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 //                                                                         //
  18 // This is a TTask that makes TOF-Digits out of TOF-SDigits.               //
  19 // The simulation of the detector is performed at sdigits level:           //
  20 // during digitization the unique task is the sum of all sdigits in the    //
  21 // same pad.                                                               //
  22 // Digits are written to TreeD in branch "TOF".                            //
  23 //                                                                         //
  24 // -- Author :  F. Pierella (Bologna University) pierella@bo.infn.it       //
  25 //                                                                         //
  26 //_________________________________________________________________________//
  27
  28 //#include "Riostream.h"
  29
  30 //#include "TFile.h"
  31 #include "TH1F.h"
  32 #include "TTree.h"
  33 #include "TRandom.h"
  34 #include "TObjArray.h"
  35
  36 #include "AliLoader.h"
  37 #include "AliLog.h"
  38 #include "AliRunDigitizer.h"
  39 #include "AliRunLoader.h"
  40 #include "AliRun.h"
  41
  42 #include "AliTOFcalib.h"
  43 //#include "AliTOFChannelOnline.h"
  44 #include "AliTOFChannelOffline.h"
  45 #include "AliTOFDigitizer.h"
  46 #include "AliTOFdigit.h"
  47 #include "AliTOFHitMap.h"
  48 #include "AliTOFGeometry.h"
  49 #include "AliTOFSDigit.h"
  50 #include "AliTOF.h"
  51
  52 extern TDirectory *gDirectory;
  53 //extern TFile *gFile;
  54 extern TRandom *gRandom;
  55
  56 extern AliRun *gAlice;
  57
  58
  59 ClassImp(AliTOFDigitizer)
  60
  61 //___________________________________________
  62   AliTOFDigitizer::AliTOFDigitizer()  :
  63     AliDigitizer(),
  64     fDigits(new TClonesArray("AliTOFdigit",4000)),
  65     fSDigitsArray(new TClonesArray("AliTOFSDigit",1000)),
  66   fhitMap(0x0),
  67   fCalib(new AliTOFcalib())
  68 {
  69   // Default ctor - don't use it
  70   InitDecalibration();
  71 }
  72
  73 //___________________________________________
  74 AliTOFDigitizer::AliTOFDigitizer(AliRunDigitizer* manager):
  75   AliDigitizer(manager),
  76   fDigits(new TClonesArray("AliTOFdigit",4000)),
  77   fSDigitsArray(new TClonesArray("AliTOFSDigit",1000)),
  78   fhitMap(0x0),
  79   fCalib(new AliTOFcalib())
  80 {
  81   //ctor with RunDigitizer
  82   InitDecalibration();
  83 }
  84
  85 //------------------------------------------------------------------------
  86 AliTOFDigitizer::AliTOFDigitizer(const AliTOFDigitizer &source):
  87   AliDigitizer(source),
  88   fDigits(source.fDigits),
  89   fSDigitsArray(source.fSDigitsArray),
  90   fhitMap(source.fhitMap),
  91   fCalib(source.fCalib)
  92 {
  93   // copy constructor
  94 }
  95
  96 //------------------------------------------------------------------------
  97   AliTOFDigitizer& AliTOFDigitizer::operator=(const AliTOFDigitizer &source)
  98 {
  99   // ass. op.
 100
 101   if (this == &source)
 102     return *this;
 103
 104   AliDigitizer::operator=(source);
 105   fDigits=source.fDigits;
 106   fSDigitsArray=source.fSDigitsArray;
 107   fhitMap=source.fhitMap;
 108   fCalib=source.fCalib;
 109   return *this;
 110
 111 }
 112
 113 //------------------------------------------------------------------------
 114 AliTOFDigitizer::~AliTOFDigitizer()
 115 {
 116   // Destructor
 117   delete fCalib;
 118   if (fDigits){
 119     fDigits->Delete();
 120     delete fDigits;
 121     fDigits=0x0;
 122   }
 123   if (fSDigitsArray){
 124     fSDigitsArray->Delete();
 125     delete fSDigitsArray;
 126     fSDigitsArray=0x0;
 127   }
 128 }
 129
 130 //---------------------------------------------------------------------
 131
 132 void AliTOFDigitizer::Exec(Option_t* /*option*/)
 133 {
 134   //
 135   // Perform digitization and merging.
