Fix Parrinello-Rahman with nstpcouple>1
[gromacs.git] / docs / user-guide / cmdline.rst
blob20c4f0e67fc97ed7b5b29a5b71895720536efafd
1 Command-line reference
2 ======================
4 .. toctree::
5    :hidden:
6    :glob:
8    /onlinehelp/gmx
9    /onlinehelp/gmx-*
11 |Gromacs| includes many tools for preparing, running and analysing
12 molecular dynamics simulations. These are all structured as part of a single
13 :command:`gmx` wrapper binary, and invoked with commands like :command:`gmx grompp`.
14 :ref:`mdrun <gmx mdrun>` is the only other binary that
15 :ref:`can be built <building just the mdrun binary>`; in the normal
16 build it can be run with :command:`gmx mdrun`. Documentation for these can
17 be found at the respective sections below, as well as on man pages (e.g.,
18 :manpage:`gmx-grompp(1)`) and with :samp:`gmx help {command}` or
19 :samp:`gmx {command} -h`.
21 If you've installed an MPI version of |Gromacs|, by default the
22 :command:`gmx` binary is called :command:`gmx_mpi` and you should adapt
23 accordingly.
25 Command-line interface and conventions
26 --------------------------------------
28 All |Gromacs| commands require an option before any arguments (i.e., all
29 command-line arguments need to be preceded by an argument starting with a
30 dash, and values not starting with a dash are arguments to the preceding
31 option).  Most options, except for boolean flags, expect an argument (or
32 multiple in some cases) after the option name.
33 The argument must be a separate command-line argument, i.e., separated by
34 space, as in ``-f traj.xtc``.  If more than one argument needs to be given to
35 an option, they should be similarly separated from each other.
36 Some options also have default arguments, i.e., just specifying the option
37 without any argument uses the default argument.
38 If an option is not specified at all, a default value is used; in the case of
39 optional files, the default might be not to use that file (see below).
41 All |Gromacs| command options start with a single dash, whether they are
42 single- or multiple-letter options.  However, two dashes are also recognized
43 (starting from 5.1).
45 In addition to command-specific options, some options are handled by the
46 :command:`gmx` wrapper, and can be specified for any command.  See
47 :doc:`wrapper binary help </onlinehelp/gmx>` for the list of such options.
48 These options are recognized both before the command name (e.g.,
49 :command:`gmx -quiet grompp`) as well as after the command name (e.g.,
50 :command:`gmx grompp -quiet`).
51 There is also a ``-hidden`` option that can be specified in combination with
52 ``-h`` to show help for advanced/developer-targeted options.
54 Most analysis commands can process a trajectory with fewer atoms than the
55 run input or structure file, but only if the trajectory consists of the
56 first *n* atoms of the run input or structure file.
58 Handling specific types of command-line options
59 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
61 boolean options
62   Boolean flags can be specified like ``-pbc`` and negated like ``-nopbc``.
63   It is also possible to use an explicit value like ``-pbc no`` and
64   ``-pbc yes``.
65 file name options
66   Options that accept files names have features that support using default file
67   names (where the default file name is specific to that option):
69   * If a required option is not set, the default is used.
70   * If an option is marked optional, the file is not used unless the option
71     is set (or other conditions make the file required).
72   * If an option is set, and no file name is provided, the default is used.
74   All such options will accept file names without a file extension.
75   The extension is automatically appended in such a case.
76   When multiple input formats are accepted, such as a generic structure format,
77   the directory will be searched for files of each type with the supplied or
78   default name. When no file with a recognized extension is found, an error is given.
79   For output files with multiple formats, a default file type will be used.
81   Some file formats can also be read from compressed (:file:`.Z` or
82   :file:`.gz`) formats.
83 enum options
84   Enumerated options (enum) should be used with one of the arguments listed in
85   the option description. The argument may be abbreviated, and the first match
86   to the shortest argument in the list will be selected.
87 vector options
88   Some options accept a vector of values.  Either 1 or 3 parameters can be
89   supplied; when only one parameter is supplied the two other values are also
90   set to this value.
91 selection options
92   See :doc:`/onlinehelp/selections`.
94 Commands by name
95 ----------------
97 .. include:: /fragments/byname.rst
99 Commands by topic
100 -----------------
102 .. include:: /fragments/bytopic.rst
104 Special topics
105 --------------
107 The information in these topics is also accessible through
108 :samp:`gmx help {topic}` on the command line.
