sigma);
+    for (j=0; j<erg->nat_loc; j++)
+    {
+        /* Local index of a rotation group atom  */
+        ii = erg->ind_loc[j];
+        /* Position of this atom in the collective array */
+        iigrp = erg->xc_ref_ind[j];
+        /* Mass-weighting */
+        mj = erg->mc[iigrp];  /* need the unsorted mass here */
+        wj = N_M*mj;
+        
+        /* Current position of this atom: x[ii][XX/YY/ZZ]
+         * Note that erg->xc_center contains the center of mass in case the flex2-t
+         * potential was chosen. For the flex2 potential erg->xc_center must be
+         * zero. */
+        rvec_sub(x[ii], erg->xc_center, xj);
+
+        /* Shift this atom such that it is near its reference */
+        shift_single_coord(box, xj, erg->xc_shifts[iigrp]);
+
+        /* Determine the slabs to loop over, i.e. the ones with contributions
+         * larger than min_gaussian */
+        count = get_single_atom_gaussians(xj, rotg);
+        
+        clear_rvec(sum1vec_part);
+        clear_rvec(sum2vec_part);
+        sum3 = 0.0;
+        sum4 = 0.0;
+        /* Loop over the relevant slabs for this atom */
+        for (ic=0; ic < count; ic++)  
+        {
+            n = erg->gn_slabind[ic];
+            
+            /* Get the precomputed Gaussian value of curr_slab for curr_x */
+            gaussian_xj = erg->gn_atom[ic];
+
+            islab = n - erg->slab_first; /* slab index */
+            
+            /* The (unrotated) reference position of this atom is copied to yj0: */
+            copy_rvec(rotg->x_ref[iigrp], yj0);
+
+            beta = calc_beta(xj, rotg,n);
+
+            /* The current center of this slab is saved in xcn: */
+            copy_rvec(erg->slab_center[islab], xcn);
+            /* ... and the reference center in ycn: */
+            copy_rvec(erg->slab_center_ref[islab+erg->slab_buffer], ycn);
+            
+            rvec_sub(yj0, ycn, yj0_ycn);          /* yj0_ycn = yj0 - ycn      */
+
+            /* Rotate: */
+            mvmul(erg->rotmat, yj0_ycn, rjn);     /* rjn = Omega.(yj0 - ycn)  */
+            
+            /* Subtract the slab center from xj */
+            rvec_sub(xj, xcn, tmpvec2);           /* tmpvec2 = xj - xcn       */
+
+            /* Calculate sjn */
+            cprod(rotg->vec, tmpvec2, tmpvec);    /* tmpvec = v x (xj - xcn)  */
+
+            OOpsijstar = norm2(tmpvec)+rotg->eps; /* OOpsij* = 1/psij* = |v x (xj-xcn)|^2 + eps */
+
+            numerator = sqr(iprod(tmpvec, rjn));
+            
+            /*********************************/
+            /* Add to the rotation potential */
+            /*********************************/
+            V += 0.5*rotg->k*wj*gaussian_xj*numerator/OOpsijstar;
+
+            /* If requested, also calculate the potential for a set of angles
+             * near the current reference angle */
+            if (bCalcPotFit)
+            {
+                for (ifit = 0; ifit < rotg->PotAngle_nstep; ifit++)
+                {
+                    mvmul(erg->PotAngleFit->rotmat[ifit], yj0_ycn, fit_rjn);
+                    fit_numerator = sqr(iprod(tmpvec, fit_rjn));
+                    erg->PotAngleFit->V[ifit] += 0.5*rotg->k*wj*gaussian_xj*fit_numerator/OOpsijstar;
+                }
+            }
+
+            /*************************************/
+            /* Now calculate the force on atom j */
+            /*************************************/
+
+            OOpsij = norm(tmpvec);    /* OOpsij = 1 / psij = |v x (xj - xcn)| */
+
+                                           /*         v x (xj - xcn)          */
+            unitv(tmpvec, sjn);            /*  sjn = ----------------         */
+                                           /*        |v x (xj - xcn)|         */
+
+            sjn_rjn=iprod(sjn,rjn);        /* sjn_rjn = sjn . rjn             */
+
+
+            /*** A. Calculate the first of the four sum terms: ****************/
+            fac = OOpsij/OOpsijstar;
+            svmul(fac, rjn, tmpvec);
+            fac2 = fac*fac*OOpsij;
+            svmul(fac2*sjn_rjn, sjn, tmpvec2);
+            rvec_dec(tmpvec, tmpvec2);
+            fac2 = wj*gaussian_xj; /* also needed for sum4 */
+            svmul(fac2*sjn_rjn, tmpvec, slab_sum1vec_part);
+            /********************/
+            /*** Add to sum1: ***/
+            /********************/
+            rvec_inc(sum1vec_part, slab_sum1vec_part); /* sum1 still needs to vector multiplied with v */
+
+            /*** B. Calculate the forth of the four sum terms: ****************/
+            betasigpsi = beta*OOsigma2*OOpsij; /* this is also needed for sum3 */
+            /********************/
+            /*** Add to sum4: ***/
+            /********************/
+            slab_sum4part = fac2*betasigpsi*fac*sjn_rjn*sjn_rjn; /* Note that fac is still valid from above */
+            sum4 += slab_sum4part;
+
+            /*** C. Calculate Wjn for second and third sum */
+            /* Note that we can safely divide by slab_weights since we check in
+             * get_slab_centers that it is non-zero. */
+            Wjn = gaussian_xj*mj/erg->slab_weights[islab];
+
+            /* We already have precalculated the inner sum for slab n */
+            copy_rvec(erg->slab_innersumvec[islab], innersumvec);
+
+            /* Weigh the inner sum vector with Wjn */
+            svmul(Wjn, innersumvec, innersumvec);
+
+            /*** E. Calculate the second of the four sum terms: */
+            /********************/
+            /*** Add to sum2: ***/
+            /********************/
+            rvec_inc(sum2vec_part, innersumvec); /* sum2 still needs to be vector crossproduct'ed with v */
+            
+            /*** F. Calculate the third of the four sum terms: */
+            slab_sum3part = betasigpsi * iprod(sjn, innersumvec);
+            sum3 += slab_sum3part; /* still needs to be multiplied with v */
+
+            /*** G. Calculate the torque on the local slab's axis: */
+            if (bOutstepRot)
+            {
+                /* Sum1 */
+                cprod(slab_sum1vec_part, rotg->vec, slab_sum1vec);
+                /* Sum2 */
+                cprod(innersumvec, rotg->vec, slab_sum2vec);
+                /* Sum3 */
+                svmul(slab_sum3part, rotg->vec, slab_sum3vec);
+                /* Sum4 */
+                svmul(slab_sum4part, rotg->vec, slab_sum4vec);
+
+                /* The force on atom ii from slab n only: */
+                for (m=0; m<DIM; m++)
+                    slab_force[m] = rotg->k * (-slab_sum1vec[m] + slab_sum2vec[m] - slab_sum3vec[m] + 0.5*slab_sum4vec[m]);
+
+                erg->slab_torque_v[islab] += torque(rotg->vec, slab_force, xj, xcn);
+            }
+        } /* END of loop over slabs */
+
+        /* Construct the four individual parts of the vector sum: */
+        cprod(sum1vec_part, rotg->vec, sum1vec);      /* sum1vec =   { } x v  */
+        cprod(sum2vec_part, rotg->vec, sum2vec);      /* sum2vec =   { } x v  */
+        svmul(sum3, rotg->vec, sum3vec);              /* sum3vec =   { } . v  */
+        svmul(sum4, rotg->vec, sum4vec);              /* sum4vec =   { } . v  */
+
+        /* Store the additional force so that it can be added to the force
+         * array after the normal forces have been evaluated */
+        for (m=0; m<DIM; m++)
+            erg->f_rot_loc[j][m] = rotg->k * (-sum1vec[m] + sum2vec[m] - sum3vec[m] + 0.5*sum4vec[m]);
+
+#ifdef SUM_PARTS
+        fprintf(stderr, "sum1: %15.8f %15.8f %15.8f\n",    -rotg->k*sum1vec[XX],    -rotg->k*sum1vec[YY],    -rotg->k*sum1vec[ZZ]);
+        fprintf(stderr, "sum2: %15.8f %15.8f %15.8f\n",     rotg->k*sum2vec[XX],     rotg->k*sum2vec[YY],     rotg->k*sum2vec[ZZ]);
+        fprintf(stderr, "sum3: %15.8f %15.8f %15.8f\n",    -rotg->k*sum3vec[XX],    -rotg->k*sum3vec[YY],    -rotg->k*sum3vec[ZZ]);
+        fprintf(stderr, "sum4: %15.8f %15.8f %15.8f\n", 0.5*rotg->k*sum4vec[XX], 0.5*rotg->k*sum4vec[YY], 0.5*rotg->k*sum4vec[ZZ]);
+#endif
+
+        PRINT_FORCE_J
+
+    } /* END of loop over local atoms */
+
+    return V;
+}
+
+
+static real do_flex_lowlevel(
+        t_rotgrp *rotg,
+        real      sigma,     /* The Gaussian width sigma                      */
+        rvec      x[],
+        gmx_bool  bOutstepRot,
+        gmx_bool  bOutstepSlab,
+        matrix    box)
+{
+    int   count,ic,ifit,ii,j,m,n,islab,iigrp;
+    rvec  xj,yj0;            /* current and reference position                */
+    rvec  xcn, ycn;          /* the current and the reference slab centers    */
+    rvec  yj0_ycn;           /* yj0 - ycn                                     */
+    rvec  xj_xcn;            /* xj - xcn                                      */
+    rvec  qjn,fit_qjn;       /* q_i^n                                         */
+    rvec  sum_n1,sum_n2;     /* Two contributions to the rotation force       */
+    rvec  innersumvec;       /* Inner part of sum_n2                          */
+    rvec  s_n;
+    rvec  force_n;           /* Single force from slab n on one atom          */
+    rvec  force_n1,force_n2; /* First and second part of force_n              */
+    rvec  tmpvec,tmpvec2,tmp_f;   /* Helper variables                         */
+    real  V;                 /* The rotation potential energy                 */
+    real  OOsigma2;          /* 1/(sigma^2)                                   */
+    real  beta;              /* beta_n(xj)                                    */
+    real  bjn, fit_bjn;      /* b_j^n                                         */
+    real  gaussian_xj;       /* Gaussian weight gn(xj)                        */
+    real  betan_xj_sigma2;
+    real  mj,wj;             /* Mass-weighting of the positions               */
+    real  N_M;               /* N/M                                           */
+    gmx_enfrotgrp_t erg;     /* Pointer to enforced rotation group data       */
+    gmx_bool bCalcPotFit;
+
+    
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+
+    /* Pre-calculate the inner sums, so that we do not have to calculate
+     * them again for every atom */
+    flex_precalc_inner_sum(rotg);
+
+    bCalcPotFit = (bOutstepRot || bOutstepSlab) && (erotgFitPOT==rotg->eFittype);
+
+    /********************************************************/
+    /* Main loop over all local atoms of the rotation group */
+    /********************************************************/
+    OOsigma2 = 1.0/(sigma*sigma);
+    N_M = rotg->nat * erg->invmass;
+    V = 0.0;
+    for (j=0; j<erg->nat_loc; j++)
+    {
+        /* Local index of a rotation group atom  */
+        ii = erg->ind_loc[j];
+        /* Position of this atom in the collective array */
+        iigrp = erg->xc_ref_ind[j];
+        /* Mass-weighting */
+        mj = erg->mc[iigrp];  /* need the unsorted mass here */
+        wj = N_M*mj;
+        
+        /* Current position of this atom: x[ii][XX/YY/ZZ]
+         * Note that erg->xc_center contains the center of mass in case the flex-t
