]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blob - STEER/AliStack.cxx
Reset pointers to daughters
[u/mrichter/AliRoot.git] / STEER / AliStack.cxx
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4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
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14  **************************************************************************/
15
16 /*
17 $Log$
18 Revision 1.1  2001/05/16 14:57:22  alibrary
19 New files for folders and Stack
20
21 */
22
23 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
24 //                                                                           //
25 //  Particles stack class
26 //                                                                           //
27 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
28
29 #include <iostream.h>
30  
31 #include <TObjArray.h>
32 #include <TParticle.h>
33 #include <TTree.h>
34 #include <TFile.h>
35 #include <TFolder.h>
36 #include <TROOT.h>
37
38 #include "AliStack.h"
39 #include "AliRun.h"
40 #include "AliModule.h"
41 #include "AliHit.h"
42 //#include "ETrackBits.h"
43
44 ClassImp(AliStack)
45
46 //_____________________________________________________________________________
47 AliStack::AliStack(Int_t size)
48 {
49   //
50   //  Constructor
51   //
52   
53   // Create the particles arrays 
54   fParticles      = new TClonesArray("TParticle",1000);
55   fParticleMap    = new TObjArray(size);
56   fParticleBuffer = new TParticle();
57   fNtrack         =  0;
58   fNprimary      =  0;
59   fCurrent        = -1;
60   fCurrentPrimary = -1;
61   fTreeK          =  0;
62 }
63
64
65 //_____________________________________________________________________________
66 AliStack::AliStack()
67 {
68   //
69   //  Default constructor
70   //
71   
72   // Create the particles arrays 
73   fParticles      = new TClonesArray("TParticle",1000);
74   fParticleMap    = new TObjArray(10000);
75   fParticleBuffer = new TParticle();
76   fNtrack         =  0;
77   fCurrent        = -1;
78   fNprimary      =  0;
79   fCurrentPrimary = -1;
80   fTreeK          =  0;
81 }
82
83
84 //_____________________________________________________________________________
85 AliStack::~AliStack()
86 {
87   //
88   // Destructor
89   //
90   
91   if (fParticles) {
92     fParticles->Delete();
93     delete fParticles;
94   }
95   delete fParticleMap;
96   delete fParticleBuffer;
97   delete fTreeK;
98 }
99
100 //
101 // public methods
102 //
103
104 //_____________________________________________________________________________
105 void AliStack::SetTrack(Int_t done, Int_t parent, Int_t pdg, Float_t *pmom,
106                       Float_t *vpos, Float_t *polar, Float_t tof,
107                       AliMCProcess mech, Int_t &ntr, Float_t weight)
108
109   //
110   // Load a track on the stack
111   //
112   // done     0 if the track has to be transported
113   //          1 if not
114   // parent   identifier of the parent track. -1 for a primary
115   // pdg    particle code
116   // pmom     momentum GeV/c
117   // vpos     position 
118   // polar    polarisation 
119   // tof      time of flight in seconds
120   // mecha    production mechanism
121   // ntr      on output the number of the track stored
122   //
123
124   Float_t mass;
125   const Int_t kfirstdaughter=-1;
126   const Int_t klastdaughter=-1;
127   const Int_t kS=0;
128   //  const Float_t tlife=0;
129   
130   //
131   // Here we get the static mass
132   // For MC is ok, but a more sophisticated method could be necessary
133   // if the calculated mass is required
