Parallel TPC tracking in the ESD schema (M.Ivanov)
[u/mrichter/AliRoot.git] / TPC / AliTPCtrackerMI.h
1 #ifndef ALITPCTRACKERMI_H
2 #define ALITPCTRACKERMI_H
3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6
7 /* $Id$ */
8
9 //-------------------------------------------------------
10 //                       TPC trackerMI
11 //
12 //   Origin: 
13 //-------------------------------------------------------
14 #include "AliTracker.h"
15 #include "AliTPCtrack.h"
16 #include "AliComplexCluster.h"
17
18 class TFile;
19 class AliTPCParam;
20 class AliTPCseed;
21 class AliTPCclusterMI;
22 class AliTPCTrackerPoint;
23 class AliESD;   
24 class TTree;
25
26
27 class AliTPCseed : public AliTPCtrack {
28   friend class AliTPCtrackerMI;
29   public:  
30      AliTPCseed();
31      virtual ~AliTPCseed();
32      AliTPCseed(const AliTPCtrack &t);
33      AliTPCseed(const AliKalmanTrack &t, Double_t a);
34      Int_t Compare(const TObject *o) const;
35      void Reset(Bool_t all = kTRUE);
36      Int_t GetProlongation(Double_t xr, Double_t &y, Double_t & z) const;
37      virtual Double_t GetPredictedChi2(const AliTPCclusterMI *cluster) const;
38      virtual Int_t Update(const AliTPCclusterMI* c, Double_t chi2, UInt_t i);
39      AliTPCTrackerPoint * GetTrackPoint(Int_t i);
40      void RebuildSeed(); // rebuild seed to be ready for storing
41      AliTPCseed(UInt_t index, const Double_t xx[5], 
42                 const Double_t cc[15], Double_t xr, Double_t alpha);
43
44      Double_t GetDensityFirst(Int_t n);
45      Double_t GetSigma2C() const {return fC44;};
46      void GetClusterStatistic(Int_t first, Int_t last, Int_t &found, Int_t &foundable, Int_t &shared, Bool_t plus2);
47      
48      void Modify(Double_t factor);
49      void SetClusterIndex2(Int_t row, Int_t index) {
50        fIndex[row] = index;
51      }
52      Int_t  GetClusterIndex2(Int_t row) const {
53        return fIndex[row];
54      }
55      Int_t GetClusterSector(Int_t row) const {
56        Int_t pica = -1;
57        if (fIndex[row]>=0) pica =  ((fIndex[row]&0xff000000)>>24);
58        return pica;
59      }
60     
61      void SetErrorY2(Float_t sy2){fErrorY2=sy2;}
62      void SetErrorZ2(Float_t sz2){fErrorZ2=sz2;}
63      void CookdEdx(Double_t low=0.05, Double_t up=0.70, Int_t i1=0, Int_t i2=159, Bool_t onlyused = kFALSE);
64      //     void CookdEdx2(Double_t low=0.05, Double_t up=0.70);
