Integrate CPV to AliReconstruction
[u/mrichter/AliRoot.git] / PHOS / PHOSbase / AliPHOSRawDigiProducer.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 2007, 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 //This class produces PHOS digits of one event
19 //using AliPHOSRawFitter. 
20 //
21 //   For example:
22 //   TClonesArray *digits = new TClonesArray("AliPHOSDigit",100);
23 //   AliRawReader* rawReader = new AliRawReaderDate("2006run2211.raw");
24 //   AliPHOSRawDecoder dc(rawReader);
25 //   while (rawReader->NextEvent()) {
26 //     AliPHOSRawDigiProducer producer;
27 //     producer.MakeDigits(digits,&dc);
28 //   }
29
30 // Author: Boris Polichtchouk
31
32 // --- ROOT system ---
33 #include "TClonesArray.h"
34
35 // --- AliRoot header files ---
36 #include "AliPHOSRawDigiProducer.h"
37 #include "AliPHOSRawFitterv0.h"
38 #include "AliPHOSGeometry.h"
39 #include "AliPHOSDigit.h"
40 #include "AliPHOSCalibData.h"
41 #include "AliPHOSPulseGenerator.h"
42 #include "AliCaloRawStreamV3.h"
43 #include "AliLog.h"
44
45 ClassImp(AliPHOSRawDigiProducer)
46
47 AliPHOSCalibData * AliPHOSRawDigiProducer::fgCalibData  = 0 ; 
48
49 //--------------------------------------------------------------------------------------
50 AliPHOSRawDigiProducer::AliPHOSRawDigiProducer():
51   TObject(),
52   fEmcMinE(0.),
53   fCpvMinE(0.),
54   fSampleQualityCut(1.),
55   fSampleToSec(0.),
56   fEmcCrystals(0),
57   fGeom(0),
58   fPulseGenerator(0),
59   fRawReader(0),
60   fRawStream(0),
61   fADCValuesLG(0),
62   fADCValuesHG(0)
63 {
64   // Default constructor
65
66   fGeom=AliPHOSGeometry::GetInstance() ;
67   if(!fGeom) fGeom = AliPHOSGeometry::GetInstance("IHEP");
68
69   fEmcCrystals=fGeom->GetNCristalsInModule()*fGeom->GetNModules() ;
70   fPulseGenerator = new AliPHOSPulseGenerator();
71   GetCalibrationParameters() ; 
72
73 }
74 //--------------------------------------------------------------------------------------
75 AliPHOSRawDigiProducer::AliPHOSRawDigiProducer(AliRawReader *rawReader,
76                                                AliAltroMapping **mapping):
77   TObject(),
78   fEmcMinE(0.),
79   fCpvMinE(0.),
80   fSampleQualityCut(1.),
81   fSampleToSec(0.),
82   fEmcCrystals(0),
83   fGeom(0),
84   fPulseGenerator(0),
85   fRawReader(rawReader),
86   fRawStream(0),
87   fADCValuesLG(0),
88   fADCValuesHG(0)
89 {
90   // Default constructor
91
92   fGeom=AliPHOSGeometry::GetInstance() ;
93   if(!fGeom) fGeom = AliPHOSGeometry::GetInstance("IHEP");
94
95   fEmcCrystals=fGeom->GetNCristalsInModule()*fGeom->GetNModules() ;
96   fPulseGenerator = new AliPHOSPulseGenerator();
97   GetCalibrationParameters() ; 
98
99   fRawStream = new AliCaloRawStreamV3(rawReader,"PHOS",mapping);
100
101 }
102 //--------------------------------------------------------------------------------------
103 AliPHOSRawDigiProducer::AliPHOSRawDigiProducer(const AliPHOSRawDigiProducer &dp):
104   TObject(),
105   fEmcMinE(0.),
106   fCpvMinE(0.),
107   fSampleQualityCut(1.),
108   fSampleToSec(0.),
109   fEmcCrystals(0),
110   fGeom(0),
111   fPulseGenerator(0),
112   fRawReader(0),
113   fRawStream(0),
114   fADCValuesLG(0),
115   fADCValuesHG(0)
116
117 {                                                          
118   // Copy constructor
119
120   fEmcMinE = dp.fEmcMinE ;
121   fCpvMinE = dp.fCpvMinE ;
122   fSampleQualityCut = dp.fSampleQualityCut;
123   fSampleToSec = dp.fSampleToSec ;
124   fEmcCrystals = dp.fEmcCrystals ;
125   fPulseGenerator = new AliPHOSPulseGenerator();
126   fGeom = dp.fGeom ;
127 }
128 //--------------------------------------------------------------------------------------
129 AliPHOSRawDigiProducer& AliPHOSRawDigiProducer::operator= (const AliPHOSRawDigiProducer &dp)
130 {
131   // Assign operator
132
133   if(&dp == this) return *this;
134
135   fEmcMinE = dp.fEmcMinE ;
136   fCpvMinE = dp.fCpvMinE ;
137   fSampleQualityCut = dp.fSampleQualityCut ;
138   fSampleToSec = dp.fSampleToSec ;
139   fEmcCrystals = dp.fEmcCrystals ;
140   fGeom = dp.fGeom ;
141   if(fPulseGenerator) delete fPulseGenerator ;
142   fPulseGenerator = new AliPHOSPulseGenerator();
143   return  *this;
144
145 //--------------------------------------------------------------------------------------
146 AliPHOSRawDigiProducer::~AliPHOSRawDigiProducer()
