MUON/AliMUONDigitizer.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-2000, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 #include "AliRun.h"
  19 #include "AliRunDigitizer.h"
  20 #include "AliRunLoader.h"
  21
  22 #include "AliMUONDigitizer.h"
  23 #include "AliMUONConstants.h"
  24 #include "AliMUONChamber.h"
  25 #include "AliMUONHitMapA1.h"
  26 #include "AliMUON.h"
  27 #include "AliMUONLoader.h"
  28 #include "AliMUONChamber.h"
  29 #include "AliMUONConstants.h"
  30 #include "AliMUONDigitizer.h"
  31 #include "AliMUONTransientDigit.h"
  32 #include "AliMUONHitMapA1.h"
  33
  34
  35 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  36 //
  37 // AliMUONDigitizer should be base abstract class of all digitisers in the MUON
  38 // module. It implements the common functionality of looping over input streams
  39 // filling the fTDList and writing the fTDList to the output stream.
  40 // Inheriting digitizers need to override certain methods to choose and initialize
  41 // the correct input and output trees, apply the correct detector response if any
  42 // and implement how the transient digits are generated from the input stream.
  43 //
  44 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  45
  46 ClassImp(AliMUONDigitizer)
  47
  48 //___________________________________________
  49 AliMUONDigitizer::AliMUONDigitizer() :
  50         AliDigitizer(),
  51         fHitMap(0),
  52         fTDList(0),
  53         fTDCounter(0),
  54         fMask(0),
  55         fSignal(0),
  56         fDebug(0)
  57 {
  58 // Default constructor.
  59 // Initializes all pointers to NULL.
  60
  61         fRunLoader = NULL;
  62         fGime = NULL;
  63         fMUON = NULL;
  64         fMUONData = NULL;
  65 };
  66
  67 //___________________________________________
  68 AliMUONDigitizer::AliMUONDigitizer(AliRunDigitizer* manager) :
  69         AliDigitizer(manager),
  70         fHitMap(0),
  71         fTDList(0),
  72         fTDCounter(0),
  73         fMask(0),
  74         fSignal(0),
  75         fDebug(0)
  76 {
  77 // Constructor which should be used rather than the default constructor.
  78 // Initializes all pointers to NULL.
  79
  80         fRunLoader = NULL;
  81         fGime = NULL;
  82         fMUON = NULL;
  83         fMUONData = NULL;
  84 };
  85
  86 //___________________________________________
  87 AliMUONDigitizer::AliMUONDigitizer(const AliMUONDigitizer& rhs)
  88   : AliDigitizer(rhs)
  89 {
  90 // Protected copy constructor
  91
  92   Fatal("AliMUONDigitizer", "Not implemented.");
  93 }
  94
  95 //___________________________________________
  96 AliMUONDigitizer::~AliMUONDigitizer()
  97 {
  98 // Destructor
  99   delete fMUONData;
 100 }
 101
 102 //-------------------------------------------------------------------
 103 AliMUONDigitizer&
 104 AliMUONDigitizer::operator=(const AliMUONDigitizer& rhs)
 105 {
 106 // Protected assignement operator
 107
 108   if (this == &rhs) return *this;
 109
 110   Fatal("operator=", "Not implemented.");
 111
 112   return *this;
 113 }
 114
 115 //------------------------------------------------------------------------
 116 Bool_t AliMUONDigitizer::Init()
 117 {
 118 // Does nothing.
 119         return kTRUE;
 120 }
 121
 122 //------------------------------------------------------------------------
 123 void AliMUONDigitizer::Exec(Option_t* option)
 124 {
 125 // The main work loop starts here.
 126 // The digitization process is broken up into two steps:
 127 // 1) Loop over input streams and create transient digits from the input.
