Modifications in AliRoot for re-processing a selected event.
[u/mrichter/AliRoot.git] / STEER / STEER / AliMC.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 // This class is extracted from the AliRun class
19 // and contains all the MC-related functionality
20 // The number of dependencies has to be reduced...
21 // Author: F.Carminati
22 //         Federico.Carminati@cern.ch
23
24 #include <string.h>
25
26 #include <RVersion.h>
27 #include <TArrayI.h>
28 #include <TClonesArray.h>
29 #include <TFile.h>
30 #include <TGeoGlobalMagField.h>
31 #include <TGeoManager.h>
32 #include <TParticle.h>
33 #include <TROOT.h>
34 #include <TStopwatch.h>
35 #include <TSystem.h>
36 #include <TVirtualMC.h>
37 #include <TTree.h>
38  
39 #include "AliCDBEntry.h"
40 #include "AliCDBManager.h"
41 #include "AliCDBStorage.h"
42 #include "AliDetector.h"
43 #include "AliGenerator.h"
44 #include "AliGeomManager.h"
45 #include "AliHeader.h"
46 #include "AliHit.h"
47 #include "AliLego.h"
48 #include "AliLog.h"
49 #include "AliMC.h"
50 #include "AliMagF.h"
51 #include "AliRun.h"
52 #include "AliSimulation.h"
53 #include "AliStack.h"
54 #include "AliTrackReference.h"
55
56 ClassImp(AliMC)
57
58 //_______________________________________________________________________
59 AliMC::AliMC() :
60   fGenerator(0),
61   fSaveRndmStatus(kFALSE),
62   fSaveRndmEventStatus(kFALSE),
63   fReadRndmStatus(kFALSE),
64   fRndmFileName("random.root"),
65   fEventEnergy(0),
66   fSummEnergy(0),
67   fSum2Energy(0),
68   fTrRmax(1.e10),
69   fTrZmax(1.e10),
70   fRDecayMax(1.e10),
71   fRDecayMin(-1.),
72   fDecayPdg(0),
73   fImedia(0),
74   fTransParName("\0"),
75   fHitLists(0),
76   fTmpTreeTR(0),
77   fTmpFileTR(0),
78   fTrackReferences(),
79   fTmpTrackReferences()
80
81 {
82   //default constructor
83   DecayLimits();
84 }
85
86 //_______________________________________________________________________
87 AliMC::AliMC(const char *name, const char *title) :
88   TVirtualMCApplication(name, title),
89   fGenerator(0),
90   fSaveRndmStatus(kFALSE),
91   fSaveRndmEventStatus(kFALSE),
92   fReadRndmStatus(kFALSE),
93   fRndmFileName("random.root"),
94   fEventEnergy(0),
95   fSummEnergy(0),
96   fSum2Energy(0),
97   fTrRmax(1.e10),
98   fTrZmax(1.e10),
99   fRDecayMax(1.e10),
100   fRDecayMin(-1.),
101   fDecayPdg(0),
102   fImedia(new TArrayI(1000)),
103   fTransParName("\0"),
104   fHitLists(new TList()),
105   fTmpTreeTR(0),
106   fTmpFileTR(0),
107   fTrackReferences("AliTrackReference", 100),
108   fTmpTrackReferences("AliTrackReference", 100)
109 {
110   //constructor
111   // Set transport parameters
112   SetTransPar();
113   DecayLimits();
114   // Prepare the tracking medium lists
115   for(Int_t i=0;i<1000;i++) (*fImedia)[i]=-99;
116 }
117
118 //_______________________________________________________________________
119 AliMC::~AliMC()
120 {
121   //destructor
122   delete fGenerator;
123   delete fImedia;
124   delete fHitLists;
125   // Delete track references
126 }
127
128 //_______________________________________________________________________
129 void  AliMC::ConstructGeometry() 
130 {
131   //
132   // Either load geometry from file or create it through usual
133   // loop on detectors. In the first case the method
134   // AliModule::CreateMaterials() only builds fIdtmed and is postponed
135   // at InitGeometry().
136   //
137
138   if(AliSimulation::Instance()->IsGeometryFromFile()){ //load geometry either from CDB or from file
139     if(IsGeometryFromCDB()){
140       AliInfo("Loading geometry from CDB default storage");
141       AliCDBPath path("GRP","Geometry","Data");
142       AliCDBEntry *entry=AliCDBManager::Instance()->Get(path.GetPath());
143       if(!entry) AliFatal("Unable to load geometry from CDB!");
144       entry->SetOwner(0);
145       gGeoManager = (TGeoManager*) entry->GetObject();
146       if (!gGeoManager) AliFatal("TGeoManager object not found in the specified CDB entry!");
147     }else{
148       // Load geometry
149       const char *geomfilename = AliSimulation::Instance()->GetGeometryFile();
150       if(gSystem->ExpandPathName(geomfilename)){
151         AliInfo(Form("Loading geometry from file:\n %40s",geomfilename));
152         TGeoManager::Import(geomfilename);
153       }else{
154         AliInfo(Form("Geometry file %40s not found!\n",geomfilename));
155         return;
156       }
157     }
158     gMC->SetRootGeometry();
159   }else{
160     // Create modules, materials, geometry
161     if (!gGeoManager) new TGeoManager("ALICE", "ALICE geometry");
162     TStopwatch stw;
163     TIter next(gAlice->Modules());
164     AliModule *detector;
165     AliDebug(1, "Geometry creation:");
166     while((detector = dynamic_cast<AliModule*>(next()))) {
167       stw.Start();
168       // Initialise detector materials and geometry
169       detector->CreateMaterials();
170       detector->CreateGeometry();
171       AliInfo(Form("%10s R:%.2fs C:%.2fs",
172                    detector->GetName(),stw.RealTime(),stw.CpuTime()));
173     }
174   }
175   
176 }
177
178 //_______________________________________________________________________
179 Bool_t  AliMC::MisalignGeometry() 
180 {
181   // Call misalignment code if AliSimulation object was defined.
