MC labeling added
[u/mrichter/AliRoot.git] / ITS / UPGRADE / AliITSUTrackerGlo.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
16 /*
17   TO CHECK
18   GetBz usage
19
20  */
21
22 //-------------------------------------------------------------------------
23 //  Implementation of the ITS Upgrade tracker mother class.              
24 //-------------------------------------------------------------------------
25 #include <TTree.h>
26 #include <Riostream.h> 
27 #include <TMath.h>
28
29 #include "AliITSUTrackerGlo.h"
30 #include "AliESDEvent.h"
31 #include "AliESDtrack.h"
32 #include "AliITSURecoDet.h"
33 #include "AliITSURecoSens.h"
34 #include "AliITSUReconstructor.h"
35 #include "AliITSReconstructor.h"
36 #include "AliITSUSeed.h"
37 #include "AliITSUAux.h"
38 #include "AliITSUClusterPix.h"
39 using namespace AliITSUAux;
40 using namespace TMath;
41
42
43
44 //----------------- tmp stuff -----------------
45
46 ClassImp(AliITSUTrackerGlo)
47
48 const Double_t AliITSUTrackerGlo::fgkToler =  1e-6;// tolerance for layer on-surface check
49
50
51 //_________________________________________________________________________
52 AliITSUTrackerGlo::AliITSUTrackerGlo(AliITSUReconstructor* rec)
53 :  fReconstructor(rec)
54   ,fITS(0)
55   ,fCurrESDtrack(0)
56   ,fCurrMass(kPionMass)
57   ,fHypStore(100)
58   ,fCurrHyp(0)
59   ,fSeedsPool("AliITSUSeed",0)
60   ,fFreeSeedsID(0)
61   ,fNFreeSeeds(0)
62   ,fLastSeedID(0)
63   ,fTrCond()
64   ,fTrackPhase(-1)
65   ,fClInfo(0)
66 {
67   // Default constructor
68   if (rec) Init(rec);
69 }
70
71 //_________________________________________________________________________
72 AliITSUTrackerGlo::~AliITSUTrackerGlo()
73 {
74  // Default destructor
75  //  
76   delete fITS;
77   delete[] fClInfo;
78   //
79 }
80
81 //_________________________________________________________________________
82 void AliITSUTrackerGlo::Init(AliITSUReconstructor* rec)
83 {
84   // init with external reconstructor
85   //
86   fITS = new AliITSURecoDet(rec->GetGeom(),"ITSURecoInterface");
87   int nLr = fITS->GetNLayersActive();
88   fClInfo = new Int_t[nLr<<1];
89   for (int ilr=nLr;ilr--;) {
90     fITS->GetLayerActive(ilr)->SetClusters(rec->GetClusters(ilr));
91   }
92   //
93   fSeedsPool.ExpandCreateFast(1000); // RS TOCHECK
94   fFreeSeedsID.Set(1000);
95   //
96   fTrCond.SetNLayers(fITS->GetNLayersActive());
97   fTrCond.AddNewCondition(5);
98   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<0)|(0x1<<1) );
99   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<3)|(0x1<<4) );
100   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<5)|(0x1<<6) );
101   //
102   fTrCond.AddNewCondition(5);
103   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<0)|(0x1<<2) );
104   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<3)|(0x1<<4) );
105   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<5)|(0x1<<6) );
106   //
107   fTrCond.AddNewCondition(5);
108   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<1)|(0x1<<2) );
109   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<3)|(0x1<<4) );
110   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<5)|(0x1<<6) );
111   //
112   printf("Tracking Conditions: ");
113   fTrCond.Print();
114 }
115
116 //_________________________________________________________________________
117 Int_t AliITSUTrackerGlo::Clusters2Tracks(AliESDEvent *esdEv)
118 {
119   //
120   //
121   ResetSeedsPool();
122   fTrackPhase = kClus2Tracks;
123   int nTrESD = esdEv->GetNumberOfTracks();
124   AliInfo(Form("Will try to find prolongations for %d tracks",nTrESD));
125   AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->Print();
126   fHypStore.Delete();
127   if (fHypStore.GetSize()<nTrESD) fHypStore.Expand(nTrESD+100);
128   //
129   fITS->ProcessClusters();
130   // select ESD tracks to propagate
131   for (int itr=0;itr<nTrESD;itr++) {
132     AliESDtrack *esdTr = esdEv->GetTrack(itr);
133     AliInfo(Form("Processing track %d | MCLabel: %d",itr,esdTr->GetTPCLabel()));
134     if (!NeedToProlong(esdTr)) continue;  // are we interested in this track?
