Merge branch release-4-6
authorMark Abraham <mark.j.abraham@gmail.com>
Fri, 14 Mar 2014 18:08:48 +0000 (19:08 +0100)
committerMark Abraham <mark.j.abraham@gmail.com>
Mon, 17 Mar 2014 15:45:30 +0000 (16:45 +0100)
Conflicts:
src/gromacs/pulling/pull_rotation.c
Adopted the bugfixes from release-4-6

Uncrustified incoming code

Change-Id: I7d90bb49ef83750b9607f677e97a94f2b5793eeb

1  2 
src/gromacs/gmxana/gmx_tune_pme.c
src/gromacs/pulling/pull_rotation.c

index 25f4c30065c6f3fa6b06874edbbbeb86ea53fd8c,0000000000000000000000000000000000000000..eeed72959175821a327af34cd2d7a41528194d9c
mode 100644,000000..100644
--- /dev/null
@@@ -1,2508 -1,0 +1,2516 @@@
-             /* Adjust other radii since various conditions neet to be fulfilled */
 +/*
 + * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
 + *
 + * Copyright (c) 2009,2010,2011,2012,2013,2014, by the GROMACS development team, led by
 + * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
 + * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
 + * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
 + *
 + * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
 + * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
 + * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
 + * of the License, or (at your option) any later version.
 + *
 + * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
 + * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 + * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
 + * Lesser General Public License for more details.
 + *
 + * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
 + * License along with GROMACS; if not, see
 + * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
 + * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
 + *
 + * If you want to redistribute modifications to GROMACS, 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 http://www.gromacs.org.
 + *
 + * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
 + * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
 + */
 +#ifdef HAVE_CONFIG_H
 +#include <config.h>
 +#endif
 +
 +
 +#include <time.h>
 +#ifdef HAVE_SYS_TIME_H
 +#include <sys/time.h>
 +#endif
 +
 +
 +
 +#include "gromacs/commandline/pargs.h"
 +#include "typedefs.h"
 +#include "smalloc.h"
 +#include "vec.h"
 +#include "copyrite.h"
 +#include "gromacs/fileio/tpxio.h"
 +#include "string2.h"
 +#include "readinp.h"
 +#include "calcgrid.h"
 +#include "checkpoint.h"
 +#include "macros.h"
 +#include "gmx_ana.h"
 +#include "names.h"
 +#include "perf_est.h"
 +#include "inputrec.h"
 +#include "gromacs/timing/walltime_accounting.h"
 +
 +
 +/* Enum for situations that can occur during log file parsing, the
 + * corresponding string entries can be found in do_the_tests() in
 + * const char* ParseLog[] */
 +enum {
 +    eParselogOK,
 +    eParselogNotFound,
 +    eParselogNoPerfData,
 +    eParselogTerm,
 +    eParselogResetProblem,
 +    eParselogNoDDGrid,
 +    eParselogTPXVersion,
 +    eParselogNotParallel,
 +    eParselogLargePrimeFactor,
 +    eParselogFatal,
 +    eParselogNr
 +};
 +
 +
 +typedef struct
 +{
 +    int     nPMEnodes;    /* number of PME-only nodes used in this test */
 +    int     nx, ny, nz;   /* DD grid */
 +    int     guessPME;     /* if nPMEnodes == -1, this is the guessed number of PME nodes */
 +    double *Gcycles;      /* This can contain more than one value if doing multiple tests */
 +    double  Gcycles_Av;
 +    float  *ns_per_day;
 +    float   ns_per_day_Av;
 +    float  *PME_f_load;     /* PME mesh/force load average*/
 +    float   PME_f_load_Av;  /* Average average ;) ... */
 +    char   *mdrun_cmd_line; /* Mdrun command line used for this test */
 +} t_perf;
 +
 +
 +typedef struct
 +{
 +    int             nr_inputfiles;  /* The number of tpr and mdp input files */
 +    gmx_int64_t     orig_sim_steps; /* Number of steps to be done in the real simulation */
 +    gmx_int64_t     orig_init_step; /* Init step for the real simulation */
 +    real           *rcoulomb;       /* The coulomb radii [0...nr_inputfiles] */
 +    real           *rvdw;           /* The vdW radii */
 +    real           *rlist;          /* Neighbourlist cutoff radius */
 +    real           *rlistlong;
 +    int            *nkx, *nky, *nkz;
 +    real           *fsx, *fsy, *fsz; /* Fourierspacing in x,y,z dimension */
 +} t_inputinfo;
 +
 +
 +static void sep_line(FILE *fp)
 +{
 +    fprintf(fp, "\n------------------------------------------------------------\n");
 +}
 +
 +
 +/* Wrapper for system calls */
 +static int gmx_system_call(char *command)
 +{
 +#ifdef GMX_NO_SYSTEM
 +    gmx_fatal(FARGS, "No calls to system(3) supported on this platform. Attempted to call:\n'%s'\n", command);
 +#else
 +    return ( system(command) );
 +#endif
 +}
 +
 +
 +/* Check if string starts with substring */
 +static gmx_bool str_starts(const char *string, const char *substring)
 +{
 +    return ( strncmp(string, substring, strlen(substring)) == 0);
 +}
 +
 +
 +static void cleandata(t_perf *perfdata, int test_nr)
 +{
 +    perfdata->Gcycles[test_nr]    = 0.0;
 +    perfdata->ns_per_day[test_nr] = 0.0;
 +    perfdata->PME_f_load[test_nr] = 0.0;
 +
 +    return;
 +}
 +
 +
 +static gmx_bool is_equal(real a, real b)
 +{
 +    real diff, eps = 1.0e-7;
 +
 +
 +    diff = a - b;
 +
 +    if (diff < 0.0)
 +    {
 +        diff = -diff;
 +    }
 +
 +    if (diff < eps)
 +    {
 +        return TRUE;
 +    }
 +    else
 +    {
 +        return FALSE;
 +    }
 +}
 +
 +
 +static void finalize(const char *fn_out)
 +{
 +    char  buf[STRLEN];
 +    FILE *fp;
 +
 +
 +    fp = fopen(fn_out, "r");
 +    fprintf(stdout, "\n\n");
 +
 +    while (fgets(buf, STRLEN-1, fp) != NULL)
 +    {
 +        fprintf(stdout, "%s", buf);
 +    }
 +    fclose(fp);
 +    fprintf(stdout, "\n\n");
 +}
 +
 +
 +enum {
 +    eFoundNothing, eFoundDDStr, eFoundAccountingStr, eFoundCycleStr
 +};
 +
 +static int parse_logfile(const char *logfile, const char *errfile,
 +                         t_perf *perfdata, int test_nr, int presteps, gmx_int64_t cpt_steps,
 +                         int nnodes)
 +{
 +    FILE           *fp;
 +    char            line[STRLEN], dumstring[STRLEN], dumstring2[STRLEN];
 +    const char      matchstrdd[]  = "Domain decomposition grid";
 +    const char      matchstrcr[]  = "resetting all time and cycle counters";
 +    const char      matchstrbal[] = "Average PME mesh/force load:";
 +    const char      matchstring[] = "R E A L   C Y C L E   A N D   T I M E   A C C O U N T I N G";
 +    const char      errSIG[]      = "signal, stopping at the next";
 +    int             iFound;
 +    int             procs;
 +    float           dum1, dum2, dum3, dum4;
 +    int             ndum;
 +    int             npme;
 +    gmx_int64_t     resetsteps     = -1;
 +    gmx_bool        bFoundResetStr = FALSE;
 +    gmx_bool        bResetChecked  = FALSE;
 +
 +
 +    if (!gmx_fexist(logfile))
 +    {
 +        fprintf(stderr, "WARNING: Could not find logfile %s.\n", logfile);
 +        cleandata(perfdata, test_nr);
 +        return eParselogNotFound;
 +    }
 +
 +    fp = fopen(logfile, "r");
 +    perfdata->PME_f_load[test_nr] = -1.0;
 +    perfdata->guessPME            = -1;
 +
 +    iFound = eFoundNothing;
 +    if (1 == nnodes)
 +    {
 +        iFound = eFoundDDStr; /* Skip some case statements */
 +    }
 +
 +    while (fgets(line, STRLEN, fp) != NULL)
 +    {
 +        /* Remove leading spaces */
 +        ltrim(line);
 +
 +        /* Check for TERM and INT signals from user: */
 +        if (strstr(line, errSIG) != NULL)
 +        {
 +            fclose(fp);
 +            cleandata(perfdata, test_nr);
 +            return eParselogTerm;
 +        }
 +
 +        /* Check whether cycle resetting  worked */
 +        if (presteps > 0 && !bFoundResetStr)
 +        {
 +            if (strstr(line, matchstrcr) != NULL)
 +            {
 +                sprintf(dumstring, "step %s", "%"GMX_SCNd64);
 +                sscanf(line, dumstring, &resetsteps);
 +                bFoundResetStr = TRUE;
 +                if (resetsteps == presteps+cpt_steps)
 +                {
 +                    bResetChecked = TRUE;
 +                }
 +                else
 +                {
 +                    sprintf(dumstring, "%"GMX_PRId64, resetsteps);
 +                    sprintf(dumstring2, "%"GMX_PRId64, presteps+cpt_steps);
 +                    fprintf(stderr, "WARNING: Time step counters were reset at step %s,\n"
 +                            "         though they were supposed to be reset at step %s!\n",
 +                            dumstring, dumstring2);
 +                }
 +            }
 +        }
 +
 +        /* Look for strings that appear in a certain order in the log file: */
 +        switch (iFound)
 +        {
 +            case eFoundNothing:
 +                /* Look for domain decomp grid and separate PME nodes: */
 +                if (str_starts(line, matchstrdd))
 +                {
 +                    sscanf(line, "Domain decomposition grid %d x %d x %d, separate PME nodes %d",
 +                           &(perfdata->nx), &(perfdata->ny), &(perfdata->nz), &npme);
 +                    if (perfdata->nPMEnodes == -1)
 +                    {
 +                        perfdata->guessPME = npme;
 +                    }
 +                    else if (perfdata->nPMEnodes != npme)
 +                    {
 +                        gmx_fatal(FARGS, "PME nodes from command line and output file are not identical");
 +                    }
 +                    iFound = eFoundDDStr;
 +                }
 +                /* Catch a few errors that might have occured: */
 +                else if (str_starts(line, "There is no domain decomposition for"))
 +                {
 +                    fclose(fp);
 +                    return eParselogNoDDGrid;
 +                }
 +                else if (str_starts(line, "The number of nodes you selected"))
 +                {
 +                    fclose(fp);
 +                    return eParselogLargePrimeFactor;
 +                }
 +                else if (str_starts(line, "reading tpx file"))
 +                {
 +                    fclose(fp);
 +                    return eParselogTPXVersion;
 +                }
 +                else if (str_starts(line, "The -dd or -npme option request a parallel simulation"))
 +                {
 +                    fclose(fp);
 +                    return eParselogNotParallel;
 +                }
 +                break;
 +            case eFoundDDStr:
 +                /* Look for PME mesh/force balance (not necessarily present, though) */
 +                if (str_starts(line, matchstrbal))
 +                {
 +                    sscanf(&line[strlen(matchstrbal)], "%f", &(perfdata->PME_f_load[test_nr]));
 +                }
 +                /* Look for matchstring */
 +                if (str_starts(line, matchstring))
 +                {
 +                    iFound = eFoundAccountingStr;
 +                }
 +                break;
 +            case eFoundAccountingStr:
 +                /* Already found matchstring - look for cycle data */
 +                if (str_starts(line, "Total  "))
 +                {
 +                    sscanf(line, "Total %d %lf", &procs, &(perfdata->Gcycles[test_nr]));
 +                    iFound = eFoundCycleStr;
 +                }
 +                break;
 +            case eFoundCycleStr:
 +                /* Already found cycle data - look for remaining performance info and return */
 +                if (str_starts(line, "Performance:"))
 +                {
 +                    ndum = sscanf(line, "%s %f %f %f %f", dumstring, &dum1, &dum2, &dum3, &dum4);
 +                    /* (ns/day) is the second last entry, depending on whether GMX_DETAILED_PERF_STATS was set in print_perf(), nrnb.c */
 +                    perfdata->ns_per_day[test_nr] = (ndum == 5) ? dum3 : dum1;
 +                    fclose(fp);
 +                    if (bResetChecked || presteps == 0)
 +                    {
 +                        return eParselogOK;
 +                    }
 +                    else
 +                    {
 +                        return eParselogResetProblem;
 +                    }
 +                }
 +                break;
 +        }
 +    } /* while */
 +
 +    /* Close the log file */
 +    fclose(fp);
 +
 +    /* Check why there is no performance data in the log file.