 128 //    Done in GenerateTransientDigits()
 129 // 2) Loop over the generated transient digits and write them to the output
 130 //    stream. Done in CreateDigits()
 131
 132         if (GetDebug() > 0) Info("Exec", "Running digitiser.");
 133         ParseOptions(option);
 134
 135         if (fManager->GetNinputs() == 0)
 136         {
 137                 Warning("Exec", "No inputs set, nothing to do.");
 138                 return;
 139         };
 140
 141         if (! FetchLoaders(fManager->GetInputFolderName(0), fRunLoader, fGime) ) return;
 142         if (! FetchGlobalPointers(fRunLoader) ) return;
 143
 144         InitArrays();
 145
 146         if (GetDebug() > 1) Info("Exec", "Event Number is %d.", fManager->GetOutputEventNr());
 147
 148         // Loop over files to merge and to digitize
 149         fSignal = kTRUE;
 150         for (Int_t inputFile = 0; inputFile < fManager->GetNinputs(); inputFile++)
 151         {
 152                 fMask = fManager->GetMask(inputFile);
 153                 if (GetDebug() > 1)
 154                         Info("Exec", "Digitising folder %d, with fMask = %d: %s", inputFile, fMask,
 155                              (const char*)fManager->GetInputFolderName(inputFile));
 156
 157                 if (inputFile != 0)
 158                         // If this is the first file then we already have the loaders loaded.
 159                         if (! FetchLoaders(fManager->GetInputFolderName(inputFile), fRunLoader, fGime) )
 160                                 continue;
 161                 else
 162                         // If this is not the first file then it is assumed to be background.
 163                         fSignal = kFALSE;
 164
 165                 if (! InitInputData(fGime) ) continue;
 166                 GenerateTransientDigits();
 167                 CleanupInputData(fGime);
 168         };
 169
 170         Bool_t ok = FetchLoaders(fManager->GetOutputFolderName(), fRunLoader, fGime);
 171         if (ok) ok = InitOutputData(fGime);
 172         if (ok) CreateDigits();
 173         if (ok) CleanupOutputData(fGime);
 174
 175         CleanupArrays();
 176 };
 177
 178 //--------------------------------------------------------------------------
 179 void AliMUONDigitizer::AddOrUpdateTransientDigit(AliMUONTransientDigit* mTD)
 180 {
 181 // Checks to see if the transient digit exists in the corresponding fHitMap.
 182 // If it does then the digit is updated otherwise it is added.
 183
 184         if (ExistTransientDigit(mTD))
 185         {
 186                 UpdateTransientDigit(mTD);
 187                 delete mTD;  // The new digit can be deleted because it was not added.
 188         }
 189         else
 190                 AddTransientDigit(mTD);
 191 };
 192
 193 //------------------------------------------------------------------------
 194 void AliMUONDigitizer::UpdateTransientDigit(AliMUONTransientDigit* mTD)
 195 {
 196 // Update the transient digit that is already in the fTDList by adding the new
 197 // transient digits charges and track lists to the existing one.
 198
 199         if (GetDebug() > 3)
 200                 Info("UpdateTransientDigit", "Updating transient digit 0x%X", (void*)mTD);
 201         // Choosing the maping of the cathode plane of the chamber:
 202         Int_t iNchCpl= mTD->Chamber() + (mTD->Cathode()-1) * AliMUONConstants::NCh();
 203         AliMUONTransientDigit *pdigit =
 204                 static_cast<AliMUONTransientDigit*>( fHitMap[iNchCpl]->GetHit(mTD->PadX(),mTD->PadY()) );
 205
 206         // update charge
 207         pdigit->AddSignal( mTD->Signal() );
 208         pdigit->AddPhysicsSignal( mTD->Physics() );
 209
 210         // update list of tracks
 211         Int_t ntracks = mTD->GetNTracks();
 212         if (ntracks > kMAXTRACKS)  // Truncate the number of tracks to kMAXTRACKS if we have to.