134   // also, this method is potentially dangerous if the mass
135   // used in the MC is not the same of the PDG database
136   //
137   mass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(pdg)->Mass();
138   Float_t e=TMath::Sqrt(mass*mass+pmom[0]*pmom[0]+
139                         pmom[1]*pmom[1]+pmom[2]*pmom[2]);
140   
141 //  printf("Loading  mass %f ene %f No %d ip %d parent %d done %d pos %f %f %f mom %f %f %f kS %d m \n",
142 //  mass,e,fNtrack,pdg,parent,done,vpos[0],vpos[1],vpos[2],pmom[0],pmom[1],pmom[2],kS);
143
144   TClonesArray &particles = *fParticles;
145   TParticle* particle
146    = new(particles[fLoadPoint++]) 
147      TParticle(pdg, kS, parent, -1, kfirstdaughter, klastdaughter,
148                pmom[0], pmom[1], pmom[2], e, vpos[0], vpos[1], vpos[2], tof);
149   particle->SetPolarisation(TVector3(polar[0],polar[1],polar[2]));
150   particle->SetWeight(weight);
151   particle->SetUniqueID(mech);
152   if(!done) particle->SetBit(kDoneBit);
153   
154   
155   //  Declare that the daughter information is valid
156   particle->SetBit(kDaughtersBit);
157   //  Add the particle to the stack
158   fParticleMap->AddAtAndExpand(particle, fNtrack);
159
160   if(parent>=0) {
161     particle = (TParticle*) fParticleMap->At(parent);
162     particle->SetLastDaughter(fNtrack);
163     if(particle->GetFirstDaughter()<0) particle->SetFirstDaughter(fNtrack);
164   } 
165   else { 
166     //
167     // This is a primary track. Set high water mark for this event
168     fHgwmk = fNtrack;
169     //
170     // Set also number if primary tracks
171     fNprimary = fHgwmk+1;
172     fCurrentPrimary++;
173   }
174   ntr = fNtrack++;
175 }
176
177 //_____________________________________________________________________________
178 void AliStack::SetTrack(Int_t done, Int_t parent, Int_t pdg,
179                       Double_t px, Double_t py, Double_t pz, Double_t e,
180                       Double_t vx, Double_t vy, Double_t vz, Double_t tof,
181                       Double_t polx, Double_t poly, Double_t polz,
182                       AliMCProcess mech, Int_t &ntr, Float_t weight)
183
184   //
185   // Load a track on the stack
186   //
187   // done        0 if the track has to be transported
188   //             1 if not
189   // parent      identifier of the parent track. -1 for a primary
190   // pdg         particle code
191   // kS          generation status code
192   // px, py, pz  momentum GeV/c
193   // vx, vy, vz  position 
194   // polar       polarisation 
195   // tof         time of flight in seconds
196   // mech        production mechanism
197   // ntr         on output the number of the track stored
198   //    
199   // New method interface: 
200   // arguments were changed to be in correspondence with TParticle
201   // constructor.
202   // Note: the energy is not calculated from the static mass but
203   // it is passed by argument e.
204
205
206   const Int_t kS=0;
207   const Int_t kFirstDaughter=-1;
208   const Int_t kLastDaughter=-1;
209   
210   TClonesArray &particles = *fParticles;
211   TParticle* particle
212     = new(particles[fLoadPoint++]) 
213       TParticle(pdg, kS, parent, -1, kFirstDaughter, kLastDaughter,
214                 px, py, pz, e, vx, vy, vz, tof);
215    
216   particle->SetPolarisation(polx, poly, polz);
217   particle->SetWeight(weight);
218   particle->SetUniqueID(mech);
219
220   if(!done) particle->SetBit(kDoneBit);
221
222   //  Declare that the daughter information is valid
223   particle->SetBit(kDaughtersBit);
224   //  Add the particle to the stack
225   fParticleMap->AddAtAndExpand(particle, fNtrack);//CHECK!!