135     FindTrack(esdTr, itr);
136   }
137   //
138   AliInfo(Form("SeedsPool: %d, BookedUpTo: %d, free: %d",fSeedsPool.GetSize(),fSeedsPool.GetEntriesFast(),fNFreeSeeds));
139   fHypStore.Print();
140   FinalizeHypotheses();
141   //
142   return 0;
143 }
144
145 //_________________________________________________________________________
146 Int_t AliITSUTrackerGlo::PropagateBack(AliESDEvent *esdEv)
147 {
148   //
149   // Do outward fits in ITS
150   //
151
152   fTrackPhase = kPropBack;
153   int nTrESD = esdEv->GetNumberOfTracks();
154   AliInfo(Form("Will fit %d tracks",nTrESD));
155   //
156   double bz0 = GetBz();
157   Double_t xyzTrk[3],xyzVtx[3]={GetX(),GetY(),GetZ()};
158   AliITSUTrackHyp dummyTr,*currTr=0;
159   const double kWatchStep=10.; // for larger steps watch arc vs segment difference
160   Double_t times[AliPID::kSPECIES];
161   //
162   //
163   for (int itr=0;itr<nTrESD;itr++) {
164     AliESDtrack *esdTr = esdEv->GetTrack(itr);
165     // Start time integral and add distance from current position to vertex 
166     if (esdTr->IsOn(AliESDtrack::kITSout)) continue; // already done
167     //
168     esdTr->GetXYZ(xyzTrk); 
169     Double_t dst = 0.;     // set initial track lenght, tof
170     {
171       double dxs = xyzTrk[0] - xyzVtx[0];
172       double dys = xyzTrk[1] - xyzVtx[1];
173       double dzs = xyzTrk[2] - xyzVtx[2];
174       // RS: for large segment steps d use approximation of cicrular arc s by
175       // s = 2R*asin(d/2R) = d/p asin(p) \approx d/p (p + 1/6 p^3) = d (1+1/6 p^2)
176       // where R is the track radius, p = d/2R = 2C*d (C is the abs curvature)
177       // Hence s^2/d^2 = (1+1/6 p^2)^2
178       dst = dxs*dxs + dys*dys;
179       if (dst > kWatchStep*kWatchStep) { // correct circular part for arc/segment factor
180         double crv = Abs(esdTr->GetC(bz0));
181         double fcarc = 1.+crv*crv*dst/6.;
182         dst *= fcarc*fcarc;
183       }
184       dst += dzs*dzs;
185       dst = Sqrt(dst); 
186     }
187     //    
188     esdTr->SetStatus(AliESDtrack::kTIME);
189     //
190     if (!esdTr->IsOn(AliESDtrack::kITSin)) { // case of tracks w/o ITS prolongation: just set the time integration
191       dummyTr.AliExternalTrackParam::operator=(*esdTr);
192       dummyTr.StartTimeIntegral();
193       dummyTr.AddTimeStep(dst);
194       dummyTr.GetIntegratedTimes(times); 
195       esdTr->SetIntegratedTimes(times);
196       esdTr->SetIntegratedLength(dummyTr.GetIntegratedLength());
197       continue;
198     }
199     //
200     currTr = GetTrackHyp(itr);
201     currTr->StartTimeIntegral();
202     currTr->AddTimeStep(dst);
203     printf("Before resetCov: "); currTr->AliExternalTrackParam::Print();
204     currTr->ResetCovariance(10000);
205     RefitTrack(currTr,fITS->GetRMax()); // propagate to exit from the ITS/TPC screen
206     //
207   }
208   //
209   return 0;
210 }
211
212 //_________________________________________________________________________
213 Int_t AliITSUTrackerGlo::RefitInward(AliESDEvent * /*event*/)
214 {
215   //
216   // To be implemented 
217   //
218   
219   Info("RefitInward","To be implemented");
220   return 0;
221 }
222
223 //_________________________________________________________________________
224 Int_t AliITSUTrackerGlo::LoadClusters(TTree * treeRP)
225 {
226   // read from tree (if pointer provided) or directly from the ITS reco interface
227   //
228   return fReconstructor->LoadClusters(treeRP);
229
230
231 //_________________________________________________________________________
232 void AliITSUTrackerGlo::UnloadClusters()
233 {
234   //
235   // To be implemented 
236   //
237   
238   Info("UnloadClusters","To be implemented");
239
240 //_________________________________________________________________________
241 AliCluster * AliITSUTrackerGlo::GetCluster(Int_t /*index*/) const
242 {
243   //
244   // To be implemented 
245   //
246   
247   Info("GetCluster","To be implemented");
248   return 0x0;
249
250
251 //_________________________________________________________________________
252 Bool_t AliITSUTrackerGlo::NeedToProlong(AliESDtrack* esdTr)
253 {
254   // do we need to match this track to ITS?
255   //
256   static double bz = GetBz();
257   if (!esdTr->IsOn(AliESDtrack::kTPCin) ||
258       esdTr->IsOn(AliESDtrack::kTPCout) ||
259       esdTr->IsOn(AliESDtrack::kITSin)  ||
260       esdTr->GetKinkIndex(0)>0) return kFALSE;
261   //
262   if (esdTr->Pt()<AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMinPtForProlongation()) return kFALSE;
263   //
264   float dtz[2];
265   esdTr->GetDZ(GetX(),GetY(),GetZ(),bz,dtz); 
266   // if track is not V0 candidata but has large offset wrt IP, reject it. RS TOCHECK
267   if ( !(esdTr->GetV0Index(0)>0 && dtz[0]>AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxDforV0dghtrForProlongation()) 
268        && (Abs(dtz[0])>AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxDForProlongation() ||
269            Abs(dtz[1])>AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxDZForProlongation())) return kFALSE;
270   //
271   return kTRUE;
272 }
273
274 //_________________________________________________________________________
275 void AliITSUTrackerGlo::FindTrack(AliESDtrack* esdTr, Int_t esdID)
276 {
277   // find prolongaion candidates finding for single seed
278   //
279   AliITSUSeed seedUC;  // copy of the seed from the upper layer
280   AliITSUSeed seedT;   // transient seed between the seedUC and new prolongation hypothesis