110 Selection syntax and usage
111 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
113 .. toctree::
115    /onlinehelp/selections
117 .. _command-changes:
119 Command changes between versions
120 --------------------------------
122 Starting from |Gromacs| 5.0, some of the analysis commands (and a few other
123 commands as well) have changed significantly.
125 One main driver for this has been that many new tools mentioned below now
126 accept selections through one or more command-line options instead of prompting
127 for a static index group.  To take full advantage of selections, the interface
128 to the commands has changed somewhat, and some previous command-line options
129 are no longer present as the same effect can be achieved with suitable
130 selections.
131 Please see :doc:`/onlinehelp/selections` additional information on how to use
132 selections.
134 In the process, some old analysis commands have been removed in favor of more
135 powerful functionality that is available through an alternative tool.
136 For removed or replaced commands, this page documents how to perform the same
137 tasks with new tools.
138 For new commands, a brief note on the available features is given.  See the
139 linked help for the new commands for a full description.
141 This section lists only major changes; minor changes like additional/removed
142 options or bug fixes are not typically included.
144 Version 5.1
145 ^^^^^^^^^^^
147 General
148 .......
150 Symbolic links from 5.0 are no longer supported.  The only way to invoke a
151 command is through :samp:`gmx {<command>}`.
153 gmx pairdist
154 ............
156 **new**
158 :ref:`gmx pairdist` has been introduced as a selection-enabled replacement for
159 :ref:`gmx mindist` (``gmx mindist`` still exists unchanged).  It can calculate
160 min/max pairwise distances between a pair of selections, including, e.g.,
161 per-residue minimum distances or distances from a single point to a set of
162 residue-centers-of-mass.
164 gmx rdf
165 .......
167 **rewritten**
169 :ref:`gmx rdf` has been rewritten for 5.1 to use selections for specifying the
170 points from which the RDFs are calculated.  The interface is mostly the same,
171 except that there are new command-line options to specify the selections.
172 The following additional changes have been made:
174 * ``-com`` and ``-rdf`` options have been removed.  Equivalent functionality is
175   available through selections:
177   * ``-com`` can be replaced with a :samp:`com of {<selection>}` as the
178     reference selection.
179   * ``-rdf`` can be replaced with a suitable set of selections (e.g.,
180     :samp:`res_com of {<selection>}`) and/or using ``-seltype``.
182 * ``-rmax`` option is added to specify a cutoff for the RDFs.  If set to a
183   value that is significantly smaller than half the box size, it can speed up
184   the calculation significantly if a grid-based neighborhood search can be
185   used.
186 * ``-hq`` and ``-fade`` options have been removed, as they are simply
187   postprocessing steps on the raw numbers that can be easily done after the
188   analysis.
190 Version 5.0
191 ^^^^^^^^^^^
193 General
194 .......
196 Version 5.0 introduced the :command:`gmx` wrapper binary.
197 For backwards compatibility, this version still creates symbolic links by default for
198 old tools: e.g., ``g_order <options>`` is equivalent to ``gmx order <options>``, and
199 ``g_order`` is simply a symbolic link on the file system.
201 g_bond
202 ......
204 **replaced**
206 This tool has been removed in 5.0. A replacement is :ref:`gmx distance`.
208 You can provide your existing index file to :ref:`gmx distance`, and it will
209 calculate the same distances.  The differences are:
211 * ``-blen`` and ``-tol`` options have different default values.
212 * You can control the output histogram with ``-binw``.
213 * ``-aver`` and ``-averdist`` options are not present.  Instead, you can choose
214   between the different things to calculate using ``-oav`` (corresponds to
215   ``-d`` with ``-averdist``), ``-oall`` (corresponds to ``-d`` without
216   ``-averdist``), ``-oh`` (corresponds to ``-o`` with ``-aver``), and
217   ``-oallstat`` (corresponds to ``-l`` without ``-aver``).
219 You can produce any combination of output files.  Compared to ``g_bond``,
220 ``gmx distance -oall`` is currently missing labels for the output columns.
222 g_dist
223 ......
225 **replaced**
227 This tool has been removed in 5.0.  A replacement is :ref:`gmx distance` (for
228 most options) or :ref:`gmx select` (for ``-dist`` or ``-lt``).