 +     * Did a fatal errors occur? */
 +    if (gmx_fexist(errfile))
 +    {
 +        fp = fopen(errfile, "r");
 +        while (fgets(line, STRLEN, fp) != NULL)
 +        {
 +            if (str_starts(line, "Fatal error:") )
 +            {
 +                if (fgets(line, STRLEN, fp) != NULL)
 +                {
 +                    fprintf(stderr, "\nWARNING: An error occured during this benchmark:\n"
 +                            "%s\n", line);
 +                }
 +                fclose(fp);
 +                cleandata(perfdata, test_nr);
 +                return eParselogFatal;
 +            }
 +        }
 +        fclose(fp);
 +    }
 +    else
 +    {
 +        fprintf(stderr, "WARNING: Could not find stderr file %s.\n", errfile);
 +    }
 +
 +    /* Giving up ... we could not find out why there is no performance data in
 +     * the log file. */
 +    fprintf(stdout, "No performance data in log file.\n");
 +    cleandata(perfdata, test_nr);
 +
 +    return eParselogNoPerfData;
 +}
 +
 +
 +static gmx_bool analyze_data(
 +        FILE         *fp,
 +        const char   *fn,
 +        t_perf      **perfdata,
 +        int           nnodes,
 +        int           ntprs,
 +        int           ntests,
 +        int           nrepeats,
 +        t_inputinfo  *info,
 +        int          *index_tpr,    /* OUT: Nr of mdp file with best settings */
 +        int          *npme_optimal) /* OUT: Optimal number of PME nodes */
 +{
 +    int      i, j, k;
 +    int      line  = 0, line_win = -1;
 +    int      k_win = -1, i_win = -1, winPME;
 +    double   s     = 0.0; /* standard deviation */
 +    t_perf  *pd;
 +    char     strbuf[STRLEN];
 +    char     str_PME_f_load[13];
 +    gmx_bool bCanUseOrigTPR;
 +    gmx_bool bRefinedCoul, bRefinedVdW, bRefinedGrid;
 +
 +
 +    if (nrepeats > 1)
 +    {
 +        sep_line(fp);
 +        fprintf(fp, "Summary of successful runs:\n");
 +        fprintf(fp, "Line tpr PME nodes  Gcycles Av.     Std.dev.       ns/day        PME/f");
 +        if (nnodes > 1)
 +        {
 +            fprintf(fp, "    DD grid");
 +        }
 +        fprintf(fp, "\n");
 +    }
 +
 +
 +    for (k = 0; k < ntprs; k++)
 +    {
 +        for (i = 0; i < ntests; i++)
 +        {
 +            /* Select the right dataset: */
 +            pd = &(perfdata[k][i]);
 +
 +            pd->Gcycles_Av    = 0.0;
 +            pd->PME_f_load_Av = 0.0;
 +            pd->ns_per_day_Av = 0.0;
 +
 +            if (pd->nPMEnodes == -1)
 +            {
 +                sprintf(strbuf, "(%3d)", pd->guessPME);
 +            }
 +            else
 +            {
 +                sprintf(strbuf, "     ");
 +            }
 +
 +            /* Get the average run time of a setting */
 +            for (j = 0; j < nrepeats; j++)
 +            {
 +                pd->Gcycles_Av    += pd->Gcycles[j];
 +                pd->PME_f_load_Av += pd->PME_f_load[j];
 +            }
 +            pd->Gcycles_Av    /= nrepeats;
 +            pd->PME_f_load_Av /= nrepeats;
 +
 +            for (j = 0; j < nrepeats; j++)
 +            {
 +                if (pd->ns_per_day[j] > 0.0)
 +                {
 +                    pd->ns_per_day_Av += pd->ns_per_day[j];
 +                }
 +                else
 +                {
 +                    /* Somehow the performance number was not aquired for this run,
 +                     * therefor set the average to some negative value: */
 +                    pd->ns_per_day_Av = -1.0f*nrepeats;
 +                    break;
 +                }
 +            }
 +            pd->ns_per_day_Av /= nrepeats;
 +
 +            /* Nicer output: */
 +            if (pd->PME_f_load_Av > 0.0)
 +            {
 +                sprintf(str_PME_f_load, "%12.3f", pd->PME_f_load_Av);
 +            }
 +            else
 +            {
 +                sprintf(str_PME_f_load, "%s", "         -  ");
 +            }
 +
 +
 +            /* We assume we had a successful run if both averages are positive */
 +            if (pd->Gcycles_Av > 0.0 && pd->ns_per_day_Av > 0.0)
 +            {
 +                /* Output statistics if repeats were done */
 +                if (nrepeats > 1)
 +                {
 +                    /* Calculate the standard deviation */
 +                    s = 0.0;
 +                    for (j = 0; j < nrepeats; j++)
 +                    {
 +                        s += pow( pd->Gcycles[j] - pd->Gcycles_Av, 2 );
 +                    }
 +                    s /= (nrepeats - 1);
 +                    s  = sqrt(s);
 +
 +                    fprintf(fp, "%4d %3d %4d%s %12.3f %12.3f %12.3f %s",
 +                            line, k, pd->nPMEnodes, strbuf, pd->Gcycles_Av, s,
 +                            pd->ns_per_day_Av, str_PME_f_load);
 +                    if (nnodes > 1)
 +                    {
 +                        fprintf(fp, "  %3d %3d %3d", pd->nx, pd->ny, pd->nz);
 +                    }
 +                    fprintf(fp, "\n");
 +                }
 +                /* Store the index of the best run found so far in 'winner': */
 +                if ( (k_win == -1) || (pd->Gcycles_Av < perfdata[k_win][i_win].Gcycles_Av) )
 +                {
 +                    k_win    = k;
 +                    i_win    = i;
 +                    line_win = line;
 +                }
 +                line++;
 +            }
 +        }
 +    }
 +
 +    if (k_win == -1)
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "None of the runs was successful! Check %s for problems.", fn);
 +    }
 +
 +    sep_line(fp);
 +
 +    winPME = perfdata[k_win][i_win].nPMEnodes;
 +
 +    if (1 == ntests)
 +    {
 +        /* We stuck to a fixed number of PME-only nodes */
 +        sprintf(strbuf, "settings No. %d", k_win);
 +    }
 +    else
 +    {
 +        /* We have optimized the number of PME-only nodes */
 +        if (winPME == -1)
 +        {
 +            sprintf(strbuf, "%s", "the automatic number of PME nodes");
 +        }
 +        else
 +        {
 +            sprintf(strbuf, "%d PME nodes", winPME);
 +        }
 +    }
 +    fprintf(fp, "Best performance was achieved with %s", strbuf);
 +    if ((nrepeats > 1) && (ntests > 1))
 +    {
 +        fprintf(fp, " (see line %d)", line_win);
 +    }
 +    fprintf(fp, "\n");
 +
 +    /* Only mention settings if they were modified: */
 +    bRefinedCoul = !is_equal(info->rcoulomb[k_win], info->rcoulomb[0]);
 +    bRefinedVdW  = !is_equal(info->rvdw[k_win], info->rvdw[0]    );
 +    bRefinedGrid = !(info->nkx[k_win] == info->nkx[0] &&
 +                     info->nky[k_win] == info->nky[0] &&
 +                     info->nkz[k_win] == info->nkz[0]);
 +
 +    if (bRefinedCoul || bRefinedVdW || bRefinedGrid)
 +    {
 +        fprintf(fp, "Optimized PME settings:\n");
 +        bCanUseOrigTPR = FALSE;
 +    }
 +    else
 +    {
 +        bCanUseOrigTPR = TRUE;
 +    }
 +
 +    if (bRefinedCoul)
 +    {
 +        fprintf(fp, "   New Coulomb radius: %f nm (was %f nm)\n", info->rcoulomb[k_win], info->rcoulomb[0]);
 +    }
 +
 +    if (bRefinedVdW)
 +    {
 +        fprintf(fp, "   New Van der Waals radius: %f nm (was %f nm)\n", info->rvdw[k_win], info->rvdw[0]);
 +    }
 +
 +    if (bRefinedGrid)
 +    {
 +        fprintf(fp, "   New Fourier grid xyz: %d %d %d (was %d %d %d)\n", info->nkx[k_win], info->nky[k_win], info->nkz[k_win],
 +                info->nkx[0], info->nky[0], info->nkz[0]);
 +    }
 +
 +    if (bCanUseOrigTPR && ntprs > 1)
 +    {
 +        fprintf(fp, "and original PME settings.\n");
 +    }
 +
 +    fflush(fp);
 +
 +    /* Return the index of the mdp file that showed the highest performance
 +     * and the optimal number of PME nodes */
 +    *index_tpr    = k_win;
 +    *npme_optimal = winPME;
 +
 +    return bCanUseOrigTPR;
 +}
 +
 +
 +/* Get the commands we need to set up the runs from environment variables */
 +static void get_program_paths(gmx_bool bThreads, char *cmd_mpirun[], char *cmd_mdrun[])
 +{
 +    char      *cp;
 +    FILE      *fp;
 +    const char def_mpirun[]   = "mpirun";
 +    const char def_mdrun[]    = "mdrun";
 +
 +    const char empty_mpirun[] = "";
 +
 +    /* Get the commands we need to set up the runs from environment variables */
 +    if (!bThreads)
 +    {
 +        if ( (cp = getenv("MPIRUN")) != NULL)
 +        {
 +            *cmd_mpirun = strdup(cp);
 +        }
 +        else
 +        {
 +            *cmd_mpirun = strdup(def_mpirun);
 +        }
 +    }
 +    else
 +    {
 +        *cmd_mpirun = strdup(empty_mpirun);
 +    }
 +
 +    if ( (cp = getenv("MDRUN" )) != NULL)
 +    {
 +        *cmd_mdrun  = strdup(cp);
 +    }
 +    else
 +    {
 +        *cmd_mdrun  = strdup(def_mdrun);
 +    }
 +}
 +
 +/* Check that the commands will run mdrun (perhaps via mpirun) by
 + * running a very quick test simulation. Requires MPI environment to
 + * be available if applicable. */
 +static void check_mdrun_works(gmx_bool    bThreads,
 +                              const char *cmd_mpirun,
 +                              const char *cmd_np,
 +                              const char *cmd_mdrun)
 +{
 +    char      *command = NULL;
 +    char      *cp;
 +    char       line[STRLEN];
 +    FILE      *fp;
 +    const char filename[]     = "benchtest.log";
 +
 +    /* This string should always be identical to the one in copyrite.c,
 +     * gmx_print_version_info() in the defined(GMX_MPI) section */
 +    const char match_mpi[]    = "MPI library:        MPI";
 +    const char match_mdrun[]  = "Program: ";
 +    gmx_bool   bMdrun         = FALSE;
 +    gmx_bool   bMPI           = FALSE;
 +
 +    /* Run a small test to see whether mpirun + mdrun work  */
 +    fprintf(stdout, "Making sure that mdrun can be executed. ");
 +    if (bThreads)
 +    {
 +        snew(command, strlen(cmd_mdrun) + strlen(cmd_np) + strlen(filename) + 50);
 +        sprintf(command, "%s%s-version -maxh 0.001 1> %s 2>&1", cmd_mdrun, cmd_np, filename);
 +    }
 +    else
 +    {
 +        snew(command, strlen(cmd_mpirun) + strlen(cmd_np) + strlen(cmd_mdrun) + strlen(filename) + 50);
 +        sprintf(command, "%s%s%s -version -maxh 0.001 1> %s 2>&1", cmd_mpirun, cmd_np, cmd_mdrun, filename);
 +    }
 +    fprintf(stdout, "Trying '%s' ... ", command);
 +    make_backup(filename);
 +    gmx_system_call(command);
 +
 +    /* Check if we find the characteristic string in the output: */
 +    if (!gmx_fexist(filename))
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "Output from test run could not be found.");
 +    }
 +
 +    fp = fopen(filename, "r");
 +    /* We need to scan the whole output file, since sometimes the queuing system
 +     * also writes stuff to stdout/err */
 +    while (!feof(fp) )
 +    {
 +        cp = fgets(line, STRLEN, fp);
 +        if (cp != NULL)
 +        {
 +            if (str_starts(line, match_mdrun) )
 +            {
 +                bMdrun = TRUE;
 +            }
 +            if (str_starts(line, match_mpi) )
 +            {
 +                bMPI = TRUE;
 +            }
 +        }
 +    }
 +    fclose(fp);
 +
 +    if (bThreads)
 +    {
 +        if (bMPI)
 +        {
 +            gmx_fatal(FARGS, "Need a threaded version of mdrun. This one\n"
 +                      "(%s)\n"
 +                      "seems to have been compiled with MPI instead.",
 +                      *cmd_mdrun);
 +        }
 +    }
 +    else
 +    {
 +        if (bMdrun && !bMPI)
 +        {
 +            gmx_fatal(FARGS, "Need an MPI-enabled version of mdrun. This one\n"
 +                      "(%s)\n"
 +                      "seems to have been compiled without MPI support.",
 +                      *cmd_mdrun);
 +        }
 +    }
 +
 +    if (!bMdrun)
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "Cannot execute mdrun. Please check %s for problems!",
 +                  filename);
 +    }
 +
 +    fprintf(stdout, "passed.\n");
 +
 +    /* Clean up ... */
 +    remove(filename);
 +    sfree(command);
 +}
 +
 +
 +static void launch_simulation(
 +        gmx_bool    bLaunch,        /* Should the simulation be launched? */
 +        FILE       *fp,             /* General log file */
 +        gmx_bool    bThreads,       /* whether to use threads */
 +        char       *cmd_mpirun,     /* Command for mpirun */
 +        char       *cmd_np,         /* Switch for -np or -ntmpi or empty */
 +        char       *cmd_mdrun,      /* Command for mdrun */
 +        char       *args_for_mdrun, /* Arguments for mdrun */
 +        const char *simulation_tpr, /* This tpr will be simulated */
 +        int         nPMEnodes)      /* Number of PME nodes to use */
 +{
 +    char  *command;
 +
 +
