WSTester updated to work plus hopefully all the other changes that need to go into...
[jabaws.git] / binaries / src / ViennaRNA / H / loop_energies.h
diff --git a/binaries/src/ViennaRNA/H/loop_energies.h b/binaries/src/ViennaRNA/H/loop_energies.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..3580cf5
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,658 @@
+#ifndef __VIENNA_RNA_PACKAGE_LOOP_ENERGIES_H__
+#define __VIENNA_RNA_PACKAGE_LOOP_ENERGIES_H__
+
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <math.h>
+#include <ctype.h>
+#include <string.h>
+#include "params.h"
+#include "fold_vars.h"
+#include "energy_par.h"
+
+#ifdef __GNUC__
+# define INLINE inline
+#else
+# define INLINE
+#endif
+
+/**
+ *  \file loop_energies.h
+ *  \brief Energy evaluation for MFE and partition function calculations
+ * 
+ *  <P>
+ *  This file contains functions for the calculation of the free energy \f$\Delta G\f$
+ *  of a hairpin- [ E_Hairpin() ] or interior-loop [ E_IntLoop()] .<BR>
+ *  The unit of the free energy returned is \f$10^{-2} * \mathrm{kcal}/\mathrm{mol}\f$
+ *  </P>
+ *  <P>
+ *  In case of computing the partition function, this file also supplies functions
+ *  which return the Boltzmann weights \f$e^{-\Delta G/kT} \f$ for a hairpin- [ exp_E_Hairpin() ]
+ *  or interior-loop [ exp_E_IntLoop() ].
+ *  </P>
+ */
+
+/**
+ *  \def E_MLstem(A,B,C,D)
+ *  <H2>Compute the Energy contribution of a Multiloop stem</H2>
+ *  This definition is a wrapper for the E_Stem() funtion.
+ *  It is substituted by an E_Stem() funtion call with argument
+ *  extLoop=0, so the energy contribution returned reflects a
+ *  stem introduced in a multiloop.<BR>
+ *  As for the parameters B (si1) and C (sj1) of the substituted
+ *  E_Stem() function, you can inhibit to take 5'-, 3'-dangles
+ *  or mismatch contributions to be taken into account by passing
+ *  -1 to these parameters.
+ * 
+ *  \see    E_Stem()
+ *  \param  A The pair type of the stem-closing pair
+ *  \param  B The 5'-mismatching nucleotide
+ *  \param  C The 3'-mismatching nucleotide
+ *  \param  D The datastructure containing scaled energy parameters
+ *  \return   The energy contribution of the introduced multiloop stem
+ */
+INLINE  PRIVATE int E_MLstem( int type,
+                              int si1,
+                              int sj1,
+                              paramT *P);
+
+/**
+ *  \def exp_E_MLstem(A,B,C,D)
+ *  This is the partition function variant of \ref E_MLstem()
+ *  \see E_MLstem()
+ *  \return The Boltzmann weighted energy contribution of the introduced multiloop stem
+ */
+INLINE  PRIVATE double exp_E_MLstem(int type,
+                                    int si1,
+                                    int sj1,
+                                    pf_paramT *P);
+
+/**
+ *  \def E_ExtLoop(A,B,C,D)
+ *  <H2>Compute the Energy contribution of an Exterior loop stem</H2>
+ *  This definition is a wrapper for the E_Stem() funtion.
+ *  It is substituted by an E_Stem() funtion call with argument
+ *  extLoop=1, so the energy contribution returned reflects a
+ *  stem introduced in an exterior-loop.<BR>
+ *  As for the parameters B (si1) and C (sj1) of the substituted
+ *  E_Stem() function, you can inhibit to take 5'-, 3'-dangles
+ *  or mismatch contributions to be taken into account by passing
+ *  -1 to these parameters.