230 If you had index groups A and B in :file:`index.ndx` for ``g_dist``, you can use the
231 following command to compute the same distance with ``gmx distance``::
233   gmx distance -n index.ndx -select 'com of group "A" plus com of group "B"' -oxyz -oall
235 The ``-intra`` switch is replaced with ``-nopbc``.
237 If you used ``-dist D``, you can do the same calculation with ``gmx select``::
239   gmx select -n index.ndx -select 'group "B" and within D of com of group "A"' -on/-oi/-os/-olt
241 You can select the output option that best suits your post-processing needs
242 (``-olt`` is a replacement for ``g_dist -dist -lt``)
244 gmx distance
245 ............
247 **new**
249 :ref:`gmx distance` has been introduced as a selection-enabled replacement for
250 various tools that computed distances between fixed pairs of atoms (or
251 centers-of-mass of groups).  It has a combination of the features of ``g_bond``
252 and ``g_dist``, allowing computation of one or multiple distances, either
253 between atom-atom pairs or centers-of-mass of groups, and providing a
254 combination of output options that were available in one of the tools.
256 gmx gangle
257 ..........
259 **new**
261 :ref:`gmx gangle` has been introduced as a selection-enabled replacement for
262 ``g_sgangle``.  In addition to supporting atom-atom vectors, centers-of-mass
263 can be used as endpoints of the vectors, and there are a few additional angle
264 types that can be calculated.  The command also has basic support for
265 calculating normal angles between three atoms and/or centers-of-mass, making it
266 a partial replacement for :ref:`gmx angle` as well.
268 gmx protonate
270 **replaced**
272 This was a very old tool originally written for united atom force fields,
273 where it was necessary to generate all hydrogens after running a trajectory
274 in order to calculate e.g. distance restraint violations. The functionality
275 to simply protonate a structure is available in :ref:`gmx pdb2gmx`. 
276 If there is significant interest, we might reintroduce it after moving to new
277 topology formats in the future.
279 gmx freevolume
280 ..............
282 **new**
284 This tool has been introduced in 5.0.  It uses a Monte Carlo sampling method to
285 calculate the fraction of free volume within the box (using a probe of a given
286 size).
288 g_sas
289 .....
291 **rewritten**
293 This tool has been rewritten in 5.0, and renamed to :ref:`gmx sasa` (the
294 underlying surface area calculation algorithm is still the same).
296 The main difference in the new tool is support for selections.  Instead of
297 prompting for an index group, a (potentially dynamic) selection for the
298 calculation can be given with ``-surface``.  Any number of output groups can be
299 given with ``-output``, allowing multiple parts of the surface area to be
300 computed in a single run.  The total area of the ``-surface`` group is now
301 always calculated.
303 The tool no longer automatically divides the surface into hydrophobic and
304 hydrophilic areas, and there is no ``-f_index`` option.  The same effects can
305 be obtained by defining suitable selections for ``-output``.  If you want
306 output that contains the same numbers as with the old tool for a calculation
307 group ``A`` and output group ``B``, you can use ::
309   gmx sasa -surface 'group "A"' -output '"Hydrophobic" group "A" and charge {-0.2 to 0.2}; "Hydrophilic" group "B" and not charge {-0.2 to 0.2}; "Total" group "B"'
311 Solvation free energy estimates are now calculated only if separately requested
312 with ``-odg``, and are written into a separate file.
314 Output option ``-i`` for a position restraint file is not currently implemented
315 in the new tool, but would not be very difficult to add if requested.
317 g_sgangle
318 .........
320 **replaced**
322 This tool has been removed in 5.0.  A replacement is :ref:`gmx gangle` (for
323 angle calculation) and :ref:`gmx distance` (for ``-od``, ``-od1``, ``-od2``).
325 If you had index groups A and B in index.ndx for ``g_sgangle``, you can use the
326 following command to compute the same angle with ``gmx gangle``::
328   gmx gangle -n index.ndx -g1 vector/plane -group1 'group "A"' -g2 vector/plane -group2 'group "B"' -oav
330 You need to select either ``vector`` or ``plane`` for the ``-g1`` and ``-g2``
331 options depending on which one your index groups specify.
333 If you only had a single index group A in index.ndx and you used ``g_sgangle``
334 ``-z`` or ``-one``, you can use::
336   gmx gangle -n index.ndx -g1 vector/plane -group1 'group "A"' -g2 z/t0 -oav
338 For the distances, you can use :ref:`gmx distance` to compute one or more
339 distances as you want.  Both distances between centers of groups or individual
340 atoms are supported using the new selection syntax.
342 genbox
343 ......
345 This tool has been split to :ref:`gmx solvate` and :ref:`gmx insert-molecules`.
347 tpbconv
348 .......
350 This tool has been renamed :ref:`gmx convert-tpr`.