+         * potential was chosen. For the flex potential erg->xc_center must be
+         * zero. */
+        rvec_sub(x[ii], erg->xc_center, xj);
+        
+        /* Shift this atom such that it is near its reference */
+        shift_single_coord(box, xj, erg->xc_shifts[iigrp]);
+
+        /* Determine the slabs to loop over, i.e. the ones with contributions
+         * larger than min_gaussian */
+        count = get_single_atom_gaussians(xj, rotg);
+
+        clear_rvec(sum_n1);
+        clear_rvec(sum_n2);
+
+        /* Loop over the relevant slabs for this atom */
+        for (ic=0; ic < count; ic++)  
+        {
+            n = erg->gn_slabind[ic];
+                
+            /* Get the precomputed Gaussian for xj in slab n */
+            gaussian_xj = erg->gn_atom[ic];
+
+            islab = n - erg->slab_first; /* slab index */
+            
+            /* The (unrotated) reference position of this atom is saved in yj0: */
+            copy_rvec(rotg->x_ref[iigrp], yj0);
+
+            beta = calc_beta(xj, rotg, n);
+
+            /* The current center of this slab is saved in xcn: */
+            copy_rvec(erg->slab_center[islab], xcn);
+            /* ... and the reference center in ycn: */
+            copy_rvec(erg->slab_center_ref[islab+erg->slab_buffer], ycn);
+            
+            rvec_sub(yj0, ycn, yj0_ycn); /* yj0_ycn = yj0 - ycn */
+
+            /* Rotate: */
+            mvmul(erg->rotmat, yj0_ycn, tmpvec2); /* tmpvec2= Omega.(yj0-ycn) */
+            
+            /* Subtract the slab center from xj */
+            rvec_sub(xj, xcn, xj_xcn);           /* xj_xcn = xj - xcn         */
+            
+            /* Calculate qjn */
+            cprod(rotg->vec, tmpvec2, tmpvec); /* tmpvec= v x Omega.(yj0-ycn) */
+
+                                 /*         v x Omega.(yj0-ycn)    */
+            unitv(tmpvec,qjn);   /*  qjn = ---------------------   */
+                                 /*        |v x Omega.(yj0-ycn)|   */
+
+            bjn = iprod(qjn, xj_xcn);   /* bjn = qjn * (xj - xcn) */
+            
+            /*********************************/
+            /* Add to the rotation potential */
+            /*********************************/
+            V += 0.5*rotg->k*wj*gaussian_xj*sqr(bjn);
+            
+            /* If requested, also calculate the potential for a set of angles
+             * near the current reference angle */
+            if (bCalcPotFit)
+            {
+                for (ifit = 0; ifit < rotg->PotAngle_nstep; ifit++)
+                {
+                    /* As above calculate Omega.(yj0-ycn), now for the other angles */
+                    mvmul(erg->PotAngleFit->rotmat[ifit], yj0_ycn, tmpvec2); /* tmpvec2= Omega.(yj0-ycn) */
+                    /* As above calculate qjn */
+                    cprod(rotg->vec, tmpvec2, tmpvec); /* tmpvec= v x Omega.(yj0-ycn) */
+                                             /*             v x Omega.(yj0-ycn)    */
+                    unitv(tmpvec,fit_qjn);   /*  fit_qjn = ---------------------   */
+                                             /*            |v x Omega.(yj0-ycn)|   */
+                    fit_bjn = iprod(fit_qjn, xj_xcn);   /* fit_bjn = fit_qjn * (xj - xcn) */
+                    /* Add to the rotation potential for this angle */
+                    erg->PotAngleFit->V[ifit] += 0.5*rotg->k*wj*gaussian_xj*sqr(fit_bjn);
+                }
+            }
+
+            /****************************************************************/
+            /* sum_n1 will typically be the main contribution to the force: */
+            /****************************************************************/
+            betan_xj_sigma2 = beta*OOsigma2;  /*  beta_n(xj)/sigma^2  */
+
+            /* The next lines calculate
+             *  qjn - (bjn*beta(xj)/(2sigma^2))v  */
+            svmul(bjn*0.5*betan_xj_sigma2, rotg->vec, tmpvec2);
+            rvec_sub(qjn,tmpvec2,tmpvec);
+
+            /* Multiply with gn(xj)*bjn: */
+            svmul(gaussian_xj*bjn,tmpvec,tmpvec2);
+
+            /* Sum over n: */
+            rvec_inc(sum_n1,tmpvec2);
+            
+            /* We already have precalculated the Sn term for slab n */
+            copy_rvec(erg->slab_innersumvec[islab], s_n);
+                                                                          /*          beta_n(xj)              */
+            svmul(betan_xj_sigma2*iprod(s_n, xj_xcn), rotg->vec, tmpvec); /* tmpvec = ---------- s_n (xj-xcn) */
+                                                                          /*            sigma^2               */
+
+            rvec_sub(s_n, tmpvec, innersumvec);
+            
+            /* We can safely divide by slab_weights since we check in get_slab_centers
+             * that it is non-zero. */
+            svmul(gaussian_xj/erg->slab_weights[islab], innersumvec, innersumvec);
+
+            rvec_add(sum_n2, innersumvec, sum_n2);
+            
+            /* Calculate the torque: */
+            if (bOutstepRot)
+            {
+                /* The force on atom ii from slab n only: */
+                svmul(-rotg->k*wj, tmpvec2    , force_n1); /* part 1 */
+                svmul( rotg->k*mj, innersumvec, force_n2); /* part 2 */
+                rvec_add(force_n1, force_n2, force_n);
+                erg->slab_torque_v[islab] += torque(rotg->vec, force_n, xj, xcn);
+            }
+        } /* END of loop over slabs */
+
+        /* Put both contributions together: */
+        svmul(wj, sum_n1, sum_n1);
+        svmul(mj, sum_n2, sum_n2);
+        rvec_sub(sum_n2,sum_n1,tmp_f); /* F = -grad V */
+
+        /* Store the additional force so that it can be added to the force
+         * array after the normal forces have been evaluated */
+        for(m=0; m<DIM; m++)
+            erg->f_rot_loc[j][m] = rotg->k*tmp_f[m];
+
+        PRINT_FORCE_J
+
+    } /* END of loop over local atoms */
+
+    return V;
+}
+
+#ifdef PRINT_COORDS
+static void print_coordinates(t_rotgrp *rotg, rvec x[], matrix box, int step)
+{
+    int i;
+    static FILE *fp;
+    static char buf[STRLEN];
+    static gmx_bool bFirst=1;
+
+
+    if (bFirst)
+    {
+        sprintf(buf, "coords%d.txt", cr->nodeid);
+        fp = fopen(buf, "w");
+        bFirst = 0;
+    }
+
+    fprintf(fp, "\nStep %d\n", step);
+    fprintf(fp, "box: %f %f %f %f %f %f %f %f %f\n",
+            box[XX][XX], box[XX][YY], box[XX][ZZ],
+            box[YY][XX], box[YY][YY], box[YY][ZZ],
+            box[ZZ][XX], box[ZZ][ZZ], box[ZZ][ZZ]);
+    for (i=0; i<rotg->nat; i++)
+    {
+        fprintf(fp, "%4d  %f %f %f\n", i,
+                erg->xc[i][XX], erg->xc[i][YY], erg->xc[i][ZZ]);
+    }
+    fflush(fp);
+
+}
+#endif
+
+
+static int projection_compare(const void *a, const void *b)
+{
+    sort_along_vec_t *xca, *xcb;
+    
+    
+    xca = (sort_along_vec_t *)a;
+    xcb = (sort_along_vec_t *)b;
+    
+    if (xca->xcproj < xcb->xcproj)
+        return -1;
+    else if (xca->xcproj > xcb->xcproj)
+        return 1;
+    else
+        return 0;
+}
+
+
+static void sort_collective_coordinates(
+        t_rotgrp *rotg,         /* Rotation group */
+        sort_along_vec_t *data) /* Buffer for sorting the positions */
+{
+    int i;
+    gmx_enfrotgrp_t erg;       /* Pointer to enforced rotation group data */
+
+    
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+    
+    /* The projection of the position vector on the rotation vector is
+     * the relevant value for sorting. Fill the 'data' structure */
+    for (i=0; i<rotg->nat; i++)
+    {
+        data[i].xcproj = iprod(erg->xc[i], rotg->vec);  /* sort criterium */
+        data[i].m      = erg->mc[i];
+        data[i].ind    = i;
+        copy_rvec(erg->xc[i]    , data[i].x    );
+        copy_rvec(rotg->x_ref[i], data[i].x_ref);
+    }
+    /* Sort the 'data' structure */
+    gmx_qsort(data, rotg->nat, sizeof(sort_along_vec_t), projection_compare);
+    
+    /* Copy back the sorted values */
+    for (i=0; i<rotg->nat; i++)
+    {
+        copy_rvec(data[i].x    , erg->xc[i]           );
+        copy_rvec(data[i].x_ref, erg->xc_ref_sorted[i]);
+        erg->mc_sorted[i]  = data[i].m;
+        erg->xc_sortind[i] = data[i].ind;
+    }
+}
+
+
+/* For each slab, get the first and the last index of the sorted atom
+ * indices */
+static void get_firstlast_atom_per_slab(t_rotgrp *rotg)
+{
+    int i,islab,n;
+    real beta;
+    gmx_enfrotgrp_t erg;     /* Pointer to enforced rotation group data */
+
+    
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+
+    /* Find the first atom that needs to enter the calculation for each slab */
+    n = erg->slab_first;  /* slab */
+    i = 0; /* start with the first atom */
+    do
+    {
+        /* Find the first atom that significantly contributes to this slab */
+        do /* move forward in position until a large enough beta is found */
+        {
+            beta = calc_beta(erg->xc[i], rotg, n);
+            i++;
+        } while ((beta < -erg->max_beta) && (i < rotg->nat));
+        i--;
+        islab = n - erg->slab_first;  /* slab index */
+        erg->firstatom[islab] = i;
+        /* Proceed to the next slab */
+        n++;
+    } while (n <= erg->slab_last);
+    
+    /* Find the last atom for each slab */
+     n = erg->slab_last; /* start with last slab */
+     i = rotg->nat-1;  /* start with the last atom */
+     do
+     {
+         do /* move backward in position until a large enough beta is found */
+         {
+             beta = calc_beta(erg->xc[i], rotg, n);
+             i--;
+         } while ((beta > erg->max_beta) && (i > -1));
+         i++;
+         islab = n - erg->slab_first;  /* slab index */
+         erg->lastatom[islab] = i;
+         /* Proceed to the next slab */
+         n--;
+     } while (n >= erg->slab_first);
+}
+
+
+/* Determine the very first and very last slab that needs to be considered 
+ * For the first slab that needs to be considered, we have to find the smallest
+ * n that obeys:
+ * 
+ * x_first * v - n*Delta_x <= beta_max
+ * 
+ * slab index n, slab distance Delta_x, rotation vector v. For the last slab we 
+ * have to find the largest n that obeys
+ * 
+ * x_last * v - n*Delta_x >= -beta_max
+ *  
+ */
+static gmx_inline int get_first_slab(
+        t_rotgrp *rotg,     /* The rotation group (inputrec data) */
+        real     max_beta,  /* The max_beta value, instead of min_gaussian */
+        rvec     firstatom) /* First atom after sorting along the rotation vector v */
+{
+    /* Find the first slab for the first atom */   
+    return ceil((iprod(firstatom, rotg->vec) - max_beta)/rotg->slab_dist);
+}
+
+
+static gmx_inline int get_last_slab(
+        t_rotgrp *rotg,     /* The rotation group (inputrec data) */
+        real     max_beta,  /* The max_beta value, instead of min_gaussian */
+        rvec     lastatom)  /* Last atom along v */
+{
+    /* Find the last slab for the last atom */
+    return floor((iprod(lastatom, rotg->vec) + max_beta)/rotg->slab_dist);    
+}
+
+
+static void get_firstlast_slab_check(
