Apdating AliMUON for rawdata generation (Christian)
[u/mrichter/AliRoot.git] / MUON / AliMUON.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 /* $Id$ */
17
18
19 ///////////////////////////////////////////////
20 //  Manager and hits classes for set:MUON     //
21 ////////////////////////////////////////////////
22
23 #include "Riostream.h"
24
25 #include <AliPDG.h>
26 #include <TBRIK.h>
27 #include <TCanvas.h>
28 #include <TDirectory.h>
29 #include <TFile.h>
30 #include <TGeometry.h>
31 #include <TMinuit.h>
32 #include <TNode.h> 
33 #include <TNtuple.h>
34 #include <TObjArray.h>
35 #include <TObject.h>
36 #include <TObjectTable.h>
37 #include <TPad.h>
38 #include <TParticle.h>
39 #include <TROOT.h>
40 #include <TRandom.h> 
41 #include <TRotMatrix.h>
42 #include <TTUBE.h>
43 #include <TTUBE.h>
44 #include <TTree.h> 
45 #include <TVector.h>
46 #include <TVirtualMC.h>
47
48 #include "AliConst.h" 
49 #include "AliHeader.h"
50 #include "AliHitMap.h"
51 #include "AliLoader.h"
52 #include "AliRunDigitizer.h"
53 #include "AliMC.h"
54 #include "AliRun.h"     
55 #include "AliMUONLoader.h"
56 #include "AliMUON.h"
57 #include "AliMUONChamberTrigger.h"
58 #include "AliMUONConstants.h"
59 #include "AliMUONDigit.h"
60 #include "AliMUONHit.h"
61 #include "AliMUONHitMapA1.h"
62 #include "AliMUONMerger.h"      
63 #include "AliMUONPadHit.h"
64 #include "AliMUONRawCluster.h"
65 #include "AliMUONTransientDigit.h"
66 #include "AliMUONTriggerCircuit.h"
67 #include "AliMUONVGeometryBuilder.h"    
68 #include "AliMUONDigitizerv2.h"
69 #include "AliMUONSDigitizerv1.h"
70 #include "AliMUONRawData.h"
71
72 // Defaults parameters for Z positions of chambers
73 // taken from values for "stations" in AliMUON::AliMUON
74 //     const Float_t zch[7]={528, 690., 975., 1249., 1449., 1610, 1710.};
75 // and from array "dstation" in AliMUONv1::CreateGeometry
76 //          Float_t dstation[5]={20., 20., 20, 20., 20.};
77 //     for tracking chambers,
78 //          according to (Z1 = zch - dstation) and  (Z2 = zch + dstation)
79 //          for the first and second chambers in the station, respectively,
80 // and from "DTPLANES" in AliMUONv1::CreateGeometry
81 //           const Float_t DTPLANES = 15.;
82 //     for trigger chambers,
83 //          according to (Z1 = zch) and  (Z2 = zch + DTPLANES)
84 //          for the first and second chambers in the station, respectively
85
86 ClassImp(AliMUON)
87
88 //__________________________________________________________________
89 AliMUON::AliMUON()
90   : AliDetector(),
91     fNCh(0),
92     fNTrackingCh(0),
93     fMUONData(0),
94     fSplitLevel(0),
95     fChambers(0),
96     fGeometryBuilders(0),
97     fTriggerCircuits(0),
98     fAccCut(kFALSE),
99     fAccMin(0.),
100     fAccMax(0.),   
101     fMaxStepGas(0.),
102     fMaxStepAlu(0.),
103     fMaxDestepGas(0.),
104     fMaxDestepAlu(0.),
105     fMaxIterPad(0),
106     fCurIterPad(0),
107     fMerger(0)
108 {
109 // Default Constructor
110 //
111     fIshunt          = 0;
112 }
113
114 //__________________________________________________________________
115 AliMUON::AliMUON(const char *name, const char *title)
116   : AliDetector(name,title),
117     fNCh(AliMUONConstants::NCh()),
118     fNTrackingCh(AliMUONConstants::NTrackingCh()),
119     fMUONData(0),
120     fSplitLevel(0),
121     fChambers(0),
122     fGeometryBuilders(0),
123     fTriggerCircuits(0),
124     fAccCut(kFALSE),
125     fAccMin(0.),
126     fAccMax(0.),   
127     fMaxStepGas(0.1),
128     fMaxStepAlu(0.1),
129     fMaxDestepGas(-1), // Negatives values are ignored by geant3 CONS200 
130     fMaxDestepAlu(-1), // in the calculation of the tracking parameters
131     fMaxIterPad(0),
132     fCurIterPad(0),
133     fMerger(0)
134 {
135
136   fIshunt =  0;
137
138   SetMarkerColor(kRed);//
139 //
140 // Creating List of Chambers
141     Int_t ch;
142     fChambers = new TObjArray(AliMUONConstants::NCh());
143     fGeometryBuilders = new TObjArray(AliMUONConstants::NCh());