 +    /* Make enough space for the system call command,
 +     * (100 extra chars for -npme ... etc. options should suffice): */
 +    snew(command, strlen(cmd_mpirun)+strlen(cmd_mdrun)+strlen(cmd_np)+strlen(args_for_mdrun)+strlen(simulation_tpr)+100);
 +
 +    /* Note that the -passall options requires args_for_mdrun to be at the end
 +     * of the command line string */
 +    if (bThreads)
 +    {
 +        sprintf(command, "%s%s-npme %d -s %s %s",
 +                cmd_mdrun, cmd_np, nPMEnodes, simulation_tpr, args_for_mdrun);
 +    }
 +    else
 +    {
 +        sprintf(command, "%s%s%s -npme %d -s %s %s",
 +                cmd_mpirun, cmd_np, cmd_mdrun, nPMEnodes, simulation_tpr, args_for_mdrun);
 +    }
 +
 +    fprintf(fp, "%s this command line to launch the simulation:\n\n%s", bLaunch ? "Using" : "Please use", command);
 +    sep_line(fp);
 +    fflush(fp);
 +
 +    /* Now the real thing! */
 +    if (bLaunch)
 +    {
 +        fprintf(stdout, "\nLaunching simulation with best parameters now.\nExecuting '%s'", command);
 +        sep_line(stdout);
 +        fflush(stdout);
 +        gmx_system_call(command);
 +    }
 +}
 +
 +
 +static void modify_PMEsettings(
 +        gmx_int64_t     simsteps,    /* Set this value as number of time steps */
 +        gmx_int64_t     init_step,   /* Set this value as init_step */
 +        const char     *fn_best_tpr, /* tpr file with the best performance */
 +        const char     *fn_sim_tpr)  /* name of tpr file to be launched */
 +{
 +    t_inputrec   *ir;
 +    t_state       state;
 +    gmx_mtop_t    mtop;
 +    char          buf[200];
 +
 +    snew(ir, 1);
 +    read_tpx_state(fn_best_tpr, ir, &state, NULL, &mtop);
 +
 +    /* Reset nsteps and init_step to the value of the input .tpr file */
 +    ir->nsteps    = simsteps;
 +    ir->init_step = init_step;
 +
 +    /* Write the tpr file which will be launched */
 +    sprintf(buf, "Writing optimized simulation file %s with nsteps=%s.\n", fn_sim_tpr, "%"GMX_PRId64);
 +    fprintf(stdout, buf, ir->nsteps);
 +    fflush(stdout);
 +    write_tpx_state(fn_sim_tpr, ir, &state, &mtop);
 +
 +    sfree(ir);
 +}
 +
 +
 +#define EPME_SWITCHED(e) ((e) == eelPMESWITCH || (e) == eelPMEUSERSWITCH)
 +
 +/* Make additional TPR files with more computational load for the
 + * direct space processors: */
 +static void make_benchmark_tprs(
 +        const char     *fn_sim_tpr,      /* READ : User-provided tpr file                 */
 +        char           *fn_bench_tprs[], /* WRITE: Names of benchmark tpr files           */
 +        gmx_int64_t     benchsteps,      /* Number of time steps for benchmark runs       */
 +        gmx_int64_t     statesteps,      /* Step counter in checkpoint file               */
 +        real            rmin,            /* Minimal Coulomb radius                        */
 +        real            rmax,            /* Maximal Coulomb radius                        */
 +        real            bScaleRvdw,      /* Scale rvdw along with rcoulomb                */
 +        int            *ntprs,           /* No. of TPRs to write, each with a different
 +                                            rcoulomb and fourierspacing                   */
 +        t_inputinfo    *info,            /* Contains information about mdp file options   */
 +        FILE           *fp)              /* Write the output here                         */
 +{
 +    int           i, j, d;
 +    t_inputrec   *ir;
 +    t_state       state;
 +    gmx_mtop_t    mtop;
 +    real          nlist_buffer;     /* Thickness of the buffer regions for PME-switch potentials */
 +    char          buf[200];
 +    rvec          box_size;
 +    gmx_bool      bNote = FALSE;
 +    real          add;              /* Add this to rcoul for the next test    */
 +    real          fac = 1.0;        /* Scaling factor for Coulomb radius      */
 +    real          fourierspacing;   /* Basic fourierspacing from tpr          */
 +
 +
 +    sprintf(buf, "Making benchmark tpr file%s with %s time step%s",
 +            *ntprs > 1 ? "s" : "", "%"GMX_PRId64, benchsteps > 1 ? "s" : "");
 +    fprintf(stdout, buf, benchsteps);
 +    if (statesteps > 0)
 +    {
 +        sprintf(buf, " (adding %s steps from checkpoint file)", "%"GMX_PRId64);
 +        fprintf(stdout, buf, statesteps);
 +        benchsteps += statesteps;
 +    }
 +    fprintf(stdout, ".\n");
 +
 +
 +    snew(ir, 1);
 +    read_tpx_state(fn_sim_tpr, ir, &state, NULL, &mtop);
 +
 +    /* Check if some kind of PME was chosen */
 +    if (EEL_PME(ir->coulombtype) == FALSE)
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "Can only do optimizations for simulations with %s electrostatics.",
 +                  EELTYPE(eelPME));
 +    }
 +
 +    /* Check if rcoulomb == rlist, which is necessary for plain PME. */
 +    if (  (ir->cutoff_scheme != ecutsVERLET) &&
 +          (eelPME == ir->coulombtype) && !(ir->rcoulomb == ir->rlist))
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "%s requires rcoulomb (%f) to be equal to rlist (%f).",
 +                  EELTYPE(eelPME), ir->rcoulomb, ir->rlist);
 +    }
 +    /* For other PME types, rcoulomb is allowed to be smaller than rlist */
 +    else if (ir->rcoulomb > ir->rlist)
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "%s requires rcoulomb (%f) to be equal to or smaller than rlist (%f)",
 +                  EELTYPE(ir->coulombtype), ir->rcoulomb, ir->rlist);
 +    }
 +
 +    if (bScaleRvdw && ir->rvdw != ir->rcoulomb)
 +    {
 +        fprintf(stdout, "NOTE: input rvdw != rcoulomb, will not scale rvdw\n");
 +        bScaleRvdw = FALSE;
 +    }
 +
 +    /* Reduce the number of steps for the benchmarks */
 +    info->orig_sim_steps = ir->nsteps;
 +    ir->nsteps           = benchsteps;
 +    /* We must not use init_step from the input tpr file for the benchmarks */
 +    info->orig_init_step = ir->init_step;
 +    ir->init_step        = 0;
 +
 +    /* For PME-switch potentials, keep the radial distance of the buffer region */
 +    nlist_buffer   = ir->rlist - ir->rcoulomb;
 +
 +    /* Determine length of triclinic box vectors */
 +    for (d = 0; d < DIM; d++)
 +    {
 +        box_size[d] = 0;
 +        for (i = 0; i < DIM; i++)
 +        {
 +            box_size[d] += state.box[d][i]*state.box[d][i];
 +        }
 +        box_size[d] = sqrt(box_size[d]);
 +    }
 +
 +    if (ir->fourier_spacing > 0)
 +    {
 +        info->fsx[0] = ir->fourier_spacing;
 +        info->fsy[0] = ir->fourier_spacing;
 +        info->fsz[0] = ir->fourier_spacing;
 +    }
 +    else
 +    {
 +        /* Reconstruct fourierspacing per dimension from the number of grid points and box size */
 +        info->fsx[0] = box_size[XX]/ir->nkx;
 +        info->fsy[0] = box_size[YY]/ir->nky;
 +        info->fsz[0] = box_size[ZZ]/ir->nkz;
 +    }
 +
 +    /* If no value for the fourierspacing was provided on the command line, we
 +     * use the reconstruction from the tpr file */
 +    if (ir->fourier_spacing > 0)
 +    {
 +        /* Use the spacing from the tpr */
 +        fourierspacing = ir->fourier_spacing;
 +    }
 +    else
 +    {
 +        /* Use the maximum observed spacing */
 +        fourierspacing = max(max(info->fsx[0], info->fsy[0]), info->fsz[0]);
 +    }
 +
 +    fprintf(stdout, "Calculating PME grid points on the basis of a fourierspacing of %f nm\n", fourierspacing);
 +
 +    /* For performance comparisons the number of particles is useful to have */
 +    fprintf(fp, "   Number of particles  : %d\n", mtop.natoms);
 +
 +    /* Print information about settings of which some are potentially modified: */
 +    fprintf(fp, "   Coulomb type         : %s\n", EELTYPE(ir->coulombtype));
 +    fprintf(fp, "   Grid spacing x y z   : %f %f %f\n",
 +            box_size[XX]/ir->nkx, box_size[YY]/ir->nky, box_size[ZZ]/ir->nkz);
 +    fprintf(fp, "   Van der Waals type   : %s\n", EVDWTYPE(ir->vdwtype));
 +    if (ir_vdw_switched(ir))
 +    {
 +        fprintf(fp, "   rvdw_switch          : %f nm\n", ir->rvdw_switch);
 +    }
 +    if (EPME_SWITCHED(ir->coulombtype))
 +    {
 +        fprintf(fp, "   rlist                : %f nm\n", ir->rlist);
 +    }
 +    if (ir->rlistlong != max_cutoff(ir->rvdw, ir->rcoulomb))
 +    {
 +        fprintf(fp, "   rlistlong            : %f nm\n", ir->rlistlong);
 +    }
 +
 +    /* Print a descriptive line about the tpr settings tested */
 +    fprintf(fp, "\nWill try these real/reciprocal workload settings:\n");
 +    fprintf(fp, " No.   scaling  rcoulomb");
 +    fprintf(fp, "  nkx  nky  nkz");
 +    fprintf(fp, "   spacing");
 +    if (evdwCUT == ir->vdwtype)
 +    {
 +        fprintf(fp, "      rvdw");
 +    }
 +    if (EPME_SWITCHED(ir->coulombtype))
 +    {
 +        fprintf(fp, "     rlist");
 +    }
 +    if (ir->rlistlong != max_cutoff(ir->rlist, max_cutoff(ir->rvdw, ir->rcoulomb)) )
 +    {
 +        fprintf(fp, " rlistlong");
 +    }
 +    fprintf(fp, "  tpr file\n");
 +
 +    /* Loop to create the requested number of tpr input files */
 +    for (j = 0; j < *ntprs; j++)
 +    {
 +        /* The first .tpr is the provided one, just need to modify nsteps,
 +         * so skip the following block */
 +        if (j != 0)
 +        {
 +            /* Determine which Coulomb radii rc to use in the benchmarks */
 +            add = (rmax-rmin)/(*ntprs-1);
 +            if (is_equal(rmin, info->rcoulomb[0]))
 +            {
 +                ir->rcoulomb = rmin + j*add;
 +            }
 +            else if (is_equal(rmax, info->rcoulomb[0]))
 +            {
 +                ir->rcoulomb = rmin + (j-1)*add;
 +            }
 +            else
 +            {
 +                /* rmin != rcoul != rmax, ergo test between rmin and rmax */
 +                add          = (rmax-rmin)/(*ntprs-2);
 +                ir->rcoulomb = rmin + (j-1)*add;
 +            }
 +
 +            /* Determine the scaling factor fac */
 +            fac = ir->rcoulomb/info->rcoulomb[0];
 +
 +            /* Scale the Fourier grid spacing */
 +            ir->nkx = ir->nky = ir->nkz = 0;
 +            calc_grid(NULL, state.box, fourierspacing*fac, &ir->nkx, &ir->nky, &ir->nkz);
 +
-                 /* For vdw cutoff, rvdw >= rlist */
-                 ir->rvdw = max(info->rvdw[0], ir->rlist);
++            /* Adjust other radii since various conditions need to be fulfilled */
 +            if (eelPME == ir->coulombtype)
 +            {
 +                /* plain PME, rcoulomb must be equal to rlist */
 +                ir->rlist = ir->rcoulomb;
 +            }
 +            else
 +            {
 +                /* rlist must be >= rcoulomb, we keep the size of the buffer region */
 +                ir->rlist = ir->rcoulomb + nlist_buffer;
 +            }
 +
 +            if (bScaleRvdw && evdwCUT == ir->vdwtype)
 +            {
++                if (ecutsVERLET == ir->cutoff_scheme)
++                {
++                    /* With Verlet, the van der Waals radius must always equal the Coulomb radius */
++                    ir->rvdw = ir->rcoulomb;
++                }
++                else
++                {
++                    /* For vdw cutoff, rvdw >= rlist */
++                    ir->rvdw = max(info->rvdw[0], ir->rlist);
++                }
 +            }
 +
 +            ir->rlistlong = max_cutoff(ir->rlist, max_cutoff(ir->rvdw, ir->rcoulomb));
 +
 +        } /* end of "if (j != 0)" */
 +
 +        /* for j==0: Save the original settings
 +         * for j >0: Save modified radii and Fourier grids */
 +        info->rcoulomb[j]  = ir->rcoulomb;
 +        info->rvdw[j]      = ir->rvdw;
 +        info->nkx[j]       = ir->nkx;
 +        info->nky[j]       = ir->nky;
 +        info->nkz[j]       = ir->nkz;
 +        info->rlist[j]     = ir->rlist;
 +        info->rlistlong[j] = ir->rlistlong;
 +        info->fsx[j]       = fac*fourierspacing;
 +        info->fsy[j]       = fac*fourierspacing;
 +        info->fsz[j]       = fac*fourierspacing;
 +
 +        /* Write the benchmark tpr file */
 +        strncpy(fn_bench_tprs[j], fn_sim_tpr, strlen(fn_sim_tpr)-strlen(".tpr"));
 +        sprintf(buf, "_bench%.2d.tpr", j);
 +        strcat(fn_bench_tprs[j], buf);
 +        fprintf(stdout, "Writing benchmark tpr %s with nsteps=", fn_bench_tprs[j]);
 +        fprintf(stdout, "%"GMX_PRId64, ir->nsteps);
 +        if (j > 0)
 +        {
 +            fprintf(stdout, ", scaling factor %f\n", fac);
 +        }
 +        else
 +        {
 +            fprintf(stdout, ", unmodified settings\n");
 +        }
 +
 +        write_tpx_state(fn_bench_tprs[j], ir, &state, &mtop);
 +
 +        /* Write information about modified tpr settings to log file */