+ * 
+ *  \see    E_Stem()
+ *  \param  A The pair type of the stem-closing pair
+ *  \param  B The 5'-mismatching nucleotide
+ *  \param  C The 3'-mismatching nucleotide
+ *  \param  D The datastructure containing scaled energy parameters
+ *  \return   The energy contribution of the introduced exterior-loop stem
+ */
+INLINE  PRIVATE int E_ExtLoop(int type,
+                              int si1,
+                              int sj1,
+                              paramT *P);
+
+/**
+ *  \def exp_E_ExtLoop(A,B,C,D)
+ *  This is the partition function variant of \ref E_ExtLoop()
+ *  \see E_ExtLoop()
+ *  \return The Boltzmann weighted energy contribution of the introduced exterior-loop stem
+ */
+INLINE  PRIVATE double exp_E_ExtLoop( int type,
+                                      int si1,
+                                      int sj1,
+                                      pf_paramT *P);
+
+/**
+ *  <H2>Compute the Energy of an interior-loop</H2>
+ *  This function computes the free energy \f$\Delta G\f$ of an interior-loop with the
+ *  following structure: <BR>
+ *  <PRE>
+ *        3'  5'
+ *        |   |
+ *        U - V
+ *    a_n       b_1
+ *     .        .
+ *     .        .
+ *     .        .
+ *    a_1       b_m
+ *        X - Y
+ *        |   |
+ *        5'  3'
+ *  </PRE>
+ *  This general structure depicts an interior-loop that is closed by the base pair (X,Y).
+ *  The enclosed base pair is (V,U) which leaves the unpaired bases a_1-a_n and b_1-b_n
+ *  that constitute the loop. In this example, the length of the interior-loop is \f$(n+m)\f$
+ *  where n or m may be 0 resulting in a bulge-loop or base pair stack.
+ *  The mismatching nucleotides for the closing pair (X,Y) are:<BR>
+ *  5'-mismatch: a_1<BR>
+ *  3'-mismatch: b_m<BR>
+ *  and for the enclosed base pair (V,U):<BR>
+ *  5'-mismatch: b_1<BR>
+ *  3'-mismatch: a_n<BR>
+ *  \note Base pairs are always denoted in 5'->3' direction. Thus the enclosed base pair
+ *  must be 'turned arround' when evaluating the free energy of the interior-loop
+ *  \see scale_parameters()
+ *  \see paramT
+ *  \note This function is threadsafe
+ * 
+ *  \param  n1      The size of the 'left'-loop (number of unpaired nucleotides)
+ *  \param  n2      The size of the 'right'-loop (number of unpaired nucleotides)
+ *  \param  type    The pair type of the base pair closing the interior loop
+ *  \param  type_2  The pair type of the enclosed base pair
+ *  \param  si1     The 5'-mismatching nucleotide of the closing pair
+ *  \param  sj1     The 3'-mismatching nucleotide of the closing pair
+ *  \param  sp1     The 3'-mismatching nucleotide of the enclosed pair
+ *  \param  sq1     The 5'-mismatching nucleotide of the enclosed pair
+ *  \param  P       The datastructure containing scaled energy parameters
+ *  \return The Free energy of the Interior-loop in dcal/mol
+ */
+INLINE  PRIVATE int E_IntLoop(int n1,
+                              int n2,
+                              int type,
+                              int type_2,
+                              int si1,
+                              int sj1,
+                              int sp1,
+                              int sq1,
+                              paramT *P);
+
+
+/**
+ *  <H2>Compute the Energy of a hairpin-loop</H2>
+ *  To evaluate the free energy of a hairpin-loop, several parameters have to be known.
+ *  A general hairpin-loop has this structure:<BR>
+ *  <PRE>
+ *        a3 a4
+ *      a2     a5
+ *      a1     a6
+ *        X - Y
+ *        |   |
+ *        5'  3'
+ *  </PRE>
+ *  where X-Y marks the closing pair [e.g. a <B>(G,C)</B> pair]. The length of this loop is 6 as there are
+ *  six unpaired nucleotides (a1-a6) enclosed by (X,Y). The 5' mismatching nucleotide is
+ *  a1 while the 3' mismatch is a6. The nucleotide sequence of this loop is &quot;a1.a2.a3.a4.a5.a6&quot; <BR>
+ *  \note The parameter sequence should contain the sequence of the loop in capital letters of the nucleic acid
+ *  alphabet if the loop size is below 7. This is useful for unusually stable tri-, tetra- and hexa-loops
+ *  which are treated differently (based on experimental data) if they are tabulated.