 136   // The algorithm is the following:
 137   // - a hitmap is created to check if a pad is already activated;
 138   // - an sdigits container is created to collect all sdigits from
 139   //   different files;
 140   // - sdigits are summed using the hitmap;
 141   // - the sdigits container is used to create the array of AliTOFdigit.
 142   //
 143
 144   AliDebug(1, "");
 145
 146
 147   // get the ptr to TOF detector
 148   AliTOF * tof = (AliTOF *) gAlice->GetDetector("TOF") ;
 149
 150   //Make branches
 151   char branchname[20];
 152   sprintf (branchname, "%s", tof->GetName ());
 153
 154   AliRunLoader* outrl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
 155   if (outrl == 0x0)
 156    {
 157      AliError("Can not find Run Loader in output folder.");
 158      return;
 159    }
 160
 161   /*
 162   outrl->CdGAFile();
 163   TFile *in=(TFile*)gFile;
 164   TDirectory *savedir=gDirectory;
 165
 166
 167   //when fGeom was needed
 168
 169   if (!in->IsOpen()) {
 170     AliWarning("Geometry file is not open default  TOF geometry will be used");
 171     fGeom = new AliTOFGeometry();
 172   }
 173   else {
 174     in->cd();
 175     fGeom = (AliTOFGeometry*)in->Get("TOFgeometry");
 176   }
 177
 178   savedir->cd();
 179   */
 180   AliLoader* outgime = outrl->GetLoader("TOFLoader");
 181   if (outgime == 0x0)
 182    {
 183      AliError("Can not get TOF Loader from Output Run Loader.");
 184      return;
 185    }
 186
 187   TTree* treeD = outgime->TreeD();
 188   if (treeD == 0x0)
 189    {
 190      outgime->MakeTree("D");
 191      treeD = outgime->TreeD();
 192    }
 193   //Make branch for digits (to be created in Init())
 194   tof->MakeBranchInTree(treeD,branchname,&fDigits,4000);
 195
 196   // container for all summed sdigits (to be created in Init())
 197   //fSDigitsArray=new TClonesArray("AliTOFSDigit",1000);
 198
 199   // create hit map (to be created in Init())
 200   fhitMap = new AliTOFHitMap(fSDigitsArray);
 201
 202   // Loop over files to digitize
 203
 204   for (Int_t inputFile=0; inputFile<fManager->GetNinputs();
 205        inputFile++) {
 206     ReadSDigit(inputFile);
 207    }
 208
 209   // create digits
 210   CreateDigits();
 211
 212   // free used memory for Hit Map in current event
 213   delete fhitMap;
 214   fSDigitsArray->Clear();
 215
 216   treeD->Fill();
 217
 218   AliInfo("----------------------------------------");
 219   AliInfo(Form("%d digits have been created", fDigits->GetEntriesFast()));
 220   AliInfo("----------------------------------------");
 221
 222   outgime->WriteDigits("OVERWRITE");
 223   outgime->UnloadDigits();
 224   fDigits->Clear();
 225
 226 }
 227
 228 //---------------------------------------------------------------------
 229
 230 void AliTOFDigitizer::CreateDigits()
 231 {
 232   // loop on sdigits container to fill the AliTOFdigit TClonesArray
 233   // start digitizing all the collected sdigits
 234
 235   Int_t ndump=0; // dump the first ndump created digits for each event
 236
 237   // get the total number of collected sdigits
 238   Int_t ndig = fSDigitsArray->GetEntriesFast();
 239
 240   for (Int_t k = 0; k < ndig; k++) {
 241
 242     Int_t  vol[5];  // location for a digit
