New MUON data container AliMUONData implementation
[u/mrichter/AliRoot.git] / MUON / AliMUONDigitizerv1.cxx
1
2
3 #include <Riostream.h>
4 #include <TDirectory.h>
5 #include <TFile.h>
6 #include <TObjArray.h>
7 #include <TPDGCode.h>
8 #include <TTree.h> 
9 #include <TMath.h>
10
11 #include "AliMUON.h"
12 #include "AliMUONChamber.h"
13 #include "AliMUONConstants.h"
14 #include "AliMUONDigit.h"
15 #include "AliMUONDigitizerv1.h"
16 #include "AliMUONHit.h"
17 #include "AliMUONHitMapA1.h"
18 #include "AliMUONPadHit.h"
19 #include "AliMUONTransientDigit.h"
20 #include "AliRun.h"
21 #include "AliRunDigitizer.h"
22 #include "AliRunLoader.h"
23 #include "AliLoader.h"
24
25 ClassImp(AliMUONDigitizerv1)
26
27 //___________________________________________
28 AliMUONDigitizerv1::AliMUONDigitizerv1() :AliDigitizer()
29 {
30 // Default ctor - don't use it
31   fHitMap = 0;
32   fTDList = 0;
33   if (GetDebug()>2) 
34     cerr<<"AliMUONDigitizerv1::AliMUONDigitizerv1"
35         <<"(AliRunDigitizer* manager) was processed"<<endl;
36 }
37
38 //___________________________________________
39 AliMUONDigitizerv1::AliMUONDigitizerv1(AliRunDigitizer* manager) 
40     :AliDigitizer(manager)
41 {
42 // ctor which should be used
43   fHitMap  = 0;
44   fTDList  = 0;
45   fDebug   = 0; 
46   //  fHits = new TClonesArray("AliMUONHit",1000);
47   if (GetDebug()>2) 
48     cerr<<"AliMUONDigitizerv1::AliMUONDigitizerv1"
49         <<"(AliRunDigitizer* manager) was processed"<<endl;
50 }
51
52 //------------------------------------------------------------------------
53 AliMUONDigitizerv1::~AliMUONDigitizerv1()
54 {
55 // Destructor
56   //delete fHits;
57 }
58
59 //------------------------------------------------------------------------
60 void AliMUONDigitizerv1::AddTransientDigit(AliMUONTransientDigit * mTD)
61 {
62   // Choosing the maping of the cathode plane of the chamber:
63   Int_t iNchCpl= mTD->Chamber() + (mTD->Cathode()-1) * AliMUONConstants::NCh();
64   fTDList->AddAtAndExpand(mTD, fTDCounter);
65   fHitMap[iNchCpl]->SetHit( mTD->PadX(), mTD->PadY(), fTDCounter);
66   fTDCounter++;
67 }
68
69 //------------------------------------------------------------------------
70 Bool_t AliMUONDigitizerv1::ExistTransientDigit(AliMUONTransientDigit * mTD)
71 {
72   // Choosing the maping of the cathode plane of the chamber:
73   Int_t iNchCpl= mTD->Chamber() + (mTD->Cathode()-1) * AliMUONConstants::NCh();
74   return( fHitMap[iNchCpl]->TestHit(mTD->PadX(), mTD->PadY()) );
75 }
76
77 //------------------------------------------------------------------------
78 Bool_t AliMUONDigitizerv1::Init()
79 {
80 // Initialization 
81   return kTRUE;
82 }
83
84 //------------------------------------------------------------------------
85 void AliMUONDigitizerv1::UpdateTransientDigit(Int_t track, AliMUONTransientDigit * mTD)
86 {
87   // Choosing the maping of the cathode plane of the chamber:
88   Int_t iNchCpl= mTD->Chamber() + (mTD->Cathode()-1) * AliMUONConstants::NCh();
89   AliMUONTransientDigit *pdigit = 
90     static_cast<AliMUONTransientDigit*>(fHitMap[iNchCpl]->GetHit(mTD->PadX(),mTD->PadY()));
91   // update charge
92   //
93   Int_t iqpad  = mTD->Signal();        // charge per pad
94   pdigit->AddSignal(iqpad);
95   pdigit->AddPhysicsSignal(iqpad);              
96   // update list of tracks
97   //
98   Int_t charge;   
99   track=+ fMask;
100   if (fSignal) charge = iqpad;
101   //else         charge = kBgTag;
102   else         charge = iqpad + fMask; 
103                
104   pdigit->UpdateTrackList(track,charge);
105 }
106
107
108 //--------------------------------------------------------------------------
109 void AliMUONDigitizerv1::MakeTransientDigit(Int_t track, Int_t iHit, AliMUONHit * mHit)
110 {
111   AliMUON *pMUON  = (AliMUON *) gAlice->GetModule("MUON");