147 {
148   // Destructor
149   if(fPulseGenerator) delete fPulseGenerator ;
150   fPulseGenerator=0 ;
151   delete fRawStream;
152   delete [] fADCValuesLG;
153   delete [] fADCValuesHG;
154 }
155 //--------------------------------------------------------------------------------------
156 void AliPHOSRawDigiProducer::MakeDigits(TClonesArray *digits, AliPHOSRawFitterv0* fitter) 
157 {
158   // Create a temporary array of LG digits and then make digits from raw data
159
160   TClonesArray *tmpLG = new TClonesArray("AliPHOSDigit",10000) ;
161   MakeDigits(digits, tmpLG, fitter);
162   tmpLG->Delete();
163   delete tmpLG;
164 }
165 //--------------------------------------------------------------------------------------
166 void AliPHOSRawDigiProducer::MakeDigits(TClonesArray *digits, TClonesArray *tmpDigLG, AliPHOSRawFitterv0* fitter) 
167 {
168   //Makes the job.
169   //TClonesArray *digits, *tmpDigLG and raw data fitter should be provided by calling function.
170
171   Int_t iDigit=0 ;
172   Int_t relId[4], absId=-1, caloFlag=-1;
173   
174   const Double_t baseLine=1. ; //Minimal energy of digit in ADC ch. 
175
176   //Calculate conversion coeff. from Sample time step to seconds
177   //If OCDB contains negative or zero value - use one from RCU trailer
178   //Negative value in OCDB is used only for simulation of raw digits
179   if(fgCalibData->GetSampleTimeStep()>0.)
180     fSampleToSec=fgCalibData->GetSampleTimeStep() ;
181   else
182     fSampleToSec=fRawStream->GetTSample() ;
183   
184   // Clear a temporary array for LowGain digits
185   tmpDigLG->Clear();
186   Int_t ilgDigit=0 ;
187
188   //Let fitter subtract pedestals in case of ZS
189   fitter->SetCalibData(fgCalibData) ;
190   
191   while (fRawStream->NextDDL()) {
192     while (fRawStream->NextChannel()) {
193       relId[0] = 5 - fRawStream->GetModule() ; // counts from 1 to 5
194       relId[1] = 0;                            // 0=EMC
195       relId[2] = fRawStream->GetCellX()  + 1;  // counts from 1 to 64
196       relId[3] = fRawStream->GetCellZ()  + 1;  // counts from 1 to 56
197       caloFlag = fRawStream->GetCaloFlag();    // 0=LG, 1=HG, 2=TRU
198       
199       if(caloFlag!=0 && caloFlag!=1) continue; //TRU data!
200       
201       fitter->SetChannelGeo(relId[0],relId[2],relId[3],caloFlag);
202
203       if(fitter->GetAmpOffset()==0 && fitter->GetAmpThreshold()==0) {
204         short value = fRawStream->GetAltroCFG1();
205         bool ZeroSuppressionEnabled = (value >> 15) & 0x1;
206         if(ZeroSuppressionEnabled) {
207           short offset = (value >> 10) & 0xf;
208           short threshold = value & 0x3ff;
209           fitter->SubtractPedestals(kFALSE);
210           fitter->SetAmpOffset(offset);
211           fitter->SetAmpThreshold(threshold);
212         }
213       }
214       
215       fGeom->RelToAbsNumbering(relId, absId);
216       
217       fitter->SetNBunches(0);
218       Int_t sigStart =0 ;
219       Int_t sigLength=0 ;
220       while (fRawStream->NextBunch()) { //Take the first in time bunch
221         const UShort_t *sig = fRawStream->GetSignals();
222         sigStart  = fRawStream->GetStartTimeBin();
223         sigLength = fRawStream->GetBunchLength();
224         fitter->Eval(sig,sigStart,sigLength);
225         if      (caloFlag == AliCaloRawStreamV3::kLowGain) {
226           delete [] fADCValuesLG;
227           fADCValuesLG = new Int_t[sigLength];
228           for (Int_t i=0; i<sigLength; i++)
229             fADCValuesLG[sigLength-i-1] = sig[i];
230         }
231         else if (caloFlag == AliCaloRawStreamV3::kHighGain) {
232           delete [] fADCValuesHG;
233           fADCValuesHG = new Int_t[sigLength];
234           for (Int_t i=0; i<sigLength; i++)
235             fADCValuesHG[sigLength-i-1] = sig[i];
236         }
237       } // End of NextBunch()
238
239       
240       Double_t energy = fitter->GetEnergy() ; 
241       Double_t time   = fitter->GetTime() ;
242       if(energy<=baseLine) //in ADC channels
243         continue ;
244
245       //remove digits with bad shape. Fitter should calculate quality so that 
246       //in default case quality [0,1], while larger values of quality mean somehow 
247       //corrupted samples, 999 means obviously corrupted sample.