226
227   if(parent>=0) {
228     particle = (TParticle*) fParticleMap->At(parent);
229     particle->SetLastDaughter(fNtrack);
230     if(particle->GetFirstDaughter()<0) particle->SetFirstDaughter(fNtrack);
231   } 
232   else { 
233     //
234     // This is a primary track. Set high water mark for this event
235     fHgwmk = fNtrack;
236     //
237     // Set also number if primary tracks
238     fNprimary = fHgwmk+1;
239     fCurrentPrimary++;
240   }
241   ntr = fNtrack++;
242 }
243
244 //_____________________________________________________________________________
245 void AliStack::GetNextTrack(Int_t &mtrack, Int_t &ipart, Float_t *pmom,
246                           Float_t &e, Float_t *vpos, Float_t *polar,
247                           Float_t &tof)
248 {
249   //
250   // Return next track from stack of particles
251   //
252   
253
254   TParticle* track = GetNextParticle();
255 //  cout << "GetNextTrack():" << fCurrent << fNprimary << endl;
256
257   if(track) {
258     mtrack=fCurrent;
259     ipart=track->GetPdgCode();
260     pmom[0]=track->Px();
261     pmom[1]=track->Py(); 
262     pmom[2]=track->Pz();
263     e      =track->Energy();
264     vpos[0]=track->Vx();
265     vpos[1]=track->Vy();
266     vpos[2]=track->Vz();
267     TVector3 pol;
268     track->GetPolarisation(pol);
269     polar[0]=pol.X();
270     polar[1]=pol.Y();
271     polar[2]=pol.Z();
272     tof=track->T();
273     track->SetBit(kDoneBit);
274     //cout << "Filled params" << endl;
275   }
276   else 
277     mtrack=-1;
278
279   //
280   // stop and start timer when we start a primary track
281   Int_t nprimaries = fNprimary;
282   if (fCurrent >= nprimaries) return;
283   if (fCurrent < nprimaries-1) { 
284     fTimer.Stop();
285     track=(TParticle*) fParticleMap->At(fCurrent+1);
286     //    track->SetProcessTime(fTimer.CpuTime());
287   }
288   fTimer.Start();
289 }
290
291
292 //_____________________________________________________________________________
293 void AliStack::PurifyKine()
294 {
295   //
296   // Compress kinematic tree keeping only flagged particles
297   // and renaming the particle id's in all the hits
298   //
299
300   TObjArray &particles = *fParticleMap;
301   int nkeep=fHgwmk+1, parent, i;
302   TParticle *part, *father;
303   TArrayI map(particles.GetLast()+1);
304
305   // Save in Header total number of tracks before compression
306
307   // If no tracks generated return now
308   if(fHgwmk+1 == fNtrack) return;
309
310   // First pass, invalid Daughter information
311   for(i=0; i<fNtrack; i++) {
312     // Preset map, to be removed later
313     if(i<=fHgwmk) map[i]=i ; 
314     else {
315       map[i] = -99;
316       if((part=(TParticle*) particles.At(i))) { 
317           part->ResetBit(kDaughtersBit);
318           part->SetFirstDaughter(-1);
319           part->SetLastDaughter(-1);
320       }
321     }
322   }
323   // Invalid daughter information for the parent of the first particle
324   // generated. This may or may not be the current primary according to
325   // whether decays have been recorded among the primaries
326   part = (TParticle *)particles.At(fHgwmk+1);
327   particles.At(part->GetFirstMother())->ResetBit(kDaughtersBit);
328   // Second pass, build map between old and new numbering
329   for(i=fHgwmk+1; i<fNtrack; i++) {
330     if(particles.At(i)->TestBit(kKeepBit)) {
331       
332       // This particle has to be kept
333       map[i]=nkeep;
334       // If old and new are different, have to move the pointer
335       if(i!=nkeep) particles[nkeep]=particles.At(i);
336       part = (TParticle*) particles.At(nkeep);
337       
338       // as the parent is always *before*, it must be already
339       // in place. This is what we are checking anyway!
340       if((parent=part->GetFirstMother())>fHgwmk) 
341         if(map[parent]==-99) Fatal("PurifyKine","map[%d] = -99!\n",parent);
342         else part->SetFirstMother(map[parent]);
343
344       nkeep++;
345     }
346   }
347   
348   // Fix daughters information
349   for (i=fHgwmk+1; i<nkeep; i++) {
350     part = (TParticle *)particles.At(i);
351     parent = part->GetFirstMother();
352     if(parent>=0) {
