updates for Effective C++ compiler flags
[u/mrichter/AliRoot.git] / EMCAL / AliEMCALTrigger.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  *                                                                        *
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 /* $Id$ */
16 /* $Log $ */
17
18 //_________________________________________________________________________  
19 //
20 //  Class for trigger analysis.
21 //  Digits are grouped in TRU's (384 cells? ordered fNTRUPhi x fNTRUEta). 
22 //  The algorithm searches all possible 4x4 cell combinations per each TRU, 
23 //  adding the digits amplitude and finding the maximum. Maximums are compared 
24 //  to triggers threshold and they are set. Thresholds need to be fixed. 
25 //  Last 2 modules are half size in Phi, I considered that the number of TRU
26 //  is maintained for the last modules but decision not taken. If different, 
27 //  then this must be changed. 
28 //  Usage:
29 //
30 //  //Inside the event loop
31 //  AliEMCALTrigger *tr = new AliEMCALTrigger();//Init Trigger
32 //  tr->SetL0Threshold(100);
33 //  tr->SetL1JetLowPtThreshold(1000);
34 //  tr->SetL1JetMediumPtThreshold(10000);
35 //  tr->SetL1JetHighPtThreshold(20000);
36 //  tr->Trigger(); //Execute Trigger
37 //  tr->Print(""); //Print results
38 //
39 //*-- Author: Gustavo Conesa & Yves Schutz (IFIC, CERN) 
40 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
41
42
43 // --- ROOT system ---
44 //#include "TMatrixD.h"
45
46 // --- ALIROOT system ---
47
48 #include "AliRun.h" 
49 #include "AliRunLoader.h" 
50 #include "AliTriggerInput.h"
51 #include "AliEMCAL.h" 
52 #include "AliEMCALLoader.h" 
53 #include "AliEMCALDigit.h"
54 #include "AliEMCALTrigger.h" 
55 #include "AliEMCALGeometry.h"
56
57 ClassImp(AliEMCALTrigger)
58
59 //______________________________________________________________________
60 AliEMCALTrigger::AliEMCALTrigger()
61   : AliTriggerDetector(),
62     f2x2MaxAmp(-1), f2x2CellPhi(-1),  f2x2CellEta(-1),
63     f2x2SM(0),
64     f4x4MaxAmp(-1), f4x4CellPhi(-1),  f4x4CellEta(-1),
65     f4x4SM(0),
66     fADCValuesHigh4x4(0x0),fADCValuesLow4x4(0x0),
67     fADCValuesHigh2x2(0x0),fADCValuesLow2x2(0x0),
68     fDigitsList(0x0),
69     fL0Threshold(100),fL1JetLowPtThreshold(200),
70     fL1JetMediumPtThreshold(500), fL1JetHighPtThreshold(1000),
71     fSimulation(kTRUE)
72 {
73   //ctor 
74
75   SetName("EMCAL");
76   CreateInputs();
77    
78    //Print("") ; 
79 }
80
81
82
83 //____________________________________________________________________________
84 AliEMCALTrigger::AliEMCALTrigger(const AliEMCALTrigger & trig) 
85   : AliTriggerDetector(trig),
86     f2x2MaxAmp(trig.f2x2MaxAmp), 
87     f2x2CellPhi(trig.f2x2CellPhi),  
88     f2x2CellEta(trig.f2x2CellEta),
89     f2x2SM(trig.f2x2SM),
90     f4x4MaxAmp(trig.f4x4MaxAmp), 
91     f4x4CellPhi(trig.f4x4CellPhi),  
92     f4x4CellEta(trig.f4x4CellEta),
93     f4x4SM(trig.f4x4SM),
94     fADCValuesHigh4x4(trig.fADCValuesHigh4x4),
95     fADCValuesLow4x4(trig.fADCValuesLow4x4),
96     fADCValuesHigh2x2(trig.fADCValuesHigh2x2),
97     fADCValuesLow2x2(trig.fADCValuesLow2x2),
98     fDigitsList(trig.fDigitsList),
99     fL0Threshold(trig.fL0Threshold),
100     fL1JetLowPtThreshold(trig.fL1JetLowPtThreshold),
101     fL1JetMediumPtThreshold(trig.fL1JetMediumPtThreshold), 
102     fL1JetHighPtThreshold(trig.fL1JetHighPtThreshold),
103     fSimulation(trig.fSimulation)
104 {
105   // cpy ctor
106 }
107
108 //----------------------------------------------------------------------
109 void AliEMCALTrigger::CreateInputs()
110 {
111    // inputs 
112    
113    // Do not create inputs again!!
