TOF/AliTOFDigitizer.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 //_________________________________________________________________________
  17 // This is a TTask that makes TOF-Digits out of TOF-SDigits.
  18 // The simulation of the detector is performed at sdigits level:
  19 // during digitization the unique task is the sum of all sdigits in the
  20 // same pad.
  21 // Digits are written to TreeD in branch "TOF".
  22 //
  23 // -- Author :  F. Pierella (Bologna University) pierella@bo.infn.it
  24 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  25
  26
  27 #include <stdlib.h>
  28 #include <Riostream.h>
  29 #include <TTree.h>
  30 #include <TVector.h>
  31 #include <TObjArray.h>
  32 #include <TFile.h>
  33 #include <TDirectory.h>
  34 #include <TRandom.h>
  35 #include "TF1.h"
  36 #include "TH1F.h"
  37 #include "TList.h"
  38 #include "TRandom.h"
  39
  40 #include "AliLog.h"
  41 #include "AliRun.h"
  42 #include "AliRunLoader.h"
  43 #include "AliLoader.h"
  44 #include "AliDigitizer.h"
  45 #include "AliRunDigitizer.h"
  46 #include "AliPDG.h"
  47
  48 #include "AliTOF.h"
  49 #include "AliTOFDigitizer.h"
  50 #include "AliTOFSDigitizer.h"
  51 #include "AliTOFhit.h"
  52 #include "AliTOFdigit.h"
  53 #include "AliTOFSDigit.h"
  54 #include "AliTOFHitMap.h"
  55 #include "AliTOFChannel.h"
  56 #include "AliTOFCal.h"
  57 #include "AliTOFGeometryV5.h"
  58
  59 ClassImp(AliTOFDigitizer)
  60
  61 //___________________________________________
  62   AliTOFDigitizer::AliTOFDigitizer()  :AliDigitizer()
  63 {
  64   // Default ctor - don't use it
  65   fDigits=0;
  66   fSDigitsArray=0;
  67   fhitMap=0;
  68   fGeom=0x0;
  69 }
  70
  71 //___________________________________________
  72 AliTOFDigitizer::AliTOFDigitizer(AliRunDigitizer* manager)
  73     :AliDigitizer(manager)
  74 {
  75   //ctor with RunDigitizer
  76   fDigits=0;
  77   fSDigitsArray=0;
  78   fhitMap=0;
  79   fGeom=0x0;
  80 }
  81
  82 //------------------------------------------------------------------------
  83 AliTOFDigitizer::~AliTOFDigitizer()
  84 {
  85   // Destructor
  86 }
  87
  88 //---------------------------------------------------------------------
  89
  90 void AliTOFDigitizer::Exec(Option_t* /*option*/)
  91 {
  92   //
  93   // Perform digitization and merging.
  94   // The algorithm is the following:
  95   // - a hitmap is created to check if a pad is already activated;
  96   // - an sdigits container is created to collect all sdigits from
  97   //   different files;
  98   // - sdigits are summed using the hitmap;
  99   // - the sdigits container is used to create the array of AliTOFdigit.
 100   //
 101
 102   AliDebug(1, "");
 103
 104
 105   // get the ptr to TOF detector
 106   AliTOF * tof = (AliTOF *) gAlice->GetDetector("TOF") ;
 107
 108   //Make branches
 109   char branchname[20];
 110   sprintf (branchname, "%s", tof->GetName ());
 111
 112   fDigits=new TClonesArray("AliTOFdigit",4000);
 113
 114   AliRunLoader* outrl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
 115   if (outrl == 0x0)
 116    {
 117      AliError("Can not find Run Loader in output folder.");
 118      return;
 119    }
 120
 121   outrl->CdGAFile();
 122   TFile *in=(TFile*)gFile;
 123   TDirectory *savedir=gDirectory;
 124
 125   if (!in->IsOpen()) {
 126     AliWarning("Geometry file is not open default  TOF geometry will be used");
 127     fGeom = new AliTOFGeometryV5();
 128   }
 129   else {
 130     in->cd();
 131     fGeom = (AliTOFGeometry*)in->Get("TOFgeometry");
 132   }
 133
 134   savedir->cd();
 135
 136   AliLoader* outgime = outrl->GetLoader("TOFLoader");
 137   if (outgime == 0x0)
 138    {
 139      AliError("Can not get TOF Loader from Output Run Loader.");
 140      return;
 141    }
 142
 143   TTree* treeD = outgime->TreeD();
 144   if (treeD == 0x0)
 145    {
 146      outgime->MakeTree("D");
 147      treeD = outgime->TreeD();
 148    }
 149   //Make branch for digits (to be created in Init())
 150   tof->MakeBranchInTree(treeD,branchname,&fDigits,4000);
 151
 152   // container for all summed sdigits (to be created in Init())
 153   fSDigitsArray=new TClonesArray("AliTOFSDigit",1000);
 154
 155   // create hit map (to be created in Init())
 156   fhitMap = new AliTOFHitMap(fSDigitsArray, fGeom);
 157
 158   // Loop over files to digitize