353       father = (TParticle *)particles.At(parent);
354       if(father->TestBit(kDaughtersBit)) {
355       
356         if(i<father->GetFirstDaughter()) father->SetFirstDaughter(i);
357         if(i>father->GetLastDaughter())  father->SetLastDaughter(i);
358       } else {
359         // Initialise daughters info for first pass
360         father->SetFirstDaughter(i);
361         father->SetLastDaughter(i);
362         father->SetBit(kDaughtersBit);
363       }
364     }
365   }
366   
367   // Now loop on all registered hit lists
368   TList* hitLists = gAlice->GetHitLists();
369   TIter next(hitLists);
370   TCollection *hitList;
371   while((hitList = (TCollection*)next())) {
372     TIter nexthit(hitList);
373     AliHit *hit;
374     while((hit = (AliHit*)nexthit())) {
375       hit->SetTrack(map[hit->GetTrack()]);
376     }
377   }
378
379   // 
380   // This for detectors which have a special mapping mechanism
381   // for hits, such as TPC and TRD
382   //
383
384    TObjArray* modules = gAlice->Modules();
385    TIter nextmod(modules);
386    AliModule *detector;
387    while((detector = (AliModule*)nextmod())) {
388      detector->RemapTrackHitIDs(map.GetArray());
389    }
390   
391    // Now the output bit, from fHgwmk to nkeep we write everything and we erase
392    if(nkeep>fParticleFileMap.GetSize()) fParticleFileMap.Set(Int_t (nkeep*1.5));
393
394    for (i=fHgwmk+1; i<nkeep; ++i) {
395      fParticleBuffer = (TParticle*) particles.At(i);
396      fParticleFileMap[i]=(Int_t) fTreeK->GetEntries();
397      fTreeK->Fill();
398      particles[i]=0;
399    }
400
401    for (i=nkeep; i<fNtrack; ++i) particles[i]=0;
402
403    Int_t toshrink = fNtrack-fHgwmk-1;
404    fLoadPoint-=toshrink;
405    for(i=fLoadPoint; i<fLoadPoint+toshrink; ++i) fParticles->RemoveAt(i);
406
407    fNtrack=nkeep;
408    fHgwmk=nkeep-1;
409    //   delete [] map;
410 }
411
412 //_____________________________________________________________________________
413 void AliStack::FinishEvent()
414 {
415   //
416   // Write out the kinematics that was not yet filled
417   //
418   
419   // Update event header
420
421
422   if (!fTreeK) {
423 //    Fatal("FinishEvent", "No kinematics tree is defined.");
424 //    Don't panic this is a probably a lego run
425       return;
426       
427   }  
428   
429   CleanParents();
430   if(fTreeK->GetEntries() ==0) {
431     // set the fParticleFileMap size for the first time
432     fParticleFileMap.Set(fHgwmk+1);
433   }
434
435   Bool_t allFilled = kFALSE;
436   TObject *part;
437   for(Int_t i=0; i<fHgwmk+1; ++i) 
438     if((part=fParticleMap->At(i))) {
439       fParticleBuffer = (TParticle*) part;
440       fParticleFileMap[i]= (Int_t) fTreeK->GetEntries();
441       fTreeK->Fill();
442       (*fParticleMap)[i]=0;      
443       
444       // When all primaries were filled no particle!=0
445       // should be left => to be removed later.
446       if (allFilled) printf("Why != 0 part # %d?\n",i);
447     }
448     else {
449       // // printf("Why = 0 part # %d?\n",i); => We know.
450       // break;
451          // we don't break now in order to be sure there is no
452          // particle !=0 left.
453          // To be removed later and replaced with break.
454       if(!allFilled) allFilled = kTRUE;
455     } 
456   //cout << "Nof particles: " << fNtrack << endl;
457   //Reset();   
458
459
460 //_____________________________________________________________________________
461 void AliStack::FlagTrack(Int_t track)
462 {
463   //
464   // Flags a track and all its family tree to be kept
465   //
466   
467   TParticle *particle;
468
469   Int_t curr=track;
470   while(1) {
471     particle=(TParticle*)fParticleMap->At(curr);
472     
473     // If the particle is flagged the three from here upward is saved already
474     if(particle->TestBit(kKeepBit)) return;
475     
476     // Save this particle
477     particle->SetBit(kKeepBit);
478     
479     // Move to father if any
480     if((curr=particle->GetFirstMother())==-1) return;
481   }
482 }
483  
484 //_____________________________________________________________________________