112   if (!pMUON) { 
113     cerr<<"AliMUONDigitizerv1::Digitize Error:"
114         <<" module MUON not found in the input file"<<endl;
115   }
116   if (GetDebug()>2) cerr<<"AliMUONDigitizerv1::MakeTransientDigit starts"<<endl;
117   Int_t   ichamber = mHit->Chamber()-1;
118   AliMUONChamber & chamber = pMUON->Chamber(ichamber);
119   Float_t xhit = mHit->X();
120   Float_t yhit = mHit->Y();
121   Float_t zhit = mHit->Z();
122   Float_t eloss= mHit->Eloss(); 
123   Float_t tof  = mHit->Age();
124   // Variables for chamber response from AliMUONChamber::DisIntegration
125   Float_t newdigit[6][500];  // Pad information
126   Int_t nnew=0;              // Number of touched Pads per hit
127   Int_t digits[6];
128   
129   //
130   // Calls the charge disintegration method of the current chamber 
131   if (GetDebug()>2) cerr<<"AliMUONDigitizerv1::MakeTransientDigit calling AliMUONChamber::DisIngtegration starts"<<endl;
132   chamber.DisIntegration(eloss, tof, xhit, yhit, zhit, nnew, newdigit);
133   // Creating a new TransientDigits from hit
134   for(Int_t iTD=0; iTD<nnew; iTD++) {
135     digits[0] = Int_t(newdigit[1][iTD]);  // Padx of the Digit
136     digits[1] = Int_t(newdigit[2][iTD]);  // Pady of the Digit
137     digits[2] = Int_t(newdigit[5][iTD]);  // Cathode plane
138     digits[3] = Int_t(newdigit[3][iTD]);  // Induced charge in the Pad
139     if (fSignal) digits[4] = Int_t(newdigit[3][iTD]);
140     else         digits[4] = 0;
141     digits[5] = iHit+fMask;    // Hit number in the list
142     if (GetDebug()>2) cerr<<"AliMUONDigitizerv1::MakeTransientDigit " <<
143                         "PadX "<< digits[0] << " " <<
144                         "PadY "<< digits[1] << " " <<
145                         "Plane " << digits[2] << " " <<
146                         "Charge " << digits[3] <<" " <<
147                         "Hit " << digits[5] << endl;
148     // list of tracks
149     Int_t charge;   
150     track += fMask;
151     if (fSignal) charge = digits[3];
152     //else         charge = kBgTag;
153     else         charge = digits[3] + fMask;
154                  
155     if (GetDebug()>2) cerr<<"AliMUONDigitizerv1::MakeTransientDigit Creating AliMUONTransientDigit"<<endl;
156     AliMUONTransientDigit * mTD = new AliMUONTransientDigit(ichamber, digits);
157     mTD->AddToTrackList(track,charge);
158     if (!ExistTransientDigit(mTD)) {
159       AddTransientDigit(mTD);
160       if (GetDebug()>2) cerr<<"AliMUONDigitizerv1::MakeTransientDigit Adding TransientDigit"<<endl;
161     }
162     else {
163       if (GetDebug()>2) cerr<<"AliMUONDigitizerv1::MakeTransientDigit updating TransientDigit"<<endl;
164       UpdateTransientDigit(track, mTD);
165       delete mTD;
166     }
167   }
168 }
169 //-----------------------------------------------------------------------
170 void AliMUONDigitizerv1::Exec(Option_t* option)
171 {
172   TString optionString = option;
173   if (optionString.Data() == "deb") {
174     Info("Digitize","Called with option deb ");
175     fDebug = 3;
176   }
177
178   AliMUONChamber*   chamber;
179   AliSegmentation*  c1Segmentation; //Cathode plane c1 of the chamber
180   AliSegmentation*  c2Segmentation; //Cathode place c2 of the chamber
181
182   if (GetDebug()>2) Info("Digitize","AliMUONDigitizerv1::Digitize() starts");
183   fTDList = new TObjArray;
184
185   //Loaders (We assume input0 to be the output too)
186   AliRunLoader * runloader;    // Input   loader
187   AliLoader    * gime; 
188  
189   // Getting runloader
190   runloader    = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(0));
191   if (runloader == 0x0) {
192     Error("Digitize","RunLoader is not in input file 0");
193     return;  // RunDigitizer is not working.  
