TOF/AliTOFDigitizer.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-2000, 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  *                                                                        *
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   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     *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 //_________________________________________________________________________//
  17 //                                                                         //
  18 // This is a TTask that makes TOF-Digits out of TOF-SDigits.               //
  19 // The simulation of the detector is performed at sdigits level:           //
  20 // during digitization the unique task is the sum of all sdigits in the    //
  21 // same pad.                                                               //
  22 // Digits are written to TreeD in branch "TOF".                            //
  23 //                                                                         //
  24 // -- Author :  F. Pierella (Bologna University) pierella@bo.infn.it       //
  25 //                                                                         //
  26 //_________________________________________________________________________//
  27
  28 #include <Riostream.h>
  29
  30 #include <TFile.h>
  31 #include <TH1F.h>
  32 #include <TTree.h>
  33 #include <TRandom.h>
  34
  35 #include "AliLoader.h"
  36 #include "AliLog.h"
  37 #include "AliRunDigitizer.h"
  38 #include "AliRunLoader.h"
  39 #include "AliRun.h"
  40
  41 #include "AliTOFCal.h"
  42 #include "AliTOFcalib.h"
  43 #include "AliTOFChannel.h"
  44 #include "AliTOFDigitizer.h"
  45 #include "AliTOFdigit.h"
  46 #include "AliTOFHitMap.h"
  47 #include "AliTOFGeometryV5.h"
  48 #include "AliTOFSDigit.h"
  49 #include "AliTOF.h"
  50
  51 ClassImp(AliTOFDigitizer)
  52
  53 //___________________________________________
  54   AliTOFDigitizer::AliTOFDigitizer()  :
  55     AliDigitizer(),
  56     fGeom(0x0),
  57     fDigits(0x0),
  58     fSDigitsArray(0x0),
  59     fhitMap(0x0)
  60 {
  61   // Default ctor - don't use it
  62 }
  63
  64 //___________________________________________
  65 AliTOFDigitizer::AliTOFDigitizer(AliRunDigitizer* manager):
  66   AliDigitizer(manager),
  67   fGeom(0x0),
  68   fDigits(0x0),
  69   fSDigitsArray(0x0),
  70   fhitMap(0x0)
  71 {
  72   //ctor with RunDigitizer
  73 }
  74
  75 //------------------------------------------------------------------------
  76 AliTOFDigitizer::AliTOFDigitizer(const AliTOFDigitizer &source):
  77   AliDigitizer(source),
  78   fGeom(0x0),
  79   fDigits(0),
  80   fSDigitsArray(0),
  81   fhitMap(0)
  82 {
  83   // copy constructor
  84   this->fDigits=source.fDigits;
  85   this->fSDigitsArray=source.fSDigitsArray;
  86   this->fhitMap=source.fhitMap;
  87   this->fGeom=source.fGeom;
  88
  89 }
  90
  91 //------------------------------------------------------------------------
  92   AliTOFDigitizer& AliTOFDigitizer::operator=(const AliTOFDigitizer &source)
  93 {
  94   // ass. op.
  95   this->fDigits=source.fDigits;
  96   this->fSDigitsArray=source.fSDigitsArray;
  97   this->fhitMap=source.fhitMap;
  98   this->fGeom=source.fGeom;
  99   return *this;
 100
 101 }
 102
 103 //------------------------------------------------------------------------
 104 AliTOFDigitizer::~AliTOFDigitizer()
 105 {
 106   // Destructor
 107 }
 108
 109 //---------------------------------------------------------------------
 110
 111 void AliTOFDigitizer::Exec(Option_t* /*option*/)
 112 {
 113   //
 114   // Perform digitization and merging.
 115   // The algorithm is the following:
 116   // - a hitmap is created to check if a pad is already activated;
 117   // - an sdigits container is created to collect all sdigits from
 118   //   different files;
 119   // - sdigits are summed using the hitmap;
 120   // - the sdigits container is used to create the array of AliTOFdigit.
