Moving the classes that belong to the following libraries: STEERBase, ESD, CDB, AOD...
[u/mrichter/AliRoot.git] / STEER / AOD / AliAODTrack.h
1 #ifndef AliAODTrack_H
2 #define AliAODTrack_H
3 /* Copyright(c) 1998-2007, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6 /* $Id$ */
7
8 //-------------------------------------------------------------------------
9 //     AOD track implementation of AliVTrack
10 //     Author: Markus Oldenburg, CERN
11 //-------------------------------------------------------------------------
12
13 #include <TRef.h>
14 #include <TBits.h>
15
16 #include "AliVTrack.h"
17 #include "AliAODVertex.h"
18 #include "AliAODRedCov.h"
19 #include "AliAODPid.h"
20  
21
22 class AliVVertex;
23
24 class AliAODTrack : public AliVTrack {
25
26  public:
27   
28   enum AODTrk_t {kUndef = -1, 
29                  kPrimary, 
30                  kSecondary, 
31                  kOrphan};
32
33   enum AODTrkBits_t {
34     kIsDCA=BIT(14),   // set if fPosition is the DCA and not the position of the first point
35     kUsedForVtxFit=BIT(15), // set if this track was used to fit the vertex it is attached to
36     kUsedForPrimVtxFit=BIT(16), // set if this track was used to fit the primary vertex
37     kIsTPCOnly=BIT(17), // set if this track is a SA TPC track constrained to the SPD vertex, needs to be skipped in any track loop to avoid double counting
38     kIsHybridITSTPC=BIT(18), // set if this track can be used as a hybrid track i.e. Gbobal tracks with certain slecetion plus the TPC constrained tracks that did not pass the selection
39     kIsHybridTPC=BIT(19) //  for TPC tracks that have been selected with a combination of cuts involving the ITS, tracks without ITS information are taken from TPC only
40   };
41
42   enum AODTrkPID_t {
43     kElectron     =  0,
44     kMuon         =  1,
45     kPion         =  2,
46     kKaon         =  3,
47     kProton       =  4,
48     kDeuteron     =  5,
49     kTriton       =  6,
50     kHelium3      =  7,
51     kAlpha        =  8,
52     kUnknown      =  9,
53     kMostProbable = -1
54   };
55
56   AliAODTrack();
57   AliAODTrack(Short_t id,
58               Int_t label,
59               Double_t p[3],
60               Bool_t cartesian,
61               Double_t x[3],
62               Bool_t dca,
63               Double_t covMatrix[21],
64               Short_t q,
65               UChar_t itsClusMap,
66               Double_t pid[10],
67               AliAODVertex *prodVertex,
68               Bool_t usedForVtxFit,
69               Bool_t usedForPrimVtxFit,
70               AODTrk_t ttype=kUndef,
71               UInt_t selectInfo=0,
72               Float_t chi2perNDF = -999.);
73
74   AliAODTrack(Short_t id,
75               Int_t label,
76               Float_t p[3],
77               Bool_t cartesian,
78               Float_t x[3],
79               Bool_t dca,
80               Float_t covMatrix[21],
81               Short_t q,
82               UChar_t itsClusMap,
83               Float_t pid[10],
84               AliAODVertex *prodVertex,
85               Bool_t usedForVtxFit,
86               Bool_t usedForPrimVtxFit,
87               AODTrk_t ttype=kUndef,
88               UInt_t selectInfo=0,
89               Float_t chi2perNDF = -999.);
90
91   virtual ~AliAODTrack();
92   AliAODTrack(const AliAODTrack& trk); 
93   AliAODTrack& operator=(const AliAODTrack& trk);
94
95   // kinematics
96   virtual Double_t OneOverPt() const { return (fMomentum[0] != 0.) ? 1./fMomentum[0] : -999.; }
97   virtual Double_t Phi()       const { return fMomentum[1]; }