+        t_rotgrp        *rotg,     /* The rotation group (inputrec data) */
+        t_gmx_enfrotgrp *erg,      /* The rotation group (data only accessible in this file) */
+        rvec            firstatom, /* First atom after sorting along the rotation vector v */
+        rvec            lastatom,  /* Last atom along v */
+        int             g)         /* The rotation group number */
+{
+    erg->slab_first = get_first_slab(rotg, erg->max_beta, firstatom);
+    erg->slab_last  = get_last_slab(rotg, erg->max_beta, lastatom);
+
+    /* Check whether we have reference data to compare against */
+    if (erg->slab_first < erg->slab_first_ref)
+        gmx_fatal(FARGS, "%s No reference data for first slab (n=%d), unable to proceed.",
+                  RotStr, erg->slab_first);
+    
+    /* Check whether we have reference data to compare against */
+    if (erg->slab_last > erg->slab_last_ref)
+        gmx_fatal(FARGS, "%s No reference data for last slab (n=%d), unable to proceed.",
+                  RotStr, erg->slab_last);
+}
+
+
+/* Enforced rotation with a flexible axis */
+static void do_flexible(
+        gmx_bool  bMaster,
+        gmx_enfrot_t enfrot,    /* Other rotation data                        */
+        t_rotgrp  *rotg,        /* The rotation group                         */
+        int       g,            /* Group number                               */
+        rvec      x[],          /* The local positions                        */
+        matrix    box,
+        double    t,            /* Time in picoseconds                        */
+        gmx_large_int_t step,   /* The time step                              */
+        gmx_bool  bOutstepRot,  /* Output to main rotation output file        */
+        gmx_bool  bOutstepSlab) /* Output per-slab data                       */
+{
+    int          l,nslabs;
+    real         sigma;       /* The Gaussian width sigma */
+    gmx_enfrotgrp_t erg;      /* Pointer to enforced rotation group data */
+
+    
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+
+    /* Define the sigma value */
+    sigma = 0.7*rotg->slab_dist;
+    
+    /* Sort the collective coordinates erg->xc along the rotation vector. This is
+     * an optimization for the inner loop. */
+    sort_collective_coordinates(rotg, enfrot->data);
+    
+    /* Determine the first relevant slab for the first atom and the last
+     * relevant slab for the last atom */
+    get_firstlast_slab_check(rotg, erg, erg->xc[0], erg->xc[rotg->nat-1], g);
+    
+    /* Determine for each slab depending on the min_gaussian cutoff criterium,
+     * a first and a last atom index inbetween stuff needs to be calculated */
+    get_firstlast_atom_per_slab(rotg);
+
+    /* Determine the gaussian-weighted center of positions for all slabs */
+    get_slab_centers(rotg,erg->xc,erg->mc_sorted,g,t,enfrot->out_slabs,bOutstepSlab,FALSE);
+        
+    /* Clear the torque per slab from last time step: */
+    nslabs = erg->slab_last - erg->slab_first + 1;
+    for (l=0; l<nslabs; l++)
+        erg->slab_torque_v[l] = 0.0;
+    
+    /* Call the rotational forces kernel */
+    if (rotg->eType == erotgFLEX || rotg->eType == erotgFLEXT)
+        erg->V = do_flex_lowlevel(rotg, sigma, x, bOutstepRot, bOutstepSlab, box);
+    else if (rotg->eType == erotgFLEX2 || rotg->eType == erotgFLEX2T)
+        erg->V = do_flex2_lowlevel(rotg, sigma, x, bOutstepRot, bOutstepSlab, box);
+    else
+        gmx_fatal(FARGS, "Unknown flexible rotation type");
+    
+    /* Determine angle by RMSD fit to the reference - Let's hope this */
+    /* only happens once in a while, since this is not parallelized! */
+    if ( bMaster && (erotgFitPOT != rotg->eFittype) )
+    {
+        if (bOutstepRot)
+        {
+            /* Fit angle of the whole rotation group */
+            erg->angle_v = flex_fit_angle(rotg);
+        }
+        if (bOutstepSlab)
+        {
+            /* Fit angle of each slab */
+            flex_fit_angle_perslab(g, rotg, t, erg->degangle, enfrot->out_angles);
+        }
+    }
+
+    /* Lump together the torques from all slabs: */
+    erg->torque_v = 0.0;
+    for (l=0; l<nslabs; l++)
+         erg->torque_v += erg->slab_torque_v[l];
+}
+
+
+/* Calculate the angle between reference and actual rotation group atom,
+ * both projected into a plane perpendicular to the rotation vector: */
+static void angle(t_rotgrp *rotg,
+        rvec x_act,
+        rvec x_ref,
+        real *alpha,
+        real *weight)  /* atoms near the rotation axis should count less than atoms far away */
+{
+    rvec xp, xrp;  /* current and reference positions projected on a plane perpendicular to pg->vec */
+    rvec dum;
+
+
+    /* Project x_ref and x into a plane through the origin perpendicular to rot_vec: */
+    /* Project x_ref: xrp = x_ref - (vec * x_ref) * vec */
+    svmul(iprod(rotg->vec, x_ref), rotg->vec, dum);
+    rvec_sub(x_ref, dum, xrp);
+    /* Project x_act: */
+    svmul(iprod(rotg->vec, x_act), rotg->vec, dum);
+    rvec_sub(x_act, dum, xp);
+
+    /* Retrieve information about which vector precedes. gmx_angle always
+     * returns a positive angle. */
+    cprod(xp, xrp, dum); /* if reference precedes, this is pointing into the same direction as vec */
+
+    if (iprod(rotg->vec, dum) >= 0)
+        *alpha = -gmx_angle(xrp, xp);
+    else
+        *alpha = +gmx_angle(xrp, xp);
+    
+    /* Also return the weight */
+    *weight = norm(xp);
+}
+
+
+/* Project first vector onto a plane perpendicular to the second vector 
+ * dr = dr - (dr.v)v
+ * Note that v must be of unit length.
+ */
+static gmx_inline void project_onto_plane(rvec dr, const rvec v)
+{
+    rvec tmp;
+    
+    
+    svmul(iprod(dr,v),v,tmp);  /* tmp = (dr.v)v */
+    rvec_dec(dr, tmp);         /* dr = dr - (dr.v)v */
+}
+
+
+/* Fixed rotation: The rotation reference group rotates around the v axis. */
+/* The atoms of the actual rotation group are attached with imaginary  */
+/* springs to the reference atoms.                                     */
+static void do_fixed(
+        t_rotgrp  *rotg,        /* The rotation group                         */
+        rvec      x[],          /* The positions                              */
+        matrix    box,          /* The simulation box                         */
+        double    t,            /* Time in picoseconds                        */
+        gmx_large_int_t step,   /* The time step                              */
+        gmx_bool  bOutstepRot,  /* Output to main rotation output file        */
+        gmx_bool  bOutstepSlab) /* Output per-slab data                       */
+{
+    int       ifit,j,jj,m;
+    rvec      dr;
+    rvec      tmp_f;           /* Force */
+    real      alpha;           /* a single angle between an actual and a reference position */
+    real      weight;          /* single weight for a single angle */
+    gmx_enfrotgrp_t erg;       /* Pointer to enforced rotation group data */
+    rvec      xi_xc;           /* xi - xc */
+    gmx_bool  bCalcPotFit;
+    rvec      fit_xr_loc;
+
+    /* for mass weighting: */
+    real      wi;              /* Mass-weighting of the positions */
+    real      N_M;             /* N/M */
+    real      k_wi;            /* k times wi */
+
+    gmx_bool  bProject;
+
+    
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+    bProject = (rotg->eType==erotgPM) || (rotg->eType==erotgPMPF);
+    bCalcPotFit = (bOutstepRot || bOutstepSlab) && (erotgFitPOT==rotg->eFittype);
+
+    N_M = rotg->nat * erg->invmass;
+
+    /* Each process calculates the forces on its local atoms */
+    for (j=0; j<erg->nat_loc; j++)
+    {
+        /* Calculate (x_i-x_c) resp. (x_i-u) */
+        rvec_sub(erg->x_loc_pbc[j], erg->xc_center, xi_xc);
+
+        /* Calculate Omega*(y_i-y_c)-(x_i-x_c) */
+        rvec_sub(erg->xr_loc[j], xi_xc, dr);
+        
+        if (bProject)
+            project_onto_plane(dr, rotg->vec);
+            
+        /* Mass-weighting */
+        wi = N_M*erg->m_loc[j];
+
+        /* Store the additional force so that it can be added to the force
+         * array after the normal forces have been evaluated */
+        k_wi = rotg->k*wi;
+        for (m=0; m<DIM; m++)
+        {
+            tmp_f[m]             = k_wi*dr[m];
+            erg->f_rot_loc[j][m] = tmp_f[m];
+            erg->V              += 0.5*k_wi*sqr(dr[m]);
+        }
+        
+        /* If requested, also calculate the potential for a set of angles
+         * near the current reference angle */
+        if (bCalcPotFit)
+        {
+            for (ifit = 0; ifit < rotg->PotAngle_nstep; ifit++)
+            {
+                /* Index of this rotation group atom with respect to the whole rotation group */
+                jj = erg->xc_ref_ind[j];
+
+                /* Rotate with the alternative angle. Like rotate_local_reference(),
+                 * just for a single local atom */
+                mvmul(erg->PotAngleFit->rotmat[ifit], rotg->x_ref[jj], fit_xr_loc); /* fit_xr_loc = Omega*(y_i-y_c) */
+
+                /* Calculate Omega*(y_i-y_c)-(x_i-x_c) */
+                rvec_sub(fit_xr_loc, xi_xc, dr);
+
+                if (bProject)
+                    project_onto_plane(dr, rotg->vec);
+
+                /* Add to the rotation potential for this angle: */
+                erg->PotAngleFit->V[ifit] += 0.5*k_wi*norm2(dr);
+            }
+        }
+
+        if (bOutstepRot)
+        {
+            /* Add to the torque of this rotation group */
+            erg->torque_v += torque(rotg->vec, tmp_f, erg->x_loc_pbc[j], erg->xc_center);
+            
+            /* Calculate the angle between reference and actual rotation group atom. */
+            angle(rotg, xi_xc, erg->xr_loc[j], &alpha, &weight);  /* angle in rad, weighted */
+            erg->angle_v  += alpha * weight;
+            erg->weight_v += weight;
+        }
+        /* If you want enforced rotation to contribute to the virial,
+         * activate the following lines:
+            if (MASTER(cr))
+            {
+               Add the rotation contribution to the virial
+              for(j=0; j<DIM; j++)
+                for(m=0;m<DIM;m++)
+                  vir[j][m] += 0.5*f[ii][j]*dr[m];
+            }
+         */
+
+        PRINT_FORCE_J
+
+    } /* end of loop over local rotation group atoms */
+}
+
+
+/* Calculate the radial motion potential and forces */
+static void do_radial_motion(
+        t_rotgrp  *rotg,        /* The rotation group                         */
+        rvec      x[],          /* The positions                              */
+        matrix    box,          /* The simulation box                         */
+        double    t,            /* Time in picoseconds                        */
+        gmx_large_int_t step,   /* The time step                              */
+        gmx_bool  bOutstepRot,  /* Output to main rotation output file        */
+        gmx_bool  bOutstepSlab) /* Output per-slab data                       */
+{
+    int       j,jj,ifit;
