Bug fix for HMPID bits in readout list.
[u/mrichter/AliRoot.git] / EMCAL / AliEMCALDigitizer.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, 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  *                                                                        *
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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   *
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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 //_________________________________________________________________________
19 // 
20 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
21 // Class performs digitization of Summable digits from simulated data
22 //  
23 // In addition it performs mixing of summable digits from different events.
24 //
25 // For each event two branches are created in TreeD:
26 //   "EMCAL" - list of digits
27 //   "AliEMCALDigitizer" - AliEMCALDigitizer with all parameters used in digitization
28 //
29 // Note, that one cset title for new digits branch, and repeat digitization with
30 // another set of parameters.
31 //
32 // Examples of use:
33 // root[0] AliEMCALDigitizer * d = new AliEMCALDigitizer() ;
34 // root[1] d->ExecuteTask()             
35 // Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
36 //                       //Digitizes SDigitis in all events found in file galice.root 
37 //
38 // root[2] AliEMCALDigitizer * d1 = new AliEMCALDigitizer("galice1.root") ;  
39 //                       // Will read sdigits from galice1.root
40 // root[3] d1->MixWith("galice2.root")       
41 // Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
42 //                       // Reads another portion of sdigits from galice2.root
43 // root[3] d1->MixWith("galice3.root")       
44 //                       // Reads another portion of sdigits from galice3.root
45 // root[4] d->ExecuteTask("deb timing")    
46 //                       // Reads SDigits from files galice1.root, galice2.root ....
47 //                       // mixes them and stores produced Digits in file galice1.root          
48 //                       // deb - prints number of produced digits
49 //                       // deb all - prints list of produced digits
50 //                       // timing  - prints time used for digitization
51 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
52 //
53 //*-- Author: Sahal Yacoob (LBL)
54 // based on : AliEMCALDigitizer
55 // Modif: 
56 //  August 2002 Yves Schutz: clone PHOS as closely as possible and intoduction
57 //                           of new  IO (à la PHOS)
58 //  November 2003 Aleksei Pavlinov : adopted for Shish-Kebab geometry 
59 //_________________________________________________________________________________
60
61 // --- ROOT system ---
62 #include <TROOT.h>
63 #include <TTree.h>
64 #include <TSystem.h>
65 #include <TBenchmark.h>
66 #include <TBrowser.h>
67 #include <TObjectTable.h>
68 #include <TRandom.h>
69 #include <TF1.h>
70 #include <cassert>
71
72 // --- AliRoot header files ---
73 #include "AliLog.h"
74 #include "AliRun.h"
75 #include "AliRunDigitizer.h"
76 #include "AliRunLoader.h"
77 #include "AliCDBManager.h"
78 #include "AliCDBEntry.h"
79 #include "AliEMCALDigit.h"
80 #include "AliEMCAL.h"
81 #include "AliEMCALLoader.h"
82 #include "AliEMCALDigitizer.h"
83 #include "AliEMCALSDigitizer.h"
84 #include "AliEMCALGeometry.h"
85 //#include "AliEMCALTick.h"
86 #include "AliEMCALCalibData.h"
87 #include "AliEMCALSimParam.h"
88 #include "AliEMCALRawDigit.h"
89
90 namespace
91 {
92         Double_t HeavisideTheta(Double_t x)
93         {
94                 Double_t signal = 0.;
95                 
96                 if (x > 0.) signal = 1.;  
97                 
98                 return signal;  
99         }
100         
101         Double_t AnalogFastORFunction(Double_t *x, Double_t *par)
102         {
103                 Double_t v0 = par[0];
104                 Double_t t0 = par[1];
105                 Double_t tr = par[2];
106                 
107                 Double_t R1 = 1000.;
108                 Double_t C1 = 33e-12;
109                 Double_t R2 = 1800;
110                 Double_t C2 = 22e-12;
111                 
112                 Double_t t  =   x[0];
113                 
114                 return (((0.8*(-((TMath::Power(C1,2)*C2*TMath::Power(TMath::E(),(-t + t0)/(C1*R1))*
115                                                   TMath::Power(R1,2)*R2)/(C1*R1 - C2*R2)) + 
116                                            C1*C2*R1*R2*(1 - (C2*TMath::Power(TMath::E(),(-t + t0)/(C2*R2))*R2)/(-(C1*R1) + C2*R2)))*v0*
117                                   HeavisideTheta(t - t0))/tr 
118                                  - (0.8*(C1*C2*R1*R2 - 
119                                                  (TMath::Power(C1,2)*C2*TMath::Power(TMath::E(),(-1.*t + t0 + 1.25*tr)/(C1*R1))*
120                                                   TMath::Power(R1,2)*R2)/(C1*R1 - C2*R2) + 
121                                                  (C1*TMath::Power(C2,2)*TMath::Power(TMath::E(),(-1.*t + t0 + 1.25*tr)/(C2*R2))*
122                                                   R1*TMath::Power(R2,2))/(C1*R1 - C2*R2))*v0*
123                                         HeavisideTheta(t - t0 - 1.25*tr))/tr)/(C2*R1));
124         }
125 }
126
127 ClassImp(AliEMCALDigitizer)
128
129
130 //____________________________________________________________________________ 
131 AliEMCALDigitizer::AliEMCALDigitizer()
132   : AliDigitizer("",""),
133     fDefaultInit(kTRUE),
134     fDigitsInRun(0),
135     fInit(0),
136     fInput(0),
137     fInputFileNames(0x0),
138     fEventNames(0x0),
139     fDigitThreshold(0),
140     fMeanPhotonElectron(0),
141 //    fPedestal(0), //Not used, remove?
142 //    fSlope(0),    //Not used, remove?
143     fPinNoise(0),
144     fTimeResolution(0),
145 //    fTimeThreshold(0),    //Not used, remove?
146 //    fTimeSignalLength(0), //Not used, remove?