281   //
282   if (!InitHypothesis(esdTr,esdID)) return;  // initialize prolongations hypotheses tree
283   //
284   AliITSURecoSens *hitSens[AliITSURecoSens::kNNeighbors+1];
285   //
286   TObjArray clArr; // container for transfer of clusters matching to seed
287   //
288   int nLrActive = fITS->GetNLayersActive();
289   for (int ila=nLrActive;ila--;) {
290     int ilaUp = ila+1;                         // prolong seeds from layer above
291     //
292     // for the outermost layer the seed is created from the ESD track
293     int nSeedsUp = (ilaUp==nLrActive) ? 1 : fCurrHyp->GetNSeeds(ilaUp);
294     //
295     for (int isd=0;isd<nSeedsUp;isd++) {
296       AliITSUSeed* seedU;
297       if (ilaUp==nLrActive) {
298         seedU = 0;
299         seedUC.InitFromESDTrack(esdTr);
300       }
301       else {
302         seedU = fCurrHyp->GetSeed(ilaUp,isd);  // seed on prev.active layer to prolong  
303         seedUC = *seedU;                       // its copy will be prolonged
304         seedUC.SetParent(seedU);        
305       }
306       seedUC.ResetFMatrix();                    // reset the matrix for propagation to next layer
307       // go till next active layer
308       AliInfo(Form("working on Lr:%d Seed:%d of %d",ila,isd,nSeedsUp));
309       if (!TransportToLayer(&seedUC, fITS->GetLrIDActive(ilaUp), fITS->GetLrIDActive(ila)) ) {
310         //
311         AliInfo("Transport failed");
312         // Check if the seed satisfies to track definition
313         if (NeedToKill(&seedUC,kTransportFailed) && seedU) KillSeed(seedU,kTRUE);
314         continue; // RS TODO: decide what to do with tracks stopped on higher layers w/o killing
315       }
316       AliITSURecoLayer* lrA = fITS->GetLayerActive(ila);
317       if (!GetRoadWidth(&seedUC, ila)) { // failed to find road width on the layer
318         if (NeedToKill(&seedUC,kRWCheckFailed) && seedU) KillSeed(seedU,kTRUE);
319         continue;
320       }
321       int nsens = lrA->FindSensors(&fTrImpData[kTrPhi0], hitSens);  // find detectors which may be hit by the track
322       AliInfo(Form("Will check %d sensors on lr:%d ",nsens,ila));
323       //
324       double bz = GetBz();
325       for (int isn=nsens;isn--;) {
326         seedT = seedUC;
327         AliITSURecoSens* sens = hitSens[isn];
328         //
329         // We need to propagate the seed to sensor on lrA staying the frame of the sensor from prev.layer,
330         // since the transport matrix should be defined in this frame.
331         double xs; // X in the TF of current seed, corresponding to intersection with sensor plane
332         if (!seedT.GetTrackingXAtXAlpha(sens->GetXTF(),sens->GetPhiTF(),bz, xs)) continue;
333         if (!PropagateSeed(&seedT,xs,fCurrMass)) continue;
334         //      if (!seedT.PropagateToX(xs,bz)) continue;
335         //      if (!seedT.Rotate(sens->GetPhiTF())) continue;
336         if (!seedT.RotateToAlpha(sens->GetPhiTF())) continue;
337         //
338         int clID0 = sens->GetFirstClusterId();
339         for (int icl=sens->GetNClusters();icl--;) {
340           int res = CheckCluster(&seedT,ila,clID0+icl);
341           //
342           if (res==kStopSearchOnSensor) break;     // stop looking on this sensor
343           if (res==kClusterNotMatching) continue;  // cluster does not match
344           // cluster is matching and it was added to the hypotheses tree
345         }
346       }
347       // cluster search is done. Do we need ta have a version of this seed skipping current layer
348       seedT.SetLr(ila);
349       if (!NeedToKill(&seedT,kMissingCluster)) {
350         AliITSUSeed* seedSkp = NewSeedFromPool(&seedT);
351         double penalty = -AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMissPenalty(ila);
352         // to do: make penalty to account for probability to miss the cluster for good reason
353         seedSkp->SetChi2Cl(penalty);
354         AddProlongationHypothesis(seedSkp,ila);      
355       }
356     }
357     ((TObjArray*)fCurrHyp->GetLayerSeeds(ila))->Sort();
358     printf(">>> All hypotheses on lr %d: \n",ila);
359     for (int ih=0;ih<fCurrHyp->GetNSeeds(ila);ih++) {
360       printf(" #%3d ",ih); fCurrHyp->GetSeed(ila,ih)->Print();
361       //
362       /*
363       if (ila!=0) continue;
364       double vecL[5] = {0};
365       double matL[15] = {0};
366       AliITSUSeed* sp = fCurrHyp->GetSeed(ila,ih);
367       while(sp->GetParent()) {
368         sp->Smooth(vecL,matL);
369         if (sp->GetLayerID()>=fITS->GetNLayersActive()-1) break;
370         sp = (AliITSUSeed*)sp->GetParent();
371       }
372       */
373     }
374   }
375   //
376   SaveCurrentTrackHypotheses();
377   //
378 }
379
380 //_________________________________________________________________________
381 Bool_t AliITSUTrackerGlo::InitHypothesis(AliESDtrack *esdTr, Int_t esdID)
382 {
383   // init prolongaion candidates finding for single seed
384   fCurrHyp = GetTrackHyp(esdID);
385   if (fCurrHyp) return kTRUE;
386   //
387   fCurrMass = esdTr->GetMass();
388   fCurrESDtrack = esdTr;
389   if (fCurrMass<kPionMass*0.9) fCurrMass = kPionMass; // don't trust to mu, e identification from TPCin
390   //
391   fCurrHyp = new AliITSUTrackHyp(fITS->GetNLayersActive());
392   fCurrHyp->SetESDTrack(esdTr);
393   fCurrHyp->SetUniqueID(esdID);
394   fCurrHyp->SetMass(fCurrMass);
395   SetTrackHyp(fCurrHyp,esdID);
396   //
397   return kTRUE;
398   // TO DO
399 }
400
