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  *                                                                        *
   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 //_________________________________________________________________________
  17 // This is a TTask that makes TOF-Digits out of TOF-SDigits.
  18 // The simulation of the detector is performed at sdigits level:
  19 // during digitization the unique task is the sum of all sdigits in the
  20 // same pad.
  21 // Digits are written to TreeD in branch "TOF".
  22 //
  23 // -- Author :  F. Pierella (Bologna University) pierella@bo.infn.it
  24 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  25
  26
  27 #include <stdlib.h>
  28 #include <Riostream.h>
  29 #include <TTree.h>
  30 #include <TVector.h>
  31 #include <TObjArray.h>
  32 #include <TFile.h>
  33 #include <TDirectory.h>
  34 #include <TRandom.h>
  35 #include "TF1.h"
  36 #include "TH1F.h"
  37 #include "TList.h"
  38 #include "TRandom.h"
  39
  40 #include "AliLog.h"
  41 #include "AliRun.h"
  42 #include "AliRunLoader.h"
  43 #include "AliLoader.h"
  44 #include "AliDigitizer.h"
  45 #include "AliRunDigitizer.h"
  46 #include "AliPDG.h"
  47
  48 #include "AliTOF.h"
  49 #include "AliTOFDigitizer.h"
  50 #include "AliTOFSDigitizer.h"
  51 #include "AliTOFhit.h"
  52 #include "AliTOFdigit.h"
  53 #include "AliTOFSDigit.h"
  54 #include "AliTOFHitMap.h"
  55 #include "AliTOFChannel.h"
  56 #include "AliTOFCal.h"
  57 #include "AliTOFGeometryV5.h"
  58
  59 ClassImp(AliTOFDigitizer)
  60
  61 //___________________________________________
  62   AliTOFDigitizer::AliTOFDigitizer()  :AliDigitizer()
  63 {
  64   // Default ctor - don't use it
  65   fDigits=0;
  66   fSDigitsArray=0;
  67   fhitMap=0;
  68   fGeom=0x0;
  69 }
  70
  71 //___________________________________________
  72 AliTOFDigitizer::AliTOFDigitizer(AliRunDigitizer* manager)
  73     :AliDigitizer(manager)
  74 {
  75   fDigits=0;
  76   fSDigitsArray=0;
  77   fhitMap=0;
  78   fGeom=0x0;
  79 }
  80
  81 //------------------------------------------------------------------------
  82 AliTOFDigitizer::~AliTOFDigitizer()
  83 {
  84   // Destructor
  85 }
  86
  87 //---------------------------------------------------------------------
  88
  89 void AliTOFDigitizer::Exec(Option_t* /*option*/)
  90 {
  91   //
  92   // Perform digitization and merging.
  93   // The algorithm is the following:
  94   // - a hitmap is created to check if a pad is already activated;
  95   // - an sdigits container is created to collect all sdigits from
  96   //   different files;
  97   // - sdigits are summed using the hitmap;
  98   // - the sdigits container is used to create the array of AliTOFdigit.
  99   //
 100
 101   AliDebug(1, "");
 102
 103
 104   // get the ptr to TOF detector
 105   AliTOF * tof = (AliTOF *) gAlice->GetDetector("TOF") ;
 106
 107   //Make branches
 108   char branchname[20];
 109   sprintf (branchname, "%s", tof->GetName ());
 110
 111   fDigits=new TClonesArray("AliTOFdigit",4000);
 112
 113   AliRunLoader* outrl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
 114   if (outrl == 0x0)
 115    {
 116      AliError("Can not find Run Loader in output folder.");
 117      return;
 118    }
 119
 120   outrl->CdGAFile();
 121   TFile *in=(TFile*)gFile;
 122   TDirectory *savedir=gDirectory;
 123
 124   if (!in->IsOpen()) {
 125     AliWarning("Geometry file is not open default  TOF geometry will be used");
 126     fGeom = new AliTOFGeometryV5();
 127   }
 128   else {
 129     in->cd();
 130     fGeom = (AliTOFGeometry*)in->Get("TOFgeometry");
 131   }
 132
 133   savedir->cd();
 134
 135   AliLoader* outgime = outrl->GetLoader("TOFLoader");
 136   if (outgime == 0x0)
 137    {
 138      AliError("Can not get TOF Loader from Output Run Loader.");
 139      return;
 140    }
 141
 142   TTree* treeD = outgime->TreeD();
 143   if (treeD == 0x0)
 144    {
 145      outgime->MakeTree("D");
 146      treeD = outgime->TreeD();
 147    }
 148   //Make branch for digits (to be created in Init())
 149   tof->MakeBranchInTree(treeD,branchname,&fDigits,4000);
 150
 151   // container for all summed sdigits (to be created in Init())
 152   fSDigitsArray=new TClonesArray("AliTOFSDigit",1000);
 153
 154   // create hit map (to be created in Init())
 155   fhitMap = new AliTOFHitMap(fSDigitsArray, fGeom);