182   
183   if(!AliSimulation::Instance()->IsGeometryFromFile()){
184     //Set alignable volumes for the whole geometry
185     SetAllAlignableVolumes();
186   }
187   // Misalign geometry via AliSimulation instance
188   if (!AliSimulation::Instance()) return kFALSE;
189   AliGeomManager::SetGeometry(gGeoManager);
190   if(!AliGeomManager::CheckSymNamesLUT("ALL"))
191     AliFatal("Current loaded geometry differs in the definition of symbolic names!");
192   
193   return AliSimulation::Instance()->MisalignGeometry(AliRunLoader::Instance());
194 }   
195
196 //_______________________________________________________________________
197 void  AliMC::ConstructOpGeometry() 
198 {
199   //
200   // Loop all detector modules and call DefineOpticalProperties() method 
201   //
202
203   TIter next(gAlice->Modules());
204   AliModule *detector;
205   AliInfo("Optical properties definition");
206   while((detector = dynamic_cast<AliModule*>(next()))) {
207     // Initialise detector geometry
208     if(AliSimulation::Instance()->IsGeometryFromFile()) detector->CreateMaterials();
209     // Initialise detector optical properties
210     detector->DefineOpticalProperties();
211   }  
212 }
213
214 //_______________________________________________________________________
215 void  AliMC::InitGeometry()
216
217   //
218   // Initialize detectors
219   //
220
221   AliInfo("Initialisation:");
222   TStopwatch stw;
223   TIter next(gAlice->Modules());
224   AliModule *detector;
225   while((detector = dynamic_cast<AliModule*>(next()))) {
226     stw.Start();
227     detector->Init();
228     AliInfo(Form("%10s R:%.2fs C:%.2fs",
229                  detector->GetName(),stw.RealTime(),stw.CpuTime()));
230   }
231 }
232
233 //_______________________________________________________________________
234 void AliMC::SetGeometryFromCDB()
235 {
236   // Set the loading of geometry from cdb instead of creating it
237   // A default CDB storage needs to be set before this method is called
238   if(AliCDBManager::Instance()->IsDefaultStorageSet() &&
239      AliCDBManager::Instance()->GetRun() >= 0)
240     AliSimulation::Instance()->SetGeometryFile("*OCDB*");
241   else
242     AliError("Loading of geometry from CDB ignored. First set a default CDB storage!");
243 }
244
245 //_______________________________________________________________________
246 Bool_t AliMC::IsGeometryFromCDB() const
247 {
248   return (strcmp(AliSimulation::Instance()->GetGeometryFile(),"*OCDB*")==0);
249 }
250
251 //_______________________________________________________________________
252 void  AliMC::SetAllAlignableVolumes()
253
254   //
255   // Add alignable volumes (TGeoPNEntries) looping on all
256   // active modules
257   //
258
259   AliInfo(Form("Setting entries for all alignable volumes of active detectors"));
260   AliModule *detector;
261   TIter next(gAlice->Modules());
262   while((detector = dynamic_cast<AliModule*>(next()))) {
263     detector->AddAlignableVolumes();
264   }
265 }
266
267 //_______________________________________________________________________
268 void  AliMC::GeneratePrimaries() 
269
270   //
271   // Generate primary particles and fill them in the stack.
272   //
273
274   Generator()->Generate();
275 }
276
277 //_______________________________________________________________________
278 void AliMC::SetGenerator(AliGenerator *generator)
279 {
280   //
281   // Load the event generator
282   //
283   if(!fGenerator) fGenerator = generator;
284 }
285
286 //_______________________________________________________________________
287 void AliMC::ResetGenerator(AliGenerator *generator)
288 {
289   //
290   // Load the event generator
291   //
292   if(fGenerator) {
293     if(generator) {
294       AliWarning(Form("Replacing generator %s with %s",
295                       fGenerator->GetName(),generator->GetName()));
296     }
297     else {
298       AliWarning(Form("Replacing generator %s with NULL",
299                       fGenerator->GetName()));
300     }
301   }
302   fGenerator = generator;
303 }
304
305 //_______________________________________________________________________
306 void AliMC::FinishRun()
307 {
308   // Clean generator information
309   AliDebug(1, "fGenerator->FinishRun()");
310   fGenerator->FinishRun();
311
312   //Output energy summary tables
313   AliDebug(1, "EnergySummary()");
314   ToAliDebug(1, EnergySummary());
315 }
316
317 //_______________________________________________________________________
318 void AliMC::BeginPrimary()
319 {
320   //
321   // Called  at the beginning of each primary track
322   //
323   
324   // Reset Hits info
325   ResetHits();
326   ResetTrackReferences();
327 }
328
329 //_______________________________________________________________________
330 void AliMC::PreTrack()
331 {
332   // Actions before the track's transport
333
334      TObjArray &dets = *gAlice->Modules();
335      AliModule *module;
336
337      for(Int_t i=0; i<=gAlice->GetNdets(); i++)
338        if((module = dynamic_cast<AliModule*>(dets[i])))
339          module->PreTrack();
340 }
341
342 //_______________________________________________________________________
343 void AliMC::Stepping() 
344 {
345   //
346   // Called at every step during transport
347   //
348   Int_t id = DetFromMate(gMC->CurrentMedium());
349   if (id < 0) return;
350
351
352   if ( gMC->IsNewTrack()            && 
353        gMC->TrackTime() == 0.       &&