65      Bool_t IsActive() const { return !(fRemoval);}
66      void Desactivate(Int_t reason){ fRemoval = reason;} 
67      //
68      //
69      AliESDtrack * fEsd; //!
70  private:
71      AliTPCclusterMI*   fClusterPointer[160];  //! array of cluster pointers  - 
72      TClonesArray * fPoints;              // array with points along the track
73      TClonesArray * fEPoints;             // array with exact points - calculated in special macro not used in tracking
74      //---CURRENT VALUES
75      Int_t fRow;                 //!current row number  
76      Int_t fSector;              //!current sector number
77      Int_t fRelativeSector;      //! index of current relative sector
78      Float_t fCurrentSigmaY2;    //!expected current cluster sigma Y
79      Float_t fCurrentSigmaZ2;    //!expected current cluster sigma Z
80      Float_t fErrorY2;           //!sigma of current cluster 
81      Float_t fErrorZ2;           //!sigma of current cluster    
82      AliTPCclusterMI * fCurrentCluster; //!pointer to the current cluster for prolongation
83      Int_t   fCurrentClusterIndex1; //! index of the current cluster
84      Bool_t  fInDead;            //! indicate if the track is in dead zone
85      Bool_t  fIsSeeding;         //!indicates if it is proces of seeading
86      Int_t   fNoCluster;         //!indicates number of rows without clusters
87      Int_t   fSort;              //!indicate criteria for sorting
88      Bool_t  fBSigned;        //indicates that clusters of this trackes are signed to be used
89      //
90      //
91      Float_t fDEDX[4];         // dedx according padrows
92      Float_t fSDEDX[4];        // sdedx according padrows
93      Int_t   fNCDEDX[4];       // number of clusters for dedx measurment
94      //
95      Int_t   fSeedType;         //seeding type
96      Int_t   fSeed1;            //first row for seeding
97      Int_t   fSeed2;            //last row for seeding
98      Int_t   fOverlapLabels[12];  //track labels and the length of the  overlap     
99      Float_t fMAngular;        // mean angular factor
100      AliTPCTrackerPoint  fTrackPoints[160];  //!track points - array track points
101    
102      ClassDef(AliTPCseed,1)  
103 };
104
105
106
107
108 class AliTPCtrackerMI : public AliTracker {
109 public:
110   AliTPCtrackerMI():AliTracker(),fkNIS(0),fkNOS(0) {
111     fInnerSec=fOuterSec=0; fSeeds=0; 
112   }
113   AliTPCtrackerMI(const AliTPCParam *par); 
114   virtual ~AliTPCtrackerMI();
115   //
116   void SetIteration(Int_t iteration){fIteration = iteration;}
117   virtual Int_t Clusters2Tracks (AliESD *esd);
118   virtual Int_t RefitInward (AliESD *esd);
119   virtual Int_t LoadClusters (TTree * tree);
120   Int_t  LoadClusters();
121   void   UnloadClusters();
122
123   //
124   void SetIO();  //set default IO from folders
125   void SetIO(TTree * input, TTree * output, AliESD * event);
126   void FillESD(TObjArray* arr);
127   void WriteTracks();
128   void WriteTracks(TTree * tree);  
129   void DeleteSeeds();
130   void SetDebug(Int_t debug){ fDebug = debug;}
131    Int_t ReadSeeds(const TFile *in);
132    TObjArray * GetSeeds(){return fSeeds;}
133    //   
134    AliCluster * GetCluster (int) const {return 0;}
135    AliTPCclusterMI *GetClusterMI(Int_t index) const;
136    Int_t Clusters2Tracks(const TFile */*in*/, TFile */*out*/){return 0;}
137    Int_t Clusters2Tracks();
138    virtual void  CookLabel(AliTPCseed *t,Float_t wrong) const; 
139    
140    void RotateToLocal(AliTPCseed *seed);
141   
142    
143    Int_t FollowProlongation(AliTPCseed& t, Int_t rf=0, Int_t step=1);
144    Int_t FollowProlongationFast(AliTPCseed& t, Int_t rf=0, Int_t step=1);
145    
146    Int_t FollowBackProlongation(AliTPCseed& t, Int_t rf);
147    Int_t FollowToNext(AliTPCseed& t, Int_t nr);
148    Int_t FollowToNextFast(AliTPCseed& t, Int_t nr);