+ *  @see scale_parameters()
+ *  @see paramT
+ *  \warning Not (really) thread safe! A threadsafe implementation will replace this function in a future release!\n
+ *  Energy evaluation may change due to updates in global variable "tetra_loop"
+ * 
+ *  \param  size  The size of the loop (number of unpaired nucleotides)
+ *  \param  type  The pair type of the base pair closing the hairpin
+ *  \param  si1   The 5'-mismatching nucleotide
+ *  \param  sj1   The 3'-mismatching nucleotide
+ *  \param  string  The sequence of the loop
+ *  \param  P     The datastructure containing scaled energy parameters
+ *  \return The Free energy of the Hairpin-loop in dcal/mol
+ */
+INLINE  PRIVATE int E_Hairpin(int size,
+                              int type,
+                              int si1,
+                              int sj1,
+                              const char *string,
+                              paramT *P);
+
+/**
+ *  <H2>Compute the energy contribution of a stem branching off a loop-region</H2>
+ *  This function computes the energy contribution of a stem that branches off
+ *  a loop region. This can be the case in multiloops, when a stem branching off
+ *  increases the degree of the loop but also <I>immediately interior base pairs</I>
+ *  of an exterior loop contribute free energy.
+ *  To switch the bahavior of the function according to the evaluation of a multiloop-
+ *  or exterior-loop-stem, you pass the flag 'extLoop'.
+ *  The returned energy contribution consists of a TerminalAU penalty if the pair type
+ *  is greater than 2, dangling end contributions of mismatching nucleotides adjacent to
+ *  the stem if only one of the si1, sj1 parameters is greater than 0 and mismatch energies
+ *  if both mismatching nucleotides are positive values.
+ *  Thus, to avoid incooperating dangling end or mismatch energies just pass a negative number,
+ *  e.g. -1 to the mismatch argument.
+ * 
+ *  This is an illustration of how the energy contribution is assembled:
+ *  <PRE>
+ *        3'  5'
+ *        |   |
+ *        X - Y
+ *  5'-si1     sj1-3'
+ *  </PRE>
+ * 
+ *  Here, (X,Y) is the base pair that closes the stem that branches off a loop region.
+ *  The nucleotides si1 and sj1 are the 5'- and 3'- mismatches, respectively. If the base pair
+ *  type of (X,Y) is greater than 2 (i.e. an A-U or G-U pair, the TerminalAU penalty will be
+ *  included in the energy contribution returned. If si1 and sj1 are both nonnegative numbers,
+ *  mismatch energies will also be included. If one of sij or sj1 is a negtive value, only
+ *  5' or 3' dangling end contributions are taken into account. To prohibit any of these mismatch
+ *  contributions to be incoorporated, just pass a negative number to both, si1 and sj1.
+ *  In case the argument extLoop is 0, the returned energy contribution also includes
+ *  the <I>internal-loop-penalty</I> of a multiloop stem with closing pair type.
+ * 
+ *  \see    E_MLstem()
+ *  \see    E_ExtLoop()
+ *  \note   This function is threadsafe
+ * 
+ *  \param  type    The pair type of the first base pair un the stem
+ *  \param  si1     The 5'-mismatching nucleotide
+ *  \param  sj1     The 3'-mismatching nucleotide
+ *  \param  extLoop A flag that indicates whether the contribution reflects the one of an exterior loop or not
+ *  \param  P       The datastructure containing scaled energy parameters
