030fb57ddee1e43fabdbcc91161270625bf5b54d
[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / qaRec / AliTRDcheckESD.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 /////////////////////////////////////////////////////
17 //
18 // Check basic detector results at ESD level
19 //   - Geometrical efficiency  
20 //   - Tracking efficiency  
21 //   - PID efficiency  
22 //   - Refit efficiency  
23 //
24 // Author
25 //   Alex Bercuci <A.Bercuci@gsi.de>
26 //
27 //////////////////////////////////////////////////////
28
29 #include <TClonesArray.h>
30 #include <TObjArray.h>
31 #include <TObject.h>
32 #include <TH2I.h>
33 #include <TGraphErrors.h>
34 #include <TGraphAsymmErrors.h>
35 #include <TFile.h>
36 #include <TTree.h>
37 #include <TROOT.h>
38 #include <TChain.h>
39 #include <TParticle.h>
40
41 #include "AliLog.h"
42 #include "AliAnalysisManager.h"
43 #include "AliESDEvent.h"
44 #include "AliESDkink.h"
45 #include "AliMCEvent.h"
46 #include "AliESDInputHandler.h"
47 #include "AliMCEventHandler.h"
48
49 #include "AliESDtrack.h"
50 #include "AliMCParticle.h"
51 #include "AliPID.h"
52 #include "AliStack.h"
53 #include "AliTrackReference.h"
54
55 #include "AliTRDcheckESD.h"
56
57 ClassImp(AliTRDcheckESD)
58
59 const Float_t AliTRDcheckESD::fgkxTPC = 290.;
60 const Float_t AliTRDcheckESD::fgkxTOF = 365.;
61 FILE* AliTRDcheckESD::fgFile = 0x0;
62
63 //____________________________________________________________________
64 AliTRDcheckESD::AliTRDcheckESD():
65   AliAnalysisTask("checkESD", "ESD checker for TRD info")
66   ,fStatus(0)
67   ,fESD(0x0)
68   ,fMC(0x0)
69   ,fHistos(0x0)
70   ,fResults(0x0)
71 {
72   //
73   // Default constructor
74   //
75   SetMC(kTRUE);
76   DefineInput(0, TChain::Class());
77   DefineOutput(0, TObjArray::Class());
78 }
79
80 //____________________________________________________________________
81 AliTRDcheckESD::~AliTRDcheckESD()
82 {
83 // Destructor
84   if(fHistos){
85     //fHistos->Delete();
86     delete fHistos;
87   }
88   if(fResults){
89     fResults->Delete();
90     delete fResults;
91   }
92 }
93
94 //____________________________________________________________________
95 void AliTRDcheckESD::ConnectInputData(Option_t *)
96 {
97   //
98   // Link the Input Data
99   //
100   TTree *tree = dynamic_cast<TChain*>(GetInputData(0));
101   if(tree) tree->SetBranchStatus("Tracks", 1);
102
103   AliESDInputHandler *esdH = dynamic_cast<AliESDInputHandler*>(AliAnalysisManager::GetAnalysisManager()->GetInputEventHandler());
104   fESD = esdH ? esdH->GetEvent() : 0x0;
105
106   if(!HasMC()) return;
107   AliMCEventHandler *mcH = dynamic_cast<AliMCEventHandler*>(AliAnalysisManager::GetAnalysisManager()->GetMCtruthEventHandler());
108   fMC = mcH ? mcH->MCEvent() : 0x0;
109 }
110
111 //____________________________________________________________________
112 void AliTRDcheckESD::CreateOutputObjects()
113 {       
114   //
115   // Create Output Containers (TObjectArray containing 1D histograms)
116   //
117   OpenFile(0, "RECREATE");  
118   Histos();
119 }
120
121 //____________________________________________________________________
122 TGraph* AliTRDcheckESD::GetGraph(Int_t id, Option_t *opt)
123 {
124 // Retrieve graph with "id"
125 // Possible options are :
126 //   "b" - build graph if none found
127 //   "c" - clear existing graph
128
129   Bool_t kBUILD = strstr(opt, "b"), // build graph if none found
130          kCLEAR = strstr(opt, "c"); // clear existing graph
131
132   const Char_t *name[] = {