 159
 160   for (Int_t inputFile=0; inputFile<fManager->GetNinputs();
 161        inputFile++) {
 162     ReadSDigit(inputFile);
 163    }
 164
 165   // create digits
 166   CreateDigits();
 167
 168   // free used memory for Hit Map in current event
 169   delete fhitMap;
 170   fSDigitsArray->Delete();
 171   delete fSDigitsArray;
 172
 173   treeD->Fill();
 174
 175   outgime->WriteDigits("OVERWRITE");
 176   outgime->UnloadDigits();
 177   fDigits->Delete();
 178   delete fDigits;
 179
 180 }
 181
 182 //---------------------------------------------------------------------
 183
 184 void AliTOFDigitizer::CreateDigits()
 185 {
 186   // loop on sdigits container to fill the AliTOFdigit TClonesArray
 187   // start digitizing all the collected sdigits
 188
 189   Int_t ndump=0; // dump the first ndump created digits for each event
 190
 191   // get the total number of collected sdigits
 192   Int_t ndig = fSDigitsArray->GetEntriesFast();
 193
 194   for (Int_t k = 0; k < ndig; k++) {
 195
 196     Int_t  vol[5];  // location for a digit
 197     for (Int_t i=0; i<5; i++) vol[i] = -1;
 198
 199     // Get the information for this digit
 200     AliTOFSDigit *tofsdigit = (AliTOFSDigit *) fSDigitsArray->UncheckedAt(k);
 201
 202     Int_t nslot=tofsdigit->GetNDigits(); // get the number of slots
 203     // for current sdigit
 204
 205     // TOF sdigit volumes (always the same for all slots)
 206     Int_t sector    = tofsdigit->GetSector(); // range [0-17]
 207     Int_t plate     = tofsdigit->GetPlate();  // range [0- 4]
 208     Int_t strip     = tofsdigit->GetStrip();  // range [0-14/18/19]
 209     Int_t padz      = tofsdigit->GetPadz();   // range [0- 1]
 210     Int_t padx      = tofsdigit->GetPadx();   // range [0-47]
 211
 212     vol[0] = sector;
 213     vol[1] = plate;
 214     vol[2] = strip;
 215     vol[3] = padx;
 216     vol[4] = padz;
 217
 218     //--------------------- QA section ----------------------
 219     // in the while, I perform QA
 220     Bool_t isSDigitBad = (sector<0 || sector>17 || plate<0 || plate >4 || padz<0 || padz>1 || padx<0 || padx>47);
 221
 222     if (isSDigitBad) {
 223       //AliFatal("strange sdigit found");
 224       AliFatal(Form("strange sdigit found   %3i  %2i  %2i  %3i    %3i", sector, plate, padz, padx, strip));
 225     }
 226     //-------------------------------------------------------
 227
 228     //------------------- Dump section ----------------------
 229     if(k<ndump){
 230       cout << k << "-th | " << "Sector " << sector << " | Plate " << plate << " | Strip " << strip << " | PadZ " << padz << " | PadX " << padx << endl;
 231       cout << k << "-th sdigit" << endl;
 232       cout << "----------------------------------------------------"<< endl;
 233     }
 234     // ------------------------------------------------------
 235
 236     // start loop on number of slots for current sdigit
 237     for (Int_t islot = 0; islot < nslot; islot++) {
 238       Float_t  digit[2];     // TOF digit variables
 239       Int_t tracknum[kMAXDIGITS];     // contributing tracks for the current slot
 240
 241       Float_t tdc=tofsdigit->GetTdc(islot); digit[0]=tdc;
 242       Float_t adc=tofsdigit->GetAdc(islot); digit[1]=adc;
 243
 244       tracknum[0]=tofsdigit->GetTrack(islot,0);
 245       tracknum[1]=tofsdigit->GetTrack(islot,1);
 246       tracknum[2]=tofsdigit->GetTrack(islot,2);
 247
 248       // new with placement must be used
 249       // adding a TOF digit for each slot
 250       TClonesArray &aDigits = *fDigits;
 251       Int_t last=fDigits->GetEntriesFast();
 252       new (aDigits[last]) AliTOFdigit(tracknum, vol, digit);
 253
 254     }
 255
 256   } // end loop on sdigits - end digitizing all collected sdigits
 257
 258   //Insert Decalibration
 259
 260   AliTOFcalib * calib = new AliTOFcalib(fGeom);
 261   InitDecalibration(calib);
 262   DecalibrateTOFSignal(calib);
 263   delete calib;
 264 }
 265
 266 //---------------------------------------------------------------------
 267
 268 void AliTOFDigitizer::ReadSDigit(Int_t inputFile )
 269 {
 270   // Read sdigits for current event and inputFile;
 271   // store them into the sdigits container
 272   // and update the hit map
 273   // SDigits from different files are assumed to
 274   // be created with the same simulation parameters.