+ *  \return         The Free energy of the branch off the loop in dcal/mol
+ * 
+ */
+INLINE  PRIVATE int E_Stem( int type,
+                            int si1,
+                            int sj1,
+                            int extLoop,
+                            paramT *P);
+
+/**
+ *  <H2>Compute the Boltzmann weighted energy contribution of a stem branching off a loop-region</H2>
+ *  This is the partition function variant of \ref E_Stem()
+ *  \see E_Stem()
+ *  \note This function is threadsafe
+ * 
+ *  \return The Boltzmann weighted energy contribution of the branch off the loop
+ */
+INLINE  PRIVATE double exp_E_Stem(int type,
+                                  int si1,
+                                  int sj1,
+                                  int extLoop,
+                                  pf_paramT *P);
+
+/**
+ *  <H2>Compute Boltzmann weight \f$e^{-\Delta G/kT} \f$ of a hairpin loop</H2>
+ *  multiply by scale[u+2]
+ *  @see get_scaled_pf_parameters()
+ *  @see pf_paramT
+ *  @see E_Hairpin()
+ *  \warning Not (really) thread safe! A threadsafe implementation will replace this function in a future release!\n
+ *  Energy evaluation may change due to updates in global variable "tetra_loop"
+ * 
+ *  \param  u       The size of the loop (number of unpaired nucleotides)
+ *  \param  type    The pair type of the base pair closing the hairpin
+ *  \param  si1     The 5'-mismatching nucleotide
+ *  \param  sj1     The 3'-mismatching nucleotide
+ *  \param  string  The sequence of the loop
+ *  \param  P       The datastructure containing scaled Boltzmann weights of the energy parameters
+ *  \return The Boltzmann weight of the Hairpin-loop
+ */
+INLINE  PRIVATE double exp_E_Hairpin( int u,
+                                      int type,
+                                      short si1,
+                                      short sj1,
+                                      const char *string,
+                                      pf_paramT *P);
+
+/**
+ *  <H2>Compute Boltzmann weight \f$e^{-\Delta G/kT} \f$ of interior loop</H2>
+ *  multiply by scale[u1+u2+2] for scaling
+ *  @see get_scaled_pf_parameters()
+ *  @see pf_paramT
+ *  @see E_IntLoop()
+ *  \note This function is threadsafe
+ * 
+ *  \param  u1      The size of the 'left'-loop (number of unpaired nucleotides)
+ *  \param  u2      The size of the 'right'-loop (number of unpaired nucleotides)
+ *  \param  type    The pair type of the base pair closing the interior loop
+ *  \param  type2   The pair type of the enclosed base pair
+ *  \param  si1     The 5'-mismatching nucleotide of the closing pair
+ *  \param  sj1     The 3'-mismatching nucleotide of the closing pair
+ *  \param  sp1     The 3'-mismatching nucleotide of the enclosed pair
+ *  \param  sq1     The 5'-mismatching nucleotide of the enclosed pair
+ *  \param  P       The datastructure containing scaled Boltzmann weights of the energy parameters
+ *  \return The Boltzmann weight of the Interior-loop
+ */
+INLINE  PRIVATE double  exp_E_IntLoop(int u1,
+                                      int u2,
+                                      int type,
+                                      int type2,
+                                      short si1,
+                                      short sj1,
+                                      short sp1,
+                                      short sq1,
+                                      pf_paramT *P);
+
+
+/*