 121   //
 122
 123   AliDebug(1, "");
 124
 125
 126   // get the ptr to TOF detector
 127   AliTOF * tof = (AliTOF *) gAlice->GetDetector("TOF") ;
 128
 129   //Make branches
 130   char branchname[20];
 131   sprintf (branchname, "%s", tof->GetName ());
 132
 133   fDigits=new TClonesArray("AliTOFdigit",4000);
 134
 135   AliRunLoader* outrl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
 136   if (outrl == 0x0)
 137    {
 138      AliError("Can not find Run Loader in output folder.");
 139      return;
 140    }
 141
 142   outrl->CdGAFile();
 143   TFile *in=(TFile*)gFile;
 144   TDirectory *savedir=gDirectory;
 145
 146   if (!in->IsOpen()) {
 147     AliWarning("Geometry file is not open default  TOF geometry will be used");
 148     fGeom = new AliTOFGeometryV5();
 149   }
 150   else {
 151     in->cd();
 152     fGeom = (AliTOFGeometry*)in->Get("TOFgeometry");
 153   }
 154
 155   savedir->cd();
 156
 157   AliLoader* outgime = outrl->GetLoader("TOFLoader");
 158   if (outgime == 0x0)
 159    {
 160      AliError("Can not get TOF Loader from Output Run Loader.");
 161      return;
 162    }
 163
 164   TTree* treeD = outgime->TreeD();
 165   if (treeD == 0x0)
 166    {
 167      outgime->MakeTree("D");
 168      treeD = outgime->TreeD();
 169    }
 170   //Make branch for digits (to be created in Init())
 171   tof->MakeBranchInTree(treeD,branchname,&fDigits,4000);
 172
 173   // container for all summed sdigits (to be created in Init())
 174   fSDigitsArray=new TClonesArray("AliTOFSDigit",1000);
 175
 176   // create hit map (to be created in Init())
 177   fhitMap = new AliTOFHitMap(fSDigitsArray, fGeom);
 178
 179   // Loop over files to digitize
 180
 181   for (Int_t inputFile=0; inputFile<fManager->GetNinputs();
 182        inputFile++) {
 183     ReadSDigit(inputFile);
 184    }
 185
 186   // create digits
 187   CreateDigits();
 188
 189   // free used memory for Hit Map in current event
 190   delete fhitMap;
 191   fSDigitsArray->Delete();
 192   delete fSDigitsArray;
 193
 194   treeD->Fill();
 195
 196   outgime->WriteDigits("OVERWRITE");
 197   outgime->UnloadDigits();
 198   fDigits->Delete();
 199   delete fDigits;
 200
 201 }
 202
 203 //---------------------------------------------------------------------
 204
 205 void AliTOFDigitizer::CreateDigits()
 206 {
 207   // loop on sdigits container to fill the AliTOFdigit TClonesArray
 208   // start digitizing all the collected sdigits
 209
 210   Int_t ndump=0; // dump the first ndump created digits for each event
 211
 212   // get the total number of collected sdigits
 213   Int_t ndig = fSDigitsArray->GetEntriesFast();
 214
 215   for (Int_t k = 0; k < ndig; k++) {
 216
 217     Int_t  vol[5];  // location for a digit
 218     for (Int_t i=0; i<5; i++) vol[i] = -1;
 219
 220     // Get the information for this digit
 221     AliTOFSDigit *tofsdigit = (AliTOFSDigit *) fSDigitsArray->UncheckedAt(k);
 222
 223     Int_t nslot=tofsdigit->GetNDigits(); // get the number of slots
 224     // for current sdigit