 243     for (Int_t i=0; i<5; i++) vol[i] = -1;
 244
 245     // Get the information for this digit
 246     AliTOFSDigit *tofsdigit = (AliTOFSDigit *) fSDigitsArray->UncheckedAt(k);
 247
 248     Int_t nslot=tofsdigit->GetNDigits(); // get the number of slots
 249     // for current sdigit
 250
 251     // TOF sdigit volumes (always the same for all slots)
 252     Int_t sector    = tofsdigit->GetSector(); // range [0-17]
 253     Int_t plate     = tofsdigit->GetPlate();  // range [0- 4]
 254     Int_t strip     = tofsdigit->GetStrip();  // range [0-14/18/19]
 255     Int_t padz      = tofsdigit->GetPadz();   // range [0- 1]
 256     Int_t padx      = tofsdigit->GetPadx();   // range [0-47]
 257
 258     vol[0] = sector;
 259     vol[1] = plate;
 260     vol[2] = strip;
 261     vol[3] = padx;
 262     vol[4] = padz;
 263
 264     //--------------------- QA section ----------------------
 265     // in the while, I perform QA
 266     Bool_t isSDigitBad = (sector<0 || sector>17 || plate<0 || plate >4 || padz<0 || padz>1 || padx<0 || padx>47);
 267
 268     if (isSDigitBad) {
 269       //AliFatal("strange sdigit found");
 270       AliFatal(Form("strange sdigit found   %3i  %2i  %2i  %3i    %3i", sector, plate, padz, padx, strip));
 271     }
 272     //-------------------------------------------------------
 273
 274     //------------------- Dump section ----------------------
 275     if(k<ndump){
 276       AliInfo(Form("%2i-th | Sector %2i | Plate %1i | Strip %2i | PadZ %1i | PadX %2i ", k, sector, plate, strip, padz, padx));
 277       AliInfo(Form("%2i-th", k));
 278       AliInfo("----------------------------------------------------");
 279     }
 280     // ------------------------------------------------------
 281
 282     // start loop on number of slots for current sdigit
 283     for (Int_t islot = 0; islot < nslot; islot++) {
 284       Int_t  digit[4] = {-1,-1,-1,-1};     // TOF digit variables
 285       Int_t tracknum[AliTOFSDigit::kMAXDIGITS];     // contributing tracks for the current slot
 286
 287       Int_t tdc=tofsdigit->GetTdc(islot); digit[0]=tdc;
 288       Int_t adc=tofsdigit->GetAdc(islot); digit[1]=adc;
 289
 290       //if (tdc>=8192) continue;//AdC
 291
 292       tracknum[0]=tofsdigit->GetTrack(islot,0);
 293       tracknum[1]=tofsdigit->GetTrack(islot,1);
 294       tracknum[2]=tofsdigit->GetTrack(islot,2);
 295
 296       // new with placement must be used
 297       // adding a TOF digit for each slot
 298       TClonesArray &aDigits = *fDigits;
 299       Int_t last=fDigits->GetEntriesFast();
 300       new (aDigits[last]) AliTOFdigit(tracknum, vol, digit);
 301
 302     }
 303
 304   } // end loop on sdigits - end digitizing all collected sdigits
 305
 306   //Insert Decalibration
 307   AliInfo("in digitizer, create digits");
 308   DecalibrateTOFSignal();
 309 }
 310
 311 //---------------------------------------------------------------------
 312
 313 void AliTOFDigitizer::ReadSDigit(Int_t inputFile )
 314 {
 315   // Read sdigits for current event and inputFile;
 316   // store them into the sdigits container
 317   // and update the hit map
 318   // SDigits from different files are assumed to
 319   // be created with the same simulation parameters.