98   virtual Double_t Theta()     const { return fMomentum[2]; }
99   
100   virtual Double_t Px() const { return fMomentum[0] * TMath::Cos(fMomentum[1]); }
101   virtual Double_t Py() const { return fMomentum[0] * TMath::Sin(fMomentum[1]); }
102   virtual Double_t Pz() const { return fMomentum[0] / TMath::Tan(fMomentum[2]); }
103   virtual Double_t Pt() const { return fMomentum[0]; }
104   virtual Double_t P()  const { return TMath::Sqrt(Pt()*Pt()+Pz()*Pz()); }
105   virtual Bool_t   PxPyPz(Double_t p[3]) const { p[0] = Px(); p[1] = Py(); p[2] = Pz(); return kTRUE; }
106
107   virtual Double_t Xv() const { return GetProdVertex() ? GetProdVertex()->GetX() : -999.; }
108   virtual Double_t Yv() const { return GetProdVertex() ? GetProdVertex()->GetY() : -999.; }
109   virtual Double_t Zv() const { return GetProdVertex() ? GetProdVertex()->GetZ() : -999.; }
110   virtual Bool_t   XvYvZv(Double_t x[3]) const { x[0] = Xv(); x[1] = Yv(); x[2] = Zv(); return kTRUE; }
111
112   Double_t Chi2perNDF()  const { return fChi2perNDF; }
113   UShort_t GetTPCNcls()  const { return fTPCClusterMap.CountBits();}
114   
115   virtual Double_t M() const { return M(GetMostProbablePID()); }
116   Double_t M(AODTrkPID_t pid) const;
117   virtual Double_t E() const { return E(GetMostProbablePID()); }
118   Double_t E(AODTrkPID_t pid) const;
119   Double_t E(Double_t m) const { return TMath::Sqrt(P()*P() + m*m); }
120   virtual Double_t Y() const { return Y(GetMostProbablePID()); }
121   Double_t Y(AODTrkPID_t pid) const;
122   Double_t Y(Double_t m) const;
123   
124   virtual Double_t Eta() const { return -TMath::Log(TMath::Tan(0.5 * fMomentum[2])); }
125
126   virtual Short_t  Charge() const {return fCharge; }
127
128   virtual Bool_t   PropagateToDCA(const AliVVertex *vtx, 
129           Double_t b, Double_t maxd, Double_t dz[2], Double_t covar[3]);
130
131   // PID
132   virtual const Double_t *PID() const { return fPID; }
133   AODTrkPID_t GetMostProbablePID() const;
134   void ConvertAliPIDtoAODPID();
135   void SetDetPID(AliAODPid *aodpid) {fDetPid = aodpid;}
136
137   template <class T> void GetPID(T *pid) const {
138     for(Int_t i=0; i<10; ++i) pid[i]=fPID[i];}
139  
140   template <class T> void SetPID(const T *pid) {
141     if(pid) for(Int_t i=0; i<10; ++i) fPID[i]=pid[i];
142     else {for(Int_t i=0; i<10; fPID[i++]=0.) ; fPID[AliAODTrack::kUnknown]=1.;}}
143
144   Bool_t IsOn(Int_t mask) const {return (fFlags&mask)>0;}
145   ULong_t GetStatus() const { return GetFlags(); }
146   ULong_t GetFlags() const { return fFlags; }
147
148   Int_t   GetID() const { return (Int_t)fID; }
149   Int_t   GetLabel() const { return fLabel; } 
150   Char_t  GetType() const { return fType;}
151   Bool_t  IsPrimaryCandidate() const;
152   Bool_t  GetUsedForVtxFit() const { return TestBit(kUsedForVtxFit); }
153   Bool_t  GetUsedForPrimVtxFit() const { return TestBit(kUsedForPrimVtxFit); }
154   Bool_t  IsHybridITSTPC() const { return TestBit(kIsHybridITSTPC); }
155   Bool_t  IsHybridTPC() const { return TestBit(kIsHybridTPC); }
156   Bool_t  IsTPCOnly() const { return TestBit(kIsTPCOnly); }
157   //
158   Int_t   GetTOFBunchCrossing(Double_t b=0) const;
159   //
160   template <class T> void GetP(T *p) const {
161     p[0]=fMomentum[0]; p[1]=fMomentum[1]; p[2]=fMomentum[2];}
162
163 //  template <class T> void GetPxPyPz(T *p) const {
164 //    p[0] = Px(); p[1] = Py(); p[2] = Pz();}
165   Bool_t GetPxPyPz(Double_t *p) const;
166
167   template <class T> Bool_t GetPosition(T *x) const {
168     x[0]=fPosition[0]; x[1]=fPosition[1]; x[2]=fPosition[2];