147     fADCchannelEC(0),
148     fADCpedestalEC(0),
149     fNADCEC(0),
150     fEventFolderName(""),
151     fFirstEvent(0),
152     fLastEvent(0),
153     fCalibData(0x0)
154 {
155   // ctor
156   InitParameters() ; 
157   fManager = 0 ;                     // We work in the standalone mode
158 }
159
160 //____________________________________________________________________________ 
161 AliEMCALDigitizer::AliEMCALDigitizer(TString alirunFileName, TString eventFolderName)
162   : AliDigitizer("EMCAL"+AliConfig::Instance()->GetDigitizerTaskName(), alirunFileName),
163     fDefaultInit(kFALSE),
164     fDigitsInRun(0),
165     fInit(0),
166     fInput(0),
167     fInputFileNames(0), 
168     fEventNames(0), 
169     fDigitThreshold(0),
170     fMeanPhotonElectron(0),
171 //    fPedestal(0),//Not used, remove?
172 //    fSlope(0),   //Not used, remove?
173     fPinNoise(0),
174     fTimeResolution(0),
175 //    fTimeThreshold(0),    //Not used, remove?
176 //    fTimeSignalLength(0), //Not used, remove?
177     fADCchannelEC(0),
178     fADCpedestalEC(0),
179     fNADCEC(0),
180     fEventFolderName(eventFolderName),
181     fFirstEvent(0),
182     fLastEvent(0),
183     fCalibData(0x0)
184 {
185   // ctor
186   InitParameters() ; 
187   Init() ;
188   fManager = 0 ;                     // We work in the standalone mode
189 }
190
191 //____________________________________________________________________________ 
192 AliEMCALDigitizer::AliEMCALDigitizer(const AliEMCALDigitizer & d) 
193   : AliDigitizer(d.GetName(),d.GetTitle()),
194     fDefaultInit(d.fDefaultInit),
195     fDigitsInRun(d.fDigitsInRun),
196     fInit(d.fInit),
197     fInput(d.fInput),
198     fInputFileNames(d.fInputFileNames),
199     fEventNames(d.fEventNames),
200     fDigitThreshold(d.fDigitThreshold),
201     fMeanPhotonElectron(d.fMeanPhotonElectron),
202 //    fPedestal(d.fPedestal), //Not used, remove?
203 //    fSlope(d.fSlope),       //Not used, remove?
204     fPinNoise(d.fPinNoise),
205     fTimeResolution(d.fTimeResolution),
206 //    fTimeThreshold(d.fTimeThreshold),       //Not used, remove?
207 //    fTimeSignalLength(d.fTimeSignalLength), //Not used, remove?
208     fADCchannelEC(d.fADCchannelEC),
209     fADCpedestalEC(d.fADCpedestalEC),
210     fNADCEC(d.fNADCEC),
211     fEventFolderName(d.fEventFolderName),
212     fFirstEvent(d.fFirstEvent),
213     fLastEvent(d.fLastEvent),
214     fCalibData(d.fCalibData)
215 {
216   // copyy ctor 
217  }
218
219 //____________________________________________________________________________ 
220 AliEMCALDigitizer::AliEMCALDigitizer(AliRunDigitizer * rd)
221   : AliDigitizer(rd,"EMCAL"+AliConfig::Instance()->GetDigitizerTaskName()),
222     fDefaultInit(kFALSE),
223     fDigitsInRun(0),
224     fInit(0),
225     fInput(0),
226     fInputFileNames(0),
227     fEventNames(0),
228     fDigitThreshold(0),
229     fMeanPhotonElectron(0),
230 //    fPedestal(0), //Not used, remove?
231 //    fSlope(0.),   //Not used, remove?
232     fPinNoise(0.),
233     fTimeResolution(0.),
234 //    fTimeThreshold(0),    //Not used, remove?
235 //    fTimeSignalLength(0), //Not used, remove?
236     fADCchannelEC(0),
237     fADCpedestalEC(0),
238     fNADCEC(0),
239     fEventFolderName(0),
240     fFirstEvent(0),
241     fLastEvent(0),
242     fCalibData(0x0)
243 {
244   // ctor Init() is called by RunDigitizer
245   fManager = rd ; 
246   fEventFolderName = fManager->GetInputFolderName(0) ;
247   SetTitle(dynamic_cast<AliStream*>(fManager->GetInputStream(0))->GetFileName(0));
248   InitParameters() ; 
249 }
250
251 //____________________________________________________________________________ 
252   AliEMCALDigitizer::~AliEMCALDigitizer()
253 {
254   //dtor
255   if (AliRunLoader::Instance()) {
256     AliLoader *emcalLoader=0;
257     if ((emcalLoader = AliRunLoader::Instance()->GetDetectorLoader("EMCAL")))
258       emcalLoader->CleanDigitizer();
259   }
260   else
261     AliDebug(1," no runloader present");
262   delete [] fInputFileNames ; 
263   delete [] fEventNames ; 
264
265 }
266
267 //____________________________________________________________________________
268 void AliEMCALDigitizer::Digitize(Int_t event) 
269
270
271   // Makes the digitization of the collected summable digits
272   // for this it first creates the array of all EMCAL modules
273   // filled with noise and after that adds contributions from 
274   // SDigits. This design helps to avoid scanning over the 
275   // list of digits to add  contribution of any new SDigit.