 320
 321   // creating the TClonesArray to store the digits
 322   static TClonesArray sdigitsClonesArray("AliTOFSDigit",  1000);
 323   sdigitsClonesArray.Clear();
 324
 325   // get the treeS from manager
 326   AliRunLoader* rl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(inputFile));
 327   if (rl == 0x0)
 328    {
 329      AliError(Form("Can not find Run Loader in input %d folder.",inputFile));
 330      return;
 331    }
 332
 333   AliLoader* gime = rl->GetLoader("TOFLoader");
 334   if (gime == 0x0)
 335    {
 336      AliError(Form("Can not get TOF Loader from Input %d Run Loader.",inputFile));
 337      return;
 338    }
 339
 340   TTree* currentTreeS=gime->TreeS();
 341   if (currentTreeS == 0x0)
 342    {
 343      Int_t retval = gime->LoadSDigits();
 344      if (retval)
 345       {
 346          AliError(Form("Error occured while loading S. Digits for Input %d",inputFile));
 347          return;
 348       }
 349      currentTreeS=gime->TreeS();
 350      if (currentTreeS == 0x0)
 351       {
 352          AliError(Form("Can not get S. Digits Tree for Input %d",inputFile));
 353          return;
 354       }
 355    }
 356   // get the branch TOF inside the treeS
 357   TClonesArray * sdigitsDummyContainer=&sdigitsClonesArray;
 358   // check if the branch exist
 359   TBranch* tofBranch=currentTreeS->GetBranch("TOF");
 360
 361   if(!tofBranch){
 362     AliFatal(Form("TOF branch not found for input %d",inputFile));
 363   }
 364
 365   tofBranch->SetAddress(&sdigitsDummyContainer);
 366
 367   Int_t nEntries = (Int_t)tofBranch->GetEntries();
 368
 369   // Loop through all entries in the tree
 370   Int_t nbytes = 0;
 371
 372   for (Int_t iEntry = 0; iEntry < nEntries; iEntry++) {
 373
 374     // Import the tree
 375     nbytes += tofBranch->GetEvent(iEntry);
 376
 377     // Get the number of sdigits
 378     Int_t ndig = sdigitsDummyContainer->GetEntriesFast();
 379
 380     for (Int_t k=0; k<ndig; k++) {
 381       AliTOFSDigit *tofSdigit= (AliTOFSDigit*) sdigitsDummyContainer->UncheckedAt(k);
 382
 383       Int_t  vol[5]; // location for a sdigit
 384       for (Int_t i=0; i<5; i++) vol[i] = -1;
 385
 386       // check the sdigit volume
 387       vol[0] = tofSdigit->GetSector();
 388       vol[1] = tofSdigit->GetPlate();
 389       vol[2] = tofSdigit->GetStrip();
 390       vol[3] = tofSdigit->GetPadx();
 391       vol[4] = tofSdigit->GetPadz();
 392
 393       if (fhitMap->TestHit(vol) != kEmpty) {
 394         AliTOFSDigit *sdig = static_cast<AliTOFSDigit*>(fhitMap->GetHit(vol));
 395         sdig->Update(tofSdigit);
 396
 397       } else {
 398
 399         CollectSDigit(tofSdigit); // collect the current sdigit
 400         fhitMap->SetHit(vol);     // update the hitmap for location vol
 401
 402       } // if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty)
 403
 404     } // for (Int_t k=0; k<ndig; k++)
 405
 406   } // end loop on entries
 407
 408 }
 409
 410
 411 //_____________________________________________________________________________
 412 void AliTOFDigitizer::CollectSDigit(AliTOFSDigit * sdigit)
 413 {
 414   //
 415   // Add a TOF sdigit in container
 416   // new with placement must be used
 417   TClonesArray &aSDigitsArray = *fSDigitsArray;
 418   Int_t last=fSDigitsArray->GetEntriesFast();
 419   // make a copy of the current sdigit and
 420   // put it into tmp array