169     return TestBit(kIsDCA);}
170
171   template <class T> void SetCovMatrix(const T *covMatrix) {
172     if(!fCovMatrix) fCovMatrix=new AliAODRedCov<6>();
173     fCovMatrix->SetCovMatrix(covMatrix);}
174
175   template <class T> Bool_t GetCovMatrix(T *covMatrix) const {
176     if(!fCovMatrix) return kFALSE;
177     fCovMatrix->GetCovMatrix(covMatrix); return kTRUE;}
178
179   Bool_t GetXYZ(Double_t *p) const {
180     return GetPosition(p); }
181
182   Bool_t GetCovarianceXYZPxPyPz(Double_t cv[21]) const {
183     return GetCovMatrix(cv);}
184
185   void RemoveCovMatrix() {delete fCovMatrix; fCovMatrix=NULL;}
186
187   Double_t XAtDCA() const { return fPositionAtDCA[0]; }
188   Double_t YAtDCA() const { return fPositionAtDCA[1]; }
189   Double_t ZAtDCA() const {
190     if (IsMuonTrack()) return fPosition[2];
191     else if (TestBit(kIsDCA)) return fPosition[1];
192     else return -999.; }
193   Bool_t   XYZAtDCA(Double_t x[3]) const { x[0] = XAtDCA(); x[1] = YAtDCA(); x[2] = ZAtDCA(); return kTRUE; }
194   
195   Double_t DCA() const {
196     if (IsMuonTrack()) return TMath::Sqrt(XAtDCA()*XAtDCA() + YAtDCA()*YAtDCA());
197     else if (TestBit(kIsDCA)) return fPosition[0];
198     else return -999.; }
199   
200   Double_t PxAtDCA() const { return fMomentumAtDCA[0]; }
201   Double_t PyAtDCA() const { return fMomentumAtDCA[1]; }
202   Double_t PzAtDCA() const { return fMomentumAtDCA[2]; }
203   Double_t PAtDCA() const { return TMath::Sqrt(PxAtDCA()*PxAtDCA() + PyAtDCA()*PyAtDCA() + PzAtDCA()*PzAtDCA()); }
204   Bool_t   PxPyPzAtDCA(Double_t p[3]) const { p[0] = PxAtDCA(); p[1] = PyAtDCA(); p[2] = PzAtDCA(); return kTRUE; }
205   
206   Double_t GetRAtAbsorberEnd() const { return fRAtAbsorberEnd; }
207   
208   UChar_t  GetITSClusterMap() const       { return (UChar_t)(fITSMuonClusterMap&0xff); }
209   Int_t    GetITSNcls() const; 
210   Bool_t   HasPointOnITSLayer(Int_t i) const { return TESTBIT(GetITSClusterMap(),i); }
211   UShort_t GetHitsPatternInTrigCh() const { return (UShort_t)((fITSMuonClusterMap&0xff00)>>8); }
212   UInt_t   GetMUONClusterMap() const      { return (fITSMuonClusterMap&0x3ff0000)>>16; }
213   UInt_t   GetITSMUONClusterMap() const   { return fITSMuonClusterMap; }
214   
215   Bool_t  TestFilterBit(UInt_t filterBit) const {return (Bool_t) ((filterBit & fFilterMap) != 0);}
216   Bool_t  TestFilterMask(UInt_t filterMask) const {return (Bool_t) ((filterMask & fFilterMap) == filterMask);}
217   void    SetFilterMap(UInt_t i){fFilterMap = i;}
218   UInt_t  GetFilterMap(){return fFilterMap;}
219
220   const TBits& GetTPCClusterMap() const {return fTPCClusterMap;}
221   Float_t GetTPCClusterInfo(Int_t nNeighbours=3, Int_t type=0, Int_t row0=0, Int_t row1=159) const;
222   
223   const TBits& GetTPCSharedMap() const {return fTPCSharedMap;}
224   void    SetTPCClusterMap(const TBits amap) {fTPCClusterMap = amap;}
225   void    SetTPCSharedMap(const TBits amap) {fTPCSharedMap = amap;}
226   void    SetTPCPointsF(UShort_t  findable){fTPCnclsF = findable;}
227
228   UShort_t GetTPCNclsF() const { return fTPCnclsF;}
229
230   //pid signal interface
231   Double_t  GetITSsignal()       const { return fDetPid?fDetPid->GetITSsignal():0.;    }
232   Double_t  GetTPCsignal()       const { return fDetPid?fDetPid->GetTPCsignal():0.;    }
233   UShort_t  GetTPCsignalN()      const { return fDetPid?fDetPid->GetTPCsignalN():0;    }
234   Double_t  GetTPCmomentum()     const { return fDetPid?fDetPid->GetTPCmomentum():0.;  }
235   Double_t  GetTOFsignal()       const { return fDetPid?fDetPid->GetTOFsignal():0.; }