+    rvec      tmp_f;           /* Force */
+    real      alpha;           /* a single angle between an actual and a reference position */
+    real      weight;          /* single weight for a single angle */
+    gmx_enfrotgrp_t erg;       /* Pointer to enforced rotation group data */
+    rvec      xj_u;            /* xj - u */
+    rvec      tmpvec,fit_tmpvec;
+    real      fac,fac2,sum=0.0;
+    rvec      pj;
+    gmx_bool  bCalcPotFit;
+
+    /* For mass weighting: */
+    real      wj;              /* Mass-weighting of the positions */
+    real      N_M;             /* N/M */
+
+
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+    bCalcPotFit = (bOutstepRot || bOutstepSlab) && (erotgFitPOT==rotg->eFittype);
+
+    N_M = rotg->nat * erg->invmass;
+
+    /* Each process calculates the forces on its local atoms */
+    for (j=0; j<erg->nat_loc; j++)
+    {
+        /* Calculate (xj-u) */
+        rvec_sub(erg->x_loc_pbc[j], erg->xc_center, xj_u);  /* xj_u = xj-u */
+
+        /* Calculate Omega.(yj0-u) */
+        cprod(rotg->vec, erg->xr_loc[j], tmpvec);  /* tmpvec = v x Omega.(yj0-u) */
+
+                              /*         v x Omega.(yj0-u)     */
+        unitv(tmpvec, pj);    /*  pj = ---------------------   */
+                              /*       | v x Omega.(yj0-u) |   */
+
+        fac = iprod(pj, xj_u);  /* fac = pj.(xj-u) */
+        fac2 = fac*fac;
+
+        /* Mass-weighting */
+        wj = N_M*erg->m_loc[j];
+
+        /* Store the additional force so that it can be added to the force
+         * array after the normal forces have been evaluated */
+        svmul(-rotg->k*wj*fac, pj, tmp_f);
+        copy_rvec(tmp_f, erg->f_rot_loc[j]);
+        sum += wj*fac2;
+
+        /* If requested, also calculate the potential for a set of angles
+         * near the current reference angle */
+        if (bCalcPotFit)
+        {
+            for (ifit = 0; ifit < rotg->PotAngle_nstep; ifit++)
+            {
+                /* Index of this rotation group atom with respect to the whole rotation group */
+                jj = erg->xc_ref_ind[j];
+
+                /* Rotate with the alternative angle. Like rotate_local_reference(),
+                 * just for a single local atom */
+                mvmul(erg->PotAngleFit->rotmat[ifit], rotg->x_ref[jj], fit_tmpvec); /* fit_tmpvec = Omega*(yj0-u) */
+
+                /* Calculate Omega.(yj0-u) */
+                cprod(rotg->vec, fit_tmpvec, tmpvec);  /* tmpvec = v x Omega.(yj0-u) */
+                                      /*         v x Omega.(yj0-u)     */
+                unitv(tmpvec, pj);    /*  pj = ---------------------   */
+                                      /*       | v x Omega.(yj0-u) |   */
+
+                fac = iprod(pj, xj_u);  /* fac = pj.(xj-u) */
+                fac2 = fac*fac;
+
+                /* Add to the rotation potential for this angle: */
+                erg->PotAngleFit->V[ifit] += 0.5*rotg->k*wj*fac2;
+            }
+        }
+
+        if (bOutstepRot)
+        {
+            /* Add to the torque of this rotation group */
+            erg->torque_v += torque(rotg->vec, tmp_f, erg->x_loc_pbc[j], erg->xc_center);
+
+            /* Calculate the angle between reference and actual rotation group atom. */
+            angle(rotg, xj_u, erg->xr_loc[j], &alpha, &weight);  /* angle in rad, weighted */
+            erg->angle_v  += alpha * weight;
+            erg->weight_v += weight;
+        }
+
+        PRINT_FORCE_J
+
+    } /* end of loop over local rotation group atoms */
+    erg->V = 0.5*rotg->k*sum;
+}
+
+
+/* Calculate the radial motion pivot-free potential and forces */
+static void do_radial_motion_pf(
+        t_rotgrp  *rotg,        /* The rotation group                         */
+        rvec      x[],          /* The positions                              */
+        matrix    box,          /* The simulation box                         */
+        double    t,            /* Time in picoseconds                        */
+        gmx_large_int_t step,   /* The time step                              */
+        gmx_bool  bOutstepRot,  /* Output to main rotation output file        */
+        gmx_bool  bOutstepSlab) /* Output per-slab data                       */
+{
+    int       i,ii,iigrp,ifit,j;
+    rvec      xj;              /* Current position */
+    rvec      xj_xc;           /* xj  - xc  */
+    rvec      yj0_yc0;         /* yj0 - yc0 */
+    rvec      tmp_f;           /* Force */
+    real      alpha;           /* a single angle between an actual and a reference position */
+    real      weight;          /* single weight for a single angle */
+    gmx_enfrotgrp_t erg;       /* Pointer to enforced rotation group data */
+    rvec      tmpvec, tmpvec2;
+    rvec      innersumvec;     /* Precalculation of the inner sum */
+    rvec      innersumveckM;
+    real      fac,fac2,V=0.0;
+    rvec      qi,qj;
+    gmx_bool  bCalcPotFit;
+
+    /* For mass weighting: */
+    real      mj,wi,wj;        /* Mass-weighting of the positions */
+    real      N_M;             /* N/M */
+
+
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+    bCalcPotFit = (bOutstepRot || bOutstepSlab) && (erotgFitPOT==rotg->eFittype);
+
+    N_M = rotg->nat * erg->invmass;
+
+    /* Get the current center of the rotation group: */
+    get_center(erg->xc, erg->mc, rotg->nat, erg->xc_center);
+
+    /* Precalculate Sum_i [ wi qi.(xi-xc) qi ] which is needed for every single j */
+    clear_rvec(innersumvec);
+    for (i=0; i < rotg->nat; i++)
+    {
+        /* Mass-weighting */
+        wi = N_M*erg->mc[i];
+
+        /* Calculate qi. Note that xc_ref_center has already been subtracted from
+         * x_ref in init_rot_group.*/
+        mvmul(erg->rotmat, rotg->x_ref[i], tmpvec);  /* tmpvec  = Omega.(yi0-yc0) */
+
+        cprod(rotg->vec, tmpvec, tmpvec2);          /* tmpvec2 = v x Omega.(yi0-yc0) */
+
+                              /*         v x Omega.(yi0-yc0)     */
+        unitv(tmpvec2, qi);   /*  qi = -----------------------   */
+                              /*       | v x Omega.(yi0-yc0) |   */
+
+        rvec_sub(erg->xc[i], erg->xc_center, tmpvec);  /* tmpvec = xi-xc */
+
+        svmul(wi*iprod(qi, tmpvec), qi, tmpvec2);
+
+        rvec_inc(innersumvec, tmpvec2);
+    }
+    svmul(rotg->k*erg->invmass, innersumvec, innersumveckM);
+
+    /* Each process calculates the forces on its local atoms */
+    for (j=0; j<erg->nat_loc; j++)
+    {
+        /* Local index of a rotation group atom  */
+        ii = erg->ind_loc[j];
+        /* Position of this atom in the collective array */
+        iigrp = erg->xc_ref_ind[j];
+        /* Mass-weighting */
+        mj = erg->mc[iigrp];  /* need the unsorted mass here */
+        wj = N_M*mj;
+
+        /* Current position of this atom: x[ii][XX/YY/ZZ] */
+        copy_rvec(x[ii], xj);
+
+        /* Shift this atom such that it is near its reference */
+        shift_single_coord(box, xj, erg->xc_shifts[iigrp]);
+
+        /* The (unrotated) reference position is yj0. yc0 has already
+         * been subtracted in init_rot_group */
+        copy_rvec(rotg->x_ref[iigrp], yj0_yc0);   /* yj0_yc0 = yj0 - yc0      */
+
+        /* Calculate Omega.(yj0-yc0) */
+        mvmul(erg->rotmat, yj0_yc0, tmpvec2);     /* tmpvec2 = Omega.(yj0 - yc0)  */
+
+        cprod(rotg->vec, tmpvec2, tmpvec);  /* tmpvec = v x Omega.(yj0-yc0) */
+
+                              /*         v x Omega.(yj0-yc0)     */
+        unitv(tmpvec, qj);    /*  qj = -----------------------   */
+                              /*       | v x Omega.(yj0-yc0) |   */
+
+        /* Calculate (xj-xc) */
+        rvec_sub(xj, erg->xc_center, xj_xc);  /* xj_xc = xj-xc */
+
+        fac = iprod(qj, xj_xc);  /* fac = qj.(xj-xc) */
+        fac2 = fac*fac;
+
+        /* Store the additional force so that it can be added to the force
+         * array after the normal forces have been evaluated */
+        svmul(-rotg->k*wj*fac, qj, tmp_f); /* part 1 of force */
+        svmul(mj, innersumveckM, tmpvec);  /* part 2 of force */
+        rvec_inc(tmp_f, tmpvec);
+        copy_rvec(tmp_f, erg->f_rot_loc[j]);
+        V += wj*fac2;
+
+        /* If requested, also calculate the potential for a set of angles
+         * near the current reference angle */
+        if (bCalcPotFit)
+        {
+            for (ifit = 0; ifit < rotg->PotAngle_nstep; ifit++)
+            {
+                /* Rotate with the alternative angle. Like rotate_local_reference(),
+                 * just for a single local atom */
+                mvmul(erg->PotAngleFit->rotmat[ifit], yj0_yc0, tmpvec2); /* tmpvec2 = Omega*(yj0-yc0) */
+
+                /* Calculate Omega.(yj0-u) */
+                cprod(rotg->vec, tmpvec2, tmpvec);  /* tmpvec = v x Omega.(yj0-yc0) */
+                                      /*         v x Omega.(yj0-yc0)     */
+                unitv(tmpvec, qj);    /*  qj = -----------------------   */
+                                      /*       | v x Omega.(yj0-yc0) |   */
+
+                fac = iprod(qj, xj_xc);  /* fac = qj.(xj-xc) */
+                fac2 = fac*fac;
+
+                /* Add to the rotation potential for this angle: */
+                erg->PotAngleFit->V[ifit] += 0.5*rotg->k*wj*fac2;
+            }
+        }
+
+        if (bOutstepRot)
+        {
+            /* Add to the torque of this rotation group */
+            erg->torque_v += torque(rotg->vec, tmp_f, xj, erg->xc_center);
+
+            /* Calculate the angle between reference and actual rotation group atom. */
+            angle(rotg, xj_xc, yj0_yc0, &alpha, &weight);  /* angle in rad, weighted */
+            erg->angle_v  += alpha * weight;
+            erg->weight_v += weight;
+        }
+
+        PRINT_FORCE_J
+
+    } /* end of loop over local rotation group atoms */
+    erg->V = 0.5*rotg->k*V;
+}
+
+
+/* Precalculate the inner sum for the radial motion 2 forces */
+static void radial_motion2_precalc_inner_sum(t_rotgrp  *rotg, rvec innersumvec)
+{
+    int       i;
+    gmx_enfrotgrp_t erg;       /* Pointer to enforced rotation group data */
+    rvec      xi_xc;           /* xj - xc */
+    rvec      tmpvec,tmpvec2;
+    real      fac,fac2;
+    rvec      ri,si;
+    real      siri;
+    rvec      v_xi_xc;          /* v x (xj - u) */
+    real      psii,psiistar;
+    real      wi;              /* Mass-weighting of the positions */
+    real      N_M;             /* N/M */
+    rvec      sumvec;
+
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+    N_M = rotg->nat * erg->invmass;
+
+    /* Loop over the collective set of positions */
+    clear_rvec(sumvec);
+    for (i=0; i<rotg->nat; i++)
+    {
+        /* Mass-weighting */
+        wi = N_M*erg->mc[i];
+
+        rvec_sub(erg->xc[i], erg->xc_center, xi_xc); /* xi_xc = xi-xc         */
+
+        /* Calculate ri. Note that xc_ref_center has already been subtracted from
+         * x_ref in init_rot_group.*/
+        mvmul(erg->rotmat, rotg->x_ref[i], ri);      /* ri  = Omega.(yi0-yc0) */
+