401 //_________________________________________________________________________
402 Bool_t AliITSUTrackerGlo::TransportToLayer(AliITSUSeed* seed, Int_t lFrom, Int_t lTo)
403 {
404   // transport seed from layerFrom to the entrance of layerTo
405   //  
406   //
407   if (lTo==lFrom) AliFatal(Form("was called with lFrom=%d lTo=%d",lFrom,lTo));
408   //
409   int dir = lTo > lFrom ? 1:-1;
410   AliITSURecoLayer* lrFr = fITS->GetLayer(lFrom); // this can be 0 when extrapolation from TPC to ITS is requested
411   Bool_t checkFirst = kTRUE;
412   while(lFrom!=lTo) {
413     if (lrFr) {
414       if (!GoToExitFromLayer(seed,lrFr,dir,checkFirst)) return kFALSE; // go till the end of current layer
415       checkFirst = kFALSE;
416     }
417     AliITSURecoLayer* lrTo =  fITS->GetLayer( (lFrom+=dir) );
418     if (!lrTo) AliFatal(Form("Layer %d does not exist",lFrom));
419     //
420     // go the entrance of the layer, assuming no materials in between
421     double xToGo = lrTo->GetR(-dir);
422     if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
423     if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass,100, kFALSE )) return kFALSE;
424     lrFr = lrTo;
425   }
426   return kTRUE;
427   //
428 }
429
430 //_________________________________________________________________________
431 Bool_t AliITSUTrackerGlo::TransportToLayer(AliExternalTrackParam* seed, Int_t lFrom, Int_t lTo)
432 {
433   // transport track from layerFrom to the entrance of layerTo
434   //  
435   if (lTo==lFrom) AliFatal(Form("was called with lFrom=%d lTo=%d",lFrom,lTo));
436   //
437   int dir = lTo > lFrom ? 1:-1;
438   AliITSURecoLayer* lrFr = fITS->GetLayer(lFrom); // this can be 0 when extrapolation from TPC to ITS is requested
439   Bool_t checkFirst = kTRUE;
440   while(lFrom!=lTo) {
441     if (lrFr) {
442       if (!GoToExitFromLayer(seed,lrFr,dir,checkFirst)) return kFALSE; // go till the end of current layer
443       checkFirst = kFALSE;
444     }
445     AliITSURecoLayer* lrTo =  fITS->GetLayer( (lFrom+=dir) );
446     if (!lrTo) AliFatal(Form("Layer %d does not exist",lFrom));
447     //
448     if (!GoToExitFromLayer(seed,lrTo,dir)) return kFALSE; // go the entrance of the layer, assuming no materials in between
449     lrFr = lrTo;
450   }
451   return kTRUE;
452   //
453 }
454
455 //_________________________________________________________________________
456 Bool_t AliITSUTrackerGlo::GoToExitFromLayer(AliITSUSeed* seed, AliITSURecoLayer* lr, Int_t dir, Bool_t check)
457 {
458   // go to the exit from lr in direction dir, applying material corrections in steps specific for this layer
459   // If check is requested, do this only provided the track has not exited the layer already
460   double xToGo = lr->GetR(dir);
461   if (check) { // do we need to track till the surface of the current layer ?
462     double curR2 = seed->GetX()*seed->GetX() + seed->GetY()*seed->GetY(); // current radius
463     if      (dir>0) { if (curR2-xToGo*xToGo>fgkToler) return kTRUE; } // on the surface or outside of the layer
464     else if (dir<0) { if (xToGo*xToGo-curR2>fgkToler) return kTRUE; } // on the surface or outside of the layer
465   }
466   if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
467   // go via layer to its boundary, applying material correction.
468   if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass, lr->GetMaxStep())) return kFALSE;
469   return kTRUE;
470   //
471 }
472
473 //_________________________________________________________________________
474 Bool_t AliITSUTrackerGlo::GoToExitFromLayer(AliExternalTrackParam* seed, AliITSURecoLayer* lr, Int_t dir, Bool_t check)
475 {
476   // go to the exit from lr in direction dir, applying material corrections in steps specific for this layer
477   // If check is requested, do this only provided the track has not exited the layer already
478   double xToGo = lr->GetR(dir);
479   if (check) { // do we need to track till the surface of the current layer ?
480     double curR2 = seed->GetX()*seed->GetX() + seed->GetY()*seed->GetY(); // current radius
481     if      (dir>0) { if (curR2-xToGo*xToGo>fgkToler) return kTRUE; } // on the surface or outside of the layer
482     else if (dir<0) { if (xToGo*xToGo-curR2>fgkToler) return kTRUE; } // on the surface or outside of the layer
483   }
484   if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
485   // go via layer to its boundary, applying material correction.
486   if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass, lr->GetMaxStep())) return kFALSE;
487   return kTRUE;
488   //
489 }
490
491
492 //_________________________________________________________________________
493 Bool_t AliITSUTrackerGlo::GoToEntranceToLayer(AliITSUSeed* seed, AliITSURecoLayer* lr, Int_t dir, Bool_t check)
494 {
495   // go to the entrance of lr in direction dir, w/o applying material corrections.
496   // If check is requested, do this only provided the track did not reach the layer already
497   double xToGo = lr->GetR(-dir);
498   if (check) { // do we need to track till the surface of the current layer ?
499     double curR2 = seed->GetX()*seed->GetX() + seed->GetY()*seed->GetY(); // current radius
500     if      (dir>0) { if (curR2-xToGo*xToGo>fgkToler) return kTRUE; } // already passed
501     else if (dir<0) { if (xToGo*xToGo-curR2>fgkToler) return kTRUE; } // already passed
502   }
503   if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
504   // go via layer to its boundary, applying material correction.