+#################################
+# BEGIN OF FUNCTION DEFINITIONS #
+#################################
+*/
+INLINE  PRIVATE int E_Hairpin(int size, int type, int si1, int sj1, const char *string, paramT *P){
+  int energy;
+
+  energy = (size <= 30) ? P->hairpin[size] : P->hairpin[30]+(int)(P->lxc*log((size)/30.));
+  if (P->model_details.special_hp){
+    if (size == 4) { /* check for tetraloop bonus */
+      char tl[7]={0}, *ts;
+      strncpy(tl, string, 6);
+      if ((ts=strstr(P->Tetraloops, tl)))
+        return (P->Tetraloop_E[(ts - P->Tetraloops)/7]);
+    }
+    else if (size == 6) {
+      char tl[9]={0}, *ts;
+      strncpy(tl, string, 8);
+      if ((ts=strstr(P->Hexaloops, tl)))
+        return (energy = P->Hexaloop_E[(ts - P->Hexaloops)/9]);
+    }
+    else if (size == 3) {
+      char tl[6]={0,0,0,0,0,0}, *ts;
+      strncpy(tl, string, 5);
+      if ((ts=strstr(P->Triloops, tl))) {
+        return (P->Triloop_E[(ts - P->Triloops)/6]);
+      }
+      return (energy + (type>2 ? P->TerminalAU : 0));
+    }
+  }
+  energy += P->mismatchH[type][si1][sj1];
+
+  return energy;
+}
+
+INLINE  PRIVATE int E_IntLoop(int n1, int n2, int type, int type_2, int si1, int sj1, int sp1, int sq1, paramT *P){
+  /* compute energy of degree 2 loop (stack bulge or interior) */
+  int nl, ns, energy;
+  energy = INF;
+
+  if (n1>n2) { nl=n1; ns=n2;}
+  else {nl=n2; ns=n1;}
+
+  if (nl == 0)
+    return P->stack[type][type_2];  /* stack */
+
+  if (ns==0) {                      /* bulge */
+    energy = (nl<=MAXLOOP)?P->bulge[nl]:
+      (P->bulge[30]+(int)(P->lxc*log(nl/30.)));
+    if (nl==1) energy += P->stack[type][type_2];
+    else {
+      if (type>2) energy += P->TerminalAU;
+      if (type_2>2) energy += P->TerminalAU;
+    }
+    return energy;
+  }
+  else {                            /* interior loop */
+    if (ns==1) {
+      if (nl==1)                    /* 1x1 loop */
+        return P->int11[type][type_2][si1][sj1];
+      if (nl==2) {                  /* 2x1 loop */
+        if (n1==1)
+          energy = P->int21[type][type_2][si1][sq1][sj1];
+        else
+          energy = P->int21[type_2][type][sq1][si1][sp1];
+        return energy;
+      }
+      else {  /* 1xn loop */
+        energy = (nl+1<=MAXLOOP)?(P->internal_loop[nl+1]) : (P->internal_loop[30]+(int)(P->lxc*log((nl+1)/30.)));
+        energy += MIN2(MAX_NINIO, (nl-ns)*P->ninio[2]);
+        energy += P->mismatch1nI[type][si1][sj1] + P->mismatch1nI[type_2][sq1][sp1];
+        return energy;
+      }
+    }
+    else if (ns==2) {
+      if(nl==2)      {              /* 2x2 loop */
+        return P->int22[type][type_2][si1][sp1][sq1][sj1];}
+      else if (nl==3){              /* 2x3 loop */
+        energy = P->internal_loop[5]+P->ninio[2];
+        energy += P->mismatch23I[type][si1][sj1] + P->mismatch23I[type_2][sq1][sp1];
+        return energy;
+      }
+
+    }
+    { /* generic interior loop (no else here!)*/
+      energy = (n1+n2<=MAXLOOP)?(P->internal_loop[n1+n2]) : (P->internal_loop[30]+(int)(P->lxc*log((n1+n2)/30.)));
+
+      energy += MIN2(MAX_NINIO, (nl-ns)*P->ninio[2]);
+
+      energy += P->mismatchI[type][si1][sj1] + P->mismatchI[type_2][sq1][sp1];
+    }
+  }
+  return energy;
+}
+
+INLINE  PRIVATE int E_Stem(int type, int si1, int sj1, int extLoop, paramT *P){
+  int energy = 0;
+  int d5 = (si1 >= 0) ? P->dangle5[type][si1] : 0;
+  int d3 = (sj1 >= 0) ? P->dangle3[type][sj1] : 0;