194   }
195   // Getting MUONloader
196   gime        = runloader->GetLoader("MUONLoader");
197   if (gime->TreeH()==0x0) {
198       if (GetDebug()>2) Info("Digitize","TreeH is not loaded yet. Loading...");
199      gime->LoadHits("READ");
200        if (GetDebug()>2) Info("Digitize","Now treeH is %#x. MUONLoader is %#x",gime->TreeH(),gime);
201   }
202
203   if (GetDebug()>2) Info("Digitize","Loaders ready");
204
205   if (runloader->GetAliRun() == 0x0) runloader->LoadgAlice();
206   gAlice = runloader->GetAliRun();
207
208   // Getting Module MUON  
209   AliMUON *pMUON  = (AliMUON *) gAlice->GetDetector("MUON");
210   if (!pMUON) {
211     Error("Digitize","Module MUON not found in the input file");
212     return;
213   }
214   // Getting Muon data
215   AliMUONData * muondata = pMUON->GetMUONData(); 
216   muondata->SetLoader(gime);
217   muondata->SetTreeAddress("H");
218
219   // Loading Event
220   Int_t currentevent = fManager->GetOutputEventNr();
221   
222   if (GetDebug()>2) cerr<<"AliMUONDigitizerv1::Digitize() Event Number is "<<currentevent <<endl;
223   if ( (currentevent<10)                                                 || 
224        (Int_t(TMath::Log10(currentevent)) == TMath::Log10(currentevent) ) )
225     cout <<"ALiMUONDigitizerv1::Digitize() Event Number is "<< currentevent <<endl;
226
227   // Output file for digits same as hits
228   //  AliRunLoader *  runloaderout  = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
229   //AliLoader * gimeout         = runloaderout->GetLoader("MUONLoader"); 
230   // New branch per chamber for MUON digit in the tree of digits
231   if (gime->TreeD() == 0x0) gime->MakeDigitsContainer();
232   TTree* treeD = gime->TreeD();
233   muondata->MakeBranch("D");
234   muondata->SetTreeAddress("D");
235
236   // Array of pointer of the AliMUONHitMapA1:
237   //  two HitMaps per chamber, or one HitMap per cahtode plane
238   fHitMap= new AliMUONHitMapA1* [2*AliMUONConstants::NCh()];
239
240   //Loop over chambers for the definition AliMUONHitMap
241   for (Int_t i=0; i<AliMUONConstants::NCh(); i++) {
242     chamber = &(pMUON->Chamber(i));
243     c1Segmentation = chamber->SegmentationModel(1); // Cathode plane 1
244     fHitMap[i] = new AliMUONHitMapA1(c1Segmentation, fTDList);
245     c2Segmentation = chamber->SegmentationModel(2); // Cathode plane 2
246     fHitMap[i+AliMUONConstants::NCh()] = new AliMUONHitMapA1(c2Segmentation, fTDList);
247   }
248
249 // Loop over files to merge and to digitize
250     fSignal = kTRUE;
251     for (Int_t inputFile=0; inputFile<fManager->GetNinputs(); inputFile++) {
252       if (GetDebug()>2) cerr<<"AliMUONDigitizerv1::Digitize() Input File is "<<inputFile<<endl;
253
254
255       // Connect MUON Hit branch
256       if (inputFile > 0 ) {
257         fSignal = kFALSE;
258          runloader    = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(inputFile));
259          if (runloader == 0x0) {
260            cerr<<"AliMUONDigitizerv1::Digitize() RunLoader for inputFile "<<inputFile<< " not found !!! "<<endl;
261          }
262          gime  = runloader->GetLoader("MUONLoader");
263          if (gime->TreeH() == 0x0) gime->LoadHits("READ");      
264          muondata->SetLoader(gime);
265          muondata->SetTreeAddress("H");
266       }
267
268       // Setting the address 
269       TTree *treeH = gime->TreeH();