248       //It is difficult to fit samples with overflow (even setting cut on overflow values)
249       //because too few points are left to fit. So we do not evaluate samples with overflow
250
251       if(fitter->GetSignalQuality() > fSampleQualityCut && !(fitter->IsOverflow()))
252         continue ;
253       
254       energy = CalibrateE(energy,relId,!caloFlag) ;
255
256       //convert time from sample bin units to s
257       time*=fSampleToSec ;
258 //CalibrateT moved to Clusterizer
259 //      time = CalibrateT(time,relId,!caloFlag) ;
260       // subtract RCU L1 phase (L1Phase is in seconds) w.r.t. L0:
261       //Very strange behaviour of electronics, but cross-checkes several times...
262       if( fRawStream->GetL1Phase()<55.*1.e-9 ) //for phase=0,25,50
263         time -= fRawStream->GetL1Phase();
264       else //for phase 75
265         time += 25.*1.e-9 ;
266       
267       if(energy <= 0.) 
268         continue;
269       
270       if (caloFlag == AliCaloRawStreamV3::kLowGain) {
271         new((*tmpDigLG)[ilgDigit]) AliPHOSDigit(-1,absId,(Float_t)energy,(Float_t)time);
272         if (sigLength>0 && fADCValuesLG!=0)
273           static_cast<AliPHOSDigit*>(tmpDigLG->At(ilgDigit))->SetALTROSamplesLG(sigLength,fADCValuesLG);
274         ilgDigit++ ; 
275       }
276       else if (caloFlag == AliCaloRawStreamV3::kHighGain) {
277         if(fitter->IsOverflow()) //Keep this digit to replace it by Low Gain later.
278           //If there is no LogGain it wil be removed by cut on Min E
279           new((*digits)[iDigit]) AliPHOSDigit(-1,absId,-1.f,(Float_t)time);
280         else
281           new((*digits)[iDigit]) AliPHOSDigit(-1,absId,(Float_t)energy,(Float_t)time);
282         if (sigLength>0 && fADCValuesHG!=0)
283           static_cast<AliPHOSDigit*>(digits->At(iDigit))->SetALTROSamplesHG(sigLength,fADCValuesHG);
284         iDigit++;
285       }
286     } // End of NextChannel()
287
288     //Now scan created LG and HG digits and keep only those which appeared in both lists 
289     //replace energy of HighGain digits only if there is overflow
290     //negative energy (overflow)
291     digits->Sort() ;
292     tmpDigLG->Sort() ;
293     Int_t iLG = 0;
294     Int_t nLG1 = tmpDigLG->GetEntriesFast()-1 ;
295     
296     for(Int_t iDig=0 ; iDig < digits->GetEntriesFast() ; iDig++) { 
297       AliPHOSDigit * digHG = dynamic_cast<AliPHOSDigit*>(digits->At(iDig)) ;
298       if (!digHG) continue;
299       AliPHOSDigit * digLG = dynamic_cast<AliPHOSDigit*>(tmpDigLG->At(iLG)) ;
300       while(digLG && iLG<nLG1 && digHG->GetId()> digLG->GetId()){
301         iLG++ ;
302         digLG = dynamic_cast<AliPHOSDigit*>(tmpDigLG->At(iLG)) ;
303       }
304       absId=digHG->GetId() ;
305       fGeom->AbsToRelNumbering(absId,relId) ;
306  
307       if(digLG && digHG->GetId() == digLG->GetId()){ //we found pair
308         if(digHG->GetEnergy()<0.){ //This is overflow in HG
309           digHG->SetTime(digLG->GetTime()) ;
310           digHG->SetEnergy(digLG->GetEnergy()) ;
311           digHG->SetLG(kTRUE) ;
312         }
313       }
314       else{ //no pair - remove
315         if(digHG->GetEnergy()<0.) //no pair, in saturation
316           digits->RemoveAt(iDig) ;                                                          
317       }
318     }
319   } // End of NextDDL()
320
321   CleanDigits(digits) ;
322   
323 }
324 //____________________________________________________________________________
325 Double_t AliPHOSRawDigiProducer::CalibrateE(Double_t amp, Int_t* relId, Bool_t isLowGain)
326 {
327   // Convert EMC LG amplitude to HG (multipli by ~16)
328   // Calibration parameters are taken from calibration data base 
329   if(fgCalibData){ 
330     Int_t   module = relId[0];  