485 void AliStack::KeepTrack(const Int_t track)
486
487   //
488   // Flags a track to be kept
489   //
490   
491   fParticleMap->At(track)->SetBit(kKeepBit);
492 }
493
494 //_____________________________________________________________________________
495 void  AliStack::Reset(Int_t size) 
496 {
497   //
498   // Resets stack
499   //
500
501   fNtrack=0;
502   fNprimary=0;
503   fHgwmk=0;
504   fLoadPoint=0;
505   fCurrent = -1;
506   ResetArrays(size);
507 }
508
509 //_____________________________________________________________________________
510 void  AliStack::ResetArrays(Int_t size) 
511 {
512   //
513   // Resets stack arrays
514   //
515
516   fParticles->Clear();
517   fParticleMap->Clear();
518   if (size>0) fParticleMap->Expand(size);  
519 }
520
521 //_____________________________________________________________________________
522 void AliStack::SetHighWaterMark(const Int_t nt)
523 {
524   //
525   // Set high water mark for last track in event
526   //
527   
528   fHgwmk = fNtrack-1;
529   fCurrentPrimary=fHgwmk;
530   
531   // Set also number of primary tracks
532   fNprimary = fHgwmk+1;
533   fNtrack   = fHgwmk+1;      
534 }
535
536 //_____________________________________________________________________________
537 TParticle* AliStack::Particle(Int_t i)
538 {
539   //
540   // Return particle with specified ID
541   
542   if(!(*fParticleMap)[i]) {
543     Int_t nentries = fParticles->GetEntries();
544     // algorithmic way of getting entry index
545     // (primary particles are filled after secondaries)
546     Int_t entry;
547     if (i<fNprimary)
548         entry = i+fNtrack-fNprimary;
549     else 
550         entry = i-fNprimary;
551     // check whether algorithmic way and 
552     // and the fParticleFileMap[i] give the same;
553     // give the fatal error if not
554     if (entry != fParticleFileMap[i]) {
555       Fatal("Particle",
556         "!! The algorithmic way and map are different: !!\n entry: %d map: %d",
557         entry, fParticleFileMap[i]); 
558     } 
559       
560     fTreeK->GetEntry(entry);
561     new ((*fParticles)[nentries]) TParticle(*fParticleBuffer);
562     fParticleMap->AddAt((*fParticles)[nentries],i);
563   }
564   return (TParticle *) (*fParticleMap)[i];
565 }
566
567 //_____________________________________________________________________________
568 Int_t AliStack::GetPrimary(Int_t id) const
569 {
570   //
571   // Return number of primary that has generated track
572   //
573   
574   int current, parent;
575   TParticle *part;
576   //
577   parent=id;
578   while (1) {
579     current=parent;
580     part = (TParticle *)fParticleMap->At(current);
581     parent=part->GetFirstMother();
582     if(parent<0) return current;
583   }
584 }
585  
586 //_____________________________________________________________________________
587 void AliStack::DumpPart (Int_t i) const
588 {
589   //
590   // Dumps particle i in the stack
591   //
592   
593   ((TParticle*) (*fParticleMap)[i])->Print();
594 }
595
596 //_____________________________________________________________________________
597 void AliStack::DumpPStack ()
598 {
599   //
600   // Dumps the particle stack
601   //
602
603   printf(
604          "\n\n=======================================================================\n");
605   for (Int_t i=0;i<fNtrack;i++) 
606     {
607       TParticle* particle = Particle(i);
608       if (particle) {
609         printf("-> %d ",i); particle->Print();
610         printf("--------------------------------------------------------------\n");
611       }
612       else 
613         Warning("DumpPStack", "No particle with id %d.", i); 
614     }    
615
616   printf(
617          "\n=======================================================================\n\n");
618   
619   // print  particle file map
620   printf("\nParticle file map: \n");
621   for (Int_t i=0; i<fNtrack; i++) 
622       printf("   %d th entry: %d \n",i,fParticleFileMap[i]);
623 }
624
625
626 //_____________________________________________________________________________
627 void AliStack::DumpLoadedStack() const
628 {
629   //
630   // Dumps the particle in the stack
631   // that are loaded in memory.