 156
 157   // Loop over files to digitize
 158
 159   for (Int_t inputFile=0; inputFile<fManager->GetNinputs();
 160        inputFile++) {
 161     ReadSDigit(inputFile);
 162    }
 163
 164   // create digits
 165   CreateDigits();
 166
 167   // free used memory for Hit Map in current event
 168   delete fhitMap;
 169   fSDigitsArray->Delete();
 170   delete fSDigitsArray;
 171
 172   treeD->Fill();
 173
 174   outgime->WriteDigits("OVERWRITE");
 175   outgime->UnloadDigits();
 176   fDigits->Delete();
 177   delete fDigits;
 178
 179 }
 180
 181 //---------------------------------------------------------------------
 182
 183 void AliTOFDigitizer::CreateDigits()
 184 {
 185   // loop on sdigits container to fill the AliTOFdigit TClonesArray
 186   // start digitizing all the collected sdigits
 187
 188   Int_t ndump=0; // dump the first ndump created digits for each event
 189
 190   // get the total number of collected sdigits
 191   Int_t ndig = fSDigitsArray->GetEntriesFast();
 192
 193   for (Int_t k = 0; k < ndig; k++) {
 194
 195     Int_t  vol[5];  // location for a digit
 196     for (Int_t i=0; i<5; i++) vol[i] = -1;
 197
 198     // Get the information for this digit
 199     AliTOFSDigit *tofsdigit = (AliTOFSDigit *) fSDigitsArray->UncheckedAt(k);
 200
 201     Int_t nslot=tofsdigit->GetNDigits(); // get the number of slots
 202     // for current sdigit
 203
 204     // TOF sdigit volumes (always the same for all slots)
 205     Int_t sector    = tofsdigit->GetSector(); // range [0-17]
 206     Int_t plate     = tofsdigit->GetPlate();  // range [0- 4]
 207     Int_t strip     = tofsdigit->GetStrip();  // range [0-14/18/19]
 208     Int_t padz      = tofsdigit->GetPadz();   // range [0- 1]
 209     Int_t padx      = tofsdigit->GetPadx();   // range [0-47]
 210
 211     vol[0] = sector;
 212     vol[1] = plate;
 213     vol[2] = strip;
 214     vol[3] = padx;
 215     vol[4] = padz;
 216
 217     //--------------------- QA section ----------------------
 218     // in the while, I perform QA
 219     Bool_t isSDigitBad = (sector<0 || sector>17 || plate<0 || plate >4 || padz<0 || padz>1 || padx<0 || padx>47);
 220
 221     if (isSDigitBad) {
 222       //AliFatal("strange sdigit found");
 223       AliFatal(Form("strange sdigit found   %3i  %2i  %2i  %3i    %3i", sector, plate, padz, padx, strip));
 224     }
 225     //-------------------------------------------------------
 226
 227     //------------------- Dump section ----------------------
 228     if(k<ndump){
 229       cout << k << "-th | " << "Sector " << sector << " | Plate " << plate << " | Strip " << strip << " | PadZ " << padz << " | PadX " << padx << endl;
 230       cout << k << "-th sdigit" << endl;
 231       cout << "----------------------------------------------------"<< endl;
 232     }
 233     // ------------------------------------------------------
 234
 235     // start loop on number of slots for current sdigit
 236     for (Int_t islot = 0; islot < nslot; islot++) {
 237       Float_t  digit[2];     // TOF digit variables
 238       Int_t tracknum[kMAXDIGITS];     // contributing tracks for the current slot
 239
 240       Float_t tdc=tofsdigit->GetTdc(islot); digit[0]=tdc;
 241       Float_t adc=tofsdigit->GetAdc(islot); digit[1]=adc;
 242
 243       tracknum[0]=tofsdigit->GetTrack(islot,0);
 244       tracknum[1]=tofsdigit->GetTrack(islot,1);
 245       tracknum[2]=tofsdigit->GetTrack(islot,2);
 246
 247       // new with placement must be used
 248       // adding a TOF digit for each slot
 249       TClonesArray &aDigits = *fDigits;
 250       Int_t last=fDigits->GetEntriesFast();
 251       new (aDigits[last]) AliTOFdigit(tracknum, vol, digit);
 252
 253     }
 254
 255   } // end loop on sdigits - end digitizing all collected sdigits
 256
 257   //Insert Decalibration
 258
 259   AliTOFcalib * calib = new AliTOFcalib(fGeom);
 260   InitDecalibration(calib);
 261   DecalibrateTOFSignal(calib);
 262   delete calib;
 263 }
 264
 265 //---------------------------------------------------------------------
 266
 267 void AliTOFDigitizer::ReadSDigit(Int_t inputFile )
 268 {
 269   // Read sdigits for current event and inputFile;
 270   // store them into the sdigits container
 271   // and update the hit map
 272   // SDigits from different files are assumed to
 273   // be created with the same simulation parameters.