505   if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass, 100, kFALSE)) return kFALSE;
506   return kTRUE;
507   //
508 }
509
510 //_________________________________________________________________________
511 Bool_t AliITSUTrackerGlo::GoToEntranceToLayer(AliExternalTrackParam* seed, AliITSURecoLayer* lr, Int_t dir, Bool_t check)
512 {
513   // go to the entrance of lr in direction dir, w/o applying material corrections.
514   // If check is requested, do this only provided the track did not reach the layer already
515   double xToGo = lr->GetR(-dir);
516   if (check) { // do we need to track till the surface of the current layer ?
517     double curR2 = seed->GetX()*seed->GetX() + seed->GetY()*seed->GetY(); // current radius
518     if      (dir>0) { if (curR2-xToGo*xToGo>fgkToler) return kTRUE; } // already passed
519     else if (dir<0) { if (xToGo*xToGo-curR2>fgkToler) return kTRUE; } // already passed
520   }
521   if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
522   // go via layer to its boundary, applying material correction.
523   if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass, 100, kFALSE)) return kFALSE;
524   return kTRUE;
525   //
526 }
527
528 //_________________________________________________________________________
529 Bool_t AliITSUTrackerGlo::GetRoadWidth(AliITSUSeed* seed, int ilrA)
530 {
531   // calculate road width in terms of phi and z for the track which MUST be on the external radius of the layer
532   // as well as some aux info
533   double bz = GetBz();
534   AliITSURecoLayer* lrA = fITS->GetLayerActive(ilrA);
535   seed->GetXYZ(&fTrImpData[kTrXIn]);    // lab position at the entrance from above
536   static AliExternalTrackParam sc;   // seed copy for manipalitions
537   sc = *seed;
538   //
539   fTrImpData[kTrPhiIn] = ATan2(fTrImpData[kTrYIn],fTrImpData[kTrXIn]);
540   if (!sc.Rotate(fTrImpData[kTrPhiIn])) return kFALSE; // go to the frame of the entry point into the layer
541   double dr  = lrA->GetDR();                              // approximate X dist at the inner radius
542   if (!sc.GetXYZAt(sc.GetX()-dr, bz, fTrImpData + kTrXOut)) {
543     // special case: track does not reach inner radius, might be tangential
544     double r = sc.GetD(0,0,bz);
545     double x;
546     if (!sc.GetXatLabR(r,x,bz,-1)) {
547       sc.Print();
548       AliFatal(Form("This should not happen: r=%f",r));
549     }
550     dr = Abs(sc.GetX() - x);
551     if (!sc.GetXYZAt(x, bz, fTrImpData + kTrXOut)) {
552       sc.Print();
553       AliFatal(Form("This should not happen: x=%f",x));
554     }
555   }
556   //
557   fTrImpData[kTrPhiOut] = ATan2(fTrImpData[kTrYOut],fTrImpData[kTrXOut]);
558   double sgy = sc.GetSigmaY2() + dr*dr*sc.GetSigmaSnp2() + AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaY2(ilrA);
559   double sgz = sc.GetSigmaZ2() + dr*dr*sc.GetSigmaTgl2() + AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaZ2(ilrA);
560   sgy = Sqrt(sgy)*AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadY();
561   sgz = Sqrt(sgz)*AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadZ();
562   fTrImpData[kTrPhi0] = 0.5*(fTrImpData[kTrPhiOut]+fTrImpData[kTrPhiIn]);
563   fTrImpData[kTrZ0]   = 0.5*(fTrImpData[kTrZOut]+fTrImpData[kTrZIn]);
564   fTrImpData[kTrDPhi] = 0.5*Abs(fTrImpData[kTrPhiOut]-fTrImpData[kTrPhiIn]) + sgy/lrA->GetR();
565   fTrImpData[kTrDZ]   = 0.5*Abs(fTrImpData[kTrZOut]-fTrImpData[kTrZIn])   + sgz;
566   //  
567   return kTRUE;
568 }
569
570 //________________________________________
571 void AliITSUTrackerGlo::ResetSeedsPool()
572 {
573   // mark all seeds in the pool as unused
574   AliInfo(Form("CurrentSize: %d, BookedUpTo: %d, free: %d",fSeedsPool.GetSize(),fSeedsPool.GetEntriesFast(),fNFreeSeeds));
575   fNFreeSeeds = 0;
576   fSeedsPool.Clear(); // seeds don't allocate memory
577 }
578
579
580 //________________________________________
581 void AliITSUTrackerGlo::MarkSeedFree(AliITSUSeed *sd) 
582 {
583   // account that this seed is "deleted" 
584   int id = sd->GetPoolID();
585   if (id<0) {
586     AliError(Form("Freeing of seed %p NOT from the pool is requested",sd)); 
587     return;
588   }
589   //  AliInfo(Form("%d %p",id, seed));
590   fSeedsPool.RemoveAt(id);
591   if (fFreeSeedsID.GetSize()<=fNFreeSeeds) fFreeSeedsID.Set( 2*fNFreeSeeds + 100 );
592   fFreeSeedsID.GetArray()[fNFreeSeeds++] = id;
593 }
594
595 //_________________________________________________________________________
596 Int_t AliITSUTrackerGlo::CheckCluster(AliITSUSeed* track, Int_t lr, Int_t clID) 
597 {
598   // Check if the cluster (in tracking frame!) is matching to track. 
599   // The track must be already propagated to sensor tracking frame.