354        fRDecayMin >= 0.             &&  
355        fRDecayMax > fRDecayMin      &&
356        gMC->TrackPid() == fDecayPdg ) 
357   {
358       FixParticleDecaytime();
359   } 
360     
361
362   
363   //
364   // --- If lego option, do it and leave 
365   if (AliSimulation::Instance()->Lego())
366     AliSimulation::Instance()->Lego()->StepManager();
367   else {
368     Int_t copy;
369     //Update energy deposition tables
370     AddEnergyDeposit(gMC->CurrentVolID(copy),gMC->Edep());
371     //
372     // write tracke reference for track which is dissapearing - MI
373
374     if (gMC->IsTrackDisappeared() && !(gMC->IsTrackAlive())) {      
375         if (gMC->Etot() > 0.05) AddTrackReference(GetCurrentTrackNumber(), 
376                                                 AliTrackReference::kDisappeared);
377         
378
379     }
380
381     //Call the appropriate stepping routine;
382     AliModule *det = dynamic_cast<AliModule*>(gAlice->Modules()->At(id));
383     if(det && det->StepManagerIsEnabled()) {
384       det->StepManager();
385     }
386   }
387 }
388
389 //_______________________________________________________________________
390 void AliMC::EnergySummary()
391 {
392   //e
393   // Print summary of deposited energy
394   //
395
396   Int_t ndep=0;
397   Float_t edtot=0;
398   Float_t ed, ed2;
399   Int_t kn, i, left, j, id;
400   const Float_t kzero=0;
401   Int_t ievent=AliRunLoader::Instance()->GetHeader()->GetEvent()+1;
402   //
403   // Energy loss information
404   if(ievent) {
405     printf("***************** Energy Loss Information per event (GEV) *****************\n");
406     for(kn=1;kn<fEventEnergy.GetSize();kn++) {
407       ed=fSummEnergy[kn];
408       if(ed>0) {
409         fEventEnergy[ndep]=kn;
410         if(ievent>1) {
411           ed=ed/ievent;
412           ed2=fSum2Energy[kn];
413           ed2=ed2/ievent;
414           ed2=100*TMath::Sqrt(TMath::Max(ed2-ed*ed,kzero))/ed;
415         } else 
416           ed2=99;
417         fSummEnergy[ndep]=ed;
418         fSum2Energy[ndep]=TMath::Min(static_cast<Float_t>(99.),TMath::Max(ed2,kzero));
419         edtot+=ed;
420         ndep++;
421       }
422     }
423     for(kn=0;kn<(ndep-1)/3+1;kn++) {
424       left=ndep-kn*3;
425       for(i=0;i<(3<left?3:left);i++) {
426         j=kn*3+i;
427         id=Int_t (fEventEnergy[j]+0.1);
428         printf(" %s %10.3f +- %10.3f%%;",gMC->VolName(id),fSummEnergy[j],fSum2Energy[j]);
429       }
430       printf("\n");
431     }
432     //
433     // Relative energy loss in different detectors
434     printf("******************** Relative Energy Loss per event ********************\n");
435     printf("Total energy loss per event %10.3f GeV\n",edtot);
436     for(kn=0;kn<(ndep-1)/5+1;kn++) {
437       left=ndep-kn*5;
438       for(i=0;i<(5<left?5:left);i++) {
439         j=kn*5+i;
440         id=Int_t (fEventEnergy[j]+0.1);
441         printf(" %s %10.3f%%;",gMC->VolName(id),100*fSummEnergy[j]/edtot);
442       }
443       printf("\n");
444     }
445     for(kn=0;kn<75;kn++) printf("*"); 
446     printf("\n");
447   }
448   //
449   // Reset the TArray's
450   //  fEventEnergy.Set(0);
451   //  fSummEnergy.Set(0);
452   //  fSum2Energy.Set(0);
453 }
454 #include <TFile.h>
455 //_____________________________________________________________________________
456 void AliMC::BeginEvent()
457 {
458   //
459   // Clean-up previous event
460   // Energy scores
461   AliDebug(1, ">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>");
462   AliDebug(1, ">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>");
463   AliDebug(1, ">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>");
464   AliDebug(1, "          BEGINNING EVENT               ");
465   AliDebug(1, ">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>");
466   AliDebug(1, ">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>");
467   AliDebug(1, ">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>");
468
469   AliRunLoader *runloader=AliRunLoader::Instance();
470
471   /*******************************/    
472   /*   Clean after eventual      */
473   /*   previous event            */
474   /*******************************/    
475
476   
477   //Set the next event in Run Loader -> Cleans trees (TreeK and all trees in detectors),
478   gAlice->SetEventNrInRun(gAlice->GetEventNrInRun()+1);
479   runloader->SetEventNumber(gAlice->GetEventNrInRun());// sets new files, cleans the previous event stuff, if necessary, etc.,  
480   AliDebug(1, Form("EventNr is %d",gAlice->GetEventNrInRun()));
481      
482   fEventEnergy.Reset();  
483     // Clean detector information
484   
485   if (runloader->Stack())
486       runloader->Stack()->Reset();//clean stack -> tree is unloaded
487   else
488       runloader->MakeStack();//or make a new one
489   
490   // Random engine status
491   //
492   
493   if ( fSaveRndmStatus || fSaveRndmEventStatus) {
494     TString fileName="random";
495     if ( fSaveRndmEventStatus ) {
496       fileName += "Evt";
497       fileName += gAlice->GetEventNrInRun();
498     }
499     fileName += ".root";
500        
501     // write ROOT random engine status
502     cout << "Saving random engine status in " << fileName.Data() << endl;
503     TFile f(fileName.Data(),"RECREATE");
504     gRandom->Write(fileName.Data());
505   }     
506
507   if ( fReadRndmStatus ) {
508     //read ROOT random engine status