 213         {
 214                 if (GetDebug() > 0)
 215                 {
 216                         Warning("UpdateTransientDigit",
 217                                 "TransientDigit returned the number of tracks to be %d, which is bigger than kMAXTRACKS.",
 218                                 ntracks);
 219                         Warning("UpdateTransientDigit", "Reseting the number of tracks to be %d.", kMAXTRACKS);
 220                 }
 221                 ntracks = kMAXTRACKS;
 222         };
 223
 224         for (Int_t i = 0; i < ntracks; i++)
 225         {
 226                 pdigit->UpdateTrackList( mTD->GetTrack(i), mTD->GetCharge(i) );
 227         };
 228 };
 229
 230 //------------------------------------------------------------------------
 231 void AliMUONDigitizer::AddTransientDigit(AliMUONTransientDigit* mTD)
 232 {
 233 // Adds the transient digit to the fTDList and sets the appropriate entry
 234 // in the fHitMap arrays.
 235
 236         if (GetDebug() > 3)
 237                 Info("AddTransientDigit", "Adding transient digit 0x%X", (void*)mTD);
 238         // Choosing the maping of the cathode plane of the chamber:
 239         Int_t iNchCpl= mTD->Chamber() + (mTD->Cathode()-1) * AliMUONConstants::NCh();
 240         fTDList->AddAtAndExpand(mTD, fTDCounter);
 241         fHitMap[iNchCpl]->SetHit( mTD->PadX(), mTD->PadY(), fTDCounter);
 242         fTDCounter++;
 243 };
 244
 245 //------------------------------------------------------------------------
 246 Bool_t AliMUONDigitizer::ExistTransientDigit(AliMUONTransientDigit* mTD)
 247 {
 248 // Checks if the transient digit already exists on the corresponding fHitMap.
 249 // i.e. is there a transient digit on the same chamber, cathode and pad position
 250 // as mTD. If yes then kTRUE is returned else kFASLE is returned.
 251
 252         // Choosing the maping of the cathode plane of the chamber:
 253         Int_t iNchCpl= mTD->Chamber() + (mTD->Cathode()-1) * AliMUONConstants::NCh();
 254         return( fHitMap[iNchCpl]->TestHit(mTD->PadX(), mTD->PadY()) );
 255 };
 256
 257 //-----------------------------------------------------------------------
 258 void AliMUONDigitizer::CreateDigits()
 259 {
 260 // Loops over the fTDList for each cathode, gets the correct signal for the
 261 // digit and adds the new digit to the output stream.
 262
 263         if (GetDebug() > 1) Info("CreateDigits", "Creating digits...");
 264         for (Int_t icat = 0; icat < 2; icat++)
 265         {
 266                 //
 267                 // Filling Digit List
 268                 Int_t nentries = fTDList->GetEntriesFast();
 269                 for (Int_t nent = 0; nent < nentries; nent++)
 270                 {
 271                         AliMUONTransientDigit* td = (AliMUONTransientDigit*)fTDList->At(nent);
 272                         if (td == NULL) continue;
 273
 274                         // Must be the same cathode, otherwise we will fill a mixture
 275                         // of digits from both cathodes.
 276                         if (icat != td->Cathode() - 1) continue;
 277
 278                         if (GetDebug() > 2)
 279                                 Info("CreateDigits", "Creating digit from transient digit 0x%X", (void*)td);
 280
 281                         Int_t q = GetSignalFrom(td);
 282                         if (q > 0) AddDigit(td, q);
 283                 };
 284                 FillOutputData();
 285         };
 286 };
 287
 288 //------------------------------------------------------------------------
 289 void AliMUONDigitizer::AddDigit(AliMUONTransientDigit* td, Int_t responseCharge)
 290 {
 291 // Prepares the digits, track and charge arrays in preparation for a call to
 292 // AddDigit(Int_t, Int_t[kMAXTRACKS], Int_t[kMAXTRACKS], Int_t[6])
 293 // This method is called by CreateDigits() whenever a new digit needs to be added
 294 // to the output stream trees.