331     Int_t   column = relId[3];
332     Int_t   row    = relId[2];
333     if(relId[1]==0) { // this is EMC 
334       if(isLowGain){
335         amp*= fgCalibData->GetHighLowRatioEmc(module,column,row);
336       }
337       return amp ;         
338     }         
339   }          
340   return 0;        
341 }
342 //____________________________________________________________________________
343 Double_t AliPHOSRawDigiProducer::CalibrateT(Double_t time, Int_t * relId, Bool_t /* isLowGain */)
344 {
345   //Calibrate time
346   if(fgCalibData){
347     Int_t   module = relId[0];
348     Int_t   column = relId[3];
349     Int_t   row    = relId[2];
350     if(relId[1]==0) { // this is EMC
351       time += fgCalibData->GetTimeShiftEmc(module,column,row);                   
352       return time ;             
353     }
354   }
355  
356   return -999.;
357 }
358 //____________________________________________________________________________
359 void AliPHOSRawDigiProducer::CleanDigits(TClonesArray * digits)
360 {
361   // remove digits with amplitudes below threshold.
362   // remove digits in bad channels
363   // sort digits with icreasing AbsId
364   
365   //remove digits in bad map and below threshold
366   Bool_t isBadMap = 0 ;
367   if(fgCalibData->GetNumOfEmcBadChannels()){
368     isBadMap=1 ;
369   }
370   
371   for(Int_t i=0; i<digits->GetEntriesFast(); i++){
372     AliPHOSDigit * digit = static_cast<AliPHOSDigit*>(digits->At(i)) ;
373     if(!digit)
374       continue  ;
375     if ( (IsInEMC(digit) && digit->GetEnergy() < fEmcMinE) ||
376          (IsInCPV(digit) && digit->GetEnergy() < fCpvMinE) ){
377       digits->RemoveAt(i) ;
378       continue ;
379     }
380     if(isBadMap){ //check bad map now
381       Int_t relid[4] ;
382       fGeom->AbsToRelNumbering(digit->GetId(), relid) ; 
383       if(fgCalibData->IsBadChannelEmc(relid[0],relid[3],relid[2])){
384         digits->RemoveAt(i) ;
385       }
386     }
387   }
388
389   //Compress, sort and set indexes
390   digits->Compress() ;
391 //  digits->Sort(); already sorted earlier
392   for (Int_t i = 0 ; i < digits->GetEntriesFast() ; i++) { 
393     AliPHOSDigit *digit = static_cast<AliPHOSDigit*>( digits->At(i) ) ; 
394     digit->SetIndexInList(i) ;     
395   }
396 }
397 //____________________________________________________________________________
398 Bool_t AliPHOSRawDigiProducer::IsInEMC(AliPHOSDigit * digit) const
399 {
400   // Tells if (true) or not (false) the digit is in a PHOS-EMC module
401   return digit->GetId() <= fEmcCrystals ;
402
403 }
404
405 //____________________________________________________________________________
406 Bool_t AliPHOSRawDigiProducer::IsInCPV(AliPHOSDigit * digit) const
407 {
408   // Tells if (true) or not (false) the digit is in a PHOS-CPV module
409   return digit->GetId() > fEmcCrystals ;
410 }
411 //____________________________________________________________________________
412 void AliPHOSRawDigiProducer::GetCalibrationParameters() 
413 {
414   // Set calibration parameters:
415   // if calibration database exists, they are read from database,
416   // otherwise, reconstruction stops in the constructor of AliPHOSCalibData
417   //
418   // It is a user responsilibity to open CDB before reconstruction, for example: 
419   // AliCDBStorage* storage = AliCDBManager::Instance()->GetStorage("local://CalibDB");
420
421   if (!fgCalibData){
422     fgCalibData = new AliPHOSCalibData(-1); //use AliCDBManager's run number
423   }
424   if (fgCalibData->GetCalibDataEmc() == 0)
425     AliFatal("Calibration parameters for PHOS EMC not found. Stop reconstruction.\n");
426   if (fgCalibData->GetCalibDataCpv() == 0)
427     AliFatal("Calibration parameters for PHOS CPV not found. Stop reconstruction.\n");
428 }