114    if( fInputs.GetEntriesFast() > 0 ) return;
115    
116    fInputs.AddLast( new AliTriggerInput( "EMCAL_L0",       "EMCAL L0", 0x02 ) );
117    fInputs.AddLast( new AliTriggerInput( "EMCAL_JetHPt_L1","EMCAL Jet High Pt L1",   0x04 ) );
118    fInputs.AddLast( new AliTriggerInput( "EMCAL_JetMPt_L1","EMCAL Jet Medium Pt L1", 0x08 ) );
119    fInputs.AddLast( new AliTriggerInput( "EMCAL_JetLPt_L1","EMCAL Jet Low Pt L1",    0x016 ) );
120  
121 }
122
123 //____________________________________________________________________________
124 void AliEMCALTrigger::MakeSlidingCell(const TClonesArray * amptrus, const TClonesArray * timeRtrus, const Int_t isupermod,TMatrixD *ampmax2, TMatrixD *ampmax4, AliEMCALGeometry *geom){
125   
126   //Sums energy of all possible 2x2 (L0) and 4x4 (L1) cells per each TRU. 
127   //Fast signal in the experiment is given by 2x2 cells, 
128   //for this reason we loop inside the TRU cells by 2. 
129
130   //Declare and initialize variables
131   Int_t nCellsPhi  = geom->GetNPhi()*2/geom->GetNTRUPhi() ;
132   if(isupermod > 9)
133     nCellsPhi =  nCellsPhi / 2 ; //Half size SM. Not Final.
134   // 12(tow)*2(cell)/1 TRU, cells in Phi in one TRU
135   Int_t nCellsEta  = geom->GetNEta()*2/geom->GetNTRUEta() ;
136   // 24(mod)*2(tower)/3 TRU, cells in Eta in one TRU
137   Int_t nTRU          = geom->GetNTRU();//3 TRU per super module
138
139   Float_t amp2 = 0 ;
140   Float_t amp4 = 0 ; 
141   for(Int_t i = 0; i < 4; i++){
142     for(Int_t j = 0; j < nTRU; j++){
143       (*ampmax2)(i,j) = -1;
144       (*ampmax4)(i,j) = -1;
145     }
146   }
147
148   //Create matrix that will contain 2x2 amplitude sums
149   //used to calculate the 4x4 sums
150   TMatrixD  * tru2x2 = new TMatrixD(nCellsPhi/2,nCellsEta/2) ;
151   for(Int_t i = 0; i < nCellsPhi/2; i++)
152     for(Int_t j = 0; j < nCellsEta/2; j++)
153       (*tru2x2)(i,j) = -1;
154   
155   //Loop over all TRUS in a supermodule
156   for(Int_t itru = 0 + isupermod * nTRU ; itru < (isupermod+1)*nTRU ; itru++) {
157     TMatrixD * amptru   = dynamic_cast<TMatrixD *>(amptrus->At(itru)) ;
158     TMatrixD * timeRtru = dynamic_cast<TMatrixD *>(timeRtrus->At(itru)) ;
159     Int_t mtru = itru-isupermod*nTRU ; //Number of TRU in Supermodule
160    
161     //Sliding 2x2, add 2x2 amplitudes (NOT OVERLAP)
162     for(Int_t irow = 0 ; irow <  nCellsPhi; irow += 2){ 
163       for(Int_t icol = 0 ; icol < nCellsEta ; icol += 2){
164         amp2 = (*amptru)(irow,icol)+(*amptru)(irow+1,icol)+
165           (*amptru)(irow,icol+1)+(*amptru)(irow+1,icol+1);
166
167         //Fill matrix with added 2x2 crystals for use in 4x4 sums
168         (*tru2x2)(irow/2,icol/2) = amp2 ;
169         //Select 2x2 maximum sums to select L0 
170         if(amp2 > (*ampmax2)(0,mtru)){
171           (*ampmax2)(0,mtru) = amp2 ; 
172           (*ampmax2)(1,mtru) = irow;
173           (*ampmax2)(2,mtru) = icol;
174         }
175       }
176     }
177     
178     //Find most recent time in the selected 2x2 cell
179     (*ampmax2)(3,mtru) = 1 ;
180     Int_t row2 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax2)(1,mtru));
181     Int_t col2 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax2)(2,mtru));
182     for(Int_t i = 0; i<2; i++){
183       for(Int_t j = 0; j<2; j++){
184         if((*amptru)(row2+i,col2+j) > 0 &&  (*timeRtru)(row2+i,col2+j)> 0){       