144
145     // Loop over stations
146     for (Int_t st = 0; st < AliMUONConstants::NCh() / 2; st++) {
147       // Loop over 2 chambers in the station
148       for (Int_t stCH = 0; stCH < 2; stCH++) {
149         //
150         //    
151         //    Default Parameters for Muon Tracking Stations
152         ch = 2 * st + stCH;
153         if (ch < AliMUONConstants::NTrackingCh()) {
154           fChambers->AddAt(new AliMUONChamber(ch),ch);
155         } else {
156           fChambers->AddAt(new AliMUONChamberTrigger(ch),ch);
157         }
158         AliMUONChamber* chamber = (AliMUONChamber*) fChambers->At(ch);
159         //chamber->SetGid(0);
160         // Default values for Z of chambers
161         chamber->SetZ(AliMUONConstants::DefaultChamberZ(ch));
162         //
163         chamber->InitGeo(AliMUONConstants::DefaultChamberZ(ch));
164         //          Set chamber inner and outer radius to default
165         chamber->SetRInner(AliMUONConstants::Dmin(st)/2);
166         chamber->SetROuter(AliMUONConstants::Dmax(st)/2);
167         //
168       } // Chamber stCH (0, 1) in 
169     }     // Station st (0...)
170     
171     // cp new design of AliMUONTriggerDecision
172     fTriggerCircuits = new TObjArray(AliMUONConstants::NTriggerCircuit());
173     for (Int_t circ=0; circ<AliMUONConstants::NTriggerCircuit(); circ++) {
174       fTriggerCircuits->AddAt(new AliMUONTriggerCircuit(),circ);          
175     }
176 }
177
178 //____________________________________________________________________
179 AliMUON::AliMUON(const AliMUON& rMUON)
180  : AliDetector(rMUON)
181 {
182 // Protected copy constructor
183
184   Fatal("AliMUONMergerModule", "Not implemented.");
185 }
186
187 //____________________________________________________________________
188 AliMUON::~AliMUON()
189 {
190 // Destructor
191   if(fDebug) printf("%s: Calling AliMUON destructor !!!\n",ClassName());
192   fIshunt  = 0;
193   if (fMerger) delete fMerger;
194
195   if (fGeometryBuilders){
196     fGeometryBuilders->Delete();
197     delete fGeometryBuilders;
198   }
199   if (fChambers){
200     fChambers->Delete();
201     delete fChambers;
202   }
203   if (fTriggerCircuits){
204     fTriggerCircuits->Delete();
205     delete fTriggerCircuits;
206   }
207   delete fMUONData;
208 }
209
210 //________________________________________________________________________
211 AliMUON& AliMUON::operator = (const AliMUON& rhs)
212 {
213 // Protected assignement operator
214
215   if (this == &rhs) return *this;
216
217   Fatal("operator=", "Not implemented.");
218     
219   return *this;  
220 }
221
222 //_____________________________________________________________________________
223 void AliMUON::AddGeometryBuilder(AliMUONVGeometryBuilder* geomBuilder)
224 {
225 // Adds the geometry builder to the list
226 // ---
227
228   fGeometryBuilders->Add(geomBuilder);
229 }
230 //____________________________________________________________________
231 void AliMUON::BuildGeometry()
232 {
233 // Geometry for event display
234 //   for (Int_t i=0; i<7; i++) {
235 //     for (Int_t j=0; j<2; j++) {
236 //       Int_t id=2*i+j+1;
237 //       this->Chamber(id-1).SegmentationModel(1)->Draw("eventdisplay");
238 //     }
239 //   }
240 }
241 //__________________________________________________________________
242 void  AliMUON::SetTreeAddress()
243 {
244   GetMUONData()->SetLoader(fLoader); 
245   //  GetMUONData()->MakeBranch("D,S,RC");
246   //  GetMUONData()->SetTreeAddress("H,D,S,RC");
247   GetMUONData()->SetTreeAddress("H");
248   if (fHits !=  GetMUONData()->Hits())  {
249     if ( gAlice->GetMCApp() )
250       if ( gAlice->GetMCApp()->GetHitLists() ) {
251         fHits = GetMUONData()->Hits();
252         gAlice->GetMCApp()->AddHitList(fHits); // For purifyKine, only necessary when Hit list is created in AliMUONData
253       }  
254   }
255   fHits = GetMUONData()->Hits(); // Added by Ivana to use the methods FisrtHit, NextHit of AliDetector    