600   // Returns:  kStopSearchOnSensor if the search on given sensor should be stopped, 
601   //           kClusterMatching    if the cluster is matching
602   //           kClusterMatching    otherwise
603   //
604   const double kTolerX = 5e-4;
605   AliCluster *cl = fITS->GetLayerActive(lr)->GetCluster(clID);
606   //
607   Bool_t goodCl = kFALSE;
608   int currLabel = Abs(fCurrESDtrack->GetTPCLabel());
609   //
610   if (cl->GetLabel(0)>=0) {
611     for (int i=0;i<3;i++) if (cl->GetLabel(i)>=0 && cl->GetLabel(i)==currLabel) {goodCl = kTRUE; break;}
612   }
613   else goodCl = kTRUE;
614   //
615   if (TMath::Abs(cl->GetX())>kTolerX) { // if due to the misalingment X is large, propagate track only
616     if (!track->PropagateParamOnlyTo(track->GetX()+cl->GetX(),GetBz())) {
617       if (goodCl) {printf("Loose good cl: Failed propagation. |"); cl->Print();}
618       return kStopSearchOnSensor; // propagation failed, seedT is intact
619     }
620   }
621   double dy = cl->GetY()-track->GetY();
622   double dz = cl->GetZ()-track->GetZ();
623   //
624   double dy2 = dy*dy;
625   double tol2 = (track->GetSigmaY2() + AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaY2(lr))*
626     AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadY()*AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadY(); // RS TOOPTIMIZE
627   if (dy2>tol2) {                          // the clusters are sorted in Z(col) then in Y(row). 
628     if (goodCl) {printf("Loose good cl: dy2=%e > tol2=%e |",dy2,tol2); cl->Print();}
629     if (dy>0) return kStopSearchOnSensor;  // No chance that other cluster of this sensor will match (all Y's will be even larger)
630     else      return kClusterNotMatching;   // Other clusters may match
631   }
632   double dz2 = dz*dz;
633   tol2 = (track->GetSigmaZ2() + AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaZ2(lr))*
634     AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadZ()*AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadZ(); // RS TOOPTIMIZE
635   if (dz2>tol2) {
636     if (goodCl) {printf("Loose good cl: dz2=%e > tol2=%e |",dz2,tol2); cl->Print();}
637     return kClusterNotMatching; // Other clusters may match
638   }
639   //
640   // check chi2
641   Double_t p[2]={cl->GetY(), cl->GetZ()};
642   Double_t cov[3]={cl->GetSigmaY2(), cl->GetSigmaYZ(), cl->GetSigmaZ2()};
643   double chi2 = track->GetPredictedChi2(p,cov);
644   if (chi2>AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxTr2ClChi2(lr)) {
645     if (goodCl) {
646       printf("Loose good cl: Chi2=%e > Chi2Max=%e |dy: %+.3e dz: %+.3e\n",
647              chi2,AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxTr2ClChi2(lr),dy,dz); 
648       track->Print("etp");
649       cl->Print("");
650     }
651     return kClusterNotMatching;
652   }
653   //
654   track = NewSeedFromPool(track);  // input track will be reused, use its clone for updates
655   if (!track->Update()) {
656     if (goodCl) {printf("Loose good cl: Failed update |"); cl->Print();}
657     MarkSeedFree(track);
658     return kClusterNotMatching;
659   }
660   track->SetChi2Cl(chi2);
661   track->SetLrClusterID(lr,clID);
662   cl->IncreaseClusterUsage();
663   //
664   track->SetFake(!goodCl);
665   //
666   AliInfo(Form("AddCl(%d) Cl%d lr:%d: dY:%+8.4f dZ:%+8.4f (MC: %5d %5d %5d) |Chi2=%f(%c)",
667                goodCl,clID,lr,dy,dz2,cl->GetLabel(0),cl->GetLabel(1),cl->GetLabel(2), chi2, track->IsFake() ? '-':'+'));
668   //
669   AddProlongationHypothesis(track,lr);
670   //
671   return kClusterMatching;
672 }
673
674 //_________________________________________________________________________
675 Bool_t AliITSUTrackerGlo::NeedToKill(AliITSUSeed *seed, Int_t flag)
676 {
677   // check if the seed should not be discarded
678   const UShort_t kMask = 0xffff;
679   if (flag==kMissingCluster) {
680     int lastChecked = seed->GetLayerID();
681     UShort_t patt = seed->GetHitsPattern();
682     if (lastChecked) patt |= ~(kMask<<lastChecked); // not all layers were checked, complete unchecked once by potential hits
683     Bool_t seedOK = fTrCond.CheckPattern(patt);
684     return !seedOK;
685   }
686   return kTRUE;
687 }
688
689 //______________________________________________________________________________
690 Bool_t AliITSUTrackerGlo::PropagateSeed(AliITSUSeed *seed, Double_t xToGo, Double_t mass, Double_t maxStep, Bool_t matCorr) 
691 {
692   // propagate seed to given x applying material correction if requested
693   const Double_t kEpsilon = 1e-5;
694   Double_t xpos     = seed->GetX();
695   Int_t dir         = (xpos<xToGo) ? 1:-1;
696   Double_t xyz0[3],xyz1[3],param[7];
697   //
698   Bool_t updTime = dir>0 && seed->IsStartedTimeIntegral();
699   if (matCorr || updTime) seed->GetXYZ(xyz1);   //starting global position
700   while ( (xToGo-xpos)*dir > kEpsilon){