 275
 276   // get the treeS from manager
 277   AliRunLoader* rl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(inputFile));
 278   if (rl == 0x0)
 279    {
 280      AliError(Form("Can not find Run Loader in input %d folder.",inputFile));
 281      return;
 282    }
 283
 284   AliLoader* gime = rl->GetLoader("TOFLoader");
 285   if (gime == 0x0)
 286    {
 287      AliError(Form("Can not get TOF Loader from Input %d Run Loader.",inputFile));
 288      return;
 289    }
 290
 291   TTree* currentTreeS=gime->TreeS();
 292   if (currentTreeS == 0x0)
 293    {
 294      Int_t retval = gime->LoadSDigits();
 295      if (retval)
 296       {
 297          AliError(Form("Error occured while loading S. Digits for Input %d",inputFile));
 298          return;
 299       }
 300      currentTreeS=gime->TreeS();
 301      if (currentTreeS == 0x0)
 302       {
 303          AliError(Form("Can not get S. Digits Tree for Input %d",inputFile));
 304          return;
 305       }
 306    }
 307   // get the branch TOF inside the treeS
 308   TClonesArray * sdigitsDummyContainer= new TClonesArray("AliTOFSDigit",  1000);
 309
 310   // check if the branch exist
 311   TBranch* tofBranch=currentTreeS->GetBranch("TOF");
 312
 313   if(!tofBranch){
 314     AliFatal(Form("TOF branch not found for input %d",inputFile));
 315   }
 316
 317   tofBranch->SetAddress(&sdigitsDummyContainer);
 318
 319   Int_t nEntries = (Int_t)tofBranch->GetEntries();
 320
 321   // Loop through all entries in the tree
 322   Int_t nbytes = 0;
 323
 324   for (Int_t iEntry = 0; iEntry < nEntries; iEntry++) {
 325
 326     // Import the tree
 327     nbytes += tofBranch->GetEvent(iEntry);
 328
 329     // Get the number of sdigits
 330     Int_t ndig = sdigitsDummyContainer->GetEntriesFast();
 331
 332     for (Int_t k=0; k<ndig; k++) {
 333       AliTOFSDigit *tofSdigit= (AliTOFSDigit*) sdigitsDummyContainer->UncheckedAt(k);
 334
 335       Int_t  vol[5]; // location for a sdigit
 336       for (Int_t i=0; i<5; i++) vol[i] = -1;
 337
 338       // check the sdigit volume
 339       vol[0] = tofSdigit->GetSector();
 340       vol[1] = tofSdigit->GetPlate();
 341       vol[2] = tofSdigit->GetStrip();
 342       vol[3] = tofSdigit->GetPadx();
 343       vol[4] = tofSdigit->GetPadz();
 344
 345       if (fhitMap->TestHit(vol) != kEmpty) {
 346         AliTOFSDigit *sdig = static_cast<AliTOFSDigit*>(fhitMap->GetHit(vol));
 347         sdig->Update(tofSdigit);
 348
 349       } else {
 350
 351         CollectSDigit(tofSdigit); // collect the current sdigit
 352         fhitMap->SetHit(vol);     // update the hitmap for location vol
 353
 354       } // if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty)
 355
 356     } // for (Int_t k=0; k<ndig; k++)
 357     sdigitsDummyContainer->Delete();
 358
 359   } // end loop on entries
 360
 361   delete sdigitsDummyContainer;
 362
 363 }
 364
 365
 366 //_____________________________________________________________________________
 367 void AliTOFDigitizer::CollectSDigit(AliTOFSDigit * sdigit)
 368 {
 369   //
 370   // Add a TOF sdigit in container
 371   // new with placement must be used
 372   TClonesArray &aSDigitsArray = *fSDigitsArray;
 373   Int_t last=fSDigitsArray->GetEntriesFast();
 374   // make a copy of the current sdigit and
 375   // put it into tmp array
 376   new (aSDigitsArray[last]) AliTOFSDigit(*sdigit);
 377 }
 378
 379 //_____________________________________________________________________________
 380 void AliTOFDigitizer::InitDecalibration( AliTOFcalib *calib) const {