 +        fprintf(fp, "%4d%10f%10f", j, fac, ir->rcoulomb);
 +        fprintf(fp, "%5d%5d%5d", ir->nkx, ir->nky, ir->nkz);
 +        fprintf(fp, " %9f ", info->fsx[j]);
 +        if (evdwCUT == ir->vdwtype)
 +        {
 +            fprintf(fp, "%10f", ir->rvdw);
 +        }
 +        if (EPME_SWITCHED(ir->coulombtype))
 +        {
 +            fprintf(fp, "%10f", ir->rlist);
 +        }
 +        if (info->rlistlong[0] != max_cutoff(info->rlist[0], max_cutoff(info->rvdw[0], info->rcoulomb[0])) )
 +        {
 +            fprintf(fp, "%10f", ir->rlistlong);
 +        }
 +        fprintf(fp, "  %-14s\n", fn_bench_tprs[j]);
 +
 +        /* Make it clear to the user that some additional settings were modified */
 +        if (!is_equal(ir->rvdw, info->rvdw[0])
 +            || !is_equal(ir->rlistlong, info->rlistlong[0]) )
 +        {
 +            bNote = TRUE;
 +        }
 +    }
 +    if (bNote)
 +    {
 +        fprintf(fp, "\nNote that in addition to the Coulomb radius and the Fourier grid\n"
 +                "other input settings were also changed (see table above).\n"
 +                "Please check if the modified settings are appropriate.\n");
 +    }
 +    fflush(stdout);
 +    fflush(fp);
 +    sfree(ir);
 +}
 +
 +
 +/* Rename the files we want to keep to some meaningful filename and
 + * delete the rest */
 +static void cleanup(const t_filenm *fnm, int nfile, int k, int nnodes,
 +                    int nPMEnodes, int nr, gmx_bool bKeepStderr)
 +{
 +    char        numstring[STRLEN];
 +    char        newfilename[STRLEN];
 +    const char *fn = NULL;
 +    int         i;
 +    const char *opt;
 +
 +
 +    fprintf(stdout, "Cleaning up, deleting benchmark temp files ...\n");
 +
 +    for (i = 0; i < nfile; i++)
 +    {
 +        opt = (char *)fnm[i].opt;
 +        if (strcmp(opt, "-p") == 0)
 +        {
 +            /* do nothing; keep this file */
 +            ;
 +        }
 +        else if (strcmp(opt, "-bg") == 0)
 +        {
 +            /* Give the log file a nice name so one can later see which parameters were used */
 +            numstring[0] = '\0';
 +            if (nr > 0)
 +            {
 +                sprintf(numstring, "_%d", nr);
 +            }
 +            sprintf(newfilename, "%s_no%d_np%d_npme%d%s", opt2fn("-bg", nfile, fnm), k, nnodes, nPMEnodes, numstring);
 +            if (gmx_fexist(opt2fn("-bg", nfile, fnm)))
 +            {
 +                fprintf(stdout, "renaming log file to %s\n", newfilename);
 +                make_backup(newfilename);
 +                rename(opt2fn("-bg", nfile, fnm), newfilename);
 +            }
 +        }
 +        else if (strcmp(opt, "-err") == 0)
 +        {
 +            /* This file contains the output of stderr. We want to keep it in
 +             * cases where there have been problems. */
 +            fn           = opt2fn(opt, nfile, fnm);
 +            numstring[0] = '\0';
 +            if (nr > 0)
 +            {
 +                sprintf(numstring, "_%d", nr);
 +            }
 +            sprintf(newfilename, "%s_no%d_np%d_npme%d%s", fn, k, nnodes, nPMEnodes, numstring);
 +            if (gmx_fexist(fn))
 +            {
 +                if (bKeepStderr)
 +                {
 +                    fprintf(stdout, "Saving stderr output in %s\n", newfilename);
 +                    make_backup(newfilename);
 +                    rename(fn, newfilename);
 +                }
 +                else
 +                {
 +                    fprintf(stdout, "Deleting %s\n", fn);
 +                    remove(fn);
 +                }
 +            }
 +        }
 +        /* Delete the files which are created for each benchmark run: (options -b*) */
 +        else if ( (0 == strncmp(opt, "-b", 2)) && (opt2bSet(opt, nfile, fnm) || !is_optional(&fnm[i])) )
 +        {
 +            fn = opt2fn(opt, nfile, fnm);
 +            if (gmx_fexist(fn))
 +            {
 +                fprintf(stdout, "Deleting %s\n", fn);
 +                remove(fn);
 +            }
 +        }
 +    }
 +}
 +
 +
 +/* Returns the largest common factor of n1 and n2 */
 +static int largest_common_factor(int n1, int n2)
 +{
 +    int factor, nmax;
 +
 +    nmax = min(n1, n2);
 +    for (factor = nmax; factor > 0; factor--)
 +    {
 +        if (0 == (n1 % factor) && 0 == (n2 % factor) )
 +        {
 +            return(factor);
 +        }
 +    }
 +    return 0; /* one for the compiler */
 +}
 +
 +enum {
 +    eNpmeAuto, eNpmeAll, eNpmeReduced, eNpmeSubset, eNpmeNr
 +};
 +
 +/* Create a list of numbers of PME nodes to test */
 +static void make_npme_list(
 +        const char *npmevalues_opt, /* Make a complete list with all
 +                                     * possibilities or a short list that keeps only
 +                                     * reasonable numbers of PME nodes                  */
 +        int        *nentries,       /* Number of entries we put in the nPMEnodes list   */
 +        int        *nPMEnodes[],    /* Each entry contains the value for -npme          */
 +        int         nnodes,         /* Total number of nodes to do the tests on         */
 +        int         minPMEnodes,    /* Minimum number of PME nodes                      */
 +        int         maxPMEnodes)    /* Maximum number of PME nodes                      */
 +{
 +    int i, npme, npp;
 +    int min_factor = 1;   /* We request that npp and npme have this minimal
 +                           * largest common factor (depends on npp)           */
 +    int nlistmax;         /* Max. list size                                   */
 +    int nlist;            /* Actual number of entries in list                 */
 +    int eNPME = 0;
 +
 +
 +    /* Do we need to check all possible values for -npme or is a reduced list enough? */
 +    if (0 == strcmp(npmevalues_opt, "all") )
 +    {
 +        eNPME = eNpmeAll;
 +    }
 +    else if (0 == strcmp(npmevalues_opt, "subset") )
 +    {
 +        eNPME = eNpmeSubset;
 +    }
 +    else /* "auto" or "range" */
 +    {
 +        if (nnodes <= 64)
 +        {
 +            eNPME = eNpmeAll;
 +        }
 +        else if (nnodes < 128)
 +        {
 +            eNPME = eNpmeReduced;
 +        }
 +        else
 +        {
 +            eNPME = eNpmeSubset;
 +        }
 +    }
 +
 +    /* Calculate how many entries we could possibly have (in case of -npme all) */
 +    if (nnodes > 2)
 +    {
 +        nlistmax = maxPMEnodes - minPMEnodes + 3;
 +        if (0 == minPMEnodes)
 +        {
 +            nlistmax--;
 +        }
 +    }
 +    else
 +    {
 +        nlistmax = 1;
 +    }
 +
 +    /* Now make the actual list which is at most of size nlist */
 +    snew(*nPMEnodes, nlistmax);
 +    nlist = 0; /* start counting again, now the real entries in the list */
 +    for (i = 0; i < nlistmax - 2; i++)
 +    {
 +        npme = maxPMEnodes - i;
 +        npp  = nnodes-npme;
 +        switch (eNPME)
 +        {
 +            case eNpmeAll:
 +                min_factor = 1;
 +                break;
 +            case eNpmeReduced:
 +                min_factor = 2;
 +                break;
 +            case eNpmeSubset:
 +                /* For 2d PME we want a common largest factor of at least the cube
 +                 * root of the number of PP nodes */
 +                min_factor = (int) pow(npp, 1.0/3.0);
 +                break;
 +            default:
 +                gmx_fatal(FARGS, "Unknown option for eNPME in make_npme_list");
 +                break;
 +        }
 +        if (largest_common_factor(npp, npme) >= min_factor)
 +        {
 +            (*nPMEnodes)[nlist] = npme;
 +            nlist++;
 +        }
 +    }
 +    /* We always test 0 PME nodes and the automatic number */
 +    *nentries             = nlist + 2;
 +    (*nPMEnodes)[nlist  ] =  0;
 +    (*nPMEnodes)[nlist+1] = -1;
 +
 +    fprintf(stderr, "Will try the following %d different values for -npme:\n", *nentries);
 +    for (i = 0; i < *nentries-1; i++)
 +    {
 +        fprintf(stderr, "%d, ", (*nPMEnodes)[i]);
 +    }
 +    fprintf(stderr, "and %d (auto).\n", (*nPMEnodes)[*nentries-1]);
 +}
 +
 +
 +/* Allocate memory to store the performance data */
 +static void init_perfdata(t_perf *perfdata[], int ntprs, int datasets, int repeats)
 +{
 +    int i, j, k;
 +
 +
 +    for (k = 0; k < ntprs; k++)
 +    {
 +        snew(perfdata[k], datasets);
 +        for (i = 0; i < datasets; i++)
 +        {
 +            for (j = 0; j < repeats; j++)
 +            {
 +                snew(perfdata[k][i].Gcycles, repeats);
 +                snew(perfdata[k][i].ns_per_day, repeats);
 +                snew(perfdata[k][i].PME_f_load, repeats);
 +            }
 +        }
 +    }
 +}
 +
 +
 +/* Check for errors on mdrun -h */
 +static void make_sure_it_runs(char *mdrun_cmd_line, int length, FILE *fp)
 +{
 +    char *command, *msg;
 +    int   ret;
 +
 +
 +    snew(command, length +  15);
 +    snew(msg, length + 500);
 +
 +    fprintf(stdout, "Making sure the benchmarks can be executed ...\n");
 +    /* FIXME: mdrun -h no longer actually does anything useful.
 +     * It unconditionally prints the help, ignoring all other options. */
 +    sprintf(command, "%s-h -quiet", mdrun_cmd_line);
 +    ret = gmx_system_call(command);
 +
 +    if (0 != ret)
 +    {
 +        /* To prevent confusion, do not again issue a gmx_fatal here since we already
 +         * get the error message from mdrun itself */
 +        sprintf(msg,    "Cannot run the benchmark simulations! Please check the error message of\n"
 +                "mdrun for the source of the problem. Did you provide a command line\n"
 +                "argument that neither g_tune_pme nor mdrun understands? Offending command:\n"
 +                "\n%s\n\n", command);
 +
 +        fprintf(stderr, "%s", msg);
 +        sep_line(fp);
 +        fprintf(fp, "%s", msg);
 +
 +        exit(ret);
 +    }
 +
 +    sfree(command);
 +    sfree(msg    );
 +}
 +
 +
 +static void do_the_tests(
 +        FILE           *fp,             /* General g_tune_pme output file         */
 +        char          **tpr_names,      /* Filenames of the input files to test   */
 +        int             maxPMEnodes,    /* Max fraction of nodes to use for PME   */
 +        int             minPMEnodes,    /* Min fraction of nodes to use for PME   */
 +        int             npme_fixed,     /* If >= -1, test fixed number of PME
 +                                         * nodes only                             */
 +        const char     *npmevalues_opt, /* Which -npme values should be tested    */
 +        t_perf        **perfdata,       /* Here the performace data is stored     */
 +        int            *pmeentries,     /* Entries in the nPMEnodes list          */
 +        int             repeats,        /* Repeat each test this often            */
 +        int             nnodes,         /* Total number of nodes = nPP + nPME     */
 +        int             nr_tprs,        /* Total number of tpr files to test      */
 +        gmx_bool        bThreads,       /* Threads or MPI?                        */
 +        char           *cmd_mpirun,     /* mpirun command string                  */
 +        char           *cmd_np,         /* "-np", "-n", whatever mpirun needs     */
 +        char           *cmd_mdrun,      /* mdrun command string                   */
 +        char           *cmd_args_bench, /* arguments for mdrun in a string        */
 +        const t_filenm *fnm,            /* List of filenames from command line    */
 +        int             nfile,          /* Number of files specified on the cmdl. */
 +        int             presteps,       /* DLB equilibration steps, is checked    */
 +        gmx_int64_t     cpt_steps)      /* Time step counter in the checkpoint    */
 +{
 +    int      i, nr, k, ret, count = 0, totaltests;
 +    int     *nPMEnodes = NULL;
 +    t_perf  *pd        = NULL;
 +    int      cmdline_length;
 +    char    *command, *cmd_stub;
 +    char     buf[STRLEN];
 +    gmx_bool bResetProblem = FALSE;
 +    gmx_bool bFirst        = TRUE;
 +
 +
 +    /* This string array corresponds to the eParselog enum type at the start
 +     * of this file */
 +    const char* ParseLog[] = {
 +        "OK.",
 +        "Logfile not found!",
 +        "No timings, logfile truncated?",
 +        "Run was terminated.",
 +        "Counters were not reset properly.",
 +        "No DD grid found for these settings.",
 +        "TPX version conflict!",
 +        "mdrun was not started in parallel!",
 +        "Number of PP nodes has a prime factor that is too large.",
 +        "An error occured."