509     cout << "Reading random engine status from " << fRndmFileName.Data() << endl;
510     TFile f(fRndmFileName.Data());
511     gRandom->Read(fRndmFileName.Data());    
512   }       
513
514   if(AliSimulation::Instance()->Lego() == 0x0)
515   { 
516       AliDebug(1, "fRunLoader->MakeTree(K)");
517       runloader->MakeTree("K");
518   }
519   
520   AliDebug(1, "gMC->SetStack(fRunLoader->Stack())");
521   gMC->SetStack(runloader->Stack());//Was in InitMC - but was moved here 
522                                      //because we don't have guarantee that 
523                                      //stack pointer is not going to change from event to event
524                          //since it bellobgs to header and is obtained via RunLoader
525   //
526   //  Reset all Detectors & kinematics & make/reset trees
527   //
528     
529   runloader->GetHeader()->Reset(AliCDBManager::Instance()->GetRun(),gAlice->GetEvNumber(),
530                                 gAlice->GetEventNrInRun());
531 //  fRunLoader->WriteKinematics("OVERWRITE");  is there any reason to rewrite here since MakeTree does so
532
533   if(AliSimulation::Instance()->Lego()) 
534   {
535       AliSimulation::Instance()->Lego()->BeginEvent();
536       return;
537   }
538   
539
540   AliDebug(1, "ResetHits()");
541   ResetHits();
542   
543   AliDebug(1, "fRunLoader->MakeTree(H)");
544   runloader->MakeTree("H");
545   
546
547
548   MakeTmpTrackRefsTree();
549   //create new branches and SetAdresses
550   TIter next(gAlice->Modules());
551   AliModule *detector;
552   while((detector = (AliModule*)next()))
553    {
554        AliDebug(2, Form("%s->MakeBranch(H)",detector->GetName()));
555        detector->MakeBranch("H"); 
556    }
557 }
558
559 //_______________________________________________________________________
560 void AliMC::ResetHits()
561 {
562   //
563   //  Reset all Detectors hits
564   //
565   TIter next(gAlice->Modules());
566   AliModule *detector;
567   while((detector = dynamic_cast<AliModule*>(next()))) {
568      detector->ResetHits();
569   }
570 }
571
572 //_______________________________________________________________________
573 void AliMC::ResetDigits()
574 {
575   //
576   //  Reset all Detectors digits
577   //
578   TIter next(gAlice->Modules());
579   AliModule *detector;
580   while((detector = dynamic_cast<AliModule*>(next()))) {
581      detector->ResetDigits();
582   }
583 }
584
585 //_______________________________________________________________________
586 void AliMC::ResetSDigits()
587 {
588   //
589   //  Reset all Detectors digits
590   //
591   TIter next(gAlice->Modules());
592   AliModule *detector;
593   while((detector = dynamic_cast<AliModule*>(next()))) {
594      detector->ResetSDigits();
595   }
596 }
597
598 //_______________________________________________________________________
599 void AliMC::PostTrack()
600 {
601   // Posts tracks for each module
602
603   TObjArray &dets = *gAlice->Modules();
604   AliModule *module;
605   
606   for(Int_t i=0; i<=gAlice->GetNdets(); i++)
607     if((module = dynamic_cast<AliModule*>(dets[i])))
608       module->PostTrack();
609 }
610
611 //_______________________________________________________________________
612 void AliMC::FinishPrimary()
613 {
614   //
615   // Called  at the end of each primary track
616   //
617
618   AliRunLoader *runloader=AliRunLoader::Instance();
619   //  static Int_t count=0;
620   //  const Int_t times=10;
621   // This primary is finished, purify stack
622 #if ROOT_VERSION_CODE > 262152
623   if (!(gMC->SecondariesAreOrdered())) {
624       if (runloader->Stack()->ReorderKine()) RemapHits();
625   }
626 #endif
627   if (runloader->Stack()->PurifyKine()) RemapHits();
628   
629   TIter next(gAlice->Modules());
630   AliModule *detector;
631   while((detector = dynamic_cast<AliModule*>(next()))) {
632     detector->FinishPrimary();
633     AliLoader* loader = detector->GetLoader();
634     if(loader)
635      {
636        TTree* treeH = loader->TreeH();
637        if (treeH) treeH->Fill(); //can be Lego run and treeH can not exist
638      }
639   }
640
641   // Write out track references if any
642   if (fTmpTreeTR) fTmpTreeTR->Fill();
643 }
644
645 void AliMC::RemapHits()
646 {
647 //    
648 // Remaps the track labels of the hits
649     AliRunLoader *runloader=AliRunLoader::Instance();
650     AliStack* stack = runloader->Stack();
651     TList* hitLists = GetHitLists();
652     TIter next(hitLists);
653     TCollection *hitList;
654     
655     while((hitList = dynamic_cast<TCollection*>(next()))) {
656         TIter nexthit(hitList);
657         AliHit *hit;
658         while((hit = dynamic_cast<AliHit*>(nexthit()))) {
659             hit->SetTrack(stack->TrackLabel(hit->GetTrack()));
660         }
661     }
662     
663     // 
664     // This for detectors which have a special mapping mechanism
665     // for hits, such as TPC and TRD
666     //
667
668     
669     TObjArray* modules = gAlice->Modules();
670     TIter nextmod(modules);
671     AliModule *module;
672     while((module = (AliModule*) nextmod())) {
673         AliDetector* det = dynamic_cast<AliDetector*> (module);
674         if (det) det->RemapTrackHitIDs(stack->TrackLabelMap());
675     }
676     //
677     RemapTrackReferencesIDs(stack->TrackLabelMap());
678 }
679
680 //_______________________________________________________________________
681 void AliMC::FinishEvent()
682 {
683   //
684   // Called at the end of the event.