149    Int_t UpdateClusters(AliTPCseed& t,  Int_t nr);
150    Int_t FollowToNextCluster( AliTPCseed& t, Int_t nr);
151
152    virtual Int_t PropagateBack (const TFile *, TFile *){return 0;}
153    Int_t PropagateBack(TObjArray * arr);
154    Int_t PropagateBack(AliESD * event);
155    Int_t PropagateBack(AliTPCseed *pt, Int_t row0, Int_t row1);   
156    Int_t PropagateForward();
157    Int_t PropagateForward2(TObjArray * arr);
158
159    Int_t CheckKinkPoint(AliTPCseed*seed, Float_t th);
160    void SortTracks(TObjArray * arr, Int_t mode);
161   
162
163    virtual Double_t ErrY2(AliTPCseed* seed, AliTPCclusterMI * cl = 0);
164    virtual Double_t ErrZ2(AliTPCseed* seed, AliTPCclusterMI * cl = 0);   
165
166    Double_t F1(Double_t x1,Double_t y1, Double_t x2,Double_t y2, Double_t x3,Double_t y3); 
167    Double_t F1old(Double_t x1,Double_t y1, Double_t x2,Double_t y2, Double_t x3,Double_t y3); 
168    Double_t F2(Double_t x1,Double_t y1, Double_t x2,Double_t y2, Double_t x3,Double_t y3); 
169    Double_t F2old(Double_t x1,Double_t y1, Double_t x2,Double_t y2, Double_t x3,Double_t y3); 
170
171    Double_t F3(Double_t x1,Double_t y1, Double_t x2,Double_t y2, Double_t z1,Double_t z2); 
172    Double_t F3n(Double_t x1,Double_t y1, Double_t x2,Double_t y2, Double_t z1,Double_t z2, 
173                 Double_t c); 
174    Bool_t GetProlongation(Double_t x1, Double_t x2, Double_t x[5], Double_t &y, Double_t &z);
175
176  public:
177 //**************** Internal tracker class ********************** 
178    class AliTPCSector;
179    class AliTPCRow {
180      friend class AliTPCtrackerMI;
181      friend class AliTPCtrackerMI::AliTPCSector;
182    public:
183      AliTPCRow();
184      ~AliTPCRow();
185      void InsertCluster(const AliTPCclusterMI *c, UInt_t index);
186      operator int() const {return fN;}
187      Int_t GetN() const {return fN;}
188      const AliTPCclusterMI* operator[](Int_t i) const {return fClusters[i];}
189      UInt_t GetIndex(Int_t i) const {return fIndex[i];}
190      inline Int_t Find(Double_t z) const; 
191      AliTPCclusterMI *  FindNearest(Double_t y, Double_t z, Double_t roady, Double_t roadz) const;
192      AliTPCclusterMI *  FindNearest2(Double_t y, Double_t z, Double_t roady, Double_t roadz, UInt_t & index) const;
193      AliTPCclusterMI *  FindNearest3(Double_t y, Double_t z, Double_t roady, Double_t roadz, UInt_t & index) const;
194      
195      void SetX(Double_t x) {fX=x;}
196      Double_t GetX() const {return fX;}
197    private:  
198      Float_t fDeadZone;  // the width of the dead zone
199      AliTPCclusterMI *fClusters1; //array with clusters 1
200      Int_t fN1;  //number of clusters on left side
201      AliTPCclusterMI *fClusters2; //array with clusters 2
202      Int_t fN2; // number of clusters on right side of the TPC
203      Short_t fFastCluster[510];   //index of the nearest cluster at given position
204      Int_t fN;                                          //number of clusters 
205      const AliTPCclusterMI *fClusters[kMaxClusterPerRow]; //pointers to clusters
206                                // indexes for cluster at given position z  
207      // AliTPCclusterMI *fClustersArray;                     // 
208      UInt_t fIndex[kMaxClusterPerRow];                  //indeces of clusters
209      Double_t fX;                                 //X-coordinate of this row
210    //private:
211      AliTPCRow(const AliTPCRow& r);            //dummy copy constructor
212      AliTPCRow &operator=(const AliTPCRow& r); //dummy assignment operator
213    };
214
215 //**************** Internal tracker class ********************** 
216    class AliTPCSector {
217      friend class AliTPCtrackerMI;
218    public:
219      AliTPCSector() { fN=0; fRow = 0; }
220     ~AliTPCSector() { delete[] fRow; }
221      AliTPCRow& operator[](Int_t i) const { return *(fRow+i); }