256 }
257
258 //____________________________________________________________________
259 void AliMUON::SetPadSize(Int_t id, Int_t isec, Float_t p1, Float_t p2)
260 {
261 // Set the pad size for chamber id and cathode isec
262     Int_t i=2*(id-1);
263     ((AliMUONChamber*) fChambers->At(i))  ->SetPadSize(isec,p1,p2);
264     ((AliMUONChamber*) fChambers->At(i+1))->SetPadSize(isec,p1,p2);
265 }
266
267 //___________________________________________
268 void AliMUON::SetChambersZ(const Float_t *Z)
269 {
270   // Set Z values for all chambers (tracking and trigger)
271   // from the array pointed to by "Z"
272     for (Int_t ch = 0; ch < AliMUONConstants::NCh(); ch++)
273         ((AliMUONChamber*) fChambers->At(ch))->SetZ(Z[ch]);
274     return;
275 }
276 //_________________________________________________________________
277 void AliMUON::SetChambersZToDefault()
278 {
279   // Set Z values for all chambers (tracking and trigger)
280   // to default values
281   SetChambersZ(AliMUONConstants::DefaultChamberZ());
282   return;
283 }
284 //_________________________________________________________________
285 void AliMUON::SetChargeSlope(Int_t id, Float_t p1)
286 {
287 // Set the inverse charge slope for chamber id
288     Int_t i=2*(id-1);    //PH    ((AliMUONChamber*) (*fChambers)[i])->SetSigmaIntegration(p1);
289     //PH    ((AliMUONChamber*) (*fChambers)[i+1])->SetSigmaIntegration(p1);
290     ((AliMUONChamber*) fChambers->At(i))->SetChargeSlope(p1);
291     ((AliMUONChamber*) fChambers->At(i+1))->SetChargeSlope(p1);
292 }
293 //__________________________________________________________________
294 void AliMUON::SetChargeSpread(Int_t id, Float_t p1, Float_t p2)
295 {
296 // Set sigma of charge spread for chamber id
297     Int_t i=2*(id-1);
298     ((AliMUONChamber*) fChambers->At(i))->SetChargeSpread(p1,p2);
299     ((AliMUONChamber*) fChambers->At(i+1))->SetChargeSpread(p1,p2);
300 }
301 //___________________________________________________________________
302 void AliMUON::SetSigmaIntegration(Int_t id, Float_t p1)
303 {
304 // Set integration limits for charge spread
305     Int_t i=2*(id-1);
306     ((AliMUONChamber*) fChambers->At(i))->SetSigmaIntegration(p1);
307     ((AliMUONChamber*) fChambers->At(i+1))->SetSigmaIntegration(p1);
308 }
309
310 //__________________________________________________________________
311 void AliMUON::SetMaxAdc(Int_t id, Int_t p1)
312 {
313 // Set maximum number for ADCcounts (saturation)
314     Int_t i=2*(id-1);
315     ((AliMUONChamber*) fChambers->At(i))->SetMaxAdc(p1);
316     ((AliMUONChamber*) fChambers->At(i+1))->SetMaxAdc(p1);
317 }
318 //__________________________________________________________________
319 void AliMUON::SetMaxStepGas(Float_t p1)
320 {
321 // Set stepsize in gas
322   fMaxStepGas=p1;
323 }
324 //__________________________________________________________________
325 void AliMUON::SetMaxStepAlu(Float_t p1)
326 {
327 // Set step size in Alu
328     fMaxStepAlu=p1;
329 }
330 //__________________________________________________________________
331 void AliMUON::SetMaxDestepGas(Float_t p1)
332 {
333 // Set maximum step size in Gas
334     fMaxDestepGas=p1;
335 }
336 //__________________________________________________________________
337 void AliMUON::SetMaxDestepAlu(Float_t p1)
338 {
339 // Set maximum step size in Alu
340   fMaxDestepAlu=p1;
341 }
342 //___________________________________________________________________
343 void AliMUON::SetAcceptance(Bool_t acc, Float_t angmin, Float_t angmax)
344 {
345 // Set acceptance cuts 
346   fAccCut=acc;
347   fAccMin=angmin*TMath::Pi()/180;
348   fAccMax=angmax*TMath::Pi()/180;
349   Int_t ch;
350   if (acc) {
351     for (Int_t st = 0; st < AliMUONConstants::NCh() / 2; st++) {
352       // Loop over 2 chambers in the station
353       for (Int_t stCH = 0; stCH < 2; stCH++) {
354         ch = 2 * st + stCH;
355         //         Set chamber inner and outer radius according to acceptance cuts