685   //
686     
687   if(AliSimulation::Instance()->Lego()) AliSimulation::Instance()->Lego()->FinishEvent();
688
689   TIter next(gAlice->Modules());
690   AliModule *detector;
691   while((detector = dynamic_cast<AliModule*>(next()))) {
692     detector->FinishEvent();
693   }
694
695   //Update the energy deposit tables
696   Int_t i;
697   for(i=0;i<fEventEnergy.GetSize();i++) 
698    {
699     fSummEnergy[i]+=fEventEnergy[i];
700     fSum2Energy[i]+=fEventEnergy[i]*fEventEnergy[i];
701    }
702
703   AliRunLoader *runloader=AliRunLoader::Instance();
704
705   AliHeader* header = runloader->GetHeader();
706   AliStack* stack = runloader->Stack();
707   if ( (header == 0x0) || (stack == 0x0) )
708    {//check if we got header and stack. If not cry and exit aliroot
709     AliFatal("Can not get the stack or header from LOADER");
710     return;//never reached
711    }  
712   // Update Header information 
713   header->SetNprimary(stack->GetNprimary());
714   header->SetNtrack(stack->GetNtrack());  
715   header->SetTimeStamp(AliSimulation::Instance()->GenerateTimeStamp());
716
717   // Write out the kinematics
718   if (!AliSimulation::Instance()->Lego()) stack->FinishEvent();
719
720   // Synchronize the TreeTR with TreeK
721   if (fTmpTreeTR) ReorderAndExpandTreeTR();
722    
723   // Write out the event Header information
724   TTree* treeE = runloader->TreeE();
725   if (treeE) 
726    {
727       header->SetStack(stack);
728       treeE->Fill();
729    }
730   else
731    {
732     AliError("Can not get TreeE from RL");
733    }
734   
735   if(AliSimulation::Instance()->Lego() == 0x0)
736    {
737      runloader->WriteKinematics("OVERWRITE");
738      runloader->WriteTrackRefs("OVERWRITE");
739      runloader->WriteHits("OVERWRITE");
740    }
741    
742   AliDebug(1, "<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<");
743   AliDebug(1, "<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<");
744   AliDebug(1, "<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<");
745   AliDebug(1, "          FINISHING EVENT               ");
746   AliDebug(1, "<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<");
747   AliDebug(1, "<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<");
748   AliDebug(1, "<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<");
749 }
750
751 //_______________________________________________________________________
752 void AliMC::Init()
753 {
754   // MC initialization
755
756
757    //=================Create Materials and geometry
758    gMC->Init();
759   // Set alignable volumes for the whole geometry (with old root)
760 #if ROOT_VERSION_CODE < 331527
761   SetAllAlignableVolumes();
762 #endif
763    //Read the cuts for all materials
764    ReadTransPar();
765    //Build the special IMEDIA table
766    MediaTable();
767
768    //Compute cross-sections
769    gMC->BuildPhysics();
770    
771    //Initialise geometry deposition table
772    fEventEnergy.Set(gMC->NofVolumes()+1);
773    fSummEnergy.Set(gMC->NofVolumes()+1);
774    fSum2Energy.Set(gMC->NofVolumes()+1);
775
776    // Register MC in configuration 
777    AliConfig::Instance()->Add(gMC);
778 }
779
780 //_______________________________________________________________________
781 void AliMC::MediaTable()
782 {
783   //
784   // Built media table to get from the media number to
785   // the detector id
786   //
787
788   Int_t kz, nz, idt, lz, i, k, ind;
789   //  Int_t ibeg;
790   TObjArray &dets = *gAlice->Detectors();
791   AliModule *det;
792   Int_t ndets=gAlice->GetNdets();
793   //
794   // For all detectors
795   for (kz=0;kz<ndets;kz++) {
796     // If detector is defined
797     if((det=dynamic_cast<AliModule*>(dets[kz]))) {
798         TArrayI &idtmed = *(det->GetIdtmed()); 
799         for(nz=0;nz<100;nz++) {
800             
801         // Find max and min material number
802         if((idt=idtmed[nz])) {
803           det->LoMedium() = det->LoMedium() < idt ? det->LoMedium() : idt;
804           det->HiMedium() = det->HiMedium() > idt ? det->HiMedium() : idt;
805         }
806       }
807       if(det->LoMedium() > det->HiMedium()) {
808         det->LoMedium() = 0;
809         det->HiMedium() = 0;
810       } else {
811         if(det->HiMedium() > fImedia->GetSize()) {
812           AliError(Form("Increase fImedia from %d to %d",
813                         fImedia->GetSize(),det->HiMedium()));
814           return;
815         }
816         // Tag all materials in rage as belonging to detector kz
817         for(lz=det->LoMedium(); lz<= det->HiMedium(); lz++) {
818           (*fImedia)[lz]=kz;
819         }
820       }
821     }
822   }
823   //
824   // Print summary table
825   AliInfo("Tracking media ranges:");
826   ToAliInfo(
827   for(i=0;i<(ndets-1)/6+1;i++) {
828     for(k=0;k< (6<ndets-i*6?6:ndets-i*6);k++) {
829       ind=i*6+k;
830       det=dynamic_cast<AliModule*>(dets[ind]);
831       if(det)
832         printf(" %6s: %3d -> %3d;",det->GetName(),det->LoMedium(),
833                det->HiMedium());
834       else
835         printf(" %6s: %3d -> %3d;","NULL",0,0);
836     }
837     printf("\n");
838   }
839             );
840 }
841
842 //_______________________________________________________________________
843 void AliMC::ReadTransPar()
844 {
845   //
846   // Read filename to set the transport parameters
847   //
848
849
850   const Int_t kncuts=10;
851   const Int_t knflags=12;
852   const Int_t knpars=kncuts+knflags;
853   const char kpars[knpars][7] = {"CUTGAM" ,"CUTELE","CUTNEU","CUTHAD","CUTMUO",
854                                "BCUTE","BCUTM","DCUTE","DCUTM","PPCUTM","ANNI",
855                                "BREM","COMP","DCAY","DRAY","HADR","LOSS",
856                                "MULS","PAIR","PHOT","RAYL","STRA"};
857   char line[256];
858   char detName[7];
859   char* filtmp;
860   Float_t cut[kncuts];
861   Int_t flag[knflags];
862   Int_t i, itmed, iret, ktmed, kz;
863   FILE *lun;
864   //