222      Int_t GetNRows() const { return fN; }
223      void Setup(const AliTPCParam *par, Int_t flag);
224      Double_t GetX(Int_t l) const {return fRow[l].GetX();}
225      Double_t GetMaxY(Int_t l) const {
226          return GetX(l)*TMath::Tan(0.5*GetAlpha());
227      } 
228      Double_t GetAlpha() const {return fAlpha;}
229      Double_t GetAlphaShift() const {return fAlphaShift;}     
230      //Int_t GetFirst(){return fFirstRow;}
231      Int_t GetRowNumber(Double_t x) const {
232         //return pad row number for this x
233        Double_t r;
234        if (fN < 64){
235          r=fRow[fN-1].GetX();
236          if (x > r) return fN;
237          r=fRow[0].GetX();
238          if (x < r) return -1;
239          return Int_t((x-r)/fPadPitchLength + 0.5);}
240        else{    
241            r=fRow[fN-1].GetX();
242            if (x > r) return fN;
243            r=fRow[0].GetX();
244            if (x < r) return -1;
245           Double_t r1=fRow[64].GetX();
246           if(x<r1){       
247             return Int_t((x-r)/f1PadPitchLength + 0.5);}
248           else{
249             return (Int_t((x-r1)/f2PadPitchLength + 0.5)+64);} 
250        }
251      }
252      Double_t GetPadPitchWidth()  const {return fPadPitchWidth;}
253      Double_t GetPadPitchLength() const {return fPadPitchLength;}
254      Double_t GetPadPitchLength(Float_t x) const {return (x<200) ? fPadPitchLength:f2PadPitchLength ;}
255
256    private:
257      Int_t fN;                        //number of pad rows 
258      //Int_t fFirstRow;                 //offset
259      AliTPCRow *fRow;                    //array of pad rows
260      Double_t fAlpha;                    //opening angle
261      Double_t fAlphaShift;               //shift angle;
262      Double_t fPadPitchWidth;            //pad pitch width
263      Double_t fPadPitchLength;           //pad pitch length
264      Double_t f1PadPitchLength;           //pad pitch length
265      Double_t f2PadPitchLength;           //pad pitch length
266     
267    private:
268      AliTPCSector(const AliTPCSector &s);           //dummy copy contructor 
269      AliTPCSector& operator=(const AliTPCSector &s);//dummy assignment operator
270    };
271
272    Float_t OverlapFactor(AliTPCseed * s1, AliTPCseed * s2, Int_t &sum1, Int_t &sum2);
273    void  SignShared(AliTPCseed * s1, AliTPCseed * s2);
274    void  SignShared(TObjArray * arr);
275
276    void  RemoveUsed(TObjArray * arr, Float_t factor1, Float_t factor2,  Int_t removalindex);
277    void  RemoveDouble(TObjArray * arr, Float_t factor1, Float_t factor2,  Int_t removalindex);
278
279    void  StopNotActive(TObjArray * arr, Int_t row0, Float_t th0, Float_t th1, Float_t th2);
280    void  StopNotActive(AliTPCseed * seed, Int_t row0, Float_t th0, Float_t th1, Float_t th2);
281    Int_t AcceptCluster(AliTPCseed * seed, AliTPCclusterMI * cluster, Float_t factor, Float_t cory=1., Float_t corz=1.);
282
283 private:
284    inline AliTPCRow &GetRow(Int_t sec, Int_t row);
285    inline Double_t  GetXrow(Int_t row);
286    inline Double_t  GetMaxY(Int_t row);
287    inline Int_t GetRowNumber(Double_t x);
288    inline Double_t GetPadPitchLength(Double_t x);
289    inline Double_t GetPadPitchLength(Int_t row);
290
291    Float_t  GetSigmaY(AliTPCseed * seed);
292    Float_t  GetSigmaZ(AliTPCseed * seed);
293    void GetShape(AliTPCseed * seed, Int_t row);
294  
295    void ReadSeeds(AliESD *event, Int_t direction);  //read seeds from the event
296
297    void MakeSeeds3(TObjArray * arr, Int_t sec, Int_t i1, Int_t i2, Float_t cuts[4], Float_t deltay = -1, Int_t ddsec=0); 
298    void MakeSeeds5(TObjArray * arr, Int_t sec, Int_t i1, Int_t i2, Float_t cuts[4], Float_t deltay = -1);
299
300    void MakeSeeds2(TObjArray * arr, Int_t sec, Int_t i1, Int_t i2, Float_t cuts[4], Float_t deltay = -1, Bool_t bconstrain=kTRUE);
301   
302