276   //
277   // JLK 26-Jun-2008
278   // Note that SDigit energy info is stored as an amplitude, so we
279   // must call the Calibrate() method of the SDigitizer to convert it
280   // back to an energy in GeV before adding it to the Digit
281   //
282   static int nEMC=0; //max number of digits possible
283
284   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
285   AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
286   Int_t readEvent = event ; 
287   // fManager is data member from AliDigitizer
288   if (fManager) 
289     readEvent = dynamic_cast<AliStream*>(fManager->GetInputStream(0))->GetCurrentEventNumber() ; 
290   AliDebug(1,Form("Adding event %d from input stream 0 %s %s", 
291                   readEvent, GetTitle(), fEventFolderName.Data())) ; 
292   rl->GetEvent(readEvent);
293
294   TClonesArray * digits = emcalLoader->Digits() ; 
295   digits->Delete() ;  //correct way to clear array when memory is
296                       //allocated by objects stored in array
297
298   // Load Geometry
299   AliEMCALGeometry *geom = 0;
300   if (rl->GetAliRun()) {
301     AliEMCAL * emcal  = (AliEMCAL*)rl->GetAliRun()->GetDetector("EMCAL");
302     geom = emcal->GetGeometry();
303   }
304   else 
305     AliFatal("Could not get AliRun from runLoader");
306
307   nEMC = geom->GetNCells();
308   AliDebug(1,Form("nEMC %i (number cells in EMCAL) | %s \n", nEMC, geom->GetName()));
309   
310   Int_t absID ;
311
312   digits->Expand(nEMC) ;
313
314   // get first the sdigitizer from the tasks list (must have same name as the digitizer)
315   if ( !emcalLoader->SDigitizer() ) 
316     emcalLoader->LoadSDigitizer();
317   AliEMCALSDigitizer * sDigitizer = dynamic_cast<AliEMCALSDigitizer*>(emcalLoader->SDigitizer()); 
318   
319   if ( !sDigitizer )
320     Fatal("Digitize", "SDigitizer with name %s %s not found", fEventFolderName.Data(), GetTitle() ) ; 
321
322   //take all the inputs to add together and load the SDigits
323   TObjArray * sdigArray = new TObjArray(fInput) ;
324   sdigArray->AddAt(emcalLoader->SDigits(), 0) ;
325   Int_t i ;
326
327   for(i = 1 ; i < fInput ; i++){
328     TString tempo(fEventNames[i]) ; 
329     tempo += i ;
330
331     AliRunLoader *  rl2 = AliRunLoader::GetRunLoader(tempo) ; 
332
333     if (rl2==0) 
334       rl2 = AliRunLoader::Open(fInputFileNames[i], tempo) ; 
335
336     if (fManager) 
337       readEvent = dynamic_cast<AliStream*>(fManager->GetInputStream(i))->GetCurrentEventNumber() ; 
338     Info("Digitize", "Adding event %d from input stream %d %s %s", readEvent, i, fInputFileNames[i].Data(), tempo.Data()) ; 
339     rl2->LoadSDigits();
340     rl2->GetEvent(readEvent);
341     AliEMCALLoader *emcalLoader2 = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(rl2->GetDetectorLoader("EMCAL"));
342     sdigArray->AddAt(emcalLoader2->SDigits(), i) ;
343   }
344   
345   //Find the first tower with signal
346   Int_t nextSig = nEMC + 1 ; 
347   TClonesArray * sdigits ;  
348   for(i = 0 ; i < fInput ; i++){
349     sdigits = dynamic_cast<TClonesArray *>(sdigArray->At(i)) ;
350     if ( !sdigits->GetEntriesFast() )
351       continue ; 
352     Int_t curNext = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(sdigits->At(0))->GetId() ;
353      if(curNext < nextSig) 
354        nextSig = curNext ;
355      AliDebug(1,Form("input %i : #sdigits %i \n",
356                      i, sdigits->GetEntriesFast()));
357   }
358   AliDebug(1,Form("FIRST tower with signal %i \n", nextSig));
359
360   TArrayI index(fInput) ;
361   index.Reset() ;  //Set all indexes to zero
362
363   AliEMCALDigit * digit ;
364   AliEMCALDigit * curSDigit ;
365
366   //  TClonesArray * ticks = new TClonesArray("AliEMCALTick",1000) ;
367
368   //Put Noise contribution
369   for(absID = 0; absID < nEMC; absID++){ // Nov 30, 2006 by PAI; was from 1 to nEMC
370     Float_t energy = 0 ;
371     // amplitude set to zero, noise will be added later
372     new((*digits)[absID]) AliEMCALDigit( -1, -1, absID, 0., TimeOfNoise(),kFALSE); // absID-1->absID
373     //look if we have to add signal?
374     digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(digits->At(absID)); // absID-1->absID
375     
376     if(absID==nextSig){
377       //Add SDigits from all inputs    
378       //      ticks->Clear() ;
379       //Int_t contrib = 0 ;
380
381       //Follow PHOS and comment out this timing model til a better one
382       //can be developed - JLK 28-Apr-2008
383
384       //Float_t a = digit->GetAmplitude() ;
385       //Float_t b = TMath::Abs( a /fTimeSignalLength) ;
386       //Mark the beginning of the signal
387       //new((*ticks)[contrib++]) AliEMCALTick(digit->GetTime(),0, b);  
388       //Mark the end of the signal     
389       //new((*ticks)[contrib++]) AliEMCALTick(digit->GetTime()+fTimeSignalLength, -a, -b);
390
391       // Calculate time as time of the largest digit
392       Float_t time = digit->GetTime() ;
393       Float_t aTime= digit->GetAmplitude() ;
394       
395       // loop over input
396       for(i = 0; i< fInput ; i++){  //loop over (possible) merge sources
397         if(dynamic_cast<TClonesArray *>(sdigArray->At(i))->GetEntriesFast() > index[i] )
398           curSDigit = dynamic_cast<AliEMCALDigit*>(dynamic_cast<TClonesArray *>(sdigArray->At(i))->At(index[i])) ;      
399         else
400           curSDigit = 0 ;
401         //May be several digits will contribute from the same input
402         while(curSDigit && (curSDigit->GetId() == absID)){         
403           //Shift primary to separate primaries belonging different inputs
404           Int_t primaryoffset ;
405           if(fManager)
406             primaryoffset = fManager->GetMask(i) ; 
407           else
408             primaryoffset = i ;
409           curSDigit->ShiftPrimary(primaryoffset) ;
410
411           //Remove old timing model - JLK 28-April-2008
412           //a = curSDigit->GetAmplitude() ;
413           //b = a /fTimeSignalLength ;