865   // See whether the file is there
866   filtmp=gSystem->ExpandPathName(fTransParName.Data());
867   lun=fopen(filtmp,"r");
868   delete [] filtmp;
869   if(!lun) {
870     AliWarning(Form("File %s does not exist!",fTransParName.Data()));
871     return;
872   }
873   //
874   while(1) {
875     // Initialise cuts and flags
876     for(i=0;i<kncuts;i++) cut[i]=-99;
877     for(i=0;i<knflags;i++) flag[i]=-99;
878     itmed=0;
879     memset(line,0,256);
880     // Read up to the end of line excluded
881     iret=fscanf(lun,"%255[^\n]",line);
882     if(iret<0) {
883       //End of file
884       fclose(lun);
885       return;
886     }
887     // Read the end of line
888     iret=fscanf(lun,"%*c");
889     if(!iret) continue;
890     if(line[0]=='*') continue;
891     // Read the numbers
892     iret=sscanf(line,"%6s %d %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d",
893                 detName,&itmed,&cut[0],&cut[1],&cut[2],&cut[3],&cut[4],&cut[5],&cut[6],&cut[7],&cut[8],
894                 &cut[9],&flag[0],&flag[1],&flag[2],&flag[3],&flag[4],&flag[5],&flag[6],&flag[7],
895                 &flag[8],&flag[9],&flag[10],&flag[11]);
896     if(!iret) continue;
897     if(iret<0) {
898       //reading error
899       AliWarning(Form("Error reading file %s",fTransParName.Data()));
900       continue;
901     }
902     // Check that the module exist
903     AliModule *mod = gAlice->GetModule(detName);
904     if(mod) {
905       // Get the array of media numbers
906       TArrayI &idtmed = *mod->GetIdtmed();
907       // Check that the tracking medium code is valid
908       if(0<=itmed && itmed < 100) {
909         ktmed=idtmed[itmed];
910         if(!ktmed) {
911           AliWarning(Form("Invalid tracking medium code %d for %s",itmed,mod->GetName()));
912           continue;
913         }
914         // Set energy thresholds
915         for(kz=0;kz<kncuts;kz++) {
916           if(cut[kz]>=0) {
917             AliDebug(2, Form("%-6s set to %10.3E for tracking medium code %4d for %s",
918                              kpars[kz],cut[kz],itmed,mod->GetName()));
919             gMC->Gstpar(ktmed,kpars[kz],cut[kz]);
920           }
921         }
922         // Set transport mechanisms
923         for(kz=0;kz<knflags;kz++) {
924           if(flag[kz]>=0) {
925             AliDebug(2, Form("%-6s set to %10d for tracking medium code %4d for %s",
926                              kpars[kncuts+kz],flag[kz],itmed,mod->GetName()));
927             gMC->Gstpar(ktmed,kpars[kncuts+kz],Float_t(flag[kz]));
928           }
929         }
930       } else {
931         AliWarning(Form("Invalid medium code %d",itmed));
932         continue;
933       }
934     } else {
935       AliDebug(1, Form("%s not present",detName));
936       continue;
937     }
938   }
939 }
940
941 //_______________________________________________________________________
942 void AliMC::SetTransPar(const char *filename)
943 {
944   //
945   // Sets the file name for transport parameters
946   //
947   fTransParName = filename;
948 }
949
950 //_______________________________________________________________________
951 void AliMC::AddHit(Int_t id, Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hits) const
952 {
953   //
954   //  Add a hit to detector id
955   //
956   TObjArray &dets = *gAlice->Modules();
957   if(dets[id]) static_cast<AliModule*>(dets[id])->AddHit(track,vol,hits);
958 }
959
960 //_______________________________________________________________________
961 void AliMC::AddDigit(Int_t id, Int_t *tracks, Int_t *digits) const
962 {
963   //
964   // Add digit to detector id
965   //
966   TObjArray &dets = *gAlice->Modules();
967   if(dets[id]) static_cast<AliModule*>(dets[id])->AddDigit(tracks,digits);
968 }
969
970 //_______________________________________________________________________
971 Int_t AliMC::GetCurrentTrackNumber() const {
972   //
973   // Returns current track
974   //
975   return AliRunLoader::Instance()->Stack()->GetCurrentTrackNumber();
976 }
977
978 //_______________________________________________________________________
979 void AliMC::DumpPart (Int_t i) const
980 {
981   //
982   // Dumps particle i in the stack
983   //
984   AliRunLoader * runloader = AliRunLoader::Instance();
985    if (runloader->Stack())
986     runloader->Stack()->DumpPart(i);
987 }
988
989 //_______________________________________________________________________
990 void AliMC::DumpPStack () const
991 {
992   //
993   // Dumps the particle stack
994   //
995   AliRunLoader * runloader = AliRunLoader::Instance();
996    if (runloader->Stack())
997     runloader->Stack()->DumpPStack();
998 }
999
1000 //_______________________________________________________________________
1001 Int_t AliMC::GetNtrack() const {
1002   //
1003   // Returns number of tracks in stack
1004   //
1005   Int_t ntracks = -1;
1006   AliRunLoader * runloader = AliRunLoader::Instance();
1007    if (runloader->Stack())
1008      ntracks = runloader->Stack()->GetNtrack();
1009    return ntracks;
1010 }
1011
1012 //_______________________________________________________________________
1013 Int_t AliMC::GetPrimary(Int_t track) const
1014 {
1015   //
1016   // return number of primary that has generated track
1017   //
1018   Int_t nprimary = -999;
1019   AliRunLoader * runloader = AliRunLoader::Instance();
1020   if (runloader->Stack())
1021     nprimary = runloader->Stack()->GetPrimary(track);
1022   return nprimary;
1023 }
1024  
1025 //_______________________________________________________________________
1026 TParticle* AliMC::Particle(Int_t i) const
1027 {
1028   // Returns the i-th particle from the stack taking into account
1029   // the remaping done by PurifyKine
1030   AliRunLoader * runloader = AliRunLoader::Instance();
1031   if (runloader)
1032    if (runloader->Stack())
1033     return runloader->Stack()->Particle(i);
1034   return 0x0;   
1035 }
1036
1037 //_______________________________________________________________________