 225
 226     // TOF sdigit volumes (always the same for all slots)
 227     Int_t sector    = tofsdigit->GetSector(); // range [0-17]
 228     Int_t plate     = tofsdigit->GetPlate();  // range [0- 4]
 229     Int_t strip     = tofsdigit->GetStrip();  // range [0-14/18/19]
 230     Int_t padz      = tofsdigit->GetPadz();   // range [0- 1]
 231     Int_t padx      = tofsdigit->GetPadx();   // range [0-47]
 232
 233     vol[0] = sector;
 234     vol[1] = plate;
 235     vol[2] = strip;
 236     vol[3] = padx;
 237     vol[4] = padz;
 238
 239     //--------------------- QA section ----------------------
 240     // in the while, I perform QA
 241     Bool_t isSDigitBad = (sector<0 || sector>17 || plate<0 || plate >4 || padz<0 || padz>1 || padx<0 || padx>47);
 242
 243     if (isSDigitBad) {
 244       //AliFatal("strange sdigit found");
 245       AliFatal(Form("strange sdigit found   %3i  %2i  %2i  %3i    %3i", sector, plate, padz, padx, strip));
 246     }
 247     //-------------------------------------------------------
 248
 249     //------------------- Dump section ----------------------
 250     if(k<ndump){
 251       cout << k << "-th | " << "Sector " << sector << " | Plate " << plate << " | Strip " << strip << " | PadZ " << padz << " | PadX " << padx << endl;
 252       cout << k << "-th sdigit" << endl;
 253       cout << "----------------------------------------------------"<< endl;
 254     }
 255     // ------------------------------------------------------
 256
 257     // start loop on number of slots for current sdigit
 258     for (Int_t islot = 0; islot < nslot; islot++) {
 259       Float_t  digit[4] = {-1.,-1.,-1.,-1.};     // TOF digit variables
 260       Int_t tracknum[AliTOFSDigit::kMAXDIGITS];     // contributing tracks for the current slot
 261
 262       Float_t tdc=tofsdigit->GetTdc(islot); digit[0]=tdc;
 263       Float_t adc=tofsdigit->GetAdc(islot); digit[1]=adc;
 264
 265       tracknum[0]=tofsdigit->GetTrack(islot,0);
 266       tracknum[1]=tofsdigit->GetTrack(islot,1);
 267       tracknum[2]=tofsdigit->GetTrack(islot,2);
 268
 269       // new with placement must be used
 270       // adding a TOF digit for each slot
 271       TClonesArray &aDigits = *fDigits;
 272       Int_t last=fDigits->GetEntriesFast();
 273       new (aDigits[last]) AliTOFdigit(tracknum, vol, digit);
 274
 275     }
 276
 277   } // end loop on sdigits - end digitizing all collected sdigits
 278
 279   //Insert Decalibration
 280
 281   AliTOFcalib * calib = new AliTOFcalib(fGeom);
 282   InitDecalibration(calib);
 283   DecalibrateTOFSignal(calib);
 284   delete calib;
 285 }
 286
 287 //---------------------------------------------------------------------
 288
 289 void AliTOFDigitizer::ReadSDigit(Int_t inputFile )
 290 {
 291   // Read sdigits for current event and inputFile;
 292   // store them into the sdigits container
 293   // and update the hit map
 294   // SDigits from different files are assumed to
 295   // be created with the same simulation parameters.
