GROMACS の xtc を自分の C++ プログラムで読む

GROMACS の xtc ファイルを自分の C++ プログラムで読む方法を紹介します。
既存のプログラムではサポートされていない独自の解析方法を試したい・・・という時に役に立つでしょう。

以下の前提で書いています。

• Linux 環境
• GROMACS はインストール済み
• GROMACS のコンパイルにはインテルコンパイラを使用している

GROMACS のインストールについては以下のリンクが参考になるでしょう。
Gromacs 2019.3をmacOS / Linux上にインストール
Gromacsのインストールとパフォーマンスの検証 on Docker and CentOS 7

サンプルソースコード

sample.cpp

#include <iostream>
#include "gromacs/fileio/xtcio.h"
using namespace std;
int main (int argc, char** argv)
{
        t_fileio* fi = open_xtc(argv[1], "r");

        int n;

        gmx_int64_t step;

        real time;
        real prec;

        matrix box;

        rvec *x;

        gmx_bool bOK;

        // 原子数もここでゲット
        read_first_xtc(fi, &n, &step, &time, box, &x, &prec, &bOK);

        cout << "REMARK natom = " <<  n << '\n';

        read_next_xtc(fi, n, &step, &time, box, x, &prec, &bOK);

        cout << "Time: " << time << '\n';
        cout << "Step: " << step << '\n';
        cout << "Prec: " << prec << '\n';
        cout << "boxx: " << box[0][0] << '\n';
        cout << "boxy: " << box[1][1] << '\n';
        cout << "boxz: " << box[2][2] << '\n';
        cout << x[0][0] << '\n';
        cout << x[0][1] << '\n';
        cout << x[0][2] << '\n';
        cout << x[1][0] << '\n';
        cout << x[1][1] << '\n';
        cout << x[1][2] << '\n';

        close_xtc(fi);
}

Makefile

makefile_sample

TARGET=sample.x

CXX=icpc

CXXFLAGS= -O3 -std=c++11 -I/home/hoge/include -L/home/hoge/lib -I/home/hoge/gromacs-2018.3/src -L/home/hoge/gromacs-2018.3/build/lib

LIBS= -lgromacs

SRCS = sample.cpp

OBJS = $(SRCS:.cpp=.o)

HEADS=

$(TARGET): $(OBJS) $(HEADS)
             $(CXX) $(CXXFLAGS) -o $(TARGET) $(OBJS) $(LIBS)

clean:
        rm -f $(OBJS) $(TARGET)

GROMACS の共有ライブラリの場所は、インストール時の設定で変わるので適当に設定する。

コンパイル

$ make -f makefile_sample

実行

$ ./sample.x foo.xtc

実行時に
error while loading shared libraries: libgromacs.so.3: cannot open shared object file: No such file or directory
というエラーが出る場合、環境変数 LD_LIBRARY_PATH に、共有ライブラリがあるディレクトリへのパス（今回の場合は /home/hoge/gromacs-2018.3/build/lib）を追加する。