1038 const TObjArray* AliMC::Particles() const {
1039   //
1040   // Returns pointer to Particles array
1041   //
1042   AliRunLoader * runloader = AliRunLoader::Instance();
1043   if (runloader)
1044    if (runloader->Stack())
1045     return runloader->Stack()->Particles();
1046   return 0x0;
1047 }
1048
1049 //_______________________________________________________________________
1050 void AliMC::PushTrack(Int_t done, Int_t parent, Int_t pdg, const Float_t *pmom,
1051                       const Float_t *vpos, const Float_t *polar, Float_t tof,
1052                       TMCProcess mech, Int_t &ntr, Float_t weight, Int_t is) const
1053
1054 // Delegate to stack
1055 //
1056   AliRunLoader * runloader = AliRunLoader::Instance();
1057   if (runloader)
1058     if (runloader->Stack())
1059       runloader->Stack()->PushTrack(done, parent, pdg, pmom, vpos, polar, tof,
1060                                     mech, ntr, weight, is);
1061 }
1062
1063 //_______________________________________________________________________
1064 void AliMC::PushTrack(Int_t done, Int_t parent, Int_t pdg,
1065                       Double_t px, Double_t py, Double_t pz, Double_t e,
1066                       Double_t vx, Double_t vy, Double_t vz, Double_t tof,
1067                       Double_t polx, Double_t poly, Double_t polz,
1068                       TMCProcess mech, Int_t &ntr, Float_t weight, Int_t is) const
1069
1070   // Delegate to stack
1071   //
1072   AliRunLoader * runloader = AliRunLoader::Instance();
1073   if (runloader)
1074     if (runloader->Stack())
1075       runloader->Stack()->PushTrack(done, parent, pdg, px, py, pz, e, vx, vy, vz, tof,
1076                                     polx, poly, polz, mech, ntr, weight, is);
1077 }
1078
1079 //_______________________________________________________________________
1080 void AliMC::SetHighWaterMark(Int_t nt) const
1081 {
1082     //
1083     // Set high water mark for last track in event
1084   AliRunLoader * runloader = AliRunLoader::Instance();
1085   if (runloader)
1086     if (runloader->Stack())
1087       runloader->Stack()->SetHighWaterMark(nt);
1088 }
1089
1090 //_______________________________________________________________________
1091 void AliMC::KeepTrack(Int_t track) const
1092
1093   //
1094   // Delegate to stack
1095   //
1096   AliRunLoader * runloader = AliRunLoader::Instance();
1097   if (runloader)
1098     if (runloader->Stack())
1099       runloader->Stack()->KeepTrack(track);
1100 }
1101  
1102 //_______________________________________________________________________
1103 void AliMC::FlagTrack(Int_t track) const
1104 {
1105   // Delegate to stack
1106   //
1107   AliRunLoader * runloader = AliRunLoader::Instance();
1108   if (runloader)
1109     if (runloader->Stack())
1110       runloader->Stack()->FlagTrack(track);
1111 }
1112
1113 //_______________________________________________________________________
1114 void AliMC::SetCurrentTrack(Int_t track) const
1115
1116   //
1117   // Set current track number
1118   //
1119   AliRunLoader * runloader = AliRunLoader::Instance();
1120   if (runloader)
1121     if (runloader->Stack())
1122       runloader->Stack()->SetCurrentTrack(track); 
1123 }
1124
1125 //_______________________________________________________________________
1126 AliTrackReference*  AliMC::AddTrackReference(Int_t label, Int_t id) 
1127 {
1128   //
1129   // add a trackrefernce to the list
1130   Int_t primary = GetPrimary(label);
1131   Particle(primary)->SetBit(kKeepBit);
1132
1133   Int_t nref = fTmpTrackReferences.GetEntriesFast();
1134   return new(fTmpTrackReferences[nref]) AliTrackReference(label, id);
1135 }
1136
1137
1138
1139 //_______________________________________________________________________
1140 void AliMC::ResetTrackReferences()
1141 {
1142   //
1143   //  Reset all  references
1144   //
1145     fTmpTrackReferences.Clear();
1146 }
1147
1148 //_______________________________________________________________________
1149 void AliMC::RemapTrackReferencesIDs(const Int_t *map)
1150 {
1151   // 
1152   // Remapping track reference
1153   // Called at finish primary
1154   //
1155     
1156   Int_t nEntries = fTmpTrackReferences.GetEntries();
1157   for (Int_t i=0; i < nEntries; i++){
1158       AliTrackReference * ref = dynamic_cast<AliTrackReference*>(fTmpTrackReferences.UncheckedAt(i));
1159       if (ref) {
1160           Int_t newID = map[ref->GetTrack()];
1161           if (newID>=0) ref->SetTrack(newID);
1162           else {
1163               ref->SetBit(kNotDeleted,kFALSE);
1164               fTmpTrackReferences.RemoveAt(i);  
1165           }      
1166       } // if ref
1167   }
1168   fTmpTrackReferences.Compress();
1169 }
1170
1171 //_______________________________________________________________________
1172 void AliMC::FixParticleDecaytime()
1173 {
1174     //
1175     // Fix the particle decay time according to rmin and rmax for decays
1176     //
1177
1178     TLorentzVector p;
1179     gMC->TrackMomentum(p);
1180     Double_t tmin, tmax;
1181     Double_t b;
1182
1183     // Transverse velocity 
1184     Double_t vt    = p.Pt() / p.E();
1185     
1186     if ((b = ((AliMagF*)TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField())->SolenoidField()) > 0.) {     // [kG]
1187
1188         // Radius of helix
1189         
1190         Double_t rho   = p.Pt() / 0.0003 / b; // [cm]
1191         
1192         // Revolution frequency
1193         
1194         Double_t omega = vt / rho;
1195         
1196         // Maximum and minimum decay time
1197         //
1198         // Check for curlers first
1199         const Double_t kOvRhoSqr2 = 1./(rho*TMath::Sqrt(2.));
1200         if (fRDecayMax * kOvRhoSqr2 > 1.) return;
1201         
1202         //
1203  
1204         tmax  = TMath::ACos((1.-fRDecayMax*kOvRhoSqr2)*(1.+fRDecayMax*kOvRhoSqr2)) / omega;   // [ct]
1205         tmin  = TMath::ACos((1.-fRDecayMin*kOvRhoSqr2)*(1.+fRDecayMin*kOvRhoSqr2)) / omega;   // [ct]