 421   new (aSDigitsArray[last]) AliTOFSDigit(*sdigit);
 422 }
 423
 424 //_____________________________________________________________________________
 425 void AliTOFDigitizer::InitDecalibration() const {
 426   //
 427   //
 428   //
 429
 430   fCalib->CreateCalArrays();
 431   fCalib->ReadSimHistoFromCDB("TOF/Calib", -1); // use AliCDBManager's number
 432   fCalib->ReadParOfflineFromCDB("TOF/Calib", -1); // use AliCDBManager's number
 433 }
 434 //---------------------------------------------------------------------
 435 void AliTOFDigitizer::DecalibrateTOFSignal(){
 436
 437   // Read Calibration parameters from the CDB
 438
 439   TObjArray * calOffline= fCalib->GetTOFCalArrayOffline();
 440
 441   AliDebug(2,Form("Size of array for Offline Calibration = %i",calOffline->GetEntries()));
 442
 443   // Initialize Quantities to Simulate ToT Spectra
 444
 445   TH1F * hToT= fCalib->GetTOFSimToT();
 446   Int_t nbins = hToT->GetNbinsX();
 447   Float_t delta = hToT->GetBinWidth(1);
 448   Float_t maxch = hToT->GetBinLowEdge(nbins)+delta;
 449   Float_t minch = hToT->GetBinLowEdge(1);
 450   Float_t max=0,min=0; //maximum and minimum value of the distribution
 451   Int_t maxbin=0,minbin=0; //maximum and minimum bin of the distribution
 452
 453   for (Int_t ii=nbins; ii>0; ii--){
 454     if (hToT->GetBinContent(ii)!= 0) {
 455       max = maxch - (nbins-ii-1)*delta;
 456       maxbin = ii;
 457       break;}
 458   }
 459   for (Int_t j=1; j<nbins; j++){
 460     if (hToT->GetBinContent(j)!= 0) {
 461       min = minch + (j-1)*delta;
 462       minbin = j;
 463       break;}
 464   }
 465
 466   Float_t maxToT=max;
 467   Float_t minToT=min;
 468
 469   Float_t maxToTDistr=hToT->GetMaximum();
 470
 471   AliDebug (1, Form(" The minimum ToT = %f", minToT));
 472   AliDebug (1, Form(" The maximum ToT = %f", maxToT));
 473   AliDebug (1, Form(" The maximum peak in ToT = %f", maxToTDistr));
 474
 475   // Loop on TOF Digits
 476
 477   Bool_t isToTSimulated=kFALSE;
 478   Bool_t misCalibPars=kFALSE;
 479   if(hToT->GetEntries()>0)isToTSimulated=kTRUE;
 480   Int_t ndigits = fDigits->GetEntriesFast();
 481   for (Int_t i=0;i<ndigits;i++){
 482     AliTOFdigit * dig = (AliTOFdigit*)fDigits->At(i);
 483     Int_t detId[5];
 484     detId[0] = dig->GetSector();
 485     detId[1] = dig->GetPlate();
 486     detId[2] = dig->GetStrip();
 487     detId[3] = dig->GetPadz();
 488     detId[4] = dig->GetPadx();
 489     dig->SetTdcND(dig->GetTdc()); // save the non decalibrated time
 490     if(isToTSimulated){
 491
 492       //A realistic ToT Spectrum was found in input,
 493       //decalibrated TOF Digits likely to be simulated....
 494
 495       Int_t index = AliTOFGeometry::GetIndex(detId); // The channel index
 496       AliTOFChannelOffline *calChannelOffline = (AliTOFChannelOffline *)calOffline->At(index); //retrieve the info for time slewing
 497       Double_t par[6];  // time slewing parameters
 498
 499       //check whether we actually ask for miscalibration
 500
 501       for (Int_t j = 0; j<6; j++){
 502         par[j]=(Double_t)calChannelOffline->GetSlewPar(j);
 503         if(par[j]!=0)misCalibPars=kTRUE;
 504       }
 505       AliDebug(2,Form(" Calib Pars = %f (0-th parameter for time slewing + time delay), %f, %f, %f, %f, %f ",par[0],par[1],par[2],par[3],par[4],par[5]));
 506
 507       // Now generate Realistic ToT distribution from TestBeam Data.