414           //new((*ticks)[contrib++]) AliEMCALTick(curSDigit->GetTime(),0, b);  
415           //new((*ticks)[contrib++]) AliEMCALTick(curSDigit->GetTime()+fTimeSignalLength, -a, -b); 
416           if(curSDigit->GetAmplitude()>aTime) {
417             aTime = curSDigit->GetAmplitude();
418             time = curSDigit->GetTime();
419           }
420
421           *digit = *digit + *curSDigit ;  //adds amplitudes of each digit
422
423           index[i]++ ;
424           if( dynamic_cast<TClonesArray *>(sdigArray->At(i))->GetEntriesFast() > index[i] )
425             curSDigit = dynamic_cast<AliEMCALDigit*>(dynamic_cast<TClonesArray *>(sdigArray->At(i))->At(index[i])) ;
426           else
427             curSDigit = 0 ;
428         }
429       }
430       //Here we convert the summed amplitude to an energy in GeV
431       energy = sDigitizer->Calibrate(digit->GetAmplitude()) ; // GeV
432       // add fluctuations for photo-electron creation
433       energy *= static_cast<Float_t>(gRandom->Poisson(fMeanPhotonElectron)) / static_cast<Float_t>(fMeanPhotonElectron) ;
434   
435       //calculate and set time
436       //New timing model needed - JLK 28-April-2008
437       //Float_t time = FrontEdgeTime(ticks) ;
438       digit->SetTime(time) ;
439
440       //Find next signal module
441       nextSig = nEMC + 1 ;
442       for(i = 0 ; i < fInput ; i++){
443         sdigits = dynamic_cast<TClonesArray *>(sdigArray->At(i)) ;
444         Int_t curNext = nextSig ;
445         if(sdigits->GetEntriesFast() > index[i] ){
446           curNext = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(sdigits->At(index[i]))->GetId() ;       
447         }
448         if(curNext < nextSig) nextSig = curNext ;
449       }
450     }
451     // add the noise now
452     energy += TMath::Abs(gRandom->Gaus(0., fPinNoise)) ;
453     // JLK 26-June-2008
454     //Now digitize the energy according to the sDigitizer method,
455     //which merely converts the energy to an integer.  Later we will
456     //check that the stored value matches our allowed dynamic ranges
457     digit->SetAmplitude(sDigitizer->Digitize(energy)) ;  
458     AliDebug(10,Form(" absID %5i energy %f nextSig %5i\n",
459                      absID, energy, nextSig));
460   } // for(absID = 0; absID < nEMC; absID++)
461   
462   //ticks->Delete() ;
463   //delete ticks ;
464
465   //JLK is it better to call Clear() here?
466   delete sdigArray ; //We should not delete its contents
467
468   //remove digits below thresholds
469   // until 10-02-2010 remove digits with energy smaller than fDigitThreshold 3*fPinNoise
470   // now, remove digits with Digitized ADC smaller than fDigitThreshold = 3
471   Float_t energy=0;
472   for(i = 0 ; i < nEMC ; i++){
473     digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit*>( digits->At(i) ) ;
474     //First get the energy in GeV units.
475     energy = sDigitizer->Calibrate(digit->GetAmplitude()) ;
476     //Then digitize using the calibration constants of the ocdb
477     Float_t ampADC = DigitizeEnergy(energy, digit->GetId())  ;    
478     //if(ampADC>2)printf("Digit energy %f, amp %d, amp cal %d, threshold %d\n",energy,digit->GetAmplitude(),ampADC,fDigitThreshold);
479     if(ampADC < fDigitThreshold)
480       digits->RemoveAt(i) ;
481     else 
482       digit->SetTime(gRandom->Gaus(digit->GetTime(),fTimeResolution) ) ;
483   }
484   
485   digits->Compress() ;  
486   
487   Int_t ndigits = digits->GetEntriesFast() ; 
488   
489   //JLK 26-June-2008
490   //After we have done the summing and digitizing to create the
491   //digits, now we want to calibrate the resulting amplitude to match
492   //the dynamic range of our real data.  
493   for (i = 0 ; i < ndigits ; i++) { 
494     digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>( digits->At(i) ) ; 
495     digit->SetIndexInList(i) ; 
496     energy = sDigitizer->Calibrate(digit->GetAmplitude()) ;
497     digit->SetAmplitude(DigitizeEnergy(energy, digit->GetId()) ) ;
498          // printf("digit amplitude set at end: i %d, amp %f\n",i,digit->GetAmplitude());
499   }
500
501 }
502
503 // //_____________________________________________________________________
504 Float_t AliEMCALDigitizer::DigitizeEnergy(Float_t energy, Int_t AbsId)
505
506   // JLK 26-June-2008
507   // Returns digitized value of the energy in a cell absId
508   // using the calibration constants stored in the OCDB
509   // or default values if no CalibData object is found.
510   // This effectively converts everything to match the dynamic range
511   // of the real data we will collect
512   //
513   // Load Geometry
514   const AliEMCALGeometry * geom = AliEMCALGeometry::GetInstance();
515
516   if (geom==0)
517     AliFatal("Did not get geometry from EMCALLoader");
518
519   Int_t iSupMod = -1;
520   Int_t nModule  = -1;
521   Int_t nIphi   = -1;
522   Int_t nIeta   = -1;
523   Int_t iphi    = -1;
524   Int_t ieta    = -1;
525   Float_t channel = -999; 
526
527   Bool_t bCell = geom->GetCellIndex(AbsId, iSupMod, nModule, nIphi, nIeta) ;
528   if(!bCell)
529     Error("DigitizeEnergy","Wrong cell id number : AbsId %i ", AbsId) ;
530   geom->GetCellPhiEtaIndexInSModule(iSupMod,nModule,nIphi, nIeta,iphi,ieta);
531   
532   if(fCalibData) {
533     fADCpedestalEC = fCalibData->GetADCpedestal(iSupMod,ieta,iphi);
534     fADCchannelEC = fCalibData->GetADCchannel(iSupMod,ieta,iphi);
535   }
536   
537   //channel = static_cast<Int_t> (TMath::Floor( (energy + fADCpedestalEC)/fADCchannelEC ))  ;
538   channel = (energy + fADCpedestalEC)/fADCchannelEC   ;
539
540   if(channel > fNADCEC ) 
541     channel =  fNADCEC ; 
542   return channel ;
543   
544 }
545
546 //____________________________________________________________________________
547 void AliEMCALDigitizer::Exec(Option_t *option) 
548
549   // Steering method to process digitization for events
550   // in the range from fFirstEvent to fLastEvent.