 274
 275   // get the treeS from manager
 276   AliRunLoader* rl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(inputFile));
 277   if (rl == 0x0)
 278    {
 279      AliError(Form("Can not find Run Loader in input %d folder.",inputFile));
 280      return;
 281    }
 282
 283   AliLoader* gime = rl->GetLoader("TOFLoader");
 284   if (gime == 0x0)
 285    {
 286      AliError(Form("Can not get TOF Loader from Input %d Run Loader.",inputFile));
 287      return;
 288    }
 289
 290   TTree* currentTreeS=gime->TreeS();
 291   if (currentTreeS == 0x0)
 292    {
 293      Int_t retval = gime->LoadSDigits();
 294      if (retval)
 295       {
 296          AliError(Form("Error occured while loading S. Digits for Input %d",inputFile));
 297          return;
 298       }
 299      currentTreeS=gime->TreeS();
 300      if (currentTreeS == 0x0)
 301       {
 302          AliError(Form("Can not get S. Digits Tree for Input %d",inputFile));
 303          return;
 304       }
 305    }
 306   // get the branch TOF inside the treeS
 307   TClonesArray * sdigitsDummyContainer= new TClonesArray("AliTOFSDigit",  1000);
 308
 309   // check if the branch exist
 310   TBranch* tofBranch=currentTreeS->GetBranch("TOF");
 311
 312   if(!tofBranch){
 313     AliFatal(Form("TOF branch not found for input %d",inputFile));
 314   }
 315
 316   tofBranch->SetAddress(&sdigitsDummyContainer);
 317
 318   Int_t nEntries = (Int_t)tofBranch->GetEntries();
 319
 320   // Loop through all entries in the tree
 321   Int_t nbytes = 0;
 322
 323   for (Int_t iEntry = 0; iEntry < nEntries; iEntry++) {
 324
 325     // Import the tree
 326     nbytes += tofBranch->GetEvent(iEntry);
 327
 328     // Get the number of sdigits
 329     Int_t ndig = sdigitsDummyContainer->GetEntriesFast();
 330
 331     for (Int_t k=0; k<ndig; k++) {
 332       AliTOFSDigit *tofSdigit= (AliTOFSDigit*) sdigitsDummyContainer->UncheckedAt(k);
 333
 334       Int_t  vol[5]; // location for a sdigit
 335       for (Int_t i=0; i<5; i++) vol[i] = -1;
 336
 337       // check the sdigit volume
 338       vol[0] = tofSdigit->GetSector();
 339       vol[1] = tofSdigit->GetPlate();
 340       vol[2] = tofSdigit->GetStrip();
 341       vol[3] = tofSdigit->GetPadx();
 342       vol[4] = tofSdigit->GetPadz();
 343
 344       if (fhitMap->TestHit(vol) != kEmpty) {
 345         AliTOFSDigit *sdig = static_cast<AliTOFSDigit*>(fhitMap->GetHit(vol));
 346         sdig->Update(tofSdigit);
 347
 348       } else {
 349
 350         CollectSDigit(tofSdigit); // collect the current sdigit
 351         fhitMap->SetHit(vol);     // update the hitmap for location vol
 352
 353       } // if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty)
 354
 355     } // for (Int_t k=0; k<ndig; k++)
 356     sdigitsDummyContainer->Delete();
 357
 358   } // end loop on entries
 359
 360   delete sdigitsDummyContainer;
 361
 362 }
 363
 364
 365 //_____________________________________________________________________________
 366 void AliTOFDigitizer::CollectSDigit(AliTOFSDigit * sdigit)
 367 {
 368   //
 369   // Add a TOF sdigit in container
 370   // new with placement must be used
 371   TClonesArray &aSDigitsArray = *fSDigitsArray;
 372   Int_t last=fSDigitsArray->GetEntriesFast();
 373   // make a copy of the current sdigit and
 374   // put it into tmp array
 375   new (aSDigitsArray[last]) AliTOFSDigit(*sdigit);
 376 }
 377
 378 //_____________________________________________________________________________
 379 void AliTOFDigitizer::InitDecalibration( AliTOFcalib *calib){