 295 // The responseCharge value is used as the Signal of the new digit.
 296 // The OnWriteTransientDigit method is also called just before the adding the
 297 // digit to allow inheriting digitizers to be able to do some specific processing
 298 // at this point.
 299
 300         Int_t tracks[kMAXTRACKS];
 301         Int_t charges[kMAXTRACKS];
 302         Int_t digits[6];
 303
 304         digits[0] = td->PadX();
 305         digits[1] = td->PadY();
 306         digits[2] = td->Cathode() - 1;
 307         digits[3] = responseCharge;
 308         digits[4] = td->Physics();
 309         digits[5] = td->Hit();
 310
 311         Int_t nptracks = td->GetNTracks();
 312         if (nptracks > kMAXTRACKS)
 313         {
 314                 if (GetDebug() > 0)
 315                 {
 316                         Warning("AddDigit",
 317                                 "TransientDigit returned the number of tracks to be %d, which is bigger than kMAXTRACKS.",
 318                                 nptracks);
 319                         Warning("AddDigit", "Reseting the number of tracks to be %d.", kMAXTRACKS);
 320                 }
 321                 nptracks = kMAXTRACKS;
 322         };
 323
 324         for (Int_t i = 0; i < nptracks; i++)
 325         {
 326                 tracks[i]   = td->GetTrack(i);
 327                 charges[i]  = td->GetCharge(i);
 328         };
 329
 330         // Sort list of tracks according to charge
 331         SortTracks(tracks,charges,nptracks);
 332
 333         if (nptracks < kMAXTRACKS )
 334         {
 335                 for (Int_t i = nptracks; i < kMAXTRACKS; i++)
 336                 {
 337                         tracks[i]  = -1;
 338                         charges[i] = 0;
 339                 };
 340         };
 341
 342         if (GetDebug() > 3) Info("AddDigit", "Adding digit with charge %d.", responseCharge);
 343
 344         OnWriteTransientDigit(td);
 345         AddDigit(td->Chamber(), tracks, charges, digits);
 346 };
 347
 348 //------------------------------------------------------------------------
 349 void AliMUONDigitizer::OnCreateTransientDigit(AliMUONTransientDigit* /*digit*/, TObject* /*source_object*/)
 350 {
 351         // Does nothing.
 352         //
 353         // This is derived by Digitisers that want to trace which digits were made from
 354         // which hits.
 355 };
 356
 357 //------------------------------------------------------------------------
 358 void AliMUONDigitizer::OnWriteTransientDigit(AliMUONTransientDigit* /*digit*/)
 359 {
 360         // Does nothing.
 361         //
 362         // This is derived by Digitisers that want to trace which digits were made from
 363         // which hits.
 364 };
 365
 366 //------------------------------------------------------------------------
 367 Bool_t AliMUONDigitizer::FetchLoaders(const char* foldername, AliRunLoader*& runloader, AliMUONLoader*& muonloader)
 368 {
 369 // Fetches the run loader from the current folder, specified by 'foldername'.
 370 // The muon loader is then loaded from the fetched run loader.
 371 // kTRUE is returned if no error occurred otherwise kFALSE is returned.
 372
 373         if (GetDebug() > 2)
 374                 Info("FetchLoaders", "Fetching run loader and muon loader from folder: %s", foldername);
 375
 376         runloader = AliRunLoader::GetRunLoader(foldername);
 377         if (runloader == NULL)
 378         {
 379                 Error("FetchLoaders", "RunLoader not found in folder: %s", foldername);
 380                 return kFALSE;
 381         }
 382         muonloader = (AliMUONLoader*) runloader->GetLoader("MUONLoader");
 383         if (muonloader == NULL)
 384         {
 385                 Error("FetchLoaders", "MUONLoader not found in folder: %s", foldername);
 386                 return kFALSE;
 387         }
 388         return kTRUE;
 389 };
 390
 391 //------------------------------------------------------------------------
 392 Bool_t AliMUONDigitizer::FetchGlobalPointers(AliRunLoader* runloader)
 393 {
 394 // Fetches the AliRun object into the global gAlice pointer from the specified
 395 // run loader. The AliRun object is loaded into memory using the run loader if
 396 // not yet loaded. The MUON module object is then loaded from gAlice and
 397 // AliMUONData fetched from the MUON module.