+        cprod(rotg->vec, xi_xc, v_xi_xc);            /* v_xi_xc = v x (xi-u)  */
+
+        fac = norm2(v_xi_xc);
+                                          /*                      1           */
+        psiistar = 1.0/(fac + rotg->eps); /* psiistar = --------------------- */
+                                          /*            |v x (xi-xc)|^2 + eps */
+
+        psii = gmx_invsqrt(fac);          /*                 1                */
+                                          /*  psii    = -------------         */
+                                          /*            |v x (xi-xc)|         */
+
+        svmul(psii, v_xi_xc, si);          /*  si = psii * (v x (xi-xc) )     */
+
+        fac = iprod(v_xi_xc, ri);                   /* fac = (v x (xi-xc)).ri */
+        fac2 = fac*fac;
+
+        siri = iprod(si, ri);                       /* siri = si.ri           */
+
+        svmul(psiistar/psii, ri, tmpvec);
+        svmul(psiistar*psiistar/(psii*psii*psii) * siri, si, tmpvec2);
+        rvec_dec(tmpvec, tmpvec2);
+        cprod(tmpvec, rotg->vec, tmpvec2);
+
+        svmul(wi*siri, tmpvec2, tmpvec);
+
+        rvec_inc(sumvec, tmpvec);
+    }
+    svmul(rotg->k*erg->invmass, sumvec, innersumvec);
+}
+
+
+/* Calculate the radial motion 2 potential and forces */
+static void do_radial_motion2(
+        t_rotgrp  *rotg,        /* The rotation group                         */
+        rvec      x[],          /* The positions                              */
+        matrix    box,          /* The simulation box                         */
+        double    t,            /* Time in picoseconds                        */
+        gmx_large_int_t step,   /* The time step                              */
+        gmx_bool  bOutstepRot,  /* Output to main rotation output file        */
+        gmx_bool  bOutstepSlab) /* Output per-slab data                       */
+{
+    int       ii,iigrp,ifit,j;
+    rvec      xj;              /* Position */
+    real      alpha;           /* a single angle between an actual and a reference position */
+    real      weight;          /* single weight for a single angle */
+    gmx_enfrotgrp_t erg;       /* Pointer to enforced rotation group data */
+    rvec      xj_u;            /* xj - u */
+    rvec      yj0_yc0;         /* yj0 -yc0 */
+    rvec      tmpvec,tmpvec2;
+    real      fac,fit_fac,fac2,Vpart=0.0;
+    rvec      rj,fit_rj,sj;
+    real      sjrj;
+    rvec      v_xj_u;          /* v x (xj - u) */
+    real      psij,psijstar;
+    real      mj,wj;           /* For mass-weighting of the positions */
+    real      N_M;             /* N/M */
+    gmx_bool  bPF;
+    rvec      innersumvec;
+    gmx_bool  bCalcPotFit;
+
+
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+
+    bPF = rotg->eType==erotgRM2PF;
+    bCalcPotFit = (bOutstepRot || bOutstepSlab) && (erotgFitPOT==rotg->eFittype);
+
+
+    clear_rvec(yj0_yc0); /* Make the compiler happy */
+
+    clear_rvec(innersumvec);
+    if (bPF)
+    {
+        /* For the pivot-free variant we have to use the current center of
+         * mass of the rotation group instead of the pivot u */
+        get_center(erg->xc, erg->mc, rotg->nat, erg->xc_center);
+
+        /* Also, we precalculate the second term of the forces that is identical
+         * (up to the weight factor mj) for all forces */
+        radial_motion2_precalc_inner_sum(rotg,innersumvec);
+    }
+
+    N_M = rotg->nat * erg->invmass;
+
+    /* Each process calculates the forces on its local atoms */
+    for (j=0; j<erg->nat_loc; j++)
+    {
+        if (bPF)
+        {
+            /* Local index of a rotation group atom  */
+            ii = erg->ind_loc[j];
+            /* Position of this atom in the collective array */
+            iigrp = erg->xc_ref_ind[j];
+            /* Mass-weighting */
+            mj = erg->mc[iigrp];
+
+            /* Current position of this atom: x[ii] */
+            copy_rvec(x[ii], xj);
+
+            /* Shift this atom such that it is near its reference */
+            shift_single_coord(box, xj, erg->xc_shifts[iigrp]);
+
+            /* The (unrotated) reference position is yj0. yc0 has already
+             * been subtracted in init_rot_group */
+            copy_rvec(rotg->x_ref[iigrp], yj0_yc0);   /* yj0_yc0 = yj0 - yc0  */
+
+            /* Calculate Omega.(yj0-yc0) */
+            mvmul(erg->rotmat, yj0_yc0, rj);         /* rj = Omega.(yj0-yc0)  */
+        }
+        else
+        {
+            mj = erg->m_loc[j];
+            copy_rvec(erg->x_loc_pbc[j], xj);
+            copy_rvec(erg->xr_loc[j], rj);           /* rj = Omega.(yj0-u)    */
+        }
+        /* Mass-weighting */
+        wj = N_M*mj;
+
+        /* Calculate (xj-u) resp. (xj-xc) */
+        rvec_sub(xj, erg->xc_center, xj_u);          /* xj_u = xj-u           */
+
+        cprod(rotg->vec, xj_u, v_xj_u);              /* v_xj_u = v x (xj-u)   */
+
+        fac = norm2(v_xj_u);
+                                          /*                      1           */
+        psijstar = 1.0/(fac + rotg->eps); /*  psistar = --------------------  */
+                                          /*            |v x (xj-u)|^2 + eps  */
+
+        psij = gmx_invsqrt(fac);          /*                 1                */
+                                          /*  psij    = ------------          */
+                                          /*            |v x (xj-u)|          */
+
+        svmul(psij, v_xj_u, sj);          /*  sj = psij * (v x (xj-u) )       */
+
+        fac = iprod(v_xj_u, rj);                     /* fac = (v x (xj-u)).rj */
+        fac2 = fac*fac;
+
+        sjrj = iprod(sj, rj);                        /* sjrj = sj.rj          */
+
+        svmul(psijstar/psij, rj, tmpvec);
+        svmul(psijstar*psijstar/(psij*psij*psij) * sjrj, sj, tmpvec2);
+        rvec_dec(tmpvec, tmpvec2);
+        cprod(tmpvec, rotg->vec, tmpvec2);
+
+        /* Store the additional force so that it can be added to the force
+         * array after the normal forces have been evaluated */
+        svmul(-rotg->k*wj*sjrj, tmpvec2, tmpvec);
+        svmul(mj, innersumvec, tmpvec2);  /* This is != 0 only for the pivot-free variant */
+
+        rvec_add(tmpvec2, tmpvec, erg->f_rot_loc[j]);
+        Vpart += wj*psijstar*fac2;
+
+        /* If requested, also calculate the potential for a set of angles
+         * near the current reference angle */
+        if (bCalcPotFit)
+        {
+            for (ifit = 0; ifit < rotg->PotAngle_nstep; ifit++)
+            {
+                if (bPF)
+                {
+                    mvmul(erg->PotAngleFit->rotmat[ifit], yj0_yc0, fit_rj); /* fit_rj = Omega.(yj0-yc0) */
+                }
+                else
+                {
+                    /* Position of this atom in the collective array */
+                    iigrp = erg->xc_ref_ind[j];
+                    /* Rotate with the alternative angle. Like rotate_local_reference(),
+                     * just for a single local atom */
+                    mvmul(erg->PotAngleFit->rotmat[ifit], rotg->x_ref[iigrp], fit_rj); /* fit_rj = Omega*(yj0-u) */
+                }
+                fit_fac = iprod(v_xj_u, fit_rj); /* fac = (v x (xj-u)).fit_rj */
+                /* Add to the rotation potential for this angle: */
+                erg->PotAngleFit->V[ifit] += 0.5*rotg->k*wj*psijstar*fit_fac*fit_fac;
+            }
+        }
+
+        if (bOutstepRot)
+        {
+            /* Add to the torque of this rotation group */
+            erg->torque_v += torque(rotg->vec, erg->f_rot_loc[j], xj, erg->xc_center);
+
+            /* Calculate the angle between reference and actual rotation group atom. */
+            angle(rotg, xj_u, rj, &alpha, &weight);  /* angle in rad, weighted */
+            erg->angle_v  += alpha * weight;
+            erg->weight_v += weight;
+        }
+
+        PRINT_FORCE_J
+
+    } /* end of loop over local rotation group atoms */
+    erg->V = 0.5*rotg->k*Vpart;
+}
+
+
+/* Determine the smallest and largest position vector (with respect to the 
+ * rotation vector) for the reference group */
+static void get_firstlast_atom_ref(
+        t_rotgrp  *rotg, 
+        int       *firstindex, 
+        int       *lastindex)
+{
+    gmx_enfrotgrp_t erg;       /* Pointer to enforced rotation group data */
+    int i;
+    real xcproj;               /* The projection of a reference position on the 
+                                  rotation vector */
+    real minproj, maxproj;     /* Smallest and largest projection on v */
+    
+
+    
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+
+    /* Start with some value */
+    minproj = iprod(rotg->x_ref[0], rotg->vec);
+    maxproj = minproj;
+    
+    /* This is just to ensure that it still works if all the atoms of the 
+     * reference structure are situated in a plane perpendicular to the rotation 
+     * vector */
+    *firstindex = 0;
+    *lastindex  = rotg->nat-1;
+    
+    /* Loop over all atoms of the reference group, 
+     * project them on the rotation vector to find the extremes */
+    for (i=0; i<rotg->nat; i++)
+    {
+        xcproj = iprod(rotg->x_ref[i], rotg->vec);
+        if (xcproj < minproj)
+        {
+            minproj = xcproj;
+            *firstindex = i;
+        }
+        if (xcproj > maxproj)
+        {
+            maxproj = xcproj;
+            *lastindex = i;
+        }
+    }
+}
+
+
+/* Allocate memory for the slabs */
+static void allocate_slabs(
+        t_rotgrp  *rotg, 
+        FILE      *fplog, 
+        int       g, 
+        gmx_bool  bVerbose)
+{
+    gmx_enfrotgrp_t erg;      /* Pointer to enforced rotation group data */
+    int i, nslabs;
+    
+    
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+    
+    /* More slabs than are defined for the reference are never needed */
+    nslabs = erg->slab_last_ref - erg->slab_first_ref + 1;
+    
+    /* Remember how many we allocated */
+    erg->nslabs_alloc = nslabs;
+
+    if ( (NULL != fplog) && bVerbose )
+        fprintf(fplog, "%s allocating memory to store data for %d slabs (rotation group %d).\n",
+                RotStr, nslabs,g);
+    snew(erg->slab_center     , nslabs);
+    snew(erg->slab_center_ref , nslabs);
+    snew(erg->slab_weights    , nslabs);
+    snew(erg->slab_torque_v   , nslabs);
+    snew(erg->slab_data       , nslabs);
+    snew(erg->gn_atom         , nslabs);
+    snew(erg->gn_slabind      , nslabs);
+    snew(erg->slab_innersumvec, nslabs);
+    for (i=0; i<nslabs; i++)
+    {
+        snew(erg->slab_data[i].x     , rotg->nat);
+        snew(erg->slab_data[i].ref   , rotg->nat);
+        snew(erg->slab_data[i].weight, rotg->nat);
+    }
+    snew(erg->xc_ref_sorted, rotg->nat);
+    snew(erg->xc_sortind   , rotg->nat);
+    snew(erg->firstatom    , nslabs);
+    snew(erg->lastatom     , nslabs);
+}
+
+
+/* From the extreme coordinates of the reference group, determine the first 
+ * and last slab of the reference. We can never have more slabs in the real
+ * simulation than calculated here for the reference.