 +    };
 +    char        str_PME_f_load[13];
 +
 +
 +    /* Allocate space for the mdrun command line. 100 extra characters should
 +       be more than enough for the -npme etcetera arguments */
 +    cmdline_length =  strlen(cmd_mpirun)
 +        + strlen(cmd_np)
 +        + strlen(cmd_mdrun)
 +        + strlen(cmd_args_bench)
 +        + strlen(tpr_names[0]) + 100;
 +    snew(command, cmdline_length);
 +    snew(cmd_stub, cmdline_length);
 +
 +    /* Construct the part of the command line that stays the same for all tests: */
 +    if (bThreads)
 +    {
 +        sprintf(cmd_stub, "%s%s", cmd_mdrun, cmd_np);
 +    }
 +    else
 +    {
 +        sprintf(cmd_stub, "%s%s%s ", cmd_mpirun, cmd_np, cmd_mdrun);
 +    }
 +
 +    /* Create a list of numbers of PME nodes to test */
 +    if (npme_fixed < -1)
 +    {
 +        make_npme_list(npmevalues_opt, pmeentries, &nPMEnodes,
 +                       nnodes, minPMEnodes, maxPMEnodes);
 +    }
 +    else
 +    {
 +        *pmeentries  = 1;
 +        snew(nPMEnodes, 1);
 +        nPMEnodes[0] = npme_fixed;
 +        fprintf(stderr, "Will use a fixed number of %d PME-only nodes.\n", nPMEnodes[0]);
 +    }
 +
 +    if (0 == repeats)
 +    {
 +        fprintf(fp, "\nNo benchmarks done since number of repeats (-r) is 0.\n");
 +        gmx_ffclose(fp);
 +        finalize(opt2fn("-p", nfile, fnm));
 +        exit(0);
 +    }
 +
 +    /* Allocate one dataset for each tpr input file: */
 +    init_perfdata(perfdata, nr_tprs, *pmeentries, repeats);
 +
 +    /*****************************************/
 +    /* Main loop over all tpr files to test: */
 +    /*****************************************/
 +    totaltests = nr_tprs*(*pmeentries)*repeats;
 +    for (k = 0; k < nr_tprs; k++)
 +    {
 +        fprintf(fp, "\nIndividual timings for input file %d (%s):\n", k, tpr_names[k]);
 +        fprintf(fp, "PME nodes      Gcycles       ns/day        PME/f    Remark\n");
 +        /* Loop over various numbers of PME nodes: */
 +        for (i = 0; i < *pmeentries; i++)
 +        {
 +            pd = &perfdata[k][i];
 +
 +            /* Loop over the repeats for each scenario: */
 +            for (nr = 0; nr < repeats; nr++)
 +            {
 +                pd->nPMEnodes = nPMEnodes[i];
 +
 +                /* Add -npme and -s to the command line and save it. Note that
 +                 * the -passall (if set) options requires cmd_args_bench to be
 +                 * at the end of the command line string */
 +                snew(pd->mdrun_cmd_line, cmdline_length);
 +                sprintf(pd->mdrun_cmd_line, "%s-npme %d -s %s %s",
 +                        cmd_stub, pd->nPMEnodes, tpr_names[k], cmd_args_bench);
 +
 +                /* To prevent that all benchmarks fail due to a show-stopper argument
 +                 * on the mdrun command line, we make a quick check with mdrun -h first */
 +                if (bFirst)
 +                {
 +                    make_sure_it_runs(pd->mdrun_cmd_line, cmdline_length, fp);
 +                }
 +                bFirst = FALSE;
 +
 +                /* Do a benchmark simulation: */
 +                if (repeats > 1)
 +                {
 +                    sprintf(buf, ", pass %d/%d", nr+1, repeats);
 +                }
 +                else
 +                {
 +                    buf[0] = '\0';
 +                }
 +                fprintf(stdout, "\n=== Progress %2.0f%%, tpr %d/%d, run %d/%d%s:\n",
 +                        (100.0*count)/totaltests,
 +                        k+1, nr_tprs, i+1, *pmeentries, buf);
 +                make_backup(opt2fn("-err", nfile, fnm));
 +                sprintf(command, "%s 1> /dev/null 2>%s", pd->mdrun_cmd_line, opt2fn("-err", nfile, fnm));
 +                fprintf(stdout, "%s\n", pd->mdrun_cmd_line);
 +                gmx_system_call(command);
 +
 +                /* Collect the performance data from the log file; also check stderr
 +                 * for fatal errors */
 +                ret = parse_logfile(opt2fn("-bg", nfile, fnm), opt2fn("-err", nfile, fnm),
 +                                    pd, nr, presteps, cpt_steps, nnodes);
 +                if ((presteps > 0) && (ret == eParselogResetProblem))
 +                {
 +                    bResetProblem = TRUE;
 +                }
 +
 +                if (-1 == pd->nPMEnodes)
 +                {
 +                    sprintf(buf, "(%3d)", pd->guessPME);
 +                }
 +                else
 +                {
 +                    sprintf(buf, "     ");
 +                }
 +
 +                /* Nicer output */
 +                if (pd->PME_f_load[nr] > 0.0)
 +                {
 +                    sprintf(str_PME_f_load, "%12.3f", pd->PME_f_load[nr]);
 +                }
 +                else
 +                {
 +                    sprintf(str_PME_f_load, "%s", "         -  ");
 +                }
 +
 +                /* Write the data we got to disk */
 +                fprintf(fp, "%4d%s %12.3f %12.3f %s    %s", pd->nPMEnodes,
 +                        buf, pd->Gcycles[nr], pd->ns_per_day[nr], str_PME_f_load, ParseLog[ret]);
 +                if (!(ret == eParselogOK || ret == eParselogNoDDGrid || ret == eParselogNotFound) )
 +                {
 +                    fprintf(fp, " Check %s file for problems.", ret == eParselogFatal ? "err" : "log");
 +                }
 +                fprintf(fp, "\n");
 +                fflush(fp);
 +                count++;
 +
 +                /* Do some cleaning up and delete the files we do not need any more */
 +                cleanup(fnm, nfile, k, nnodes, pd->nPMEnodes, nr, ret == eParselogFatal);
 +
 +                /* If the first run with this number of processors already failed, do not try again: */
 +                if (pd->Gcycles[0] <= 0.0 && repeats > 1)
 +                {
 +                    fprintf(stdout, "Skipping remaining passes of unsuccessful setting, see log file for details.\n");
 +                    count += repeats-(nr+1);
 +                    break;
 +                }
 +            } /* end of repeats loop */
 +        }     /* end of -npme loop */
 +    }         /* end of tpr file loop */
 +
 +    if (bResetProblem)
 +    {
 +        sep_line(fp);
 +        fprintf(fp, "WARNING: The cycle and time step counters could not be reset properly. ");
 +        sep_line(fp);
 +    }
 +    sfree(command);
 +    sfree(cmd_stub);
 +}
 +
 +
 +static void check_input(
 +        int             nnodes,
 +        int             repeats,
 +        int            *ntprs,
 +        real           *rmin,
 +        real            rcoulomb,
 +        real           *rmax,
 +        real            maxPMEfraction,
 +        real            minPMEfraction,
 +        int             npme_fixed,
 +        gmx_int64_t     bench_nsteps,
 +        const t_filenm *fnm,
 +        int             nfile,
 +        int             sim_part,
 +        int             presteps,
 +        int             npargs,
 +        t_pargs        *pa)
 +{
 +    int old;
 +
 +
 +    /* Make sure the input file exists */
 +    if (!gmx_fexist(opt2fn("-s", nfile, fnm)))
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "File %s not found.", opt2fn("-s", nfile, fnm));
 +    }
 +
 +    /* Make sure that the checkpoint file is not overwritten during benchmarking */
 +    if ( (0 == strcmp(opt2fn("-cpi", nfile, fnm), opt2fn("-bcpo", nfile, fnm)) ) && (sim_part > 1) )
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "Checkpoint input (-cpi) and benchmark checkpoint output (-bcpo) files must not be identical.\n"
 +                  "The checkpoint input file must not be overwritten during the benchmarks.\n");
 +    }
 +
 +    /* Make sure that repeats is >= 0 (if == 0, only write tpr files) */
 +    if (repeats < 0)
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "Number of repeats < 0!");
 +    }
 +
 +    /* Check number of nodes */
 +    if (nnodes < 1)
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "Number of nodes/threads must be a positive integer.");
 +    }
 +
 +    /* Automatically choose -ntpr if not set */
 +    if (*ntprs < 1)
 +    {
 +        if (nnodes < 16)
 +        {
 +            *ntprs = 1;
 +        }
 +        else
 +        {
 +            *ntprs = 3;
 +            /* Set a reasonable scaling factor for rcoulomb */
 +            if (*rmax <= 0)
 +            {
 +                *rmax = rcoulomb * 1.2;
 +            }
 +        }
 +        fprintf(stderr, "Will test %d tpr file%s.\n", *ntprs, *ntprs == 1 ? "" : "s");
 +    }
 +    else
 +    {
 +        if (1 == *ntprs)
 +        {
 +            fprintf(stderr, "Note: Choose ntpr>1 to shift PME load between real and reciprocal space.\n");
 +        }
 +    }
 +
 +    /* Make shure that rmin <= rcoulomb <= rmax */
 +    if (*rmin <= 0)
 +    {
 +        *rmin = rcoulomb;
 +    }
 +    if (*rmax <= 0)
 +    {
 +        *rmax = rcoulomb;
 +    }
 +    if (!(*rmin <= *rmax) )
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "Please choose the Coulomb radii such that rmin <= rmax.\n"
 +                  "rmin = %g, rmax = %g, actual rcoul from .tpr file = %g\n", *rmin, *rmax, rcoulomb);
 +    }
 +    /* Add test scenarios if rmin or rmax were set */
 +    if (*ntprs <= 2)
 +    {
 +        if (!is_equal(*rmin, rcoulomb) && (*ntprs == 1) )
 +        {
 +            (*ntprs)++;
 +            fprintf(stderr, "NOTE: Setting -rmin to %g changed -ntpr to %d\n",
 +                    *rmin, *ntprs);
 +        }
 +        if (!is_equal(*rmax, rcoulomb) && (*ntprs == 1) )
 +        {
 +            (*ntprs)++;
 +            fprintf(stderr, "NOTE: Setting -rmax to %g changed -ntpr to %d\n",
 +                    *rmax, *ntprs);
 +        }
 +    }
 +    old = *ntprs;
 +    /* If one of rmin, rmax is set, we need 2 tpr files at minimum */
 +    if (!is_equal(*rmax, rcoulomb) || !is_equal(*rmin, rcoulomb) )
 +    {
 +        *ntprs = max(*ntprs, 2);
 +    }
 +
 +    /* If both rmin, rmax are set, we need 3 tpr files at minimum */
 +    if (!is_equal(*rmax, rcoulomb) && !is_equal(*rmin, rcoulomb) )
 +    {
 +        *ntprs = max(*ntprs, 3);
 +    }
 +
 +    if (old != *ntprs)
 +    {
 +        fprintf(stderr, "NOTE: Your rmin, rmax setting changed -ntpr to %d\n", *ntprs);
 +    }
 +
 +    if (*ntprs > 1)
 +    {
 +        if (is_equal(*rmin, rcoulomb) && is_equal(rcoulomb, *rmax)) /* We have just a single rc */
 +        {
 +            fprintf(stderr, "WARNING: Resetting -ntpr to 1 since no Coulomb radius scaling is requested.\n"
 +                    "Please set rmin < rmax to test Coulomb radii in the [rmin, rmax] interval\n"
 +                    "with correspondingly adjusted PME grid settings\n");
 +            *ntprs = 1;
 +        }
 +    }
 +
 +    /* Check whether max and min fraction are within required values */
 +    if (maxPMEfraction > 0.5 || maxPMEfraction < 0)
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "-max must be between 0 and 0.5");
 +    }
 +    if (minPMEfraction > 0.5 || minPMEfraction < 0)
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "-min must be between 0 and 0.5");
 +    }
 +    if (maxPMEfraction < minPMEfraction)
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "-max must be larger or equal to -min");
 +    }
 +
 +    /* Check whether the number of steps - if it was set - has a reasonable value */
 +    if (bench_nsteps < 0)
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "Number of steps must be positive.");
 +    }
 +
 +    if (bench_nsteps > 10000 || bench_nsteps < 100)
 +    {
 +        fprintf(stderr, "WARNING: steps=");
 +        fprintf(stderr, "%"GMX_PRId64, bench_nsteps);
 +        fprintf(stderr, ". Are you sure you want to perform so %s steps for each benchmark?\n", (bench_nsteps < 100) ? "few" : "many");
 +    }
 +
 +    if (presteps < 0)
 +    {
 +        gmx_fatal(FARGS, "Cannot have a negative number of presteps.\n");
 +    }
 +
 +    /* Check for rcoulomb scaling if more than one .tpr file is tested */
 +    if (*ntprs > 1)
 +    {
 +        if (*rmin/rcoulomb < 0.75 || *rmax/rcoulomb > 1.25)
 +        {
 +            fprintf(stderr, "WARNING: Applying extreme scaling factor. I hope you know what you are doing.\n");
 +        }
 +    }
 +
 +    /* If a fixed number of PME nodes is set we do rcoulomb and PME gird tuning
 +     * only. We need to check whether the requested number of PME-only nodes
 +     * makes sense. */
 +    if (npme_fixed > -1)
 +    {
 +        /* No more than 50% of all nodes can be assigned as PME-only nodes. */
 +        if (2*npme_fixed > nnodes)
 +        {
 +            gmx_fatal(FARGS, "Cannot have more than %d PME-only nodes for a total of %d nodes (you chose %d).\n",
 +                      nnodes/2, nnodes, npme_fixed);
 +        }
 +        if ((npme_fixed > 0) && (5*npme_fixed < nnodes))
 +        {
 +            fprintf(stderr, "WARNING: Only %g percent of the nodes are assigned as PME-only nodes.\n",
 +                    100.0*((real)npme_fixed / (real)nnodes));
 +        }
 +        if (opt2parg_bSet("-min", npargs, pa) || opt2parg_bSet("-max", npargs, pa))
 +        {
 +            fprintf(stderr, "NOTE: The -min, -max, and -npme options have no effect when a\n"
 +                    "      fixed number of PME-only nodes is requested with -fix.\n");
 +        }
 +    }
 +}
 +
 +
 +/* Returns TRUE when "opt" is needed at launch time */
 +static gmx_bool is_launch_file(char *opt, gmx_bool bSet)
 +{
 +    if (0 == strncmp(opt, "-swap", 5))
 +    {
 +        return bSet;
 +    }
 +
 +    /* Apart from the input .tpr and the output log files we need all options that
 +     * were set on the command line and that do not start with -b */
 +    if    (0 == strncmp(opt, "-b", 2) || 0 == strncmp(opt, "-s", 2)
 +           || 0 == strncmp(opt, "-err", 4) || 0 == strncmp(opt, "-p", 2) )
 +    {
 +        return FALSE;
 +    }
 +
 +    return bSet;
 +}
 +
 +
 +/* Returns TRUE when "opt" defines a file which is needed for the benchmarks runs */
 +static gmx_bool is_bench_file(char *opt, gmx_bool bSet, gmx_bool bOptional, gmx_bool bIsOutput)
 +{
 +    /* Apart from the input .tpr, all files starting with "-b" are for
 +     * _b_enchmark files exclusively */
 +    if (0 == strncmp(opt, "-s", 2))
 +    {
 +        return FALSE;
 +    }
 +
 +    if (0 == strncmp(opt, "-b", 2) || 0 == strncmp(opt, "-s", 2))
 +    {
 +        if (!bOptional || bSet)
 +        {
 +            return TRUE;
 +        }
 +        else
 +        {
 +            return FALSE;
 +        }
 +    }
 +    else
 +    {
 +        if (bIsOutput)
 +        {
 +            return FALSE;
 +        }
 +        else
 +        {
 +            if (bSet) /* These are additional input files like -cpi -ei */
 +            {
 +                return TRUE;
 +            }
 +            else
 +            {
 +                return FALSE;
 +            }
 +        }
 +    }
 +}
 +
 +
 +/* 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);
 +}
 +
 +
 +/* Create the command line for the benchmark as well as for the real run */
 +static void create_command_line_snippets(
 +        gmx_bool  bAppendFiles,
 +        gmx_bool  bKeepAndNumCPT,
 +        gmx_bool  bResetHWay,
 +        int       presteps,
 +        int       nfile,
 +        t_filenm  fnm[],
 +        char     *cmd_args_bench[],  /* command line arguments for benchmark runs */
 +        char     *cmd_args_launch[], /* command line arguments for simulation run */
 +        char      extra_args[])      /* Add this to the end of the command line */
 +{
 +    int         i;
 +    char       *opt;
 +    const char *name;
 +    char        strbuf[STRLEN];
 +
 +
 +    /* strlen needs at least '\0' as a string: */
 +    snew(*cmd_args_bench, 1);
 +    snew(*cmd_args_launch, 1);
 +    *cmd_args_launch[0] = '\0';
 +    *cmd_args_bench[0]  = '\0';
 +
 +
 +    /*******************************************/
 +    /* 1. Process other command line arguments */
 +    /*******************************************/
 +    if (presteps > 0)
 +    {
 +        /* Add equilibration steps to benchmark options */
 +        sprintf(strbuf, "-resetstep %d ", presteps);
 +        add_to_string(cmd_args_bench, strbuf);
 +    }
 +    /* These switches take effect only at launch time */
 +    if (FALSE == bAppendFiles)
 +    {
 +        add_to_string(cmd_args_launch, "-noappend ");
 +    }
 +    if (bKeepAndNumCPT)
 +    {
 +        add_to_string(cmd_args_launch, "-cpnum ");
 +    }
 +    if (bResetHWay)
 +    {
 +        add_to_string(cmd_args_launch, "-resethway ");
 +    }
 +
 +    /********************/
 +    /* 2. Process files */
 +    /********************/
 +    for (i = 0; i < nfile; i++)
 +    {
 +        opt  = (char *)fnm[i].opt;
 +        name = opt2fn(opt, nfile, fnm);
 +
 +        /* Strbuf contains the options, now let's sort out where we need that */
 +        sprintf(strbuf, "%s %s ", opt, name);
 +
 +        if (is_bench_file(opt, opt2bSet(opt, nfile, fnm), is_optional(&fnm[i]), is_output(&fnm[i])) )
 +        {
 +            /* All options starting with -b* need the 'b' removed,
 +             * therefore overwrite strbuf */
 +            if (0 == strncmp(opt, "-b", 2))
 +            {
 +                sprintf(strbuf, "-%s %s ", &opt[2], name);
 +            }
 +
 +            add_to_string(cmd_args_bench, strbuf);
 +        }
 +
 +        if (is_launch_file(opt, opt2bSet(opt, nfile, fnm)) )
 +        {
 +            add_to_string(cmd_args_launch, strbuf);
 +        }
 +    }
 +
 +    add_to_string(cmd_args_bench, extra_args);
 +    add_to_string(cmd_args_launch, extra_args);
 +}
 +
 +
 +/* Set option opt */
 +static void setopt(const char *opt, int nfile, t_filenm fnm[])
 +{
 +    int i;
 +
 +    for (i = 0; (i < nfile); i++)
 +    {
 +        if (strcmp(opt, fnm[i].opt) == 0)
 +        {
 +            fnm[i].flag |= ffSET;
 +        }
 +    }
 +}
 +
 +
 +/* This routine inspects the tpr file and ...