270       if (treeH == 0x0) {
271         Error("Digitize","Can not get TreeH from input %d",inputFile);
272         Info("Digitize","Now treeH is %#x. MUONLoader is %#x",gime->TreeH(),gime);
273         return;
274       }
275       if (GetDebug()>2) {
276         cerr<<"AliMUONDigitizerv1::Exec inputFile is "<<inputFile<<" "<<endl;
277         cerr<<"AliMUONDigitizerv1::Exec treeH" << treeH <<endl;
278       }
279         
280       if (GetDebug()>2) cerr<<"AliMUONDigitizerv1::Exec Setting tree addresses"<<endl;
281
282       fMask = fManager->GetMask(inputFile);
283       //
284       // Loop over tracks
285       Int_t itrack;
286       Int_t ntracks = (Int_t) treeH->GetEntries();
287       for (itrack = 0; itrack < ntracks; itrack++) {
288         if (GetDebug()>2) cerr<<"AliMUONDigitizerv1::Exec itrack = "<<itrack<<endl;
289         muondata->ResetHits();
290         treeH->GetEvent(itrack);
291         //
292         //  Loop over hits
293         Int_t ihit, ichamber;
294         AliMUONHit* mHit;
295         TClonesArray* hits = muondata->Hits();
296         for(ihit = 0; ihit < hits->GetEntriesFast(); ihit++) {
297           mHit = static_cast<AliMUONHit*>(hits->At(ihit));
298           ichamber = mHit->Chamber()-1;  // chamber number
299           if (ichamber > AliMUONConstants::NCh()-1) {
300             cerr<<"AliMUONDigitizer: ERROR: "
301                 <<"fNch > AliMUONConstants::NCh()-1, fNch, NCh(): "
302                 <<ichamber<<", "<< AliMUONConstants::NCh()<<endl;
303             return;
304           }
305           chamber = &(pMUON->Chamber(ichamber));
306           //
307           //Dumping Hit content:
308           if (GetDebug()>2) {
309             cerr<<"AliMuonDigitizerv1::Exec ihit, ichamber, x, y, z, eloss " <<
310               ihit << " " << 
311               mHit->Chamber() << " " <<
312               mHit->X() << " " <<
313               mHit->Y() << " " <<
314               mHit->Z() << " " <<
315               mHit->Eloss() << " " << endl;
316           }
317           // 
318           // Inititializing Correlation
319           chamber->ChargeCorrelationInit();
320           if (ichamber < AliMUONConstants::NTrackingCh()) {
321             // Tracking Chamber
322             // Initialize hit position (cursor) in the segmentation model 
323             chamber->SigGenInit(mHit->X(), mHit->Y(), mHit->Z());
324           } else {
325             // Trigger Chamber 
326           }
327           MakeTransientDigit(itrack, ihit, mHit);
328         } // hit loop
329       } // track loop
330     } // end file loop
331     if (GetDebug()>2) cerr<<"AliMUONDigitizer::Exec End of hits, track and file loops"<<endl;
332
333     // Loop on cathodes
334     Int_t icat;
335     for(icat=0; icat<2; icat++) {
336       //
337       // Filling Digit List
338       Int_t tracks[kMAXTRACKS];
339       Int_t charges[kMAXTRACKS];
340       Int_t nentries = fTDList->GetEntriesFast();
341       Int_t digits[6];
342       for (Int_t nent = 0; nent < nentries; nent++) {
343         AliMUONTransientDigit *address = (AliMUONTransientDigit*)fTDList->At(nent);
344         if (address == 0) continue; 
345         Int_t ich = address->Chamber();
346         Int_t   q = address->Signal(); 
347         chamber = &(pMUON->Chamber(ich));
348         //
349         //  Digit Response (noise, threshold, saturation, ...)