+ */
+static void get_firstlast_slab_ref(t_rotgrp *rotg, real mc[], int ref_firstindex, int ref_lastindex)
+{
+    gmx_enfrotgrp_t erg;      /* Pointer to enforced rotation group data */
+    int first,last,firststart;
+    rvec dummy;
+
+    
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+    first = get_first_slab(rotg, erg->max_beta, rotg->x_ref[ref_firstindex]);
+    last  = get_last_slab( rotg, erg->max_beta, rotg->x_ref[ref_lastindex ]);
+    firststart = first;
+
+    while (get_slab_weight(first, rotg, rotg->x_ref, mc, &dummy) > WEIGHT_MIN)
+    {
+        first--;
+    }
+    erg->slab_first_ref = first+1;
+    while (get_slab_weight(last, rotg, rotg->x_ref, mc, &dummy) > WEIGHT_MIN)
+    {
+        last++;
+    }
+    erg->slab_last_ref  = last-1;
+    
+    erg->slab_buffer = firststart - erg->slab_first_ref;
+}
+
+
+
+static void init_rot_group(FILE *fplog,t_commrec *cr,int g,t_rotgrp *rotg,
+        rvec *x,gmx_mtop_t *mtop,gmx_bool bVerbose,FILE *out_slabs, gmx_bool bOutputCenters)
+{
+    int i,ii;
+    rvec        coord,*xdum;
+    gmx_bool    bFlex,bColl;
+    t_atom      *atom;
+    gmx_enfrotgrp_t erg;      /* Pointer to enforced rotation group data */
+    int         ref_firstindex, ref_lastindex;
+    real        mass,totalmass;
+    real        start=0.0;
+    
+
+    /* Do we have a flexible axis? */
+    bFlex = ISFLEX(rotg);
+    /* Do we use a global set of coordinates? */
+    bColl = ISCOLL(rotg);
+
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+    
+    /* Allocate space for collective coordinates if needed */
+    if (bColl)
+    {
+        snew(erg->xc        , rotg->nat);
+        snew(erg->xc_shifts , rotg->nat);
+        snew(erg->xc_eshifts, rotg->nat);
+
+        /* Save the original (whole) set of positions such that later the
+         * molecule can always be made whole again */
+        snew(erg->xc_old    , rotg->nat);        
+        if (MASTER(cr))
+        {
+            for (i=0; i<rotg->nat; i++)
+            {
+                ii = rotg->ind[i];
+                copy_rvec(x[ii], erg->xc_old[i]);
+            }
+        }
+#ifdef GMX_MPI
+        if (PAR(cr))
+            gmx_bcast(rotg->nat*sizeof(erg->xc_old[0]),erg->xc_old, cr);
+#endif
+
+        if (rotg->eFittype == erotgFitNORM)
+        {
+            snew(erg->xc_ref_length, rotg->nat); /* in case fit type NORM is chosen */
+            snew(erg->xc_norm      , rotg->nat);
+        }
+    }
+    else
+    {
+        snew(erg->xr_loc   , rotg->nat);
+        snew(erg->x_loc_pbc, rotg->nat);
+    }
+    
+    snew(erg->f_rot_loc , rotg->nat);
+    snew(erg->xc_ref_ind, rotg->nat);
+    
+    /* Make space for the calculation of the potential at other angles (used
+     * for fitting only) */
+    if (erotgFitPOT == rotg->eFittype)
+    {
+        snew(erg->PotAngleFit, 1);
+        snew(erg->PotAngleFit->degangle, rotg->PotAngle_nstep);
+        snew(erg->PotAngleFit->V       , rotg->PotAngle_nstep);
+        snew(erg->PotAngleFit->rotmat  , rotg->PotAngle_nstep);
+
+        /* Get the set of angles around the reference angle */
+        start = -0.5 * (rotg->PotAngle_nstep - 1)*rotg->PotAngle_step;
+        for (i = 0; i < rotg->PotAngle_nstep; i++)
+            erg->PotAngleFit->degangle[i] = start + i*rotg->PotAngle_step;
+    }
+    else
+    {
+        erg->PotAngleFit = NULL;
+    }
+
+    /* xc_ref_ind needs to be set to identity in the serial case */
+    if (!PAR(cr))
+        for (i=0; i<rotg->nat; i++)
+            erg->xc_ref_ind[i] = i;
+
+    /* Copy the masses so that the center can be determined. For all types of
+     * enforced rotation, we store the masses in the erg->mc array. */
+    snew(erg->mc, rotg->nat);
+    if (bFlex)
+        snew(erg->mc_sorted, rotg->nat);
+    if (!bColl)
+        snew(erg->m_loc, rotg->nat);
+    totalmass=0.0;
+    for (i=0; i<rotg->nat; i++)
+    {
+        if (rotg->bMassW)
+        {
+            gmx_mtop_atomnr_to_atom(mtop,rotg->ind[i],&atom);
+            mass=atom->m;
+        }
+        else
+        {
+            mass=1.0;
+        }
+        erg->mc[i] = mass;
+        totalmass += mass;
+    }
+    erg->invmass = 1.0/totalmass;
+    
+    /* Set xc_ref_center for any rotation potential */
+    if ((rotg->eType==erotgISO) || (rotg->eType==erotgPM) || (rotg->eType==erotgRM) || (rotg->eType==erotgRM2))
+    {
+        /* Set the pivot point for the fixed, stationary-axis potentials. This
+         * won't change during the simulation */
+        copy_rvec(rotg->pivot, erg->xc_ref_center);
+        copy_rvec(rotg->pivot, erg->xc_center    );
+    }
+    else
+    {
+        /* Center of the reference positions */
+        get_center(rotg->x_ref, erg->mc, rotg->nat, erg->xc_ref_center);
+
+        /* Center of the actual positions */
+        if (MASTER(cr))
+        {
+            snew(xdum, rotg->nat);
+            for (i=0; i<rotg->nat; i++)
+            {
+                ii = rotg->ind[i];
+                copy_rvec(x[ii], xdum[i]);
+            }
+            get_center(xdum, erg->mc, rotg->nat, erg->xc_center);
+            sfree(xdum);
+        }
+#ifdef GMX_MPI
+        if (PAR(cr))
+            gmx_bcast(sizeof(erg->xc_center), erg->xc_center, cr);
+#endif
+    }
+
+    if ( (rotg->eType != erotgFLEX) && (rotg->eType != erotgFLEX2) )
+    {
+        /* Put the reference positions into origin: */
+        for (i=0; i<rotg->nat; i++)
+            rvec_dec(rotg->x_ref[i], erg->xc_ref_center);
+    }
+
+    /* Enforced rotation with flexible axis */
+    if (bFlex)
+    {
+        /* Calculate maximum beta value from minimum gaussian (performance opt.) */
+        erg->max_beta = calc_beta_max(rotg->min_gaussian, rotg->slab_dist);
+
+        /* Determine the smallest and largest coordinate with respect to the rotation vector */
+        get_firstlast_atom_ref(rotg, &ref_firstindex, &ref_lastindex);
+        
+        /* From the extreme coordinates of the reference group, determine the first 
+         * and last slab of the reference. */
+        get_firstlast_slab_ref(rotg, erg->mc, ref_firstindex, ref_lastindex);
+                
+        /* Allocate memory for the slabs */
+        allocate_slabs(rotg, fplog, g, bVerbose);
+
+        /* Flexible rotation: determine the reference centers for the rest of the simulation */
+        erg->slab_first = erg->slab_first_ref;
+        erg->slab_last = erg->slab_last_ref;
+        get_slab_centers(rotg,rotg->x_ref,erg->mc,g,-1,out_slabs,bOutputCenters,TRUE);
+
+        /* Length of each x_rotref vector from center (needed if fit routine NORM is chosen): */
+        if (rotg->eFittype == erotgFitNORM)
+        {
+            for (i=0; i<rotg->nat; i++)
+            {
+                rvec_sub(rotg->x_ref[i], erg->xc_ref_center, coord);
+                erg->xc_ref_length[i] = norm(coord);
+            }
+        }
+    }
+}
+
+
+extern void dd_make_local_rotation_groups(gmx_domdec_t *dd,t_rot *rot)
+{
+    gmx_ga2la_t ga2la;
+    int g;
+    t_rotgrp *rotg;
+    gmx_enfrotgrp_t erg;      /* Pointer to enforced rotation group data */
+    
+    ga2la = dd->ga2la;
+
+    for(g=0; g<rot->ngrp; g++)
+    {
+        rotg = &rot->grp[g];
+        erg  = rotg->enfrotgrp;
+
+
+        dd_make_local_group_indices(ga2la,rotg->nat,rotg->ind,
+                &erg->nat_loc,&erg->ind_loc,&erg->nalloc_loc,erg->xc_ref_ind);
+    }
+}
+
+
+/* Calculate the size of the MPI buffer needed in reduce_output() */
+static int calc_mpi_bufsize(t_rot *rot)
+{
+    int g;
+    int count_group, count_total;
+    t_rotgrp *rotg;
+    gmx_enfrotgrp_t erg;      /* Pointer to enforced rotation group data */
+
+
+    count_total = 0;
+    for (g=0; g<rot->ngrp; g++)
+    {
+        rotg = &rot->grp[g];
+        erg  = rotg->enfrotgrp;
+
+        /* Count the items that are transferred for this group: */
+        count_group = 4; /* V, torque, angle, weight */
+
+        /* Add the maximum number of slabs for flexible groups */
+        if (ISFLEX(rotg))
+            count_group += erg->slab_last_ref - erg->slab_first_ref + 1;
+
+        /* Add space for the potentials at different angles: */
+        if (erotgFitPOT == rotg->eFittype)
+            count_group += rotg->PotAngle_nstep;
+
+        /* Add to the total number: */
+        count_total += count_group;
+    }
+
+    return count_total;
+}
+
+
+extern void init_rot(FILE *fplog,t_inputrec *ir,int nfile,const t_filenm fnm[],
+        t_commrec *cr, rvec *x, matrix box, gmx_mtop_t *mtop, const output_env_t oenv,
+        gmx_bool bVerbose, unsigned long Flags)
+{
+    t_rot    *rot;
+    t_rotgrp *rotg;
+    int      g;
+    int      nat_max=0;     /* Size of biggest rotation group */
+    gmx_enfrot_t er;        /* Pointer to the enforced rotation buffer variables */    