 + * 1. checks for output files that get triggered by a tpr option. These output
 + *    files are marked as 'set' to allow for a proper cleanup after each
 + *    tuning run.
 + * 2. returns the PME:PP load ratio
 + * 3. returns rcoulomb from the tpr */
 +static float inspect_tpr(int nfile, t_filenm fnm[], real *rcoulomb)
 +{
 +    gmx_bool     bPull;     /* Is pulling requested in .tpr file?             */
 +    gmx_bool     bTpi;      /* Is test particle insertion requested?          */
 +    gmx_bool     bFree;     /* Is a free energy simulation requested?         */
 +    gmx_bool     bNM;       /* Is a normal mode analysis requested?           */
 +    gmx_bool     bSwap;     /* Is water/ion position swapping requested?      */
 +    t_inputrec   ir;
 +    t_state      state;
 +    gmx_mtop_t   mtop;
 +
 +
 +    /* Check tpr file for options that trigger extra output files */
 +    read_tpx_state(opt2fn("-s", nfile, fnm), &ir, &state, NULL, &mtop);
 +    bPull = (epullNO != ir.ePull);
 +    bFree = (efepNO  != ir.efep );
 +    bNM   = (eiNM    == ir.eI   );
 +    bSwap = (eswapNO != ir.eSwapCoords);
 +    bTpi  = EI_TPI(ir.eI);
 +
 +    /* Set these output files on the tuning command-line */
 +    if (bPull)
 +    {
 +        setopt("-pf", nfile, fnm);
 +        setopt("-px", nfile, fnm);
 +    }
 +    if (bFree)
 +    {
 +        setopt("-dhdl", nfile, fnm);
 +    }
 +    if (bTpi)
 +    {
 +        setopt("-tpi", nfile, fnm);
 +        setopt("-tpid", nfile, fnm);
 +    }
 +    if (bNM)
 +    {
 +        setopt("-mtx", nfile, fnm);
 +    }
 +    if (bSwap)
 +    {
 +        setopt("-swap", nfile, fnm);
 +    }
 +
 +    *rcoulomb = ir.rcoulomb;
 +
 +    /* Return the estimate for the number of PME nodes */
 +    return pme_load_estimate(&mtop, &ir, state.box);
 +}
 +
 +
 +static void couple_files_options(int nfile, t_filenm fnm[])
 +{
 +    int      i;
 +    gmx_bool bSet, bBench;
 +    char    *opt;
 +    char     buf[20];
 +
 +
 +    for (i = 0; i < nfile; i++)
 +    {
 +        opt    = (char *)fnm[i].opt;
 +        bSet   = ((fnm[i].flag & ffSET) != 0);
 +        bBench = (0 == strncmp(opt, "-b", 2));
 +
 +        /* Check optional files */
 +        /* If e.g. -eo is set, then -beo also needs to be set */
 +        if (is_optional(&fnm[i]) && bSet && !bBench)
 +        {
 +            sprintf(buf, "-b%s", &opt[1]);
 +            setopt(buf, nfile, fnm);
 +        }
 +        /* If -beo is set, then -eo also needs to be! */
 +        if (is_optional(&fnm[i]) && bSet && bBench)
 +        {
 +            sprintf(buf, "-%s", &opt[2]);
 +            setopt(buf, nfile, fnm);
 +        }
 +    }
 +}
 +
 +
 +#define BENCHSTEPS (1000)
 +
 +int gmx_tune_pme(int argc, char *argv[])
 +{
 +    const char     *desc[] = {
 +        "For a given number [TT]-np[tt] or [TT]-ntmpi[tt] of processors/threads, [THISMODULE] systematically",
 +        "times [gmx-mdrun] with various numbers of PME-only nodes and determines",
 +        "which setting is fastest. It will also test whether performance can",
 +        "be enhanced by shifting load from the reciprocal to the real space",
 +        "part of the Ewald sum. ",
 +        "Simply pass your [TT].tpr[tt] file to [THISMODULE] together with other options",
 +        "for [gmx-mdrun] as needed.[PAR]",
 +        "Which executables are used can be set in the environment variables",
 +        "MPIRUN and MDRUN. If these are not present, 'mpirun' and 'mdrun'",
 +        "will be used as defaults. Note that for certain MPI frameworks you",
 +        "need to provide a machine- or hostfile. This can also be passed",
 +        "via the MPIRUN variable, e.g.[PAR]",
 +        "[TT]export MPIRUN=\"/usr/local/mpirun -machinefile hosts\"[tt][PAR]",
 +        "Please call [THISMODULE] with the normal options you would pass to",
 +        "[gmx-mdrun] and add [TT]-np[tt] for the number of processors to perform the",
 +        "tests on, or [TT]-ntmpi[tt] for the number of threads. You can also add [TT]-r[tt]",
 +        "to repeat each test several times to get better statistics. [PAR]",
 +        "[THISMODULE] can test various real space / reciprocal space workloads",
 +        "for you. With [TT]-ntpr[tt] you control how many extra [TT].tpr[tt] files will be",
 +        "written with enlarged cutoffs and smaller Fourier grids respectively.",
 +        "Typically, the first test (number 0) will be with the settings from the input",
 +        "[TT].tpr[tt] file; the last test (number [TT]ntpr[tt]) will have the Coulomb cutoff",
 +        "specified by [TT]-rmax[tt] with a somwhat smaller PME grid at the same time. ",
 +        "In this last test, the Fourier spacing is multiplied with [TT]rmax[tt]/rcoulomb. ",
 +        "The remaining [TT].tpr[tt] files will have equally-spaced Coulomb radii (and Fourier "
 +        "spacings) between these extremes. [BB]Note[bb] that you can set [TT]-ntpr[tt] to 1",
 +        "if you just seek the optimal number of PME-only nodes; in that case",
 +        "your input [TT].tpr[tt] file will remain unchanged.[PAR]",
 +        "For the benchmark runs, the default of 1000 time steps should suffice for most",
 +        "MD systems. The dynamic load balancing needs about 100 time steps",
 +        "to adapt to local load imbalances, therefore the time step counters",
 +        "are by default reset after 100 steps. For large systems (>1M atoms), as well as ",
 +        "for a higher accuarcy of the measurements, you should set [TT]-resetstep[tt] to a higher value.",
 +        "From the 'DD' load imbalance entries in the md.log output file you",
 +        "can tell after how many steps the load is sufficiently balanced. Example call:[PAR]"
 +        "[TT]gmx tune_pme -np 64 -s protein.tpr -launch[tt][PAR]",
 +        "After calling [gmx-mdrun] several times, detailed performance information",
 +        "is available in the output file [TT]perf.out[tt].",
 +        "[BB]Note[bb] that during the benchmarks, a couple of temporary files are written",
 +        "(options [TT]-b[tt]*), these will be automatically deleted after each test.[PAR]",
 +        "If you want the simulation to be started automatically with the",
 +        "optimized parameters, use the command line option [TT]-launch[tt].[PAR]",
 +    };
 +
 +    int             nnodes         = 1;
 +    int             repeats        = 2;
 +    int             pmeentries     = 0; /* How many values for -npme do we actually test for each tpr file */
 +    real            maxPMEfraction = 0.50;
 +    real            minPMEfraction = 0.25;
 +    int             maxPMEnodes, minPMEnodes;
 +    float           guessPMEratio;                    /* guessed PME:PP ratio based on the tpr file */
 +    float           guessPMEnodes;
 +    int             npme_fixed     = -2;              /* If >= -1, use only this number
 +                                                       * of PME-only nodes                */
 +    int             ntprs          = 0;
 +    real            rmin           = 0.0, rmax = 0.0; /* min and max value for rcoulomb if scaling is requested */
 +    real            rcoulomb       = -1.0;            /* Coulomb radius as set in .tpr file */
 +    gmx_bool        bScaleRvdw     = TRUE;
 +    gmx_int64_t     bench_nsteps   = BENCHSTEPS;
 +    gmx_int64_t     new_sim_nsteps = -1;  /* -1 indicates: not set by the user */
 +    gmx_int64_t     cpt_steps      = 0;   /* Step counter in .cpt input file   */
 +    int             presteps       = 100; /* Do a full cycle reset after presteps steps */
 +    gmx_bool        bOverwrite     = FALSE, bKeepTPR;
 +    gmx_bool        bLaunch        = FALSE;
 +    char           *ExtraArgs      = NULL;
 +    char          **tpr_names      = NULL;
 +    const char     *simulation_tpr = NULL;
 +    int             best_npme, best_tpr;
 +    int             sim_part = 1; /* For benchmarks with checkpoint files */
 +    char            bbuf[STRLEN];
 +
 +    /* Default program names if nothing else is found */
 +    char         *cmd_mpirun = NULL, *cmd_mdrun = NULL;
 +    char         *cmd_args_bench, *cmd_args_launch;
 +    char         *cmd_np = NULL;
 +
 +    t_perf      **perfdata = NULL;
 +    t_inputinfo  *info;
 +    int           i;
 +    FILE         *fp;
 +    t_commrec    *cr;
 +
 +    /* Print out how long the tuning took */
 +    double          seconds;
 +
 +    static t_filenm fnm[] = {
 +        /* g_tune_pme */
 +        { efOUT, "-p",      "perf",     ffWRITE },
 +        { efLOG, "-err",    "bencherr", ffWRITE },
 +        { efTPX, "-so",     "tuned",    ffWRITE },
 +        /* mdrun: */
 +        { efTPX, NULL,      NULL,       ffREAD },
 +        { efTRN, "-o",      NULL,       ffWRITE },
 +        { efCOMPRESSED, "-x", NULL,     ffOPTWR },
 +        { efCPT, "-cpi",    NULL,       ffOPTRD },
 +        { efCPT, "-cpo",    NULL,       ffOPTWR },
 +        { efSTO, "-c",      "confout",  ffWRITE },
 +        { efEDR, "-e",      "ener",     ffWRITE },
 +        { efLOG, "-g",      "md",       ffWRITE },
 +        { efXVG, "-dhdl",   "dhdl",     ffOPTWR },
 +        { efXVG, "-field",  "field",    ffOPTWR },
 +        { efXVG, "-table",  "table",    ffOPTRD },
 +        { efXVG, "-tabletf", "tabletf",   ffOPTRD },
 +        { efXVG, "-tablep", "tablep",   ffOPTRD },
 +        { efXVG, "-tableb", "table",    ffOPTRD },
 +        { efTRX, "-rerun",  "rerun",    ffOPTRD },
 +        { efXVG, "-tpi",    "tpi",      ffOPTWR },
 +        { efXVG, "-tpid",   "tpidist",  ffOPTWR },
 +        { efEDI, "-ei",     "sam",      ffOPTRD },
 +        { efXVG, "-eo",     "edsam",    ffOPTWR },
 +        { efXVG, "-devout", "deviatie", ffOPTWR },
 +        { 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 },
 +        { efXVG, "-swap",   "swapions", ffOPTWR },
 +        /* Output files that are deleted after each benchmark run */
 +        { efTRN, "-bo",     "bench",    ffWRITE },
 +        { efXTC, "-bx",     "bench",    ffWRITE },
 +        { efCPT, "-bcpo",   "bench",    ffWRITE },
 +        { efSTO, "-bc",     "bench",    ffWRITE },
 +        { efEDR, "-be",     "bench",    ffWRITE },
 +        { efLOG, "-bg",     "bench",    ffWRITE },
 +        { efXVG, "-beo",    "benchedo", ffOPTWR },
 +        { efXVG, "-bdhdl",  "benchdhdl", ffOPTWR },
 +        { efXVG, "-bfield", "benchfld", ffOPTWR },
 +        { efXVG, "-btpi",   "benchtpi", ffOPTWR },
 +        { efXVG, "-btpid",  "benchtpid", ffOPTWR },
 +        { efXVG, "-bdevout", "benchdev", ffOPTWR },
 +        { 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 },
 +        { efXVG, "-bswap",  "benchswp", ffOPTWR }
 +    };
 +
 +    gmx_bool        bThreads     = FALSE;
 +
 +    int             nthreads = 1;
 +
 +    const char     *procstring[] =
 +    { NULL, "-np", "-n", "none", NULL };
 +    const char     *npmevalues_opt[] =
 +    { NULL, "auto", "all", "subset", NULL };
 +
 +    gmx_bool     bAppendFiles          = TRUE;
 +    gmx_bool     bKeepAndNumCPT        = FALSE;
 +    gmx_bool     bResetCountersHalfWay = FALSE;
 +    gmx_bool     bBenchmark            = TRUE;
 +
 +    output_env_t oenv = NULL;
 +
 +    t_pargs      pa[] = {
 +        /***********************/
 +        /* g_tune_pme options: */
 +        /***********************/
 +        { "-np",       FALSE, etINT,  {&nnodes},
 +          "Number of nodes to run the tests on (must be > 2 for separate PME nodes)" },
 +        { "-npstring", FALSE, etENUM, {procstring},
 +          "Specify the number of processors to [TT]$MPIRUN[tt] using this string"},
 +        { "-ntmpi",    FALSE, etINT,  {&nthreads},
 +          "Number of MPI-threads to run the tests on (turns MPI & mpirun off)"},
 +        { "-r",        FALSE, etINT,  {&repeats},
 +          "Repeat each test this often" },
 +        { "-max",      FALSE, etREAL, {&maxPMEfraction},
 +          "Max fraction of PME nodes to test with" },
 +        { "-min",      FALSE, etREAL, {&minPMEfraction},
 +          "Min fraction of PME nodes to test with" },
 +        { "-npme",     FALSE, etENUM, {npmevalues_opt},
 +          "Within -min and -max, benchmark all possible values for [TT]-npme[tt], or just a reasonable subset. "
 +          "Auto neglects -min and -max and chooses reasonable values around a guess for npme derived from the .tpr"},