185           if((*timeRtru)(row2+i,col2+j) <  (*ampmax2)(3,mtru)  )
186             (*ampmax2)(3,mtru) =  (*timeRtru)(row2+i,col2+j);
187         }
188       }
189     }
190     
191     //Sliding 4x4, add 4x4 amplitudes  (OVERLAP)
192     for(Int_t irow = 0 ; irow <  nCellsPhi/2; irow++){ 
193       for(Int_t icol = 0 ; icol < nCellsEta/2 ; icol++){
194         if( (irow+1) < nCellsPhi/2 && (icol+1) < nCellsEta/2){//Avoid exit the TRU
195           amp4 = (*tru2x2)(irow,icol)+(*tru2x2)(irow+1,icol)+
196             (*tru2x2)(irow,icol+1)+(*tru2x2)(irow+1,icol+1);
197           //Select 4x4 maximum sums to select L1 
198           if(amp4 > (*ampmax4)(0,mtru)){
199             (*ampmax4)(0,mtru) = amp4 ; 
200             (*ampmax4)(1,mtru) = irow*2;
201             (*ampmax4)(2,mtru) = icol*2;
202           }
203         }
204       }
205     }
206     
207     //Find most recent time in selected 4x4 cell
208     (*ampmax4)(3,mtru) = 1 ;
209     Int_t row4 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax4)(1,mtru));
210     Int_t col4 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax4)(2,mtru));
211     for(Int_t i = 0; i<4; i++){
212       for(Int_t j = 0; j<4; j++){
213         if((*amptru)(row4+i,col4+j) > 0 &&  (*timeRtru)(row4+i,col4+j)> 0){
214           if((*timeRtru)(row4+i,col4+j) <  (*ampmax4)(3,mtru)  )
215             (*ampmax4)(3,mtru) =  (*timeRtru)(row4+i,col4+j);
216         }
217       }
218     }
219   }
220 }
221
222 //____________________________________________________________________________
223 void AliEMCALTrigger::Print(const Option_t * opt) const 
224 {
225   
226   //Prints main parameters
227   
228   if(! opt)
229     return;
230   AliTriggerInput* in = 0x0 ;
231
232   printf( "             Maximum Amplitude after Sliding Cell, \n") ; 
233   printf( "               -2x2 cells sum (not overlapped): %10.2f, in Super Module %d\n",
234           f2x2MaxAmp,f2x2SM) ; 
235    printf( "               -2x2 from row %d to row %d and from column %d to column %d\n", f2x2CellPhi, f2x2CellPhi+2, f2x2CellEta, f2x2CellEta+2) ; 
236   printf( "               -4x4 cells sum (overlapped)    : %10.2f, in Super Module %d\n",
237           f4x4MaxAmp,f4x4SM) ; 
238   printf( "               -4x4 from row %d to row %d and from column %d to column %d\n", f4x4CellPhi, f4x4CellPhi+4, f4x4CellEta, f4x4CellEta+4) ; 
239   printf( "             Threshold for LO %10.2f\n", 
240           fL0Threshold) ;  
241   in = (AliTriggerInput*)fInputs.FindObject( "EMCAL_L0" );
242   if(in->GetValue())
243     printf( "             *** EMCAL LO is set ***\n") ; 
244   
245   printf( "             Jet Low Pt Threshold for L1 %10.2f\n", 
246           fL1JetLowPtThreshold) ;
247   in = (AliTriggerInput*)fInputs.FindObject( "EMCAL_JetLPt_L1" );
248   if(in->GetValue())
249     printf( "             *** EMCAL Jet Low Pt for L1 is set ***\n") ;
250
251   printf( "             Jet Medium Pt Threshold for L1 %10.2f\n", 
252           fL1JetMediumPtThreshold) ;  
253   in = (AliTriggerInput*) fInputs.FindObject( "EMCAL_JetMPt_L1" );
254   if(in->GetValue())
255     printf( "             *** EMCAL Jet Medium Pt for L1 is set ***\n") ;
256
257   printf( "             Jet High Pt Threshold for L1 %10.2f\n", 
258           fL1JetHighPtThreshold) ;  
259   in = (AliTriggerInput*) fInputs.FindObject( "EMCAL_JetHPt_L1" );
260   if(in->GetValue())