+    gmx_enfrotgrp_t erg;    /* Pointer to enforced rotation group data */
+    rvec     *x_pbc=NULL;   /* Space for the pbc-correct atom positions */
+
+
+    if ( (PAR(cr)) && !DOMAINDECOMP(cr) )
+        gmx_fatal(FARGS, "Enforced rotation is only implemented for domain decomposition!");
+
+    if ( MASTER(cr) && bVerbose)
+        fprintf(stdout, "%s Initializing ...\n", RotStr);
+
+    rot = ir->rot;
+    snew(rot->enfrot, 1);
+    er = rot->enfrot;
+    er->Flags = Flags;
+
+    /* When appending, skip first output to avoid duplicate entries in the data files */
+    if (er->Flags & MD_APPENDFILES)
+        er->bOut = FALSE;
+    else
+        er->bOut = TRUE;
+
+    if ( MASTER(cr) && er->bOut )
+        please_cite(fplog, "Kutzner2011");
+
+    /* Output every step for reruns */
+    if (er->Flags & MD_RERUN)
+    {
+        if (NULL != fplog)
+            fprintf(fplog, "%s rerun - will write rotation output every available step.\n", RotStr);
+        rot->nstrout = 1;
+        rot->nstsout = 1;
+    }
+
+    er->out_slabs = NULL;
+    if ( MASTER(cr) && HaveFlexibleGroups(rot) )
+        er->out_slabs = open_slab_out(opt2fn("-rs",nfile,fnm), rot, oenv);
+
+    if (MASTER(cr))
+    {
+        /* Remove pbc, make molecule whole.
+         * When ir->bContinuation=TRUE this has already been done, but ok. */
+        snew(x_pbc,mtop->natoms);
+        m_rveccopy(mtop->natoms,x,x_pbc);
+        do_pbc_first_mtop(NULL,ir->ePBC,box,mtop,x_pbc);
+    }
+
+    for (g=0; g<rot->ngrp; g++)
+    {
+        rotg = &rot->grp[g];
+
+        if (NULL != fplog)
+            fprintf(fplog,"%s group %d type '%s'\n", RotStr, g, erotg_names[rotg->eType]);
+        
+        if (rotg->nat > 0)
+        {
+            /* Allocate space for the rotation group's data: */
+            snew(rotg->enfrotgrp, 1);
+            erg  = rotg->enfrotgrp;
+
+            nat_max=max(nat_max, rotg->nat);
+            
+            if (PAR(cr))
+            {
+                erg->nat_loc    = 0;
+                erg->nalloc_loc = 0;
+                erg->ind_loc    = NULL;
+            }
+            else
+            {
+                erg->nat_loc = rotg->nat;
+                erg->ind_loc = rotg->ind;
+            }
+            init_rot_group(fplog,cr,g,rotg,x_pbc,mtop,bVerbose,er->out_slabs,
+                           !(er->Flags & MD_APPENDFILES) ); /* Do not output the reference centers
+                                                             * again if we are appending */
+        }
+    }
+    
+    /* Allocate space for enforced rotation buffer variables */
+    er->bufsize = nat_max;
+    snew(er->data, nat_max);
+    snew(er->xbuf, nat_max);
+    snew(er->mbuf, nat_max);
+
+    /* Buffers for MPI reducing torques, angles, weights (for each group), and V */
+    if (PAR(cr))
+    {
+        er->mpi_bufsize = calc_mpi_bufsize(rot) + 100; /* larger to catch errors */
+        snew(er->mpi_inbuf , er->mpi_bufsize);
+        snew(er->mpi_outbuf, er->mpi_bufsize);
+    }
+    else
+    {
+        er->mpi_bufsize = 0;
+        er->mpi_inbuf = NULL;
+        er->mpi_outbuf = NULL;
+    }
+
+    /* Only do I/O on the MASTER */
+    er->out_angles  = NULL;
+    er->out_rot     = NULL;
+    er->out_torque  = NULL;
+    if (MASTER(cr))
+    {
+        er->out_rot = open_rot_out(opt2fn("-ro",nfile,fnm), rot, oenv);
+
+        if (rot->nstsout > 0)
+        {
+            if ( HaveFlexibleGroups(rot) || HavePotFitGroups(rot) )
+                er->out_angles  = open_angles_out(opt2fn("-ra",nfile,fnm), rot, oenv);
+            if ( HaveFlexibleGroups(rot) )
+                er->out_torque  = open_torque_out(opt2fn("-rt",nfile,fnm), rot, oenv);
+        }
+
+        sfree(x_pbc);
+    }
+}
+
+
+extern void finish_rot(FILE *fplog,t_rot *rot)
+{
+    gmx_enfrot_t er;        /* Pointer to the enforced rotation buffer variables */    
+
+    
+    er=rot->enfrot;
+    if (er->out_rot)
+        gmx_fio_fclose(er->out_rot);
+    if (er->out_slabs)
+        gmx_fio_fclose(er->out_slabs);
+    if (er->out_angles)
+        gmx_fio_fclose(er->out_angles);
+    if (er->out_torque)
+        gmx_fio_fclose(er->out_torque);
+}
+
+
+/* Rotate the local reference positions and store them in
+ * erg->xr_loc[0...(nat_loc-1)]
+ *
+ * Note that we already subtracted u or y_c from the reference positions
+ * in init_rot_group().
+ */
+static void rotate_local_reference(t_rotgrp *rotg)
+{
+    gmx_enfrotgrp_t erg;
+    int i,ii;
+
+    
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+    
+    for (i=0; i<erg->nat_loc; i++)
+    {
+        /* Index of this rotation group atom with respect to the whole rotation group */
+        ii = erg->xc_ref_ind[i];
+        /* Rotate */
+        mvmul(erg->rotmat, rotg->x_ref[ii], erg->xr_loc[i]);
+    }
+}
+
+
+/* Select the PBC representation for each local x position and store that
+ * for later usage. We assume the right PBC image of an x is the one nearest to
+ * its rotated reference */
+static void choose_pbc_image(rvec x[], t_rotgrp *rotg, matrix box, int npbcdim)
+{
+    int d,i,ii,m;
+    gmx_enfrotgrp_t erg;       /* Pointer to enforced rotation group data */
+    rvec xref,xcurr,dx;
+    ivec shift;
+
+
+    erg=rotg->enfrotgrp;
+    
+    for (i=0; i<erg->nat_loc; i++)
+    {
+        clear_ivec(shift);
+        
+        /* Index of a rotation group atom  */
+        ii = erg->ind_loc[i];
+
+        /* Get the reference position. The pivot was already
+         * subtracted in init_rot_group() from the reference positions. Also,
+         * the reference positions have already been rotated in
+         * rotate_local_reference() */
+        copy_rvec(erg->xr_loc[i], xref);
+        
+        /* Subtract the (old) center from the current positions
+         * (just to determine the shifts!) */
+        rvec_sub(x[ii], erg->xc_center, xcurr);
+        
+        /* Shortest PBC distance between the atom and its reference */
+        rvec_sub(xcurr, xref, dx);
+        
+        /* Determine the shift for this atom */
+        for(m=npbcdim-1; m>=0; m--)
+        {
+            while (dx[m] < -0.5*box[m][m])
+            {
+                for(d=0; d<DIM; d++)
+                    dx[d] += box[m][d];
+                shift[m]++;
+            }
+            while (dx[m] >= 0.5*box[m][m])
+            {
+                for(d=0; d<DIM; d++)
+                    dx[d] -= box[m][d];
+                shift[m]--;
+            }
+        }
+        
+        /* Apply the shift to the current atom */
+        copy_rvec(x[ii], erg->x_loc_pbc[i]);
+        shift_single_coord(box, erg->x_loc_pbc[i], shift); 
+    }
+}
+
+
+extern void do_rotation(
+        t_commrec *cr,
+        t_inputrec *ir,
+        matrix box,
+        rvec x[],
+        real t,
+        gmx_large_int_t step,
+        gmx_wallcycle_t wcycle,
+        gmx_bool bNS)
+{
+    int      g,i,ii;
+    t_rot    *rot;
+    t_rotgrp *rotg;
+    gmx_bool outstep_slab, outstep_rot;
+    gmx_bool bFlex,bColl;
+    gmx_enfrot_t er;     /* Pointer to the enforced rotation buffer variables */
+    gmx_enfrotgrp_t erg; /* Pointer to enforced rotation group data           */
+    rvec     transvec;
+    t_gmx_potfit *fit=NULL;     /* For fit type 'potential' determine the fit
+                                   angle via the potential minimum            */
+
+    /* Enforced rotation cycle counting: */
+    gmx_cycles_t cycles_comp;   /* Cycles for the enf. rotation computation
+                                   only, does not count communication. This
+                                   counter is used for load-balancing         */
+
+#ifdef TAKETIME
+    double t0;
+#endif
+    
+    rot=ir->rot;
+    er=rot->enfrot;
+    
+    /* When to output in main rotation output file */
+    outstep_rot  = do_per_step(step, rot->nstrout) && er->bOut;
+    /* When to output per-slab data */
+    outstep_slab = do_per_step(step, rot->nstsout) && er->bOut;
+
+    /* Output time into rotation output file */
+    if (outstep_rot && MASTER(cr))
+        fprintf(er->out_rot, "%12.3e",t);
+
+    /**************************************************************************/
+    /* First do ALL the communication! */
+    for(g=0; g<rot->ngrp; g++)
+    {
+        rotg = &rot->grp[g];
+        erg=rotg->enfrotgrp;
+
+        /* Do we have a flexible axis? */
+        bFlex = ISFLEX(rotg);
+        /* Do we use a collective (global) set of coordinates? */
+        bColl = ISCOLL(rotg);
+
+        /* Calculate the rotation matrix for this angle: */
+        erg->degangle = rotg->rate * t;
+        calc_rotmat(rotg->vec,erg->degangle,erg->rotmat);
+
+        if (bColl)
+        {
+            /* Transfer the rotation group's positions such that every node has