236   void      GetIntegratedTimes(Double_t *times) const {if (fDetPid) fDetPid->GetIntegratedTimes(times); }
237   Double_t  GetTRDslice(Int_t plane, Int_t slice) const;
238   Double_t  GetTRDmomentum(Int_t plane, Double_t */*sp*/=0x0) const;
239   void      GetHMPIDpid(Double_t *p) const { if (fDetPid) fDetPid->GetHMPIDprobs(p); }
240
241   
242   AliAODPid    *GetDetPid() const { return fDetPid; }
243   AliAODVertex *GetProdVertex() const { return (AliAODVertex*)fProdVertex.GetObject(); }
244   
245   // print
246   void  Print(const Option_t *opt = "") const;
247
248   // setters
249   void SetFlags(ULong_t flags) { fFlags = flags; }
250   void SetStatus(ULong_t flags) { fFlags|=flags; }
251   void ResetStatus(ULong_t flags) { fFlags&=~flags; }
252
253   void SetID(Short_t id) { fID = id; }
254   void SetLabel(Int_t label) { fLabel = label; }
255
256   template <class T> void SetPosition(const T *x, Bool_t isDCA = kFALSE);
257   void SetDCA(Double_t d, Double_t z);
258   void SetUsedForVtxFit(Bool_t used = kTRUE) { used ? SetBit(kUsedForVtxFit) : ResetBit(kUsedForVtxFit); }
259   void SetUsedForPrimVtxFit(Bool_t used = kTRUE) { used ? SetBit(kUsedForPrimVtxFit) : ResetBit(kUsedForPrimVtxFit); }
260   void SetIsHybridITSTPC(Bool_t hybrid = kTRUE) { hybrid ? SetBit(kIsHybridITSTPC) : ResetBit(kIsHybridITSTPC); }
261   void SetIsHybridTPC(Bool_t hybrid = kTRUE) { hybrid ? SetBit(kIsHybridTPC) : ResetBit(kIsHybridTPC); }
262   void SetIsTPCOnly(Bool_t b = kTRUE) { b ? SetBit(kIsTPCOnly) : ResetBit(kIsTPCOnly); }
263
264   void SetOneOverPt(Double_t oneOverPt) { fMomentum[0] = 1. / oneOverPt; }
265   void SetPt(Double_t pt) { fMomentum[0] = pt; };
266   void SetPhi(Double_t phi) { fMomentum[1] = phi; }
267   void SetTheta(Double_t theta) { fMomentum[2] = theta; }
268   template <class T> void SetP(const T *p, Bool_t cartesian = kTRUE);
269   void SetP() {fMomentum[0]=fMomentum[1]=fMomentum[2]=-999.;}
270
271   void SetXYAtDCA(Double_t x, Double_t y) {fPositionAtDCA[0] = x; fPositionAtDCA[1] = y;}
272   void SetPxPyPzAtDCA(Double_t pX, Double_t pY, Double_t pZ) {fMomentumAtDCA[0] = pX; fMomentumAtDCA[1] = pY; fMomentumAtDCA[2] = pZ;}
273   
274   void SetRAtAbsorberEnd(Double_t r) { fRAtAbsorberEnd = r; }
275   
276   void SetCharge(Short_t q) { fCharge = q; }
277   void SetChi2perNDF(Double_t chi2perNDF) { fChi2perNDF = chi2perNDF; }
278
279   void SetITSClusterMap(UChar_t itsClusMap)                 { fITSMuonClusterMap = (fITSMuonClusterMap&0xffffff00)|(((UInt_t)itsClusMap)&0xff); }
280   void SetHitsPatternInTrigCh(UShort_t hitsPatternInTrigCh) { fITSMuonClusterMap = (fITSMuonClusterMap&0xffff00ff)|((((UInt_t)hitsPatternInTrigCh)&0xff)<<8); }
281   void SetMuonClusterMap(UInt_t muonClusMap)                { fITSMuonClusterMap = (fITSMuonClusterMap&0xfc00ffff)|((muonClusMap&0x3ff)<<16); }
282   void SetITSMuonClusterMap(UInt_t itsMuonClusMap)          { fITSMuonClusterMap = itsMuonClusMap; }
283
284   Int_t GetMatchTrigger() const {return fITSMuonClusterMap>>30;}
285                                         //  0 Muon track does not match trigger
286                                         //  1 Muon track match but does not pass pt cut
287                                         //  2 Muon track match Low pt cut
288                                         //  3 Muon track match High pt cut
289   void     SetMatchTrigger(Int_t MatchTrigger);
290   Bool_t   MatchTrigger() const { return (GetMatchTrigger()>0); }         //  Muon track matches trigger track