 +        { "-fix",      FALSE, etINT,  {&npme_fixed},
 +          "If >= -1, do not vary the number of PME-only nodes, instead use this fixed value and only vary rcoulomb and the PME grid spacing."},
 +        { "-rmax",     FALSE, etREAL, {&rmax},
 +          "If >0, maximal rcoulomb for -ntpr>1 (rcoulomb upscaling results in fourier grid downscaling)" },
 +        { "-rmin",     FALSE, etREAL, {&rmin},
 +          "If >0, minimal rcoulomb for -ntpr>1" },
 +        { "-scalevdw",  FALSE, etBOOL, {&bScaleRvdw},
 +          "Scale rvdw along with rcoulomb"},
 +        { "-ntpr",     FALSE, etINT,  {&ntprs},
 +          "Number of [TT].tpr[tt] files to benchmark. Create this many files with different rcoulomb scaling factors depending on -rmin and -rmax. "
 +          "If < 1, automatically choose the number of [TT].tpr[tt] files to test" },
 +        { "-steps",    FALSE, etINT64, {&bench_nsteps},
 +          "Take timings for this many steps in the benchmark runs" },
 +        { "-resetstep", FALSE, etINT,  {&presteps},
 +          "Let dlb equilibrate this many steps before timings are taken (reset cycle counters after this many steps)" },
 +        { "-simsteps", FALSE, etINT64, {&new_sim_nsteps},
 +          "If non-negative, perform this many steps in the real run (overwrites nsteps from [TT].tpr[tt], add [TT].cpt[tt] steps)" },
 +        { "-launch",   FALSE, etBOOL, {&bLaunch},
 +          "Launch the real simulation after optimization" },
 +        { "-bench",    FALSE, etBOOL, {&bBenchmark},
 +          "Run the benchmarks or just create the input [TT].tpr[tt] files?" },
 +        /******************/
 +        /* mdrun options: */
 +        /******************/
 +        /* We let g_tune_pme parse and understand these options, because we need to
 +         * prevent that they appear on the mdrun command line for the benchmarks */
 +        { "-append",   FALSE, etBOOL, {&bAppendFiles},
 +          "Append to previous output files when continuing from checkpoint instead of adding the simulation part number to all file names (for launch only)" },
 +        { "-cpnum",    FALSE, etBOOL, {&bKeepAndNumCPT},
 +          "Keep and number checkpoint files (launch only)" },
 +        { "-resethway", FALSE, etBOOL, {&bResetCountersHalfWay},
 +          "HIDDENReset the cycle counters after half the number of steps or halfway [TT]-maxh[tt] (launch only)" }
 +    };
 +
 +#define NFILE asize(fnm)
 +
 +    seconds = gmx_gettime();
 +
 +    if (!parse_common_args(&argc, argv, PCA_NOEXIT_ON_ARGS,
 +                           NFILE, fnm, asize(pa), pa, asize(desc), desc,
 +                           0, NULL, &oenv))
 +    {
 +        return 0;
 +    }
 +
 +    /* Store the remaining unparsed command line entries in a string which
 +     * is then attached to the mdrun command line */
 +    snew(ExtraArgs, 1);
 +    ExtraArgs[0] = '\0';
 +    for (i = 1; i < argc; i++) /* argc will now be 1 if everything was understood */
 +    {
 +        add_to_string(&ExtraArgs, argv[i]);
 +        add_to_string(&ExtraArgs, " ");
 +    }
 +
 +    if (opt2parg_bSet("-ntmpi", asize(pa), pa))
 +    {
 +        bThreads = TRUE;
 +        if (opt2parg_bSet("-npstring", asize(pa), pa))
 +        {
 +            fprintf(stderr, "WARNING: -npstring has no effect when using threads.\n");
 +        }
 +
 +        if (nnodes > 1)
 +        {
 +            gmx_fatal(FARGS, "Can't run multi-threaded MPI simulation yet!");
 +        }
 +        /* and now we just set this; a bit of an ugly hack*/
 +        nnodes = nthreads;
 +    }
 +    /* Check for PME:PP ratio and whether tpr triggers additional output files */
 +    guessPMEratio = inspect_tpr(NFILE, fnm, &rcoulomb);
 +
 +    /* Automatically set -beo options if -eo is set etc. */
 +    couple_files_options(NFILE, fnm);
 +
 +    /* Construct the command line arguments for benchmark runs
 +     * as well as for the simulation run */
 +    if (bThreads)
 +    {
 +        sprintf(bbuf, " -ntmpi %d ", nthreads);
 +    }
 +    else
 +    {
 +        /* This string will be used for MPI runs and will appear after the
 +         * mpirun command. */
 +        if (strcmp(procstring[0], "none") != 0)
 +        {
 +            sprintf(bbuf, " %s %d ", procstring[0], nnodes);
 +        }
 +        else
 +        {
 +            sprintf(bbuf, " ");
 +        }
 +    }
 +
 +    cmd_np = bbuf;
 +
 +    create_command_line_snippets(bAppendFiles, bKeepAndNumCPT, bResetCountersHalfWay, presteps,
 +                                 NFILE, fnm, &cmd_args_bench, &cmd_args_launch, ExtraArgs);
 +
 +    /* Read in checkpoint file if requested */
 +    sim_part = 1;
 +    if (opt2bSet("-cpi", NFILE, fnm))
 +    {
 +        snew(cr, 1);
 +        cr->duty = DUTY_PP; /* makes the following routine happy */
 +        read_checkpoint_simulation_part(opt2fn("-cpi", NFILE, fnm),
 +                                        &sim_part, &cpt_steps, cr,
 +                                        FALSE, NFILE, fnm, NULL, NULL);
 +        sfree(cr);
 +        sim_part++;
 +        /* sim_part will now be 1 if no checkpoint file was found */
 +        if (sim_part <= 1)
 +        {
 +            gmx_fatal(FARGS, "Checkpoint file %s not found!", opt2fn("-cpi", NFILE, fnm));
 +        }
 +    }
 +
 +    /* Open performance output file and write header info */
 +    fp = gmx_ffopen(opt2fn("-p", NFILE, fnm), "w");
 +
 +    /* Make a quick consistency check of command line parameters */
 +    check_input(nnodes, repeats, &ntprs, &rmin, rcoulomb, &rmax,
 +                maxPMEfraction, minPMEfraction, npme_fixed,
 +                bench_nsteps, fnm, NFILE, sim_part, presteps,
 +                asize(pa), pa);
 +
 +    /* Determine the maximum and minimum number of PME nodes to test,
 +     * the actual list of settings is build in do_the_tests(). */
 +    if ((nnodes > 2) && (npme_fixed < -1))
 +    {
 +        if (0 == strcmp(npmevalues_opt[0], "auto"))
 +        {
 +            /* Determine the npme range automatically based on the PME:PP load guess */
 +            if (guessPMEratio > 1.0)
 +            {
 +                /* More PME than PP work, probably we do not need separate PME nodes at all! */
 +                maxPMEnodes = nnodes/2;
 +                minPMEnodes = nnodes/2;
 +            }
 +            else
 +            {
 +                /* PME : PP load is in the range 0..1, let's test around the guess */
 +                guessPMEnodes = nnodes/(1.0 + 1.0/guessPMEratio);
 +                minPMEnodes   = floor(0.7*guessPMEnodes);
 +                maxPMEnodes   =  ceil(1.6*guessPMEnodes);
 +                maxPMEnodes   = min(maxPMEnodes, nnodes/2);
 +            }
 +        }
 +        else
 +        {
 +            /* Determine the npme range based on user input */
 +            maxPMEnodes = floor(maxPMEfraction*nnodes);
 +            minPMEnodes = max(floor(minPMEfraction*nnodes), 0);
 +            fprintf(stdout, "Will try runs with %d ", minPMEnodes);
 +            if (maxPMEnodes != minPMEnodes)
 +            {
 +                fprintf(stdout, "- %d ", maxPMEnodes);
 +            }
 +            fprintf(stdout, "PME-only nodes.\n  Note that the automatic number of PME-only nodes and no separate PME nodes are always tested.\n");
 +        }
 +    }
 +    else
 +    {
 +        maxPMEnodes = 0;
 +        minPMEnodes = 0;
 +    }
 +
 +    /* Get the commands we need to set up the runs from environment variables */
 +    get_program_paths(bThreads, &cmd_mpirun, &cmd_mdrun);
 +    if (bBenchmark && repeats > 0)
 +    {
 +        check_mdrun_works(bThreads, cmd_mpirun, cmd_np, cmd_mdrun);
 +    }
 +
 +    /* Print some header info to file */
 +    sep_line(fp);
 +    fprintf(fp, "\n      P E R F O R M A N C E   R E S U L T S\n");
 +    sep_line(fp);
 +    fprintf(fp, "%s for Gromacs %s\n", ShortProgram(), GromacsVersion());
 +    if (!bThreads)
 +    {
 +        fprintf(fp, "Number of nodes         : %d\n", nnodes);
 +        fprintf(fp, "The mpirun command is   : %s\n", cmd_mpirun);
 +        if (strcmp(procstring[0], "none") != 0)
 +        {
 +            fprintf(fp, "Passing # of nodes via  : %s\n", procstring[0]);
 +        }
 +        else
 +        {
 +            fprintf(fp, "Not setting number of nodes in system call\n");
 +        }
 +    }
 +    else
 +    {
 +        fprintf(fp, "Number of threads       : %d\n", nnodes);
 +    }
 +
 +    fprintf(fp, "The mdrun  command is   : %s\n", cmd_mdrun);
 +    fprintf(fp, "mdrun args benchmarks   : %s\n", cmd_args_bench);
 +    fprintf(fp, "Benchmark steps         : ");
 +    fprintf(fp, "%"GMX_PRId64, bench_nsteps);
 +    fprintf(fp, "\n");
 +    fprintf(fp, "dlb equilibration steps : %d\n", presteps);
 +    if (sim_part > 1)
 +    {
 +        fprintf(fp, "Checkpoint time step    : ");
 +        fprintf(fp, "%"GMX_PRId64, cpt_steps);
 +        fprintf(fp, "\n");
 +    }
 +    fprintf(fp, "mdrun args at launchtime: %s\n", cmd_args_launch);
 +
 +    if (new_sim_nsteps >= 0)
 +    {
 +        bOverwrite = TRUE;
 +        fprintf(stderr, "Note: Simulation input file %s will have ", opt2fn("-so", NFILE, fnm));
 +        fprintf(stderr, "%"GMX_PRId64, new_sim_nsteps+cpt_steps);
 +        fprintf(stderr, " steps.\n");
 +        fprintf(fp, "Simulation steps        : ");
 +        fprintf(fp, "%"GMX_PRId64, new_sim_nsteps);
 +        fprintf(fp, "\n");
 +    }
 +    if (repeats > 1)
 +    {
 +        fprintf(fp, "Repeats for each test   : %d\n", repeats);
 +    }
 +
 +    if (npme_fixed >= -1)
 +    {
 +        fprintf(fp, "Fixing -npme at         : %d\n", npme_fixed);
 +    }
 +
 +    fprintf(fp, "Input file              : %s\n", opt2fn("-s", NFILE, fnm));
 +    fprintf(fp, "   PME/PP load estimate : %g\n", guessPMEratio);
 +
 +    /* Allocate memory for the inputinfo struct: */
 +    snew(info, 1);
 +    info->nr_inputfiles = ntprs;
 +    for (i = 0; i < ntprs; i++)
 +    {
 +        snew(info->rcoulomb, ntprs);
 +        snew(info->rvdw, ntprs);
 +        snew(info->rlist, ntprs);
 +        snew(info->rlistlong, ntprs);
 +        snew(info->nkx, ntprs);
 +        snew(info->nky, ntprs);
 +        snew(info->nkz, ntprs);
 +        snew(info->fsx, ntprs);
 +        snew(info->fsy, ntprs);
 +        snew(info->fsz, ntprs);
 +    }
 +    /* Make alternative tpr files to test: */
 +    snew(tpr_names, ntprs);
 +    for (i = 0; i < ntprs; i++)
 +    {
 +        snew(tpr_names[i], STRLEN);
 +    }
 +
 +    /* It can be that ntprs is reduced by make_benchmark_tprs if not enough
 +     * different grids could be found. */
 +    make_benchmark_tprs(opt2fn("-s", NFILE, fnm), tpr_names, bench_nsteps+presteps,
 +                        cpt_steps, rmin, rmax, bScaleRvdw, &ntprs, info, fp);
 +
 +    /********************************************************************************/
 +    /* Main loop over all scenarios we need to test: tpr files, PME nodes, repeats  */
 +    /********************************************************************************/
 +    snew(perfdata, ntprs);
 +    if (bBenchmark)
 +    {
 +        do_the_tests(fp, tpr_names, maxPMEnodes, minPMEnodes, npme_fixed, npmevalues_opt[0], perfdata, &pmeentries,
 +                     repeats, nnodes, ntprs, bThreads, cmd_mpirun, cmd_np, cmd_mdrun,
 +                     cmd_args_bench, fnm, NFILE, presteps, cpt_steps);
 +
 +        fprintf(fp, "\nTuning took%8.1f minutes.\n", (gmx_gettime()-seconds)/60.0);
 +
 +        /* Analyse the results and give a suggestion for optimal settings: */
 +        bKeepTPR = analyze_data(fp, opt2fn("-p", NFILE, fnm), perfdata, nnodes, ntprs, pmeentries,
 +                                repeats, info, &best_tpr, &best_npme);
 +
 +        /* Take the best-performing tpr file and enlarge nsteps to original value */
 +        if (bKeepTPR && !bOverwrite)
 +        {
 +            simulation_tpr = opt2fn("-s", NFILE, fnm);
 +        }
 +        else
 +        {
 +            simulation_tpr = opt2fn("-so", NFILE, fnm);
 +            modify_PMEsettings(bOverwrite ? (new_sim_nsteps+cpt_steps) : info->orig_sim_steps,
 +                               info->orig_init_step, tpr_names[best_tpr], simulation_tpr);
 +        }
 +
 +        /* Let's get rid of the temporary benchmark input files */