1206     } else {
1207         tmax =  fRDecayMax / vt;                                                      // [ct] 
1208         tmin =  fRDecayMin / vt;                                                      // [ct]
1209     }
1210     
1211     //
1212     // Dial t using the two limits
1213     Double_t t = tmin + (tmax - tmin) * gRandom->Rndm();                              // [ct]
1214     //
1215     //
1216     // Force decay time in transport code
1217     //
1218     gMC->ForceDecayTime(t / 2.99792458e10);
1219 }
1220
1221 void AliMC::MakeTmpTrackRefsTree()
1222 {
1223     // Make the temporary track reference tree
1224     fTmpFileTR = new TFile("TrackRefsTmp.root", "recreate");
1225     fTmpTreeTR = new TTree("TreeTR", "Track References");
1226     TClonesArray* pRef = &fTmpTrackReferences;
1227     fTmpTreeTR->Branch("TrackReferences", &pRef, 4000);
1228 }
1229
1230 //_______________________________________________________________________
1231 void AliMC::ReorderAndExpandTreeTR()
1232 {
1233 //
1234 //  Reorder and expand the temporary track reference tree in order to match the kinematics tree
1235 //
1236
1237     AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
1238 //
1239 //  TreeTR
1240     AliDebug(1, "fRunLoader->MakeTrackRefsContainer()");
1241     rl->MakeTrackRefsContainer(); 
1242     TTree * treeTR = rl->TreeTR();
1243         // make branch for central track references
1244         TClonesArray* pRef = &fTrackReferences;
1245         treeTR->Branch("TrackReferences", &pRef);
1246
1247     AliStack* stack  = rl->Stack();
1248     Int_t np = stack->GetNprimary();
1249     Int_t nt = fTmpTreeTR->GetEntries();
1250     //
1251     // Loop over tracks and find the secondaries with the help of the kine tree
1252     Int_t ifills = 0;
1253     Int_t it = 0;
1254     for (Int_t ip = np - 1; ip > -1; ip--) {
1255         TParticle *part = stack->Particle(ip);
1256         //printf("Particle %5d %5d %5d %5d %5d \n", ip, part->GetPdgCode(), part->GetFirstMother(), part->GetFirstDaughter(), part->GetLastDaughter());
1257         
1258         // Skip primaries that have not been transported
1259         Int_t dau1  = part->GetFirstDaughter();
1260         Int_t dau2  = -1;
1261         if (!part->TestBit(kTransportBit)) continue;
1262         //
1263         fTmpTreeTR->GetEntry(it++);
1264         Int_t nh = fTmpTrackReferences.GetEntries();
1265         // Determine range of secondaries produced by this primary
1266         if (dau1 > -1) {
1267             Int_t inext = ip - 1;
1268             while (dau2 < 0) {
1269                 if (inext >= 0) {
1270                     part = stack->Particle(inext);
1271                     dau2 =  part->GetFirstDaughter();
1272                     if (!(part->TestBit(kTransportBit)) || dau2 == -1 || dau2 < np) {
1273 //                  if (dau2 == -1 || dau2 < np) {
1274                         dau2 = -1;
1275                     } else {
1276                         dau2--;
1277                     }
1278                 } else {
1279                     dau2 = stack->GetNtrack() - 1;
1280                 }
1281                 inext--;
1282             } // find upper bound
1283         }  // dau2 < 0
1284 //      printf("Check (1) %5d %5d %5d %5d %5d \n", ip, np, it, dau1, dau2);
1285         // 
1286         // Loop over reference hits and find secondary label
1287         for (Int_t id = dau1; (id <= dau2) && (dau1 > -1); id++) {
1288             for (Int_t ih = 0; ih < nh; ih++) {
1289                 AliTrackReference* tr = (AliTrackReference*) fTmpTrackReferences.At(ih);
1290                 Int_t label = tr->Label();
1291                 // Skip primaries
1292                 if (label == ip) continue;
1293                 if (label > dau2 || label < dau1) 
1294                     AliWarning(Form("Track Reference Label out of range !: %5d %5d %5d \n", label, dau1, dau2));
1295                 if (label == id) {
1296                     // secondary found
1297                     Int_t nref =  fTrackReferences.GetEntriesFast();
1298                     new(fTrackReferences[nref]) AliTrackReference(*tr);
1299                 }
1300             } // hits
1301             treeTR->Fill();
1302             fTrackReferences.Clear();
1303             ifills++;
1304         } // daughters
1305     } // tracks
1306     //
1307     // Now loop again and write the primaries
1308     it = nt - 1;
1309     for (Int_t ip = 0; ip < np; ip++) {
1310         TParticle* part = stack->Particle(ip);
1311 //      if ((part->GetFirstDaughter() == -1 && part->GetStatusCode() <= 1) || part->GetFirstDaughter() >= np) 
1312         if (part->TestBit(kTransportBit))
1313         {
1314             // Skip particles that have not been transported
1315             fTmpTreeTR->GetEntry(it--);
1316             Int_t nh = fTmpTrackReferences.GetEntries();
1317             // 
1318             // Loop over reference hits and find primary labels
1319             for (Int_t ih = 0; ih < nh; ih++) {
1320                 AliTrackReference* tr = (AliTrackReference*)  fTmpTrackReferences.At(ih);
1321                 Int_t label = tr->Label();
1322                 if (label == ip) {
1323                     Int_t nref = fTrackReferences.GetEntriesFast();
1324                     new(fTrackReferences[nref]) AliTrackReference(*tr);
1325                 }
1326             } 
1327         }
1328         treeTR->Fill();
1329         fTrackReferences.Clear();
1330         ifills++;
1331     } // tracks
1332     // Check
1333     if (ifills != stack->GetNtrack()) 
1334         AliWarning(Form("Number of entries in TreeTR (%5d) unequal to TreeK (%5d) \n", ifills, stack->GetNtrack()));
1335 //
1336 //  Clean-up
1337     delete fTmpTreeTR;
1338     fTmpFileTR->Close();
1339     delete fTmpFileTR;
1340     fTmpTrackReferences.Clear();
1341     gSystem->Exec("rm -rf TrackRefsTmp.root");
1342 }
1343