291   Bool_t   MatchTriggerLowPt()   const  { return (GetMatchTrigger()>1); } //  Muon track matches trigger track and passes Low pt cut
292   Bool_t   MatchTriggerHighPt()  const  { return (GetMatchTrigger()>2); } //  Muon track matches trigger track and passes High pt cut
293   Bool_t   MatchTriggerDigits()  const;                                   //  Muon track matches trigger digits
294   Double_t GetChi2MatchTrigger() const  { return fChi2MatchTrigger;}
295   void     SetChi2MatchTrigger(Double_t Chi2MatchTrigger) {fChi2MatchTrigger = Chi2MatchTrigger; }
296   Bool_t   HitsMuonChamber(Int_t MuonChamber, Int_t cathode = -1) const;  // Check if track hits Muon chambers
297   Bool_t   IsMuonTrack() const { return (GetMUONClusterMap()>0) ? kTRUE : kFALSE; }
298   
299   void     Connected(Bool_t flag) {flag ? SETBIT(fITSMuonClusterMap,26) : CLRBIT(fITSMuonClusterMap,26);}
300   Bool_t   IsConnected() const {return TESTBIT(fITSMuonClusterMap,26);}
301
302   void     SetProdVertex(TObject *vertex) { fProdVertex = vertex; }
303   void     SetType(AODTrk_t ttype) { fType=ttype; }
304
305
306
307   // Dummy
308   Int_t    PdgCode() const {return 0;}
309   
310  private :
311
312   // Momentum & position
313   Double32_t    fMomentum[3];       // momemtum stored in pt, phi, theta
314   Double32_t    fPosition[3];       // position of first point on track or dca
315   
316   Double32_t    fMomentumAtDCA[3];  // momentum (px,py,pz) at DCA
317   Double32_t    fPositionAtDCA[2];  // trasverse position (x,y) at DCA
318   
319   Double32_t    fRAtAbsorberEnd;    // transverse position r at the end of the muon absorber
320   
321   Double32_t    fChi2perNDF;        // chi2/NDF of momentum fit
322   Double32_t    fChi2MatchTrigger;  // chi2 of trigger/track matching
323   Double32_t    fPID[10];           // [0.,1.,8] pointer to PID object
324
325   ULong_t       fFlags;             // reconstruction status flags 
326   Int_t         fLabel;             // track label, points back to MC track
327   
328   UInt_t        fITSMuonClusterMap; // map of ITS and muon clusters, one bit per layer
329                                     // (ITS: bit 1-8, muon trigger: bit 9-16, muon tracker: bit 17-26, muon match trigger: bit 31-32) 
330   UInt_t        fFilterMap;         // filter information, one bit per set of cuts
331
332   TBits         fTPCClusterMap;     // Map of clusters, one bit per padrow; 1 if has a cluster on given padrow
333   TBits         fTPCSharedMap;      // Map of clusters, one bit per padrow; 1 if has a shared cluster on given padrow
334   UShort_t      fTPCnclsF;          // findable clusters
335
336   Short_t       fID;                // unique track ID, points back to the ESD track
337
338   Char_t        fCharge;            // particle charge
339   Char_t        fType;              // Track Type
340   
341   AliAODRedCov<6> *fCovMatrix;      // covariance matrix (x, y, z, px, py, pz)
342   AliAODPid    *fDetPid;            // more detailed or detector specific pid information
343   TRef          fProdVertex;        // vertex of origin
344
345   ClassDef(AliAODTrack, 13);
346 };
347
348 inline Bool_t  AliAODTrack::IsPrimaryCandidate() const
349 {
350     // True of track passes primary particle selection (independent of type) 
351     // 
352     if (fFilterMap) {
353         return kTRUE;
354     } else {
355         return kFALSE;
356     }
357 }
358
359 inline Int_t AliAODTrack::GetITSNcls() const 
360 {
361   // Number of points in ITS
362   Int_t n=0;
363   for(Int_t i=0;i<6;i++) if(HasPointOnITSLayer(i)) n++;
364   return n;
365 }
366
367 #endif