551   // This range is optionally set by SetEventRange().
552   // if fLastEvent=-1, then process events until the end.
553   // by default fLastEvent = fFirstEvent (process only one event)
554
555   if (!fInit) { // to prevent overwrite existing file
556     Error( "Exec", "Give a version name different from %s", fEventFolderName.Data() ) ;
557     return ;
558   } 
559
560   if (strstr(option,"print")) {
561
562     Print();
563     return ; 
564   }
565   
566   if(strstr(option,"tim"))
567     gBenchmark->Start("EMCALDigitizer");
568
569   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
570   AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
571
572   // Post Digitizer to the white board
573   emcalLoader->PostDigitizer(this) ;
574   
575   if (fLastEvent == -1)  {
576     fLastEvent = rl->GetNumberOfEvents() - 1 ;
577   }
578   else if (fManager) 
579     fLastEvent = fFirstEvent ; // what is this ??
580
581   Int_t nEvents   = fLastEvent - fFirstEvent + 1;
582   Int_t ievent;
583
584   TClonesArray* digitsTRG = new TClonesArray("AliEMCALRawDigit", 32 * 96);
585   TClonesArray* digitsTMP = new TClonesArray("AliEMCALDigit",    32 * 96);
586   rl->LoadSDigits("EMCAL");
587   for (ievent = fFirstEvent; ievent <= fLastEvent; ievent++) {
588     
589     rl->GetEvent(ievent);
590
591     Digitize(ievent) ; //Add prepared SDigits to digits and add the noise
592
593     WriteDigits() ;
594           
595         //Trigger Digits
596         //-------------------------------------
597         Digits2FastOR(digitsTMP, digitsTRG);  
598           
599         WriteDigits(digitsTRG);
600           
601         (emcalLoader->TreeD())->Fill();
602           
603         emcalLoader->WriteDigits(   "OVERWRITE");
604         emcalLoader->WriteDigitizer("OVERWRITE");
605           
606         Unload();
607           
608         digitsTRG->Clear();
609         digitsTMP->Clear();
610         //-------------------------------------
611
612     if(strstr(option,"deb"))
613       PrintDigits(option);
614     if(strstr(option,"table")) gObjectTable->Print();
615
616     //increment the total number of Digits per run 
617     fDigitsInRun += emcalLoader->Digits()->GetEntriesFast() ;  
618   }
619   
620   emcalLoader->CleanDigitizer() ;
621
622   if(strstr(option,"tim")){
623     gBenchmark->Stop("EMCALDigitizer");
624     AliInfo(Form("Exec: took %f seconds for Digitizing %f seconds per event", 
625          gBenchmark->GetCpuTime("EMCALDigitizer"), gBenchmark->GetCpuTime("EMCALDigitizer")/nEvents )) ;
626   } 
627 }
628
629 //____________________________________________________________________________ 
630 void AliEMCALDigitizer::Digits2FastOR(TClonesArray* digitsTMP, TClonesArray* digitsTRG)
631 {
632         // FEE digits afterburner to produce TRG digits 
633         // we are only interested in the FEE digit deposited energy
634         // to be converted later into a voltage value
635         
636         // push the FEE digit to its associated FastOR (numbered from 0:95)
637         // TRU is in charge of summing module digits
638         
639         AliRunLoader *runLoader = AliRunLoader::Instance();
640         
641         AliRun* run = runLoader->GetAliRun();
642         
643         AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(runLoader->GetDetectorLoader("EMCAL"));
644         
645         AliEMCALGeometry* geom = dynamic_cast<AliEMCAL*>(run->GetDetector("EMCAL"))->GetGeometry();
646         
647         // build FOR from simulated digits
648         // and xfer to the corresponding TRU input (mapping)
649         
650         TClonesArray* digits = emcalLoader->Digits();
651         
652         TIter NextDigit(digits);
653         while (AliEMCALDigit* digit = (AliEMCALDigit*)NextDigit())
654         {
655                 Int_t id = digit->GetId();
656                 
657                 Int_t iSupMod, nModule, nIphi, nIeta, iphi, ieta, iphim, ietam;
658                 
659                 geom->GetCellIndex(              id, iSupMod, nModule, nIphi, nIeta );
660                 geom->GetModulePhiEtaIndexInSModule( iSupMod, nModule, iphim, ietam );          
661                 geom->GetCellPhiEtaIndexInSModule(   iSupMod, nModule, nIphi, nIeta, iphi, ieta); 
662                 
663                 // identify to which TRU this FEE digit belong
664                 //Int_t itru = (iSupMod < 11) ? iphim / 4 + 3 * iSupMod : 31;
665                 Int_t itru = -1;
666                 if (iSupMod < 11)
667                         itru = (iSupMod % 2) ? (2 - int(iphim / 4)) + 3 * iSupMod : iphim / 4 + 3 * iSupMod;
668                 else 
669                         itru = 31;
670                 
671                 //---------
672                 //
673                 // FIXME: bad numbering solution to deal w/ the last 2 SM which have only 1 TRU each
674                 // using the AliEMCALGeometry official numbering
675                 // only 1 TRU/SM in SM 10 & SM 11
676                 //
677                 //---------
678                 if ((itru == 31 && iphim < 2) || (itru == 30 && iphim > 5)) continue;
679                 
680                 // to be compliant with %4 per TRU
681                 if (itru == 31) iphim -= 2;
682                 
683                 Int_t trgid;
684                 Bool_t isOK = geom->GetAbsFastORIndexFromPositionInTRU(itru, ietam, iphim % 4, trgid);
685                 
686                 AliDebug(2,Form("trigger digit id: %d itru: %d isOK: %d\n",trgid,itru,isOK));
687                 
688                 if (isOK) 
689                 {
690                         AliEMCALDigit* d = static_cast<AliEMCALDigit*>(digitsTMP->At(trgid));
691                         
692                         if (!d)
693                         {
694                                 new((*digitsTMP)[trgid]) AliEMCALDigit(*digit);
695                                 d = (AliEMCALDigit*)digitsTMP->At(trgid);
696                                 d->SetId(trgid);
697                         }       
698                         else
699                         {
700                                 *d = *d + *digit;
701                         }
702                 }
703         }
704         
705         Int_t    nSamples = 32;
706         Int_t *timeSamples = new Int_t[nSamples];
707         
708         NextDigit = TIter(digitsTMP);
709         while (AliEMCALDigit* digit = (AliEMCALDigit*)NextDigit())
710         {
711                 if (digit)
712                 {
713                         Int_t     id = digit->GetId();
714                         Float_t time = digit->GetTime();
715                                                 
716                         Double_t depositedEnergy = 0.;
717                         for (Int_t j = 1; j <= digit->GetNprimary(); j++) depositedEnergy += digit->GetDEPrimary(j);
718                         
719                         // FIXME: Check digit time!