350         AliMUONResponse * response = chamber->ResponseModel();
351         q = response->DigitResponse(q,address);
352         
353         if (!q) continue;
354         
355         digits[0] = address->PadX();
356         digits[1] = address->PadY();
357         digits[2] = address->Cathode()-1;
358         digits[3] = q;
359         digits[4] = address->Physics();
360         digits[5] = address->Hit();
361         
362         Int_t nptracks = address->GetNTracks();
363         
364         if (nptracks > kMAXTRACKS) {
365           if (GetDebug() >0) {
366             cerr<<"AliMUONDigitizer:Exec  nptracks > 10 "<<nptracks;
367             cerr<<"reset to max value "<<kMAXTRACKS<<endl;
368           }
369           nptracks = kMAXTRACKS;
370         }
371         if (nptracks > 2 && GetDebug() >2) {
372           cerr<<"AliMUONDigitizer::Exec  nptracks > 2 "<<nptracks<<endl;
373           //    printf("cat,ich,ix,iy,q %d %d %d %d %d \n",icat,ich,digits[0],digits[1],q);
374         }
375         for (Int_t tr = 0; tr < nptracks; tr++) {
376           tracks[tr]   = address->GetTrack(tr);
377           charges[tr]  = address->GetCharge(tr);
378         }      //end loop over list of tracks for one pad
379         // Sort list of tracks according to charge
380         if (nptracks > 1) {
381           SortTracks(tracks,charges,nptracks);
382         }
383         if (nptracks < kMAXTRACKS ) {
384           for (Int_t i = nptracks; i < kMAXTRACKS; i++) {
385             tracks[i]  = -1;
386             charges[i] = 0;
387           }
388         }
389         
390         // Add digits
391         if (GetDebug()>3) cerr<<"AliMUONDigitzerv1::Exex TransientDigit to Digit"<<endl;
392         if ( digits[2] == icat ) muondata->AddDigit(ich,tracks,charges,digits);
393       }
394       // Filling list of digits per chamber for a given cathode.
395       treeD->Fill();
396       muondata->ResetDigits();    
397     } // end loop cathode
398     fTDList->Delete();  
399     
400     for(Int_t ii = 0; ii < 2*AliMUONConstants::NCh(); ++ii) {
401       if (fHitMap[ii]) {
402         delete fHitMap[ii];
403         fHitMap[ii] = 0;
404       }
405     }
406     
407     if (GetDebug()>2) 
408       cerr<<"AliMUONDigitizer::Exec: writing the TreeD: "
409           <<treeD->GetName()<<endl;
410
411     gime->WriteDigits("OVERWRITE");
412     delete [] fHitMap;
413     delete fTDList;
414     
415     muondata->ResetHits();
416 }
417
418 //------------------------------------------------------------------------
419 void AliMUONDigitizerv1::SortTracks(Int_t *tracks,Int_t *charges,Int_t ntr)
420 {
421   //
422   // Sort the list of tracks contributing to a given digit
423   // Only the 3 most significant tracks are acctually sorted
424   //
425   
426   //
427   //  Loop over signals, only 3 times
428   //
429   
430   Int_t qmax;
431   Int_t jmax;
432   Int_t idx[3] = {-2,-2,-2};
433   Int_t jch[3] = {-2,-2,-2};
434   Int_t jtr[3] = {-2,-2,-2};
435   Int_t i,j,imax;
436   
437   if (ntr<3) imax=ntr;
438   else imax=3;
439   for(i=0;i<imax;i++){
440     qmax=0;
441     jmax=0;
442     
443     for(j=0;j<ntr;j++){
444       
445       if((i == 1 && j == idx[i-1]) 
446          ||(i == 2 && (j == idx[i-1] || j == idx[i-2]))) continue;
447       
448       if(charges[j] > qmax) {
449         qmax = charges[j];
450         jmax=j;
451       }       
452     } 
453     
454     if(qmax > 0) {
455       idx[i]=jmax;
456       jch[i]=charges[jmax]; 
457       jtr[i]=tracks[jmax];
458     }
459     
460   } 
461   
462   for(i=0;i<3;i++){
463     if (jtr[i] == -2) {
464       charges[i]=0;
465       tracks[i]=0;
466     } else {
467       charges[i]=jch[i];
468       tracks[i]=jtr[i];
469     }
470   }
471 }