+
+  if(type > 2)
+    energy += P->TerminalAU;
+
+  if(si1 >= 0 && sj1 >= 0)
+    energy += (extLoop) ? P->mismatchExt[type][si1][sj1] : P->mismatchM[type][si1][sj1];
+  else
+    energy += d5 + d3;
+
+  if(!extLoop) energy += P->MLintern[type];
+  return energy;
+}
+
+INLINE  PRIVATE int E_ExtLoop(int type, int si1, int sj1, paramT *P){
+  int energy = 0;
+  if(si1 >= 0 && sj1 >= 0){
+    energy += P->mismatchExt[type][si1][sj1];
+  }
+  else if (si1 >= 0){
+    energy += P->dangle5[type][si1];
+  }
+  else if (sj1 >= 0){
+    energy += P->dangle3[type][sj1];
+  }
+
+  if(type > 2)
+    energy += P->TerminalAU;
+
+  return energy;
+}
+
+INLINE  PRIVATE int E_MLstem(int type, int si1, int sj1, paramT *P){
+  int energy = 0;
+  if(si1 >= 0 && sj1 >= 0){
+    energy += P->mismatchM[type][si1][sj1];
+  }
+  else if (si1 >= 0){
+    energy += P->dangle5[type][si1];
+  }
+  else if (sj1 >= 0){
+    energy += P->dangle3[type][sj1];
+  }
+
+  if(type > 2)
+    energy += P->TerminalAU;
+
+  energy += P->MLintern[type];
+
+  return energy;
+}
+
+INLINE  PRIVATE double exp_E_Hairpin(int u, int type, short si1, short sj1, const char *string, pf_paramT *P){
+  double q, kT;
+  kT = P->kT;   /* kT in cal/mol  */
+
+  if(u <= 30)
+    q = P->exphairpin[u];
+  else
+    q = P->exphairpin[30] * exp( -(P->lxc*log( u/30.))*10./kT);
+
+  if(u < 3) return q; /* should only be the case when folding alignments */
+
+  if ((P->model_details.special_hp)&&(u==4)) {
+    char tl[7]={0,0,0,0,0,0,0}, *ts;
+    strncpy(tl, string, 6);
+    if ((ts=strstr(P->Tetraloops, tl))){
+      if(type != 7)
+        return (P->exptetra[(ts-P->Tetraloops)/7]);
+      else
+        q *= P->exptetra[(ts-P->Tetraloops)/7];
+    }
+  }
+  if ((tetra_loop)&&(u==6)) {
+    char tl[9]={0,0,0,0,0,0,0,0,0}, *ts;
+    strncpy(tl, string, 6);
+    if ((ts=strstr(P->Hexaloops, tl)))
+      return  (P->exphex[(ts-P->Hexaloops)/9]);
+  }
+  if (u==3) {
+    char tl[6]={0,0,0,0,0,0}, *ts;
+    strncpy(tl, string, 5);
+    if ((ts=strstr(P->Triloops, tl)))
+      return (P->exptri[(ts-P->Triloops)/6]);
+    if (type>2)
+      q *= P->expTermAU;
+  }
+  else /* no mismatches for tri-loops */
+    q *= P->expmismatchH[type][si1][sj1];
+
+  return q;
+}
+
+INLINE  PRIVATE double exp_E_IntLoop(int u1, int u2, int type, int type2, short si1, short sj1, short sp1, short sq1, pf_paramT *P){
+  int ul, us, no_close = 0;
+  double z = 0.;
+
+  if ((no_closingGU) && ((type2==3)||(type2==4)||(type==3)||(type==4)))
+    no_close = 1;
+
+  if (u1>u2) { ul=u1; us=u2;}
+  else {ul=u2; us=u1;}
+
+  if (ul==0) /* stack */
+    z = P->expstack[type][type2];
+  else if(!no_close){
+    if (us==0) {                      /* bulge */
+      z = P->expbulge[ul];
+      if (ul==1) z *= P->expstack[type][type2];
+      else {
+        if (type>2) z *= P->expTermAU;
+        if (type2>2) z *= P->expTermAU;
+      }
+      return z;
+    }
+    else if (us==1) {
+      if (ul==1){                    /* 1x1 loop */
+        return P->expint11[type][type2][si1][sj1];
+      }
+      if (ul==2) {                  /* 2x1 loop */
+        if (u1==1)
+          return P->expint21[type][type2][si1][sq1][sj1];
+        else
+          return P->expint21[type2][type][sq1][si1][sp1];
+      }
+      else {  /* 1xn loop */
+        z = P->expinternal[ul+us] * P->expmismatch1nI[type][si1][sj1] * P->expmismatch1nI[type2][sq1][sp1];