 +        for (i = 0; i < ntprs; i++)
 +        {
 +            fprintf(stdout, "Deleting temporary benchmark input file %s\n", tpr_names[i]);
 +            remove(tpr_names[i]);
 +        }
 +
 +        /* Now start the real simulation if the user requested it ... */
 +        launch_simulation(bLaunch, fp, bThreads, cmd_mpirun, cmd_np, cmd_mdrun,
 +                          cmd_args_launch, simulation_tpr, best_npme);
 +    }
 +    gmx_ffclose(fp);
 +
 +    /* ... or simply print the performance results to screen: */
 +    if (!bLaunch)
 +    {
 +        finalize(opt2fn("-p", NFILE, fnm));
 +    }
 +
 +    return 0;
 +}
index 0590801eb51b7354dee4e31221e175d22cdbdb12,0000000000000000000000000000000000000000..6f2d45accb1065b66c80d35367c29c0cc9685182
mode 100644,000000..100644
--- /dev/null
@@@ -1,4095 -1,0 +1,4096 @@@
-             if (0 == norm(tmpvec2) )
 +/*
 + * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
 + *
 + * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
 + * Copyright (c) 2001-2008, The GROMACS development team.
 + * Copyright (c) 2013,2014, by the GROMACS development team, led by
 + * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
 + * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
 + * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
 + *
 + * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
 + * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
 + * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
 + * of the License, or (at your option) any later version.
 + *
 + * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
 + * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 + * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
 + * Lesser General Public License for more details.
 + *
 + * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
 + * License along with GROMACS; if not, see
 + * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
 + * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
 + *
 + * If you want to redistribute modifications to GROMACS, 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 http://www.gromacs.org.
 + *
 + * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
 + * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
 + */
 +#ifdef HAVE_CONFIG_H
 +#include <config.h>
 +#endif
 +
 +#include <stdio.h>
 +#include <stdlib.h>
 +#include <string.h>
 +#include "domdec.h"
 +#include "smalloc.h"
 +#include "network.h"
 +#include "pbc.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 "copyrite.h"
 +#include "macros.h"
 +
 +#include "gromacs/fileio/futil.h"
 +#include "gromacs/fileio/gmxfio.h"
 +#include "gromacs/fileio/trnio.h"
 +#include "gromacs/timing/cyclecounter.h"
 +#include "gromacs/timing/wallcycle.h"
 +#include "gromacs/utility/qsort_threadsafe.h"
 +#include "gromacs/pulling/pull_rotation.h"
 +#include "gromacs/mdlib/groupcoord.h"
++#include "gromacs/math/utilities.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_int64_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_int64_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_int64_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_int64_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 = gmx_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)
 +{
 +    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)
 +{
 +    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)
 +{
 +    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 min 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       */
 +
 +            /* In rare cases, when an atom position coincides with a slab center
 +             * (tmpvec2 == 0) we cannot compute the vector product for sjn.
 +             * However, since the atom is located directly on the pivot, this
 +             * slab's contribution to the force on that atom will be zero
 +             * anyway. Therefore, we directly move on to the next slab.       */
-             /* 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         */
-             /* In rare cases, when an atom position coincides with a slab center
-              * (xj_xcn == 0) we cannot compute the vector product for qjn.
++            if (gmx_numzero(norm(tmpvec2))) /* 0 == norm(xj - xcn) */
 +            {
 +                continue;
 +            }
 +
 +            /* 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 */
 +
-             if (0 == norm(xj_xcn) )
++            /* In rare cases, when an atom position coincides with a reference slab
++             * center (yj0_ycn == 0) we cannot compute the normal vector qjn.
 +             * However, since the atom is located directly on the pivot, this
 +             * slab's contribution to the force on that atom will be zero
 +             * anyway. Therefore, we directly move on to the next slab.       */
++            if (gmx_numzero(norm(yj0_ycn))) /* 0 == norm(yj0 - ycn) */
 +            {
 +                continue;
 +            }
 +
++            /* 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 */
 +{
 +    erg->slab_first = get_first_slab(rotg, erg->max_beta, firstatom);
 +    erg->slab_last  = get_last_slab(rotg, erg->max_beta, lastatom);
 +
 +    /* Calculate the slab buffer size, which changes when slab_first changes */
 +    erg->slab_buffer = erg->slab_first - erg->slab_first_ref;
 +
 +    /* 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_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]);
 +
 +    /* 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                         */
 +        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                         */
 +        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                         */
 +        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                         */
 +        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 positions 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;
 +    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 ]);
 +
 +    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;
 +}
 +
 +
 +/* Special version of copy_rvec:
 + * During the copy procedure of xcurr to b, the correct PBC image is chosen
 + * such that the copied vector ends up near its reference position xref */
 +static gmx_inline void copy_correct_pbc_image(
 +        const rvec  xcurr,  /* copy vector xcurr ...                */
 +        rvec        b,      /* ... to b ...                         */
 +        const rvec  xref,   /* choosing the PBC image such that b ends up near xref */
 +        matrix      box,
 +        int         npbcdim)
 +{
 +    rvec  dx;
 +    int   d, m;
 +    ivec  shift;
 +
 +
 +    /* Shortest PBC distance between the atom and its reference */
 +    rvec_sub(xcurr, xref, dx);
 +
 +    /* Determine the shift for this atom */
 +    clear_ivec(shift);
 +    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 position */
 +    copy_rvec(xcurr, b);
 +    shift_single_coord(box, b, shift);
 +}
 +
 +
 +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, matrix box,
 +                           t_inputrec *ir, gmx_bool bOutputCenters)
 +{
 +    int                   i, ii;
 +    rvec                  coord, xref, *xdum;
 +    gmx_bool              bFlex, bColl;
 +    t_atom               *atom;
 +    gmx_enfrotgrp_t       erg; /* Pointer to enforced rotation group data */
 +    int                   ref_firstindex, ref_lastindex;
 +    gmx_mtop_atomlookup_t alook = NULL;
 +    real                  mass, totalmass;
 +    real                  start = 0.0;
 +    double                t_start;
 +
 +
 +    /* 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);
 +        snew(erg->xc_old, rotg->nat);
 +
 +        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. */
 +    if (rotg->bMassW)
 +    {
 +        alook = gmx_mtop_atomlookup_init(mtop);
 +    }
 +    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(alook, rotg->ind[i], &atom);
 +            mass = atom->m;
 +        }
 +        else
 +        {
 +            mass = 1.0;
 +        }
 +        erg->mc[i] = mass;
 +        totalmass += mass;
 +    }
 +    erg->invmass = 1.0/totalmass;
 +
 +    if (rotg->bMassW)
 +    {
 +        gmx_mtop_atomlookup_destroy(alook);
 +    }
 +
 +    /* 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 (bColl)
 +    {
 +        /* Save the original (whole) set of positions in xc_old such that at later
 +         * steps the rotation group can always be made whole again. If the simulation is
 +         * restarted, we compute the starting reference positions (given the time)
 +         * and assume that the correct PBC image of each position is the one nearest
 +         * to the current reference */
 +        if (MASTER(cr))
 +        {
 +            /* Calculate the rotation matrix for this angle: */
 +            t_start       = ir->init_t + ir->init_step*ir->delta_t;
 +            erg->degangle = rotg->rate * t_start;
 +            calc_rotmat(rotg->vec, erg->degangle, erg->rotmat);
 +
 +            for (i = 0; i < rotg->nat; i++)
 +            {
 +                ii = rotg->ind[i];
 +
 +                /* Subtract pivot, rotate, and add pivot again. This will yield the
 +                 * reference position for time t */
 +                rvec_sub(rotg->x_ref[i], erg->xc_ref_center, coord);
 +                mvmul(erg->rotmat, coord, xref);
 +                rvec_inc(xref, erg->xc_ref_center);
 +
 +                copy_correct_pbc_image(x[ii], erg->xc_old[i], xref, box, 3);
 +            }
 +        }
 +#ifdef GMX_MPI
 +        if (PAR(cr))
 +        {
 +            gmx_bcast(rotg->nat*sizeof(erg->xc_old[0]), erg->xc_old, 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 positions 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 (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);
 +    }
 +
 +    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);
 +        /* All molecules will be whole now, but not necessarily in the home box.
 +         * Additionally, if a rotation group consists of more than one molecule
 +         * (e.g. two strands of DNA), each one of them can end up in a different
 +         * periodic box. This is taken care of in init_rot_group.  */
 +    }
 +
 +    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, box, ir,
 +                           !(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);
 +            }
 +            if (HaveFlexibleGroups(rot) )
 +            {
 +                er->out_torque  = open_torque_out(opt2fn("-rt", nfile, fnm), rot);
 +            }
 +        }
 +
 +        sfree(x_pbc);
 +    }
 +}
 +
 +
 +extern void finish_rot(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             i, ii;
 +    gmx_enfrotgrp_t erg;       /* Pointer to enforced rotation group data */
 +    rvec            xref;
 +
 +
 +    erg = rotg->enfrotgrp;
 +
 +    for (i = 0; i < erg->nat_loc; i++)
 +    {
 +        /* Index of a rotation group atom  */
 +        ii = erg->ind_loc[i];
 +
 +        /* Get the correctly rotated 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(). For the current reference position we thus
 +         * only need to add the pivot again. */
 +        copy_rvec(erg->xr_loc[i], xref);
 +        rvec_inc(xref, erg->xc_ref_center);
 +
 +        copy_correct_pbc_image(x[ii], erg->x_loc_pbc[i], xref, box, npbcdim);
 +    }
 +}
 +
 +
 +extern void do_rotation(
 +        t_commrec      *cr,
 +        t_inputrec     *ir,
 +        matrix          box,
 +        rvec            x[],
 +        real            t,
 +        gmx_int64_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, outstep_rot, outstep_slab);
 +                break;
 +            case erotgRM:
 +                do_radial_motion(rotg, outstep_rot, outstep_slab);
 +                break;
 +            case erotgRMPF:
 +                do_radial_motion_pf(rotg, x, box, outstep_rot, outstep_slab);
 +                break;
 +            case erotgRM2:
 +            case erotgRM2PF:
 +                do_radial_motion2(rotg, x, box, 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, 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, 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);
 +    }
 +}