+             * all of them. Every node contributes its local positions x and stores
+             * it in the collective erg->xc array. */
+            communicate_group_positions(cr,erg->xc, erg->xc_shifts, erg->xc_eshifts, bNS,
+                    x, rotg->nat, erg->nat_loc, erg->ind_loc, erg->xc_ref_ind, erg->xc_old, box);
+        }
+        else
+        {
+            /* Fill the local masses array;
+             * this array changes in DD/neighborsearching steps */
+            if (bNS)
+            {
+                for (i=0; i<erg->nat_loc; i++)
+                {
+                    /* Index of local atom w.r.t. the collective rotation group */
+                    ii = erg->xc_ref_ind[i];
+                    erg->m_loc[i] = erg->mc[ii];
+                }
+            }
+
+            /* Calculate Omega*(y_i-y_c) for the local positions */
+            rotate_local_reference(rotg);
+
+            /* Choose the nearest PBC images of the group atoms with respect
+             * to the rotated reference positions */
+            choose_pbc_image(x, rotg, box, 3);
+
+            /* Get the center of the rotation group */
+            if ( (rotg->eType==erotgISOPF) || (rotg->eType==erotgPMPF) )
+                get_center_comm(cr, erg->x_loc_pbc, erg->m_loc, erg->nat_loc, rotg->nat, erg->xc_center);
+        }
+
+    } /* End of loop over rotation groups */
+
+    /**************************************************************************/
+    /* Done communicating, we can start to count cycles for the load balancing now ... */
+    cycles_comp = gmx_cycles_read();
+
+
+#ifdef TAKETIME
+    t0 = MPI_Wtime();
+#endif
+
+    for(g=0; g<rot->ngrp; g++)
+    {
+        rotg = &rot->grp[g];
+        erg=rotg->enfrotgrp;
+
+        bFlex = ISFLEX(rotg);
+        bColl = ISCOLL(rotg);
+
+        if (outstep_rot && MASTER(cr))
+            fprintf(er->out_rot, "%12.4f", erg->degangle);
+
+        /* Calculate angles and rotation matrices for potential fitting: */
+        if ( (outstep_rot || outstep_slab) && (erotgFitPOT == rotg->eFittype) )
+        {
+            fit = erg->PotAngleFit;
+            for (i = 0; i < rotg->PotAngle_nstep; i++)
+            {
+                calc_rotmat(rotg->vec, erg->degangle + fit->degangle[i], fit->rotmat[i]);
+
+                /* Clear value from last step */
+                erg->PotAngleFit->V[i] = 0.0;
+            }
+        }
+
+        /* Clear values from last time step */
+        erg->V        = 0.0;
+        erg->torque_v = 0.0;
+        erg->angle_v  = 0.0;
+        erg->weight_v = 0.0;
+
+        switch(rotg->eType)
+        {
+            case erotgISO:
+            case erotgISOPF:
+            case erotgPM:
+            case erotgPMPF:
+                do_fixed(rotg,x,box,t,step,outstep_rot,outstep_slab);
+                break;
+            case erotgRM:
+                do_radial_motion(rotg,x,box,t,step,outstep_rot,outstep_slab);
+                break;
+            case erotgRMPF:
+                do_radial_motion_pf(rotg,x,box,t,step,outstep_rot,outstep_slab);
+                break;
+            case erotgRM2:
+            case erotgRM2PF:
+                do_radial_motion2(rotg,x,box,t,step,outstep_rot,outstep_slab);
+                break;
+            case erotgFLEXT:
+            case erotgFLEX2T:
+                /* Subtract the center of the rotation group from the collective positions array
+                 * Also store the center in erg->xc_center since it needs to be subtracted
+                 * in the low level routines from the local coordinates as well */
+                get_center(erg->xc, erg->mc, rotg->nat, erg->xc_center);
+                svmul(-1.0, erg->xc_center, transvec);
+                translate_x(erg->xc, rotg->nat, transvec);
+                do_flexible(MASTER(cr),er,rotg,g,x,box,t,step,outstep_rot,outstep_slab);
+                break;
+            case erotgFLEX:
+            case erotgFLEX2:
+                /* Do NOT subtract the center of mass in the low level routines! */
+                clear_rvec(erg->xc_center);
+                do_flexible(MASTER(cr),er,rotg,g,x,box,t,step,outstep_rot,outstep_slab);
+                break;
+            default:
+                gmx_fatal(FARGS, "No such rotation potential.");
+                break;
+        }
+    }
+
+#ifdef TAKETIME
+    if (MASTER(cr))
+        fprintf(stderr, "%s calculation (step %d) took %g seconds.\n", RotStr, step, MPI_Wtime()-t0);
+#endif
+
+    /* Stop the enforced rotation cycle counter and add the computation-only
+     * cycles to the force cycles for load balancing */
+    cycles_comp  = gmx_cycles_read() - cycles_comp;
+
+    if (DOMAINDECOMP(cr) && wcycle)
+        dd_cycles_add(cr->dd,cycles_comp,ddCyclF);
+}
index 60ef80e6c348d3cfb45344f3b33a2967d3fdda04..d6809edca3ecc67bd530a93188600d6a1f35bc66 100644 (file)
@@ -80,7 +80,7 @@
 #include "trnio.h"
 #include "xtcio.h"
 #include "copyrite.h"
-
+#include "pull_rotation.h"
 #include "mpelogging.h"
 #include "domdec.h"
 #include "partdec.h"
@@ -630,14 +630,24 @@ void do_force(FILE *fplog,t_commrec *cr,
             dd_force_flop_start(cr->dd,nrnb);
         }
     }
-       
+    
+    if (inputrec->bRot)
+    {
+        /* Enforced rotation has its own cycle counter that starts after the collective
+         * coordinates have been communicated. It is added to ddCyclF to allow
+         * for proper load-balancing */
+        wallcycle_start(wcycle,ewcROT);
+        do_rotation(cr,inputrec,box,x,t,step,wcycle,bNS);
+        wallcycle_stop(wcycle,ewcROT);
+    }
+
     /* Start the force cycle counter.
      * This counter is stopped in do_forcelow_level.
      * No parallel communication should occur while this counter is running,
      * since that will interfere with the dynamic load balancing.
      */
     wallcycle_start(wcycle,ewcFORCE);
-    
+
     if (bDoForces)
     {
         /* Reset forces for which the virial is calculated separately:
@@ -822,6 +832,7 @@ void do_force(FILE *fplog,t_commrec *cr,
         }
     }
 
+    enerd->term[F_COM_PULL] = 0;
     if (inputrec->ePull == epullUMBRELLA || inputrec->ePull == epullCONST_F)
     {
         /* Calculate the center of mass forces, this requires communication,
@@ -831,7 +842,7 @@ void do_force(FILE *fplog,t_commrec *cr,
          */
         set_pbc(&pbc,inputrec->ePBC,box);
         dvdl = 0; 
-        enerd->term[F_COM_PULL] =
+        enerd->term[F_COM_PULL] +=
             pull_potential(inputrec->ePull,inputrec->pull,mdatoms,&pbc,
                            cr,t,lambda,x,f,vir_force,&dvdl);
         if (bSepDVDL)
@@ -840,6 +851,14 @@ void do_force(FILE *fplog,t_commrec *cr,
         }
         enerd->dvdl_lin += dvdl;
     }
+    
+    /* Add the forces from enforced rotation potentials (if any) */
+    if (inputrec->bRot)
+    {
+        wallcycle_start(wcycle,ewcROTadd);
+        enerd->term[F_COM_PULL] += add_rot_forces(inputrec->rot, f, cr,step,t);
+        wallcycle_stop(wcycle,ewcROTadd);
+    }
 
     if (PAR(cr) && !(cr->duty & DUTY_PME))
     {
index 5e00f8351da548a9d643f934c131d0540f3970cd..fe7528170b05221176a0725c3416600bfb62c9d6 100644 (file)
@@ -1153,7 +1153,11 @@ static void make_benchmark_tprs(
  * not on mdrun command line options! */
 static gmx_bool tpr_triggers_file(const char *opt)
 {
-    if ( (0 == strcmp(opt, "-pf"))
+    if ( (0 == strcmp(opt, "-ro"))
+      || (0 == strcmp(opt, "-ra"))
+      || (0 == strcmp(opt, "-rt"))
+      || (0 == strcmp(opt, "-rs"))
+      || (0 == strcmp(opt, "-pf"))
       || (0 == strcmp(opt, "-px")) )
         return TRUE;
     else
@@ -2108,6 +2112,10 @@ int gmx_tune_pme(int argc,char *argv[])
       { efXVG, "-runav",  "runaver",  ffOPTWR },
       { efXVG, "-px",     "pullx",    ffOPTWR },
       { efXVG, "-pf",     "pullf",    ffOPTWR },
+      { efXVG, "-ro",     "rotation", ffOPTWR },
+      { efLOG, "-ra",     "rotangles",ffOPTWR },
+      { efLOG, "-rs",     "rotslabs", ffOPTWR },
+      { efLOG, "-rt",     "rottorque",ffOPTWR },
       { efMTX, "-mtx",    "nm",       ffOPTWR },
       { efNDX, "-dn",     "dipole",   ffOPTWR },
       /* Output files that are deleted after each benchmark run */
@@ -2128,6 +2136,10 @@ int gmx_tune_pme(int argc,char *argv[])
       { efXVG, "-brunav", "benchrnav",ffOPTWR },
       { efXVG, "-bpx",    "benchpx",  ffOPTWR },
       { efXVG, "-bpf",    "benchpf",  ffOPTWR },
+      { efXVG, "-bro",    "benchrot", ffOPTWR },
+      { efLOG, "-bra",    "benchrota",ffOPTWR },
+      { efLOG, "-brs",    "benchrots",ffOPTWR },
+      { efLOG, "-brt",    "benchrott",ffOPTWR },
       { efMTX, "-bmtx",   "benchn",   ffOPTWR },
       { efNDX, "-bdn",    "bench",    ffOPTWR }
     };