356         Chamber(ch).SetRInner(TMath::Abs(AliMUONConstants::DefaultChamberZ(ch)*TMath::Tan(fAccMin)));
357         Chamber(ch).SetROuter(TMath::Abs(AliMUONConstants::DefaultChamberZ(ch)*TMath::Tan(fAccMax)));
358       } // chamber loop
359     } // station loop
360   }
361 }
362
363 //____________________________________________________________________
364 Float_t  AliMUON::GetMaxStepGas() const
365 {
366 // Return stepsize in gas
367   
368   return fMaxStepGas;
369 }  
370
371 //____________________________________________________________________
372 Float_t  AliMUON::GetMaxStepAlu() const
373 {
374 // Return step size in Alu
375   
376   return fMaxStepAlu;
377 }
378   
379 //____________________________________________________________________
380 Float_t  AliMUON::GetMaxDestepGas() const
381 {
382 // Return maximum step size in Gas
383   
384   return fMaxDestepGas;
385 }
386   
387 //____________________________________________________________________
388 Float_t  AliMUON::GetMaxDestepAlu() const
389 {
390 // Return maximum step size in Gas
391   
392   return fMaxDestepAlu;
393 }
394 //____________________________________________________________________
395 void   AliMUON::SetSegmentationModel(Int_t id, Int_t isec, AliSegmentation *segmentation)
396 {
397 // Set the segmentation for chamber id cathode isec
398     ((AliMUONChamber*) fChambers->At(id))->SetSegmentationModel(isec, segmentation);
399
400 }
401 //____________________________________________________________________
402 void   AliMUON::SetResponseModel(Int_t id, AliMUONResponse *response)
403 {
404 // Set the response for chamber id
405     ((AliMUONChamber*) fChambers->At(id))->SetResponseModel(response);
406 }
407 //____________________________________________________________________
408 void   AliMUON::SetNsec(Int_t id, Int_t nsec)
409 {
410 // Set number of segmented cathods for chamber id
411     ((AliMUONChamber*) fChambers->At(id))->SetNsec(nsec);
412 }
413 //____________________________________________________________________
414 AliDigitizer* AliMUON::CreateDigitizer(AliRunDigitizer* manager) const
415 {
416   return new AliMUONDigitizerv2(manager);
417 }
418 //_____________________________________________________________________
419 void AliMUON::SDigits2Digits()
420 {
421
422 // write TreeD here 
423
424     if (!fMerger) {
425       if (gAlice->GetDebug()>0) {
426         cerr<<"AliMUON::SDigits2Digits: create default AliMUONMerger "<<endl;
427         cerr<<" no merging, just digitization of 1 event will be done"<<endl;
428       }
429       fMerger = new AliMUONMerger();
430     }
431     fMerger->Init();
432     fMerger->Digitise();
433     char hname[30];
434     //    sprintf(hname,"TreeD%d",fLoader->GetHeader()->GetEvent());
435     fLoader->TreeD()->Write(hname,TObject::kOverwrite);
436     fLoader->TreeD()->Reset();
437 }
438
439 //_____________________________________________________________________
440 void AliMUON::Hits2SDigits()
441 {
442   // Adaption of AliMUONSDigitizerv1 to be excuted by the AliSimulation framework
443   AliRunLoader* runLoader = fLoader->GetRunLoader();
444   AliRunDigitizer   * manager = new AliRunDigitizer(1,1);
445   manager->SetInputStream(0,runLoader->GetFileName(),AliConfig::GetDefaultEventFolderName());
446   AliMUONDigitizer * dMUON   = new AliMUONSDigitizerv1(manager);
447   fLoader->LoadHits("READ");
448   for (Int_t iEvent = 0; iEvent < runLoader->GetNumberOfEvents(); iEvent++) {
449     runLoader->GetEvent(iEvent);
450     dMUON->Exec("");
451   }
452   fLoader->UnloadHits();
453 }
454 //_____________________________________________________________________
455 void AliMUON::Digits2Raw()
456 {
457   // convert digits of the current event to raw data
458   AliMUONRawData* rawData;
459
460   rawData = new AliMUONRawData(fLoader);
461   if (!rawData->WriteRawData()) Info("MUON","pb writting raw data");
462   delete rawData;
463   return;
464 }