701     Double_t step = dir*TMath::Min(TMath::Abs(xToGo-xpos), maxStep);
702     Double_t x    = xpos+step;
703     Double_t bz=GetBz();   // getting the local Bz
704     if (!seed->PropagateToX(x,bz))  return kFALSE;
705     double ds = 0;
706     if (matCorr || updTime) {
707       xyz0[0]=xyz1[0]; // global pos at the beginning of step
708       xyz0[1]=xyz1[1];
709       xyz0[2]=xyz1[2];
710       seed->GetXYZ(xyz1);    //  // global pos at the end of step
711       if (matCorr) {
712         MeanMaterialBudget(xyz0,xyz1,param);    
713         Double_t xrho=param[0]*param[4], xx0=param[1];
714         if (dir>0) xrho = -xrho; // outward should be negative
715         if (!seed->ApplyMaterialCorrection(xx0,xrho,mass,kFALSE)) return kFALSE;
716         ds = param[4];
717       }
718        else { // matCorr is not requested but time integral is
719         double d0 = xyz1[0]-xyz0[0];
720         double d1 = xyz1[1]-xyz0[1];
721         double d2 = xyz1[2]-xyz0[2];    
722         ds = TMath::Sqrt(d0*d0+d1*d1+d2*d2);
723       }     
724     }
725     if (updTime) seed->AddTimeStep(ds);
726     xpos = seed->GetX();
727   }
728   return kTRUE;
729 }
730
731 //______________________________________________________________________________
732 Bool_t AliITSUTrackerGlo::PropagateSeed(AliExternalTrackParam *seed, Double_t xToGo, Double_t mass, Double_t maxStep, Bool_t matCorr) 
733 {
734   // propagate seed to given x applying material correction if requested
735   const Double_t kEpsilon = 1e-5;
736   Double_t xpos     = seed->GetX();
737   Int_t dir         = (xpos<xToGo) ? 1:-1;
738   Double_t xyz0[3],xyz1[3],param[7];
739   //
740   Bool_t updTime = dir>0 && seed->IsStartedTimeIntegral();
741   if (matCorr || updTime) seed->GetXYZ(xyz1);   //starting global position
742   while ( (xToGo-xpos)*dir > kEpsilon){
743     Double_t step = dir*TMath::Min(TMath::Abs(xToGo-xpos), maxStep);
744     Double_t x    = xpos+step;
745     Double_t bz=GetBz();   // getting the local Bz
746     if (!seed->PropagateTo(x,bz))  return kFALSE;
747     double ds = 0;
748     if (matCorr || updTime) {
749       xyz0[0]=xyz1[0]; // global pos at the beginning of step
750       xyz0[1]=xyz1[1];
751       xyz0[2]=xyz1[2];
752       seed->GetXYZ(xyz1);    //  // global pos at the end of step
753       //
754       if (matCorr) {
755         MeanMaterialBudget(xyz0,xyz1,param);    
756         Double_t xrho=param[0]*param[4], xx0=param[1];
757         if (dir>0) xrho = -xrho; // outward should be negative
758         if (!seed->CorrectForMeanMaterial(xx0,xrho,mass)) return kFALSE;
759         ds = param[4];
760       }
761       else { // matCorr is not requested but time integral is
762         double d0 = xyz1[0]-xyz0[0];
763         double d1 = xyz1[1]-xyz0[1];
764         double d2 = xyz1[2]-xyz0[2];    
765         ds = TMath::Sqrt(d0*d0+d1*d1+d2*d2);
766       }
767     }
768     if (updTime) seed->AddTimeStep(ds);
769     //
770     xpos = seed->GetX();
771   }
772   return kTRUE;
773 }
774
775 //______________________________________________________________________________
776 void AliITSUTrackerGlo::SaveCurrentTrackHypotheses()
777 {
778   // RS: shall we clean up killed seeds?
779   fCurrHyp = 0;
780   // TODO
781   
782 }
783
784 //______________________________________________________________________________
785 void AliITSUTrackerGlo::FinalizeHypotheses()
786 {
787   // select winner for each hypothesis, remove cl. sharing conflicts
788   AliInfo("TODO");
789   //
790   int nh = fHypStore.GetEntriesFast();
791   for (int ih=0;ih<nh;ih++) {
792     AliITSUTrackHyp* hyp = (AliITSUTrackHyp*) fHypStore.UncheckedAt(ih); 
793     if (!hyp) continue;
794     hyp->DefineWinner();  // TODO
795     UpdateESDTrack(hyp);
796   }
797
798 }
799
800 //______________________________________________________________________________
801 void AliITSUTrackerGlo::UpdateESDTrack(AliITSUTrackHyp* hyp)
802 {
803   // update ESD track with current best hypothesis
804   AliESDtrack* esdTr = hyp->GetESDTrack();
805   if (!esdTr) return;
806   AliITSUSeed* win = hyp->GetWinner();
807   if (!win) return;
808   esdTr->UpdateTrackParams(hyp,AliESDtrack::kITSin);
809   //
810   // transfer module indices
811   // TODO
812 }
813
814 //______________________________________________________________________________
815 Bool_t AliITSUTrackerGlo::RefitTrack(AliITSUTrackHyp* trc, Double_t rDest)
816 {
817   // refit track till radius rDest
818   AliITSUTrackHyp tmpTr;
819   //
820   double rCurr = Sqrt(trc->GetX()*trc->GetX() + trc->GetY()*trc->GetY());
821   int dir,lrStart,lrStop;
822   //
823   dir = rCurr<rDest ? 1 : -1;
824   lrStart = fITS->FindFirstLayerID(rCurr,dir);
825   lrStop  = fITS->FindLastLayerID(rDest,dir);
826   printf("Refit %d: Lr:%d (%f) -> Lr:%d (%f)\n",dir,lrStart,rCurr, lrStop,rDest);