 381   calib->ReadSimParFromCDB("TOF/Calib", 0);
 382 }
 383 //---------------------------------------------------------------------
 384 void AliTOFDigitizer::DecalibrateTOFSignal( AliTOFcalib *calib){
 385
 386   // Read Calibration parameters from the CDB
 387
 388   AliTOFCal * cal= calib->GetTOFCalSimArray();
 389
 390   AliInfo(Form("Size of AliTOFCal = %i",cal->NPads()));
 391   for (Int_t ipad = 0 ; ipad<cal->NPads(); ipad++){
 392     AliTOFChannel *calChannel = cal->GetChannel(ipad);
 393     Float_t par[6];
 394     for (Int_t j = 0; j<6; j++){
 395       par[j]=calChannel->GetSlewPar(j);
 396     }
 397   }
 398
 399   // Initialize Quantities to Simulate ToT Spectra
 400
 401
 402   TH1F * hToT= calib->GetTOFSimToT();
 403   Int_t nbins = hToT->GetNbinsX();
 404   Float_t delta = hToT->GetBinWidth(1);
 405   Float_t maxch = hToT->GetBinLowEdge(nbins)+delta;
 406   Float_t minch = hToT->GetBinLowEdge(1);
 407   Float_t max=0,min=0; //maximum and minimum value of the distribution
 408   Int_t maxbin=0,minbin=0; //maximum and minimum bin of the distribution
 409   for (Int_t ii=nbins; ii>0; ii--){
 410     if (hToT->GetBinContent(ii)!= 0) {
 411       max = maxch - (nbins-ii-1)*delta;
 412       maxbin = ii;
 413       break;}
 414   }
 415   for (Int_t j=1; j<nbins; j++){
 416     if (hToT->GetBinContent(j)!= 0) {
 417       min = minch + (j-1)*delta;
 418       minbin = j;
 419       break;}
 420   }
 421   Float_t maxToT=max;
 422   Float_t minToT=min;
 423   Float_t maxToTDistr=hToT->GetMaximum();
 424
 425
 426   // Loop on TOF Digits
 427
 428   Bool_t dbEntry=kFALSE;
 429   Int_t ndigits = fDigits->GetEntriesFast();
 430   for (Int_t i=0;i<ndigits;i++){
 431     AliTOFdigit * dig = (AliTOFdigit*)fDigits->At(i);
 432     Int_t detId[5];
 433     detId[0] = dig->GetSector();
 434     detId[1] = dig->GetPlate();
 435     detId[2] = dig->GetStrip();
 436     detId[3] = dig->GetPadz();
 437     detId[4] = dig->GetPadx();
 438     // For Data with no Miscalibration, set ToT signal == Adc
 439     dig->SetToT(dig->GetAdc());
 440     if(hToT->GetEntries()>0){
 441       Float_t trix = 0;
 442       Float_t triy = 0;
 443       Float_t simToT = 0;
 444       while (simToT <= triy){
 445         trix = gRandom->Rndm(i);
 446         triy = gRandom->Rndm(i);
 447         trix = (maxToT-minToT)*trix + minToT;
 448         triy = maxToTDistr*triy;
 449         Int_t binx=hToT->FindBin(trix);
 450         simToT=hToT->GetBinContent(binx);
 451       }
 452     // Setting realistic ToT signal (only for Miscalibrated Data)
 453       dig->SetToT(trix);
 454     }
 455     Int_t index = calib->GetIndex(detId);
 456     AliTOFChannel *calChannel = cal->GetChannel(index);
 457     Float_t par[6];
 458     for (Int_t j = 0; j<6; j++){
 459       par[j]=calChannel->GetSlewPar(j);
 460       if(par[j]!=0)dbEntry=kTRUE;
 461     }
 462
 463     Float_t tToT= dig->GetToT();
 464     dig->SetTdcND(dig->GetTdc());
 465     Float_t tdc = ((dig->GetTdc())*AliTOFGeometry::TdcBinWidth()+32)*1.E-3; //tof signal in ns
 466     Float_t timeoffset=par[0] + tToT*par[1] +tToT*tToT*par[2] +tToT*tToT*tToT*par[3] +tToT*tToT*tToT*tToT*par[4] +tToT*tToT*tToT*tToT*tToT*par[5];
 467     Float_t timeSlewed = tdc + timeoffset;
 468     // Setting Decalibrated Time signal
 469     dig->SetTdc((timeSlewed*1E3-32)/AliTOFGeometry::TdcBinWidth());
 470   }
 471
 472   if(hToT->GetEntries()<=0 || !dbEntry){
 473     AliInfo("Standard Production, no miscalibrated digits");
 474   }else{
 475     AliInfo("Miscalibrated digits");
 476   }
 477
 478   return;
 479 }
 480