 296
 297   // get the treeS from manager
 298   AliRunLoader* rl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(inputFile));
 299   if (rl == 0x0)
 300    {
 301      AliError(Form("Can not find Run Loader in input %d folder.",inputFile));
 302      return;
 303    }
 304
 305   AliLoader* gime = rl->GetLoader("TOFLoader");
 306   if (gime == 0x0)
 307    {
 308      AliError(Form("Can not get TOF Loader from Input %d Run Loader.",inputFile));
 309      return;
 310    }
 311
 312   TTree* currentTreeS=gime->TreeS();
 313   if (currentTreeS == 0x0)
 314    {
 315      Int_t retval = gime->LoadSDigits();
 316      if (retval)
 317       {
 318          AliError(Form("Error occured while loading S. Digits for Input %d",inputFile));
 319          return;
 320       }
 321      currentTreeS=gime->TreeS();
 322      if (currentTreeS == 0x0)
 323       {
 324          AliError(Form("Can not get S. Digits Tree for Input %d",inputFile));
 325          return;
 326       }
 327    }
 328   // get the branch TOF inside the treeS
 329   TClonesArray * sdigitsDummyContainer= new TClonesArray("AliTOFSDigit",  1000);
 330
 331   // check if the branch exist
 332   TBranch* tofBranch=currentTreeS->GetBranch("TOF");
 333
 334   if(!tofBranch){
 335     AliFatal(Form("TOF branch not found for input %d",inputFile));
 336   }
 337
 338   tofBranch->SetAddress(&sdigitsDummyContainer);
 339
 340   Int_t nEntries = (Int_t)tofBranch->GetEntries();
 341
 342   // Loop through all entries in the tree
 343   Int_t nbytes = 0;
 344
 345   for (Int_t iEntry = 0; iEntry < nEntries; iEntry++) {
 346
 347     // Import the tree
 348     nbytes += tofBranch->GetEvent(iEntry);
 349
 350     // Get the number of sdigits
 351     Int_t ndig = sdigitsDummyContainer->GetEntriesFast();
 352
 353     for (Int_t k=0; k<ndig; k++) {
 354       AliTOFSDigit *tofSdigit= (AliTOFSDigit*) sdigitsDummyContainer->UncheckedAt(k);
 355
 356       Int_t  vol[5]; // location for a sdigit
 357       for (Int_t i=0; i<5; i++) vol[i] = -1;
 358
 359       // check the sdigit volume
 360       vol[0] = tofSdigit->GetSector();
 361       vol[1] = tofSdigit->GetPlate();
 362       vol[2] = tofSdigit->GetStrip();
 363       vol[3] = tofSdigit->GetPadx();
 364       vol[4] = tofSdigit->GetPadz();
 365
 366       if (fhitMap->TestHit(vol) != kEmpty) {
 367         AliTOFSDigit *sdig = static_cast<AliTOFSDigit*>(fhitMap->GetHit(vol));
 368         sdig->Update(tofSdigit);
 369
 370       } else {
 371
 372         CollectSDigit(tofSdigit); // collect the current sdigit
 373         fhitMap->SetHit(vol);     // update the hitmap for location vol
 374
 375       } // if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty)
 376
 377     } // for (Int_t k=0; k<ndig; k++)
 378     sdigitsDummyContainer->Delete();
 379
 380   } // end loop on entries
 381
 382   delete sdigitsDummyContainer;
 383
 384 }
 385
 386
 387 //_____________________________________________________________________________
 388 void AliTOFDigitizer::CollectSDigit(AliTOFSDigit * sdigit)
 389 {
 390   //
 391   // Add a TOF sdigit in container
 392   // new with placement must be used
 393   TClonesArray &aSDigitsArray = *fSDigitsArray;
 394   Int_t last=fSDigitsArray->GetEntriesFast();
 395   // make a copy of the current sdigit and
 396   // put it into tmp array
 397   new (aSDigitsArray[last]) AliTOFSDigit(*sdigit);
 398 }
 399
 400 //_____________________________________________________________________________
 401 void AliTOFDigitizer::InitDecalibration( AliTOFcalib *calib) const {
 402   // calib->ReadSimParFromCDB("TOF/Calib", 0); // original
 403   calib->ReadSimParFromCDB("TOF/Calib", -1); // use AliCDBManager's number
 404 }