 398 // kTRUE is returned if no error occurred otherwise kFALSE is returned.
 399
 400         if (GetDebug() > 2)
 401                 Info("FetchGlobalPointers", "Fetching gAlice, MUON module and AliMUONData from runloader 0x%X.",
 402                         (void*)runloader
 403                     );
 404
 405         if (runloader->GetAliRun() == NULL) runloader->LoadgAlice();
 406         gAlice = runloader->GetAliRun();
 407         if (gAlice == NULL)
 408         {
 409                 Error("FetchGlobalPointers", "Could not find the AliRun object in runloader 0x%X.", (void*)runloader);
 410                 return kFALSE;
 411         };
 412         fMUON = (AliMUON*) gAlice->GetDetector("MUON");
 413         if (fMUON == NULL)
 414         {
 415                 Error("FetchGlobalPointers", "Could not find the MUON module in runloader 0x%X.", (void*)runloader);
 416                 return kFALSE;
 417         };
 418
 419         AliMUONLoader *muonloader = (AliMUONLoader*) runloader->GetLoader("MUONLoader");
 420         if (muonloader == NULL)
 421         {
 422                 Error("FetchGlobalPointers", "MUONLoader not found ");
 423                 return kFALSE;
 424         }
 425
 426
 427         if (fMUONData == NULL) fMUONData = new AliMUONData(muonloader,"MUON","MUON");
 428         if (fMUONData == NULL)
 429         {
 430                 Error("FetchGlobalPointers", "Could not find AliMUONData object in runloader 0x%X.", (void*)runloader);
 431                 return kFALSE;
 432         };
 433         return kTRUE;
 434 }
 435
 436 //------------------------------------------------------------------------
 437 void AliMUONDigitizer::ParseOptions(Option_t* options)
 438 {
 439 // Called by the Exec method. ParseOptions should parse the option string given to the Exec method.
 440 //
 441 // The following options are defined:
 442 //      "debug" - Sets the debug level to 99, which will show all debug messages.
 443 //      "deb"   - Same as "debug", implemented for backward comparability.
 444 //
 445 // If an invalid option is specified it is simply ignored.
 446
 447         TString optionString = options;
 448         if (optionString.Data() == "debug" ||
 449                 optionString.Data() == "deb"   // maintained for compatability.
 450            )
 451         {
 452                 Info("ParseOptions", "Called with option \"debug\".");
 453                 SetDebug(99);
 454         };
 455 };
 456
 457 //------------------------------------------------------------------------
 458 void AliMUONDigitizer::InitArrays()
 459 {
 460 // Creates a new fTDList object.
 461 // Also creates an array of 2 * chamber_number AliMUONHitMapA1 objects
 462 // in the fHitMaps array. Each one is set to a chamber and cathode
 463 // specific segmentation model.
 464 //
 465 // Note: the fTDList and fHitMap arrays must be NULL before calling this method.