+        return z * P->expninio[2][ul-us];
+      }
+    }
+    else if (us==2) {
+      if(ul==2) /* 2x2 loop */
+        return P->expint22[type][type2][si1][sp1][sq1][sj1];
+      else if(ul==3){              /* 2x3 loop */
+        z = P->expinternal[5]*P->expmismatch23I[type][si1][sj1]*P->expmismatch23I[type2][sq1][sp1];
+        return z * P->expninio[2][1];
+      }
+    }
+    /* generic interior loop (no else here!)*/
+    z = P->expinternal[ul+us] * P->expmismatchI[type][si1][sj1] * P->expmismatchI[type2][sq1][sp1];
+    return z * P->expninio[2][ul-us];
+
+  }
+  return z;
+}
+
+INLINE  PRIVATE double exp_E_Stem(int type, int si1, int sj1, int extLoop, pf_paramT *P){
+  double energy = 1.0;
+  double d5 = (si1 >= 0) ? P->expdangle5[type][si1] : 1.;
+  double d3 = (sj1 >= 0) ? P->expdangle3[type][sj1] : 1.;
+
+  if(type > 2)
+    energy *= P->expTermAU;
+
+  if(si1 >= 0 && sj1 >= 0)
+    energy *= (extLoop) ? P->expmismatchExt[type][si1][sj1] : P->expmismatchM[type][si1][sj1];
+  else
+    energy *= d5 * d3;
+
+  if(!extLoop) energy *= P->expMLintern[type];
+  return energy;
+}
+
+INLINE  PRIVATE double exp_E_MLstem(int type, int si1, int sj1, pf_paramT *P){
+  double energy = 1.0;
+  if(si1 >= 0 && sj1 >= 0){
+    energy *= P->expmismatchM[type][si1][sj1];
+  }
+  else if(si1 >= 0){
+    energy *= P->expdangle5[type][si1];
+  }
+  else if(sj1 >= 0){
+    energy *= P->expdangle3[type][sj1];
+  }
+
+  if(type > 2)
+    energy *= P->expTermAU;
+
+  energy *= P->expMLintern[type];
+  return energy;
+}
+
+INLINE  PRIVATE double exp_E_ExtLoop(int type, int si1, int sj1, pf_paramT *P){
+  double energy = 1.0;
+  if(si1 >= 0 && sj1 >= 0){
+    energy *= P->expmismatchExt[type][si1][sj1];
+  }
+  else if(si1 >= 0){
+    energy *= P->expdangle5[type][si1];
+  }
+  else if(sj1 >= 0){
+    energy *= P->expdangle3[type][sj1];
+  }
+
+  if(type > 2)
+    energy *= P->expTermAU;
+
+  return energy;
+}
+
+INLINE  PRIVATE int     E_IntLoop_Co(int type, int type_2, int i, int j, int p, int q, int cutpoint, short si1, short sj1, short sp1, short sq1, int dangles, paramT *P){
+  int energy = 0;
+  if(type > 2)   energy += P->TerminalAU;
+  if(type_2 > 2) energy += P->TerminalAU;
+
+  if(!dangles) return energy;
+
+  int ci = (i>=cutpoint)||((i+1)<cutpoint);
+  int cj = ((j-1)>=cutpoint)||(j<cutpoint);
+  int cp = ((p-1)>=cutpoint)||(p<cutpoint);
+  int cq = (q>=cutpoint)||((q+1)<cutpoint);
+
+  int d3    = ci  ? P->dangle3[type][si1]   : 0;
+  int d5    = cj  ? P->dangle5[type][sj1]   : 0;
+  int d5_2  = cp  ? P->dangle5[type_2][sp1] : 0;
+  int d3_2  = cq  ? P->dangle3[type_2][sq1] : 0;
+
+  int tmm   = (cj && ci) ? P->mismatchExt[type][sj1][si1]   : d5 + d3;
+  int tmm_2 = (cp && cq) ? P->mismatchExt[type_2][sp1][sq1] : d5_2 + d3_2;
+
+  if(dangles == 2) return energy + tmm + tmm_2;
+
+  /* now we may have non-double dangles only */
+  if(i+2 < p){
+    if(q+2 < j){ energy += tmm + tmm_2;}
+    else if(q+2 == j){ energy += (cj && cq) ? MIN2(tmm + d5_2, tmm_2 + d3) : tmm + tmm_2;}
+    else energy += d3 + d5_2;
+  }
+  else if(i+2 == p){
+    if(q+2 < j){ energy += (ci && cp) ? MIN2(tmm + d3_2, tmm_2 + d5) : tmm + tmm_2;}
+    else if(q+2 == j){
+      energy += MIN2(tmm, MIN2(tmm_2, MIN2(d5 + d5_2, d3 + d3_2)));
+    }
+    else energy += MIN2(d3, d5_2);
+  }
+  else{
+    if(q+2 < j){ energy += d5 + d3_2;}
+    else if(q+2 == j){ energy += MIN2(d5, d3_2);}
+  }
+  return energy;
+}
+
+#endif