133     "Geo", "Trk", "Pid", "Ref", "Max06", "Mean09"
134   };
135   const Char_t *title[] = {
136     "TRD geometrical efficiency (TRDin/TPCout)"
137     ,"TRD tracking efficiency (TRDout/TRDin)"
138     ,"TRD PID efficiency (TRDpid/TRDin)"
139     ,"TRD refit efficiency (TRDrefit/TRDin)"
140     ,"TRD Eloss (Max/90% quantile)"
141     ,"TRD Eloss (Mean/60% quantile)"
142   };
143   const Int_t ngr = sizeof(name)/sizeof(Char_t*);
144   if(ngr != kNgraphs){
145     AliWarning("No of graphs defined different from definition");
146     return 0x0;
147   }
148
149   if(!fResults){
150     fResults = new TObjArray(kNgraphs);
151     fResults->SetOwner();
152     fResults->SetName("results");
153   }
154
155   TGraph *g = 0x0;
156   if((g = dynamic_cast<TGraph*>(fResults->At(id)))){
157     if(kCLEAR){ 
158       for(Int_t ip=g->GetN(); ip--;) g->RemovePoint(ip);
159     } else {
160       PutTrendValue(name[id], g->GetMean(2));
161       PutTrendValue(Form("%sRMS", name[id]), g->GetRMS(2));
162     }
163   } else {
164     if(kBUILD){
165       switch(id){
166       case 0:
167         g = new TGraphErrors();
168         break;
169       case 1:
170         g = new TGraphErrors();
171         break;
172       case 2:
173         g = new TGraphErrors();
174         break;
175       case 3:
176         g = new TGraphErrors();
177         break;
178       case 4:
179         g = new TGraphAsymmErrors(6);
180         g->SetMarkerStyle(22);g->SetMarkerColor(kRed);
181         g->SetLineColor(kBlack);g->SetLineWidth(2);
182         break;
183       case 5:
184         g = new TGraphAsymmErrors(6);
185         g->SetMarkerStyle(21);
186         g->SetLineColor(kRed);g->SetLineWidth(2);
187         break;
188       default:
189         AliWarning(Form("Graph index[%d] missing/not defined.", id));
190         return 0x0;
191       }
192       g->SetNameTitle(name[id], title[id]);
193       fResults->AddAt(g, id);
194     }
195   }
196   return g;
197 }
198
199 //____________________________________________________________________
200 void AliTRDcheckESD::Exec(Option_t *){
201   //
202   // Run the Analysis
203   //
204   if(!fESD){
205     AliError("ESD event missing.");
206     return;
207   }
208
209   // Get MC information if available
210   AliStack * fStack = 0x0;
211   if(HasMC()){
212     if(!fMC){ 
213       AliWarning("MC event missing");
214       SetMC(kFALSE);
215     } else {
216       if(!(fStack = fMC->Stack())){
217         AliWarning("MC stack missing");
218         SetMC(kFALSE);
219       }
220     }
221   }
222   Bool_t bTRDin(0), bTRDout(0), bTRDpid(0);
223
224   AliESDtrack *esdTrack = 0x0;
225   for(Int_t itrk = 0; itrk < fESD->GetNumberOfTracks(); itrk++){
226     bTRDin=0;bTRDout=0;bTRDpid=0;
227     esdTrack = fESD->GetTrack(itrk);
228
229 //     if(esdTrack->GetNcls(1)) nTPC++;
230 //     if(esdTrack->GetNcls(2)) nTRD++;
231
232     // track status
233     ULong_t status = esdTrack->GetStatus();
234     //PrintStatus(status);
235
236     // define TPC out tracks
237     if(!Bool_t(status & AliESDtrack::kTPCout)) continue;
238     if(esdTrack->GetKinkIndex(0) > 0) continue;
239
240     // TRD PID
241     Double_t p[AliPID::kSPECIES]; esdTrack->GetTRDpid(p);
242     // pid quality
243     //esdTrack->GetTRDntrackletsPID();
244
245     // look at external track param
246     const AliExternalTrackParam *op = esdTrack->GetOuterParam();
247     const AliExternalTrackParam *ip = esdTrack->GetInnerParam();
248     Double_t xyz[3];