303    AliTPCseed *MakeSeed(AliTPCseed *t, Float_t r0, Float_t r1, Float_t r2); //reseed
304    AliTPCseed *ReSeed(AliTPCseed *t, Float_t r0, Float_t r1, Float_t r2); //reseed
305
306
307   
308    AliTPCseed * ReSeed(AliTPCseed *t);
309    Int_t LoadInnerSectors();
310    Int_t LoadOuterSectors();
311    void UnsignClusters();
312    void SignClusters(TObjArray * arr, Float_t fnumber=3., Float_t fdensity=2.);  
313
314    void ParallelTracking(TObjArray * arr, Int_t rfirst, Int_t rlast);
315    void Tracking(TObjArray * arr);
316    TObjArray * Tracking(Int_t seedtype, Int_t i1, Int_t i2, Float_t cuts[4], Float_t dy=-1, Int_t dsec=0);
317    TObjArray * Tracking();
318    void SumTracks(TObjArray *arr1,TObjArray *arr2);
319    void PrepareForBackProlongation(TObjArray * arr, Float_t fac);
320    void PrepareForProlongation(TObjArray * arr, Float_t fac);
321
322    void SetSampledEdx(AliTPCseed *t, Float_t q, Int_t i) {;}
323    Int_t UpdateTrack(AliTPCseed *t, Int_t accept); //update trackinfo
324
325
326    AliTPCtrackerMI(const AliTPCtrackerMI& r);           //dummy copy constructor
327    AliTPCtrackerMI &operator=(const AliTPCtrackerMI& r);//dummy assignment operator
328
329    const Int_t fkNIS;        //number of inner sectors
330    AliTPCSector *fInnerSec;  //array of inner sectors;
331    const Int_t fkNOS;        //number of outer sectors
332    AliTPCSector *fOuterSec;  //array of outer sectors;
333
334    Int_t fN;               //number of loaded sectors
335    AliTPCSector *fSectors; //pointer to loaded sectors;
336    //
337    TTree * fInput;       // input tree with clusters
338    TTree * fOutput;      // output tree with tracks
339    TTree * fSeedTree;    // output tree with seeds - filled in debug mode 1
340    TTree * fTreeDebug;   // output with a debug information about track
341    AliESD * fEvent;      // output with esd tracks
342    Int_t    fDebug;      // debug option        
343    Bool_t   fNewIO;      // indicated if we have data using New IO 
344    Int_t fNtracks;                     //current number of tracks
345    TObjArray *fSeeds;                  //array of track seeds
346    Int_t fIteration;                   // indicate iteration - 0 - froward -1 back - 2forward - back->forward
347    //   TObjArray * fTrackPointPool;        // ! pool with track points
348    //   TObjArray * fSeedPool;              //! pool with seeds
349    Double_t fXRow[200];                // radius of the pad row
350    Double_t fYMax[200];                // max y for given pad row
351    Double_t fPadLength[200];                // max y for given pad row
352    const AliTPCParam *fParam;          //pointer to the parameters
353    ClassDef(AliTPCtrackerMI,1) 
354 };
355
356
357 AliTPCtrackerMI::AliTPCRow & AliTPCtrackerMI::GetRow(Int_t sec, Int_t row)
358 {
359   //
360   return (row>=fInnerSec->GetNRows()) ? fOuterSec[sec][row-fInnerSec->GetNRows()]:fInnerSec[sec][row];
361 }
362
363 Double_t  AliTPCtrackerMI::GetXrow(Int_t row) {
364   //  return (row>=fInnerSec->GetNRows()) ? fOuterSec->GetX(row-fInnerSec->GetNRows()):fInnerSec->GetX(row);
365   return fXRow[row];
366 }
367
368 Double_t  AliTPCtrackerMI::GetMaxY(Int_t row)  {
369   //return (row>=fInnerSec->GetNRows()) ? fOuterSec->GetMaxY(row-fInnerSec->GetNRows()):fInnerSec->GetMaxY(row);
370   return fYMax[row];
371 }
372
373 Int_t AliTPCtrackerMI::GetRowNumber(Double_t x)
374 {
375   //
376   return (x>133.) ? fOuterSec->GetRowNumber(x)+fInnerSec->GetNRows():fInnerSec->GetRowNumber(x);
377 }
378
379 Double_t  AliTPCtrackerMI::GetPadPitchLength(Double_t x)
380 {
381   //
382   return (x>133.) ? fOuterSec->GetPadPitchLength(x):fInnerSec->GetPadPitchLength(x);
383   //return fPadLength[row];
384 }
385
386 Double_t  AliTPCtrackerMI::GetPadPitchLength(Int_t row)
387 {
388   //
389   return fPadLength[row];
390 }
391
392
393
394 #endif
395
396