261     printf( "             *** EMCAL Jet High Pt for L1 is set ***\n") ;
262
263 }
264
265 //____________________________________________________________________________
266 void AliEMCALTrigger::SetTriggers(const Int_t iSM, const TMatrixD *ampmax2, 
267                                   const TMatrixD *ampmax4, AliEMCALGeometry *geom)  
268 {
269
270   //Checks the 2x2 and 4x4 maximum amplitude per each TRU and 
271   //compares with the different L0 and L1 triggers thresholds
272   Float_t max2[] = {-1,-1,-1,-1} ;
273   Float_t max4[] = {-1,-1,-1,-1} ;
274   Int_t   itru2  = -1 ;
275   Int_t   itru4  = -1 ;
276
277   //Find maximum summed amplitude of all the TRU 
278   //in a Super Module
279     for(Int_t i = 0 ; i < geom->GetNTRU() ; i++){
280       if(max2[0] < (*ampmax2)(0,i) ){
281         max2[0] =  (*ampmax2)(0,i) ; // 2x2 summed max amplitude
282         max2[1] =  (*ampmax2)(1,i) ; // corresponding phi position in TRU
283         max2[2] =  (*ampmax2)(2,i) ; // corresponding eta position in TRU
284         max2[3] =  (*ampmax2)(3,i) ; // corresponding most recent time
285         itru2   = i ;
286       }
287       if(max4[0] < (*ampmax4)(0,i) ){
288         max4[0] =  (*ampmax4)(0,i) ; // 4x4 summed max amplitude
289         max4[1] =  (*ampmax4)(1,i) ; // corresponding phi position in TRU
290         max4[2] =  (*ampmax4)(2,i) ; // corresponding eta position in TRU
291         max4[3] =  (*ampmax4)(3,i) ; // corresponding most recent time
292         itru4   = i ;
293       }
294     }
295
296   //--------Set max amplitude if larger than in other Super Modules------------
297   Float_t maxtimeR2 = -1 ;
298   Float_t maxtimeR4 = -1 ;
299   AliRunLoader *rl  = AliRunLoader::GetRunLoader();
300   AliRun * gAlice   = rl->GetAliRun(); 
301   AliEMCAL * emcal  = (AliEMCAL*)gAlice->GetDetector("EMCAL");
302   Int_t nTimeBins = emcal->GetRawFormatTimeBins() ;
303
304   //Set max of 2x2 amplitudes and select L0 trigger
305   if(max2[0] > f2x2MaxAmp ){
306     f2x2MaxAmp  = max2[0] ;
307     f2x2SM      = iSM ;
308     maxtimeR2   = max2[3] ;
309     geom->GetCellPhiEtaIndexInSModuleFromTRUIndex(itru2, 
310                                                   static_cast<Int_t>(max2[1]),
311                                                   static_cast<Int_t>(max2[2]),
312                                                   f2x2CellPhi,f2x2CellEta) ;
313     
314     //Transform digit amplitude in Raw Samples
315     fADCValuesLow2x2  = new Int_t[nTimeBins];
316     fADCValuesHigh2x2 = new Int_t[nTimeBins];
317     emcal->RawSampledResponse(maxtimeR2, f2x2MaxAmp, fADCValuesHigh2x2, fADCValuesLow2x2) ; 
318     
319     //Set Trigger Inputs, compare ADC time bins until threshold is attained
320     //Set L0
321     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
322       if(fADCValuesHigh2x2[i] >= fL0Threshold          || fADCValuesLow2x2[i] >= fL0Threshold){
323         SetInput("EMCAL_L0") ;
324         break;
325       }
326     }
327   }
328   
329   //------------Set max of 4x4 amplitudes and select L1 trigger---------
330   if(max4[0] > f4x4MaxAmp ){
331     f4x4MaxAmp  = max4[0] ;
332     f4x4SM      = iSM ;
333     maxtimeR4   = max4[3] ;
334     geom->GetCellPhiEtaIndexInSModuleFromTRUIndex(itru4, 
335                                                   static_cast<Int_t>(max4[1]),
336                                                   static_cast<Int_t>(max4[2]),