 380   calib->ReadSimParFromCDB("TOF/Calib", 0);
 381 }
 382 //---------------------------------------------------------------------
 383 void AliTOFDigitizer::DecalibrateTOFSignal( AliTOFcalib *calib){
 384
 385   // Read Calibration parameters from the CDB
 386
 387   AliTOFCal * cal= calib->GetTOFCalSimArray();
 388
 389   AliInfo(Form("Size of AliTOFCal = %i",cal->NPads()));
 390   for (Int_t ipad = 0 ; ipad<cal->NPads(); ipad++){
 391     AliTOFChannel *CalChannel = cal->GetChannel(ipad);
 392     Float_t par[6];
 393     for (Int_t j = 0; j<6; j++){
 394       par[j]=CalChannel->GetSlewPar(j);
 395     }
 396   }
 397
 398   // Initialize Quantities to Simulate ToT Spectra
 399
 400
 401   TH1F * hToT= calib->GetTOFSimToT();
 402   Int_t nbins = hToT->GetNbinsX();
 403   Float_t Delta = hToT->GetBinWidth(1);
 404   Float_t maxch = hToT->GetBinLowEdge(nbins)+Delta;
 405   Float_t minch = hToT->GetBinLowEdge(1);
 406   Float_t max=0,min=0; //maximum and minimum value of the distribution
 407   Int_t maxbin=0,minbin=0; //maximum and minimum bin of the distribution
 408   for (Int_t ii=nbins; ii>0; ii--){
 409     if (hToT->GetBinContent(ii)!= 0) {
 410       max = maxch - (nbins-ii-1)*Delta;
 411       maxbin = ii;
 412       break;}
 413   }
 414   for (Int_t j=1; j<nbins; j++){
 415     if (hToT->GetBinContent(j)!= 0) {
 416       min = minch + (j-1)*Delta;
 417       minbin = j;
 418       break;}
 419   }
 420   Float_t MaxToT=max;
 421   Float_t MinToT=min;
 422   Float_t MaxToTDistr=hToT->GetMaximum();
 423
 424
 425   // Loop on TOF Digits
 426
 427   Bool_t dbEntry=kFALSE;
 428   Int_t ndigits = fDigits->GetEntriesFast();
 429   for (Int_t i=0;i<ndigits;i++){
 430     AliTOFdigit * dig = (AliTOFdigit*)fDigits->At(i);
 431     Int_t detId[5];
 432     detId[0] = dig->GetSector();
 433     detId[1] = dig->GetPlate();
 434     detId[2] = dig->GetStrip();
 435     detId[3] = dig->GetPadz();
 436     detId[4] = dig->GetPadx();
 437     // For Data with no Miscalibration, set ToT signal == Adc
 438     dig->SetToT(dig->GetAdc());
 439     if(hToT->GetEntries()>0){
 440       Float_t trix = 0;
 441       Float_t triy = 0;
 442       Float_t SimToT = 0;
 443       while (SimToT <= triy){
 444         trix = gRandom->Rndm(i);
 445         triy = gRandom->Rndm(i);
 446         trix = (MaxToT-MinToT)*trix + MinToT;
 447         triy = MaxToTDistr*triy;
 448         Int_t binx=hToT->FindBin(trix);
 449         SimToT=hToT->GetBinContent(binx);
 450       }
 451     // Setting realistic ToT signal (only for Miscalibrated Data)
 452       dig->SetToT(trix);
 453     }
 454     Int_t index = calib->GetIndex(detId);
 455     AliTOFChannel *CalChannel = cal->GetChannel(index);
 456     Float_t par[6];
 457     for (Int_t j = 0; j<6; j++){
 458       par[j]=CalChannel->GetSlewPar(j);
 459       if(par[j]!=0)dbEntry=kTRUE;
 460     }
 461
 462     Float_t ToT= dig->GetToT();
 463     dig->SetTdcND(dig->GetTdc());
 464     Float_t tdc = ((dig->GetTdc())*AliTOFGeometry::TdcBinWidth()+32)*1.E-3; //tof signal in ns
 465     Float_t timeoffset=par[0] + ToT*par[1] +ToT*ToT*par[2] +ToT*ToT*ToT*par[3] +ToT*ToT*ToT*ToT*par[4] +ToT*ToT*ToT*ToT*ToT*par[5];
 466     Float_t timeSlewed = tdc + timeoffset;
 467     // Setting Decalibrated Time signal
 468     dig->SetTdc((timeSlewed*1E3-32)/AliTOFGeometry::TdcBinWidth());
 469   }
 470
 471   if(hToT->GetEntries()<=0 || !dbEntry){
 472     AliInfo("Standard Production, no miscalibrated digits");
 473   }else{
 474     AliInfo("Miscalibrated digits");
 475   }
 476
 477   return;
 478 }
 479