720                         if (depositedEnergy)
721                         {
722                                 DigitalFastOR(time, depositedEnergy, timeSamples, nSamples);
723                                 
724                                 for (Int_t j=0;j<nSamples;j++) 
725                                 {
726                                         timeSamples[j] = ((j << 12) & 0xFF000) | (timeSamples[j] & 0xFFF);
727                                 }
728                                 
729                                 new((*digitsTRG)[digitsTRG->GetEntriesFast()]) AliEMCALRawDigit(id, timeSamples, nSamples);
730                         }
731                 }
732         }
733
734         delete [] timeSamples;
735 }
736
737 //____________________________________________________________________________ 
738 void AliEMCALDigitizer::DigitalFastOR( Double_t time, Double_t dE, Int_t timeSamples[], Int_t nSamples )
739 {
740         // parameters:  
741         // id: 0..95
742         const Int_t    reso = 11;      // 11-bit resolution ADC
743         const Double_t vFSR = 1;       // Full scale input voltage range
744         const Double_t Ne   = 125;     // signal of the APD per MeV of energy deposit in a tower: 125 photo-e-/MeV @ M=30
745         const Double_t vA   = .136e-6; // CSP output range: 0.136uV/e-
746         const Double_t rise = 40e-9;   // rise time (10-90%) of the FastOR signal before shaping
747         
748         const Double_t kTimeBinWidth = 25E-9; // sampling frequency (40MHz)
749         
750         Double_t vV = 1000. * dE * Ne * vA; // GeV 2 MeV
751         
752         TF1 signalF("signal", AnalogFastORFunction, 0, nSamples * kTimeBinWidth, 3);
753         signalF.SetParameter( 0,   vV ); 
754         signalF.SetParameter( 1, time ); // FIXME: when does the signal arrive? Might account for cable lengths
755         signalF.SetParameter( 2, rise );
756         
757         for (Int_t iTime=0; iTime<nSamples; iTime++) 
758         {
759                 // FIXME: add noise (probably not simply Gaussian) according to DA measurements
760                 // probably plan an access to OCDB
761                 
762                 timeSamples[iTime] = int((TMath::Power(2, reso) / vFSR) * signalF.Eval(iTime * kTimeBinWidth) + 0.5);
763         }
764 }
765
766
767 //____________________________________________________________________________ 
768 //Float_t AliEMCALDigitizer::FrontEdgeTime(TClonesArray * ticks) 
769 //{ 
770 //  //  Returns the shortest time among all time ticks
771 //
772 //  ticks->Sort() ; //Sort in accordance with times of ticks
773 //  TIter it(ticks) ;
774 //  AliEMCALTick * ctick = (AliEMCALTick *) it.Next() ;
775 //  Float_t time = ctick->CrossingTime(fTimeThreshold) ;    
776 //  
777 //  AliEMCALTick * t ;  
778 //  while((t=(AliEMCALTick*) it.Next())){
779 //    if(t->GetTime() < time)  //This tick starts before crossing
780 //      *ctick+=*t ;
781 //    else
782 //      return time ;
783 //    
784 //    time = ctick->CrossingTime(fTimeThreshold) ;    
785 //  }
786 //  return time ;
787 //}
788 //
789
790 //____________________________________________________________________________ 
791 Bool_t AliEMCALDigitizer::Init()
792 {
793   // Makes all memory allocations
794   fInit = kTRUE ; 
795   AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(AliRunLoader::Instance()->GetDetectorLoader("EMCAL"));
796
797   if ( emcalLoader == 0 ) {
798     Fatal("Init", "Could not obtain the AliEMCALLoader");  
799     return kFALSE;
800   } 
801
802   fFirstEvent = 0 ; 
803   fLastEvent = fFirstEvent ; 
804   
805   if(fManager)
806     fInput = fManager->GetNinputs() ; 
807   else 
808     fInput           = 1 ;
809
810   fInputFileNames  = new TString[fInput] ; 
811   fEventNames      = new TString[fInput] ; 
812   fInputFileNames[0] = GetTitle() ; 
813   fEventNames[0]     = fEventFolderName.Data() ; 
814   Int_t index ; 
815   for (index = 1 ; index < fInput ; index++) {
816     fInputFileNames[index] = dynamic_cast<AliStream*>(fManager->GetInputStream(index))->GetFileName(0); 
817     TString tempo = fManager->GetInputFolderName(index) ;
818     fEventNames[index] = tempo.Remove(tempo.Length()-1) ; // strip of the stream number added bt fManager 
819   }
820   
821   //to prevent cleaning of this object while GetEvent is called
822   emcalLoader->GetDigitsDataLoader()->GetBaseTaskLoader()->SetDoNotReload(kTRUE);
823
824   //Calibration instance
825   fCalibData = emcalLoader->CalibData();
826   return fInit ;    
827 }
828
829 //____________________________________________________________________________ 
830 void AliEMCALDigitizer::InitParameters()
831
832   // Parameter initialization for digitizer
833   
834   // Get the parameters from the OCDB via the loader
835   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
836   AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
837   AliEMCALSimParam * simParam = 0x0;
838   if(emcalLoader) simParam = emcalLoader->SimulationParameters();
839         
840   if(!simParam){
841           simParam = AliEMCALSimParam::GetInstance();
842           AliWarning("Simulation Parameters not available in OCDB?");
843   }
844         
845   fMeanPhotonElectron = simParam->GetMeanPhotonElectron();//4400;  // electrons per GeV 
846   fPinNoise           = simParam->GetPinNoise();//0.012; // pin noise in GeV from analysis test beam data 
847   if (fPinNoise < 0.0001 ) 
848     Warning("InitParameters", "No noise added\n") ; 
849   fDigitThreshold     = simParam->GetDigitThreshold(); //fPinNoise * 3; // 3 * sigma
850   fTimeResolution     = simParam->GetTimeResolution(); //0.6e-9 ; // 600 psc
851
852   // These defaults are normally not used. 