337                                                   f4x4CellPhi,f4x4CellEta) ; 
338     //Transform digit amplitude in Raw Samples
339     fADCValuesHigh4x4 = new Int_t[nTimeBins];
340     fADCValuesLow4x4  = new Int_t[nTimeBins];
341     emcal->RawSampledResponse(maxtimeR4, f4x4MaxAmp, fADCValuesHigh4x4, fADCValuesLow4x4) ;
342     
343     //Set Trigger Inputs, compare ADC time bins until threshold is attained
344     //SetL1 Low
345     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
346       if(fADCValuesHigh4x4[i] >= fL1JetLowPtThreshold  || fADCValuesLow4x4[i] >= fL1JetLowPtThreshold){
347         SetInput("EMCAL_JetLPt_L1") ;
348         break; 
349       }
350     }
351     
352     //SetL1 Medium
353     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
354       if(fADCValuesHigh4x4[i] >= fL1JetMediumPtThreshold || fADCValuesLow4x4[i] >= fL1JetMediumPtThreshold){
355         SetInput("EMCAL_JetMPt_L1") ;
356         break;
357       }
358     }
359     
360     //SetL1 High
361     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
362       if(fADCValuesHigh4x4[i] >= fL1JetHighPtThreshold || fADCValuesLow4x4[i] >= fL1JetHighPtThreshold){
363         SetInput("EMCAL_JetHPt_L1") ;
364         break;
365       }
366     }
367   } 
368 }
369
370 //____________________________________________________________________________
371 void AliEMCALTrigger::Trigger() 
372 {
373   //Main Method to select triggers.
374   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader();
375   AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>
376     (rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
377
378   //Load EMCAL Geometry
379   rl->LoadgAlice(); 
380   AliRun * gAlice = rl->GetAliRun(); 
381   AliEMCAL * emcal  = (AliEMCAL*)gAlice->GetDetector("EMCAL");
382   AliEMCALGeometry * geom = emcal->GetGeometry();
383   
384   if (geom==0)
385     AliFatal("Did not get geometry from EMCALLoader");
386
387
388   //Define parameters
389   Int_t nSuperModules = geom->GetNumberOfSuperModules() ; //12 SM in EMCAL
390   Int_t nTRU          = geom->GetNTRU();//3 TRU per super module
391
392   //Intialize data members each time the trigger is called in event loop
393   f2x2MaxAmp = -1; f2x2CellPhi = -1;  f2x2CellEta = -1;
394   f4x4MaxAmp = -1; f4x4CellPhi = -1;  f4x4CellEta = -1;
395
396   //Take the digits list if simulation
397   if(fSimulation){
398     rl->LoadDigits("EMCAL");
399     fDigitsList = emcalLoader->Digits() ;
400   }
401   if(!fDigitsList)
402     AliFatal("Digits not found !") ;
403   
404   //Take the digits list 
405   
406   //Fill TRU Matrix  
407   TClonesArray * amptrus   = new TClonesArray("TMatrixD",1000);
408   TClonesArray * timeRtrus = new TClonesArray("TMatrixD",1000);
409
410   geom->FillTRU(fDigitsList, amptrus, timeRtrus) ;
411
412   //Do Cell Sliding and select Trigger
413   //Initialize varible that will contain maximum amplitudes and 
414   //its corresponding cell position in eta and phi, and time.
415   TMatrixD  * ampmax2 = new TMatrixD(4,nTRU) ;
416   TMatrixD  * ampmax4 = new TMatrixD(4,nTRU) ;
417
418   for(Int_t iSM = 0 ; iSM < nSuperModules ; iSM++) {
419     //Do 2x2 and 4x4 sums, select maximums. 
420     MakeSlidingCell(amptrus, timeRtrus, iSM, ampmax2, ampmax4, geom);
421   
422     //Set the trigger
423     SetTriggers(iSM, ampmax2, ampmax4, geom) ;
424   }
425 }