 466
 467         if (GetDebug() > 1) Info("InitArrays", "Initialising internal arrays.");
 468         if (GetDebug() > 3) Info("InitArrays", "Creating transient digits list.");
 469         fTDList = new TObjArray;
 470
 471         // Array of pointer of the AliMUONHitMapA1:
 472         //  two HitMaps per chamber, or one HitMap per cahtode plane
 473         fHitMap = new AliMUONHitMapA1* [2*AliMUONConstants::NCh()];
 474
 475         // Loop over chambers for the definition AliMUONHitMap
 476         for (Int_t i = 0; i < AliMUONConstants::NCh(); i++)
 477         {
 478                 if (GetDebug() > 3) Info("InitArrays", "Creating hit map for chamber %d, cathode 1.", i+1);
 479                 AliMUONChamber* chamber = &(fMUON->Chamber(i));
 480                 AliSegmentation* c1Segmentation = chamber->SegmentationModel(1); // Cathode plane 1
 481                 fHitMap[i] = new AliMUONHitMapA1(c1Segmentation, fTDList);
 482                 if (GetDebug() > 3) Info("InitArrays", "Creating hit map for chamber %d, cathode 2.", i+1);
 483                 AliSegmentation* c2Segmentation = chamber->SegmentationModel(2); // Cathode plane 2
 484                 fHitMap[i+AliMUONConstants::NCh()] = new AliMUONHitMapA1(c2Segmentation, fTDList);
 485         };
 486 };
 487
 488 //------------------------------------------------------------------------
 489 void AliMUONDigitizer::CleanupArrays()
 490 {
 491 // The arrays fTDList and fHitMap are deleted and the pointers set to NULL.
 492
 493         if (GetDebug() > 1) Info("CleanupArrays", "Deleting internal arrays.");
 494         for(Int_t i = 0; i < 2*AliMUONConstants::NCh(); i++)
 495         {
 496                 if (GetDebug() > 3) Info("CleanupArrays", "Deleting hit map for chamber %d, cathode %d.",
 497                         i%AliMUONConstants::NCh()+1, i/AliMUONConstants::NCh()+1);
 498                 delete fHitMap[i];
 499         };
 500         delete [] fHitMap;
 501         fHitMap = NULL;
 502
 503         if (GetDebug() > 3) Info("CleanupArrays", "Deleting transient digits list.");
 504         fTDList->Delete();
 505         delete fTDList;
 506         fTDList = NULL;
 507 };
 508
 509 //------------------------------------------------------------------------
 510 void AliMUONDigitizer::SortTracks(Int_t *tracks, Int_t *charges, Int_t ntr) const
 511 {
 512 //
 513 // Sort the list of tracks contributing to a given digit
 514 // Only the 3 most significant tracks are actually sorted
 515 //
 516
 517         if (ntr <= 1) return;
 518
 519         //
 520         //  Loop over signals, only 3 times
 521         //
 522
 523         Int_t qmax;
 524         Int_t jmax;
 525         Int_t idx[3] = {-2,-2,-2};
 526         Int_t jch[3] = {-2,-2,-2};
 527         Int_t jtr[3] = {-2,-2,-2};
 528         Int_t i, j, imax;
 529
 530         if (ntr < 3) imax = ntr;
 531         else imax=3;
 532
 533         for(i = 0; i < imax; i++)
 534         {
 535                 qmax=0;
 536                 jmax=0;
 537
 538                 for(j = 0; j < ntr; j++)
 539                 {
 540                         if (    (i == 1 && j == idx[i-1]) ||
 541                                 (i == 2 && (j == idx[i-1] || j == idx[i-2]))
 542                            )
 543                                 continue;
 544
 545                         if(charges[j] > qmax)
 546                         {
 547                                 qmax = charges[j];
 548                                 jmax = j;
 549                         }
 550                 }
 551
 552                 if(qmax > 0)
 553                 {
 554                         idx[i] = jmax;
 555                         jch[i] = charges[jmax];
 556                         jtr[i] = tracks[jmax];
 557                 }
 558
 559         }
 560
 561         for(i = 0; i < 3; i++)
 562         {
 563                 if (jtr[i] == -2)
 564                 {
 565                         charges[i] = 0;
 566                         tracks[i] = 0;
 567                 }
 568                 else
 569                 {
 570                         charges[i] = jch[i];
 571                         tracks[i] = jtr[i];
 572                 }
 573         }
 574 };