853   // Values are read from calibration database instead
854   fADCchannelEC       = 0.0153; // Update 24 Apr 2007: 250./16/1024 - width of one ADC channel in GeV
855   fADCpedestalEC      = 0.0 ;  // GeV
856
857   fNADCEC          = simParam->GetNADCEC();//(Int_t) TMath::Power(2,16) ;  // number of channels in Tower ADC - 65536
858
859   AliDebug(2,Form("Mean Photon Electron %d, Noise %f, E Threshold %f,Time Resolution %g,NADCEC %d",
860                 fMeanPhotonElectron,fPinNoise,fDigitThreshold,fTimeResolution,fNADCEC));
861
862   // Not used anymore, remove?
863   // fTimeSignalLength   = 1.0e-9 ;
864   // fTimeThreshold      = 0.001*10000000 ; // Means 1 MeV in terms of SDigits amplitude ??
865
866 }
867
868 //__________________________________________________________________
869 void AliEMCALDigitizer::MixWith(TString alirunFileName, TString eventFolderName)
870 {
871   // Allows to produce digits by superimposing background and signal event.
872   // It is assumed, that headers file with SIGNAL events is opened in 
873   // the constructor. 
874   // Sets the BACKGROUND event, with which the SIGNAL event is to be mixed 
875   // Thus we avoid writing (changing) huge and expensive 
876   // backgound files: all output will be writen into SIGNAL, i.e. 
877   // opened in constructor file. 
878   //
879   // One can open as many files to mix with as one needs.
880   // However only Sdigits with the same name (i.e. constructed with the same SDigitizer)
881   // can be mixed.
882
883   if( strcmp(GetName(), "") == 0 )
884     Init() ;
885   
886   if(fManager){
887     Error("MixWith", "Cannot use this method under AliRunDigitizer") ;
888     return ;
889   } 
890   // looking for file which contains AliRun
891   if (gSystem->AccessPathName(alirunFileName)) {// file does not exist
892     Error("MixWith", "File %s does not exist!", alirunFileName.Data()) ;
893     return ; 
894   }
895   // looking for the file which contains SDigits
896   AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(AliRunLoader::Instance()->GetDetectorLoader("EMCAL"));
897   TString fileName( emcalLoader->GetSDigitsFileName() ) ; 
898     if ( eventFolderName != AliConfig::GetDefaultEventFolderName()) // only if not the default folder name 
899       fileName = fileName.ReplaceAll(".root", "") + "_" + eventFolderName + ".root" ;
900     if ( (gSystem->AccessPathName(fileName)) ) { 
901       Error("MixWith", "The file %s does not exist!", fileName.Data()) ;
902       return ;
903     }
904     // need to increase the arrays
905     // MvL: This code only works when fInput == 1, I think.
906     TString tempo = fInputFileNames[fInput-1] ; 
907     delete [] fInputFileNames ; 
908     fInputFileNames = new TString[fInput+1] ; 
909     fInputFileNames[fInput-1] = tempo ; 
910  
911     tempo = fEventNames[fInput-1] ; 
912     delete [] fEventNames ; 
913     fEventNames = new TString[fInput+1] ; 
914     fEventNames[fInput-1] = tempo ; 
915
916     fInputFileNames[fInput] = alirunFileName ; 
917     fEventNames[fInput]     = eventFolderName ;
918     fInput++ ;
919 }  
920
921 //__________________________________________________________________
922 void AliEMCALDigitizer::Print1(Option_t * option)
923 { // 19-nov-04 - just for convinience
924   Print(); 
925   PrintDigits(option);
926 }
927
928 //__________________________________________________________________
929 void AliEMCALDigitizer::Print(Option_t*)const 
930 {
931   // Print Digitizer's parameters
932   printf("Print: \n------------------- %s -------------", GetName() ) ; 
933   if( strcmp(fEventFolderName.Data(), "") != 0 ){
934     printf(" Writing Digits to branch with title  %s\n", fEventFolderName.Data()) ;
935     
936     Int_t nStreams ; 
937     if (fManager) 
938       nStreams =  GetNInputStreams() ;
939     else 
940       nStreams = fInput ; 
941     
942     Int_t index = 0 ;  
943
944     AliRunLoader *rl=0;
945
946     for (index = 0 ; index < nStreams ; index++) {  
947       TString tempo(fEventNames[index]) ; 
948       tempo += index ;
949       if ((rl = AliRunLoader::GetRunLoader(tempo)) == 0)
950         rl = AliRunLoader::Open(fInputFileNames[index], tempo) ; 
951       AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
952       TString fileName( emcalLoader->GetSDigitsFileName() ) ; 
953       if ( fEventNames[index] != AliConfig::GetDefaultEventFolderName()) // only if not the default folder name 
954         fileName = fileName.ReplaceAll(".root", "") + "_" + fEventNames[index]  + ".root" ;
955       printf ("Adding SDigits from %s %s\n", fInputFileNames[index].Data(), fileName.Data()) ; 
956     }
957
958     AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(AliRunLoader::Instance()->GetDetectorLoader("EMCAL"));
959
960     printf("\nWriting digits to %s", emcalLoader->GetDigitsFileName().Data()) ;
961     
962     printf("\nWith following parameters:\n") ;
963     
964     printf("    Electronics noise in EMC (fPinNoise) = %f\n", fPinNoise) ;
965     printf("    Threshold  in Tower  (fDigitThreshold) = %d\n", fDigitThreshold)  ;
966     printf("---------------------------------------------------\n")  ;