827   printf("Before refit: "); trc->AliExternalTrackParam::Print();
828   if (lrStop<0 || lrStart<0) AliFatal(Form("Failed to find start(%d) or last(%d) layers. Track from %.3f to %.3f",lrStart,lrStop,rCurr,rDest));
829   //
830   trc->FetchClusterInfo(fClInfo);
831   fCurrMass = trc->GetMass();
832   tmpTr.AliKalmanTrack::operator=(*trc);
833   tmpTr.SetChi2(0);
834   int iclLr[2],nclLr;
835   //
836   for (int ilr=lrStart;ilr!=lrStop;ilr+=dir) {
837     AliITSURecoLayer* lr = fITS->GetLayer(ilr);
838     if ( dir*(rCurr-lr->GetR(dir))>0) continue; // this layer is already passed
839     int ilrA2,ilrA = lr->GetActiveID();
840     // passive layer or active w/o hits will be traversed on the way to next cluster
841     if (!lr->IsActive() || fClInfo[ilrA2=(ilrA<<1)]<0) continue; 
842     //
843     if (ilr!=lrStart && !TransportToLayer(&tmpTr,lrStart,ilr)) {
844       printf("Failed to transport %d -> %d\n",lrStart,ilr);
845       return kFALSE; // go to the entrance to the layer
846     }
847     lrStart = ilr;
848     //
849     // select the order in which possible 2 clusters (in case of the overlap) will be traversed and fitted
850     nclLr=0;
851     if (dir>0) { // clusters are stored in increasing radius order
852       iclLr[nclLr++]=fClInfo[ilrA2++];
853       if (fClInfo[ilrA2]>=0) iclLr[nclLr++]=fClInfo[ilrA2];
854     }
855     else {
856       if ( fClInfo[ilrA2+1]>=0 ) iclLr[nclLr++]=fClInfo[ilrA2+1];
857       iclLr[nclLr++]=fClInfo[ilrA2];
858     }
859     //
860     for (int icl=0;icl<nclLr;icl++) {
861       AliITSUClusterPix* clus =  (AliITSUClusterPix*)lr->GetCluster(iclLr[icl]);
862       AliITSURecoSens* sens = lr->GetSensorFromID(clus->GetVolumeId());
863       if (!tmpTr.Rotate(sens->GetPhiTF())) return kFALSE;
864       printf("Refit cl:%d on lr %d Need to go %.4f -> %.4f\n",icl,ilrA,tmpTr.GetX(),sens->GetXTF()+clus->GetX());
865       if (!PropagateSeed(&tmpTr,sens->GetXTF()+clus->GetX(),fCurrMass)) return kFALSE;
866       if (!tmpTr.Update(clus)) return kFALSE;
867       printf("AfterRefit: "); tmpTr.AliExternalTrackParam::Print();
868     }
869     //
870   }
871   // All clusters were succesfully fitted. Even if the track does not reach rDest, this is enough to validate it.
872   // Still, try to go as close as possible to rDest.
873   //
874   if (lrStart!=lrStop) {
875     printf("Going to last layer %d -> %d\n",lrStart,lrStop);
876     if (!TransportToLayer(&tmpTr,lrStart,lrStop)) return kTRUE;    
877     if (!GoToExitFromLayer(&tmpTr,fITS->GetLayer(lrStop),dir)) return kFALSE; // go till the exit from layer
878     //
879     printf("On exit from last layer\n");
880     tmpTr.AliExternalTrackParam::Print();
881     // go to the destination radius
882     if (!tmpTr.GetXatLabR(rDest,rDest,GetBz(),dir)) return kTRUE;
883     if (!PropagateSeed(&tmpTr,rDest,fCurrMass, 100, kFALSE)) return kTRUE;
884   }
885   trc->AliKalmanTrack::operator=(tmpTr);
886   printf("After refit (now at lr %d): ",lrStart); trc->AliExternalTrackParam::Print();
887   return kTRUE;
888 }
889
890 //__________________________________________________________________
891 void AliITSUTrackerGlo::CookMCLabel(AliITSUTrackHyp* hyp) 
892 {
893   // build MC label
894   //
895   const int kMaxLbPerCl = 3;
896   int lbID[kMaxLayers*6],lbStat[kMaxLayers*6];
897   Int_t lr,nLab=0,nCl=0;
898   AliITSUSeed *seed = hyp->GetWinner();
899   while(seed) {
900     int clID = seed->GetLrCluster(lr);
901     if (clID>=0) {
902       AliCluster *cl = fITS->GetLayerActive(lr)->GetCluster(clID);
903       nCl++;
904       for (int imc=0;imc<kMaxLbPerCl;imc++) { // labels within single cluster
905         int trLb = cl->GetLabel(imc);
906         if (imc<0) break;
907         // search this mc track in already accounted ones
908         int iLab;
909         for (iLab=0;iLab<nLab;iLab++) if (lbID[iLab]==trLb) break;
910         if (iLab<nLab) lbStat[iLab]++;
911         else {
912           lbID[nLab] = trLb;
913           lbStat[nLab++] = 1;
914         }
915       } // loop over given cluster's labels
916     }
917     seed = (AliITSUSeed*)seed->GetParent();
918   } // loop over clusters
919   // 
920   if (nCl) {
921     int maxLab=0,nTPCok=0;
922     AliESDtrack* esdTr = hyp->GetESDTrack();
923     int tpcLab = esdTr ? Abs(esdTr->GetTPCLabel()) : -kDummyLabel;
924     for (int ilb=nLab;ilb--;) {
925       int st = lbStat[ilb];
926       if (lbStat[maxLab]<st) maxLab=ilb;
927       if (tpcLab==lbID[ilb]) nTPCok += st;
928     }
929     hyp->SetFakeRatio(1.-float(nTPCok)/nCl);
930     hyp->SetLabel( nTPCok==nCl ? tpcLab : -tpcLab);
931     hyp->SetITSLabel( lbStat[maxLab]==nCl ? lbStat[maxLab] : -lbStat[maxLab]); // winner label
932     return;
933   }
934   //
935   hyp->SetFakeRatio(-1.);
936   hyp->SetLabel( kDummyLabel );
937   hyp->SetITSLabel( kDummyLabel );
938 }