632   //
633
634   TObjArray &particles = *fParticleMap;
635   printf(
636          "\n\n=======================================================================\n");
637   for (Int_t i=0;i<fNtrack;i++) 
638     {
639       TParticle* particle = (TParticle*) particles[i];
640       if (particle) {
641         printf("-> %d ",i); particle->Print();
642         printf("--------------------------------------------------------------\n");
643       }
644       else {    
645         printf("-> %d  Particle not loaded.\n",i);
646         printf("--------------------------------------------------------------\n");
647       } 
648     }
649   printf(
650          "\n=======================================================================\n\n");
651 }
652
653 //
654 // protected methods
655 //
656
657 //_____________________________________________________________________________
658 void AliStack::CleanParents()
659 {
660   //
661   // Clean particles stack
662   // Set parent/daughter relations
663   //
664   
665   TObjArray &particles = *fParticleMap;
666   TParticle *part;
667   int i;
668   for(i=0; i<fHgwmk+1; i++) {
669     part = (TParticle *)particles.At(i);
670     if(part) if(!part->TestBit(kDaughtersBit)) {
671       part->SetFirstDaughter(-1);
672       part->SetLastDaughter(-1);
673     }
674   }
675 }
676
677 //_____________________________________________________________________________
678 TParticle* AliStack::GetNextParticle()
679 {
680   //
681   // Return next particle from stack of particles
682   //
683   
684   TParticle* particle = 0;
685   
686   // search secondaries
687   //for(Int_t i=fNtrack-1; i>=0; i--) {
688   for(Int_t i=fNtrack-1; i>fHgwmk; i--) {
689       particle = (TParticle*) fParticleMap->At(i);
690       if ((particle) && (!particle->TestBit(kDoneBit))) {
691           fCurrent=i;    
692           //cout << "GetNextParticle() - secondary " 
693           // << fNtrack << " " << fHgwmk << " " << fCurrent << endl;
694           return particle;
695       }   
696   }    
697
698   // take next primary if all secondaries were done
699   while (fCurrentPrimary>=0) {
700       fCurrent = fCurrentPrimary;    
701       particle = (TParticle*) fParticleMap->At(fCurrentPrimary--);
702       if ((particle) && (!particle->TestBit(kDoneBit))) {
703           //cout << "GetNextParticle() - primary " 
704           //   << fNtrack << " " << fHgwmk << " " << fCurrent << endl;
705           return particle;
706       } 
707   }
708   
709   // nothing to be tracked
710   fCurrent = -1;
711     //cout << "GetNextParticle() - none  " 
712     //   << fNtrack << " " << fHgwmk << " " << fCurrent << endl;
713   return particle;  
714 }
715
716 //__________________________________________________________________________________________
717 void AliStack::MakeTree(Int_t event, const char *file)
718 {
719 //
720 //  Make Kine tree and creates branch for writing particles
721 //  
722   TBranch *branch=0;
723   // Make Kinematics Tree
724   char hname[30];
725   //    printf("\n MakeTree called %d", event);
726   if (!fTreeK) {
727     sprintf(hname,"TreeK%d",event);
728     fTreeK = new TTree(hname,"Kinematics");
729     //  Create a branch for particles
730     branch = fTreeK->Branch("Particles", "TParticle", &fParticleBuffer, 4000, 1);          
731     fTreeK->Write(0,TObject::kOverwrite);
732   }
733 }
734
735 void AliStack::BeginEvent(Int_t event)
736 {
737 // start a new event
738 //
739 //
740     fNprimary = 0;
741     fNtrack   = 0;
742     
743     char hname[30];
744     if(fTreeK) {
745         fTreeK->Reset();
746         sprintf(hname,"TreeK%d",event);
747         fTreeK->SetName(hname);
748     }
749 }
750
751 void AliStack::FinishRun()
752 {
753 // Clean TreeK information
754     if (fTreeK) {
755         delete fTreeK; fTreeK = 0;
756     }
757 }
758
759 void AliStack::GetEvent(Int_t event)
760 {
761 //
762 // Get new event from TreeK
763     // Reset/Create the particle stack
764     if (fTreeK) delete fTreeK;
765     
766     // Get Kine Tree from file
767     char treeName[20];
768     sprintf(treeName,"TreeK%d",event);
769     fTreeK = (TTree*)gDirectory->Get(treeName);
770
771     if (fTreeK) fTreeK->SetBranchAddress("Particles", &fParticleBuffer);
772
773   else    
774       Error("GetEvent","cannot find Kine Tree for event:%d\n",event);
775 //
776 //    printf("\n primaries %d", fNprimary);
777 //    printf("\n tracks    %d", fNtrack);    
778 //
779     Int_t size = (Int_t)fTreeK->GetEntries();
780     ResetArrays(size);
781 }