967   }
968   else
969     printf("Print: AliEMCALDigitizer not initialized") ; 
970 }
971
972 //__________________________________________________________________
973 void AliEMCALDigitizer::PrintDigits(Option_t * option)
974 {
975   //utility method for printing digit information
976
977   AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(AliRunLoader::Instance()->GetDetectorLoader("EMCAL"));
978   TClonesArray * digits  = emcalLoader->Digits() ;
979   TClonesArray * sdigits = emcalLoader->SDigits() ;
980   
981   printf("\n #Digits: %d : sdigits %d ", digits->GetEntriesFast(), sdigits->GetEntriesFast()) ; 
982   printf("\n event %d", emcalLoader->GetRunLoader()->GetEventNumber());
983   
984   if(strstr(option,"all")){  
985     //loop over digits
986     AliEMCALDigit * digit;
987     printf("\nEMC digits (with primaries):\n")  ;
988     printf("\n   Id  Amplitude    Time          Index Nprim: Primaries list \n") ;    
989     Int_t index ;
990     for (index = 0 ; index < digits->GetEntries() ; index++) {
991       digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(digits->At(index)) ;
992       printf("\n%6d  %8f    %6.5e %4d      %2d : ",
993               digit->GetId(), digit->GetAmplitude(), digit->GetTime(), digit->GetIndexInList(), digit->GetNprimary()) ;  
994       Int_t iprimary;
995       for (iprimary=0; iprimary<digit->GetNprimary(); iprimary++) {
996         printf("%d ",digit->GetPrimary(iprimary+1) ) ; 
997       }
998     }   
999   }
1000   printf("\n");
1001 }
1002
1003 //__________________________________________________________________
1004 Float_t AliEMCALDigitizer::TimeOfNoise(void)
1005 {  
1006   // Calculates the time signal generated by noise
1007   //PH  Info("TimeOfNoise", "Change me") ; 
1008   return gRandom->Rndm() * 1.28E-5;
1009 }
1010
1011 //__________________________________________________________________
1012 void AliEMCALDigitizer::Unload() 
1013 {  
1014   // Unloads the SDigits and Digits
1015   AliRunLoader *rl=0;
1016     
1017   Int_t i ; 
1018   for(i = 1 ; i < fInput ; i++){
1019     TString tempo(fEventNames[i]) ; 
1020     tempo += i;
1021     if ((rl = AliRunLoader::GetRunLoader(tempo))) 
1022       rl->GetDetectorLoader("EMCAL")->UnloadSDigits() ; 
1023   }
1024   AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(AliRunLoader::Instance()->GetDetectorLoader("EMCAL"));
1025   emcalLoader->UnloadDigits() ; 
1026 }
1027
1028 //_________________________________________________________________________________________
1029 void AliEMCALDigitizer::WriteDigits()
1030 {
1031
1032   // Makes TreeD in the output file. 
1033   // Check if branch already exists: 
1034   //   if yes, exit without writing: ROOT TTree does not support overwriting/updating of 
1035   //      already existing branches. 
1036   //   else creates branch with Digits, named "EMCAL", title "...",
1037   //      and branch "AliEMCALDigitizer", with the same title to keep all the parameters
1038   //      and names of files, from which digits are made.
1039
1040   AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(AliRunLoader::Instance()->GetDetectorLoader("EMCAL"));
1041
1042   const TClonesArray * digits = emcalLoader->Digits() ; 
1043   TTree * treeD = emcalLoader->TreeD(); 
1044   if ( !treeD ) {
1045     emcalLoader->MakeDigitsContainer();
1046     treeD = emcalLoader->TreeD(); 
1047   }
1048
1049   // -- create Digits branch
1050   Int_t bufferSize = 32000 ;    
1051   TBranch * digitsBranch = 0;
1052   if ((digitsBranch = treeD->GetBranch("EMCAL"))) {
1053     digitsBranch->SetAddress(&digits);
1054     AliWarning("Digits Branch already exists. Not all digits will be visible");
1055   }
1056   else
1057     treeD->Branch("EMCAL","TClonesArray",&digits,bufferSize);
1058   //digitsBranch->SetTitle(fEventFolderName);
1059
1060 //      treeD->Fill() ;
1061 /*  
1062   emcalLoader->WriteDigits("OVERWRITE");
1063   emcalLoader->WriteDigitizer("OVERWRITE");
1064
1065   Unload() ; 
1066 */
1067 }
1068
1069 //__________________________________________________________________
1070 void AliEMCALDigitizer::WriteDigits(TClonesArray* digits, const char* branchName)
1071 {
1072         //
1073         AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(AliRunLoader::Instance()->GetDetectorLoader("EMCAL"));
1074         
1075         TTree* treeD = emcalLoader->TreeD(); 
1076         if (!treeD) 
1077         {
1078                 emcalLoader->MakeDigitsContainer();
1079                 treeD = emcalLoader->TreeD(); 
1080         }
1081         
1082         // -- create Digits branch
1083         Int_t bufferSize = 32000;
1084         
1085         if (TBranch* triggerBranch = treeD->GetBranch(branchName)) 
1086         {
1087                 triggerBranch->SetAddress(&digits);
1088         }
1089         else
1090         {
1091                 treeD->Branch(branchName,"TClonesArray",&digits,bufferSize);
1092         }
1093         
1094 //      treeD->Fill();
1095 }
1096
1097 //__________________________________________________________________
1098 void AliEMCALDigitizer::Browse(TBrowser* b)
1099 {
1100   TTask::Browse(b);
1101 }