465 //_______________________________________________________________________
466 AliLoader* AliMUON::MakeLoader(const char* topfoldername)
467
468 //builds standard getter (AliLoader type)
469 //if detector wants to use castomized getter, it must overload this method
470
471  if (GetDebug())
472    Info("MakeLoader",
473         "Creating standard getter for detector %s. Top folder is %s.",
474          GetName(),topfoldername);
475  fLoader   = new AliLoader(GetName(),topfoldername);
476  fMUONData = new AliMUONData(fLoader,GetName(),GetName()); 
477  fMUONData->SetSplitLevel(fSplitLevel);
478  return fLoader;
479 }
480 //_______________________________________________________________________
481 AliMUONPadHit* AliMUON::FirstPad(AliMUONHit*  hit, TClonesArray *clusters) 
482 {
483 // to be removed
484     // Initialise the pad iterator
485     // Return the address of the first padhit for hit
486     TClonesArray *theClusters = clusters;
487     Int_t nclust = theClusters->GetEntriesFast();
488     if (nclust && hit->PHlast() > 0) {
489         fMaxIterPad=hit->PHlast();
490         fCurIterPad=hit->PHfirst();
491         return (AliMUONPadHit*) clusters->UncheckedAt(fCurIterPad-1);
492     } else {
493         return 0;
494     }
495 }
496 //_______________________________________________________________________
497 AliMUONPadHit* AliMUON::NextPad(TClonesArray *clusters) 
498 {
499   // To be removed
500 // Get next pad (in iterator) 
501 //
502     fCurIterPad++;
503     if (fCurIterPad <= fMaxIterPad) {
504         return (AliMUONPadHit*) clusters->UncheckedAt(fCurIterPad-1);
505     } else {
506         return 0;
507     }
508 }
509 //_______________________________________________________________________
510
511 AliMUONRawCluster *AliMUON::RawCluster(Int_t ichamber, Int_t icathod, Int_t icluster)
512 {
513 //
514 //  Return rawcluster (icluster) for chamber ichamber and cathode icathod
515 //  Obsolete ??
516     TClonesArray *muonRawCluster  = GetMUONData()->RawClusters(ichamber);
517     ResetRawClusters();
518     TTree *treeR = fLoader->TreeR();
519     Int_t nent=(Int_t)treeR->GetEntries();
520     treeR->GetEvent(nent-2+icathod-1);
521     //treeR->GetEvent(icathod);
522     //Int_t nrawcl = (Int_t)muonRawCluster->GetEntriesFast();
523
524     AliMUONRawCluster * mRaw = (AliMUONRawCluster*)muonRawCluster->UncheckedAt(icluster);
525     //printf("RawCluster _ nent nrawcl icluster mRaw %d %d %d%p\n",nent,nrawcl,icluster,mRaw);
526     
527     return  mRaw;
528 }
529 //________________________________________________________________________
530 void   AliMUON::SetMerger(AliMUONMerger* merger)
531 {
532 // Set pointer to merger 
533     fMerger = merger;
534 }
535 //________________________________________________________________________
536 AliMUONMerger*  AliMUON::Merger()
537 {
538 // Return pointer to merger
539     return fMerger;
540 }
541 //________________________________________________________________________
542 void AliMUON::RemapTrackHitIDs(Int_t* map)
543 {
544 // Remaps the track numbers in the hits arrays, so that they correspond
545 // to the entry indices in the Kine tree.
546 // The correspondance is not direct. To get the real index into the Kine tree
547 // compute the particle index as follows:
548 //
549 //   num_primaries = AliStack::GetNprimary();
550 //   num_tracks = AliStack::GetNtracks();
551 //   track = AliMUONHit::Track()
552 //
553 //   if (track < num_primaries)
554 //       particleindex = track + num_tracks - num_primaries;
555 //   else
556 //       particleindex = track - num_primaries;
557         
558         // Remap the track numbers based on the specified map.
559         AliMUONData* data = GetMUONData();
560         TClonesArray* hits = data->Hits();
561         for (Int_t i = 0; i < hits->GetEntriesFast(); i++)
562         {
563                 AliMUONHit* hit = static_cast<AliMUONHit*>( hits->At(i) );
564                 hit->SetTrack( map[hit->Track()] );
565         };
566 };
567