 405 //---------------------------------------------------------------------
 406 void AliTOFDigitizer::DecalibrateTOFSignal( AliTOFcalib *calib){
 407
 408   // Read Calibration parameters from the CDB
 409
 410   AliTOFCal * cal= calib->GetTOFCalSimArray();
 411
 412   AliDebug(2,Form("Size of AliTOFCal = %i",cal->NPads()));
 413   for (Int_t ipad = 0 ; ipad<cal->NPads(); ipad++){
 414     AliTOFChannel *calChannel = cal->GetChannel(ipad);
 415     Float_t par[6];
 416     for (Int_t j = 0; j<6; j++){
 417       par[j]=calChannel->GetSlewPar(j);
 418     }
 419   }
 420
 421   // Initialize Quantities to Simulate ToT Spectra
 422
 423
 424   TH1F * hToT= calib->GetTOFSimToT();
 425   Int_t nbins = hToT->GetNbinsX();
 426   Float_t delta = hToT->GetBinWidth(1);
 427   Float_t maxch = hToT->GetBinLowEdge(nbins)+delta;
 428   Float_t minch = hToT->GetBinLowEdge(1);
 429   Float_t max=0,min=0; //maximum and minimum value of the distribution
 430   Int_t maxbin=0,minbin=0; //maximum and minimum bin of the distribution
 431   for (Int_t ii=nbins; ii>0; ii--){
 432     if (hToT->GetBinContent(ii)!= 0) {
 433       max = maxch - (nbins-ii-1)*delta;
 434       maxbin = ii;
 435       break;}
 436   }
 437   for (Int_t j=1; j<nbins; j++){
 438     if (hToT->GetBinContent(j)!= 0) {
 439       min = minch + (j-1)*delta;
 440       minbin = j;
 441       break;}
 442   }
 443   Float_t maxToT=max;
 444   Float_t minToT=min;
 445   Float_t maxToTDistr=hToT->GetMaximum();
 446
 447
 448   // Loop on TOF Digits
 449
 450   Bool_t dbEntry=kFALSE;
 451   Int_t ndigits = fDigits->GetEntriesFast();
 452   for (Int_t i=0;i<ndigits;i++){
 453     AliTOFdigit * dig = (AliTOFdigit*)fDigits->At(i);
 454     Int_t detId[5];
 455     detId[0] = dig->GetSector();
 456     detId[1] = dig->GetPlate();
 457     detId[2] = dig->GetStrip();
 458     detId[3] = dig->GetPadz();
 459     detId[4] = dig->GetPadx();
 460     // For Data with no Miscalibration, set ToT signal == Adc
 461     dig->SetToT(dig->GetAdc());
 462     if(hToT->GetEntries()>0){
 463       Float_t trix = 0;
 464       Float_t triy = 0;
 465       Float_t simToT = 0;
 466       while (simToT <= triy){
 467         trix = gRandom->Rndm(i);
 468         triy = gRandom->Rndm(i);
 469         trix = (maxToT-minToT)*trix + minToT;
 470         triy = maxToTDistr*triy;
 471         Int_t binx=hToT->FindBin(trix);
 472         simToT=hToT->GetBinContent(binx);
 473       }
 474     // Setting realistic ToT signal (only for Miscalibrated Data)
 475       dig->SetToT(trix);
 476     }
 477     Int_t index = calib->GetIndex(detId);
 478     AliTOFChannel *calChannel = cal->GetChannel(index);
 479     // time slewing parameters
 480     Float_t par[6];
 481     for (Int_t j = 0; j<6; j++){
 482       par[j]=calChannel->GetSlewPar(j);
 483       if(par[j]!=0)dbEntry=kTRUE;
 484     }
 485     // the global time shift
 486     Float_t timedelay = calChannel->GetDelay();
 487     Float_t tToT= dig->GetToT();
 488     dig->SetTdcND(dig->GetTdc());
 489     Float_t tdc = ((dig->GetTdc())*AliTOFGeometry::TdcBinWidth()+32)*1.E-3; //tof signal in ns
 490     // add slewing effect
 491     Float_t timeoffset=par[0] + tToT*(par[1] +tToT*(par[2] +tToT*(par[3] +tToT*(par[4] +tToT*par[5]))));
 492     Float_t timeSlewed = tdc+timeoffset;
 493     // add global time shift
 494     timeSlewed = timeSlewed + timedelay;
 495
 496     // Setting Decalibrated Time signal
 497     dig->SetTdc((timeSlewed*1E3-32)/AliTOFGeometry::TdcBinWidth());
 498   }
 499
 500   if(hToT->GetEntries()<=0 || !dbEntry){
 501     AliDebug(1,"Standard Production, no miscalibrated digits");
 502   }else{
 503     AliDebug(1,"Miscalibrated digits");
 504   }
 505
 506   return;
 507 }
 508