 508       // Tot is in ns, assuming a Matching Window of 10 ns.
 509
 510       Float_t simToT = 0;
 511       Float_t trix = 0;
 512       Float_t triy = 0;
 513       Double_t timeCorr;
 514       Double_t tToT;
 515       while (simToT <= triy){
 516         trix = gRandom->Rndm(i);
 517         triy = gRandom->Rndm(i);
 518         trix = (maxToT-minToT)*trix + minToT;
 519         triy = maxToTDistr*triy;
 520         Int_t binx=hToT->FindBin(trix);
 521         simToT=hToT->GetBinContent(binx);
 522       }
 523       // the generated ToT (ns)
 524       tToT= (Double_t) trix; // to apply slewing we start from ns..
 525       // transform TOF signal in ns
 526       AliDebug(2,Form(" The Initial Time (counts): %i: ",dig->GetTdc()));
 527       AliDebug(2,Form(" Time before miscalibration (ps) %e: ",dig->GetTdc()*(Double_t)AliTOFGeometry::TdcBinWidth()));
 528       // add slewing effect
 529       timeCorr=par[0] + tToT*(par[1] +tToT*(par[2] +tToT*(par[3] +tToT*(par[4] +tToT*par[5]))));
 530       AliDebug(2,Form(" The Time slewing + delay (ns): %f: ",timeCorr));
 531       // add global time shift
 532       //convert to ps
 533       timeCorr*=1E3;
 534       Double_t timeMis = (Double_t)(dig->GetTdc())*(Double_t)AliTOFGeometry::TdcBinWidth();
 535       timeMis = timeMis+timeCorr;
 536       AliDebug(2,Form(" The Miscalibrated time (ps): %e: ",timeMis));
 537
 538       // now update the digit info
 539
 540       Int_t tdcCorr= (Int_t)(timeMis/AliTOFGeometry::TdcBinWidth());
 541       AliDebug(2,Form(" Final Time (counts): %i: ",tdcCorr));
 542       // Setting Decalibrated Time signal (TDC counts)
 543       dig->SetTdc(tdcCorr);
 544       // Setting realistic ToT signal (TDC counts)
 545       tToT*=1E3; //back to ps
 546       Int_t tot=(Int_t)(tToT/AliTOFGeometry::ToTBinWidth());//(factor 1E3 as input ToT is in ns)
 547       dig->SetToT(tot);
 548       AliDebug(2,Form(" Final Time and ToT (counts): %i: , %i:",dig->GetTdc(),dig->GetToT()));
 549       if(tdcCorr<0){
 550         AliWarning (Form(" The bad Slewed Time(TDC counts)= %i ", tdcCorr));
 551         AliWarning(Form(" The bad ToT (TDC counts)= %i ", tot));
 552       }
 553     }
 554     else{
 555     // For Data with no Miscalibration, set ToT signal == Adc
 556       dig->SetToT((Int_t)(dig->GetAdc()/AliTOFGeometry::ToTBinWidth())); //remove the factor 10^3 just to have a reasonable ToT range for raw data simulation even in the case of non-realistic ToT distribution (n.b. fAdc is practically an arbitrary quantity, and ToT has no impact on the TOF reco for non-miscalibrated digits)
 557     }
 558   }
 559
 560   if(!isToTSimulated){
 561     AliDebug(1,"Standard Production, no miscalibrated digits");
 562   }else{
 563     if(!misCalibPars){
 564     AliDebug(1,"Standard Production, no miscalibrated digits");
 565     }
 566     else {
 567       AliDebug(1,"Simulating miscalibrated digits");
 568     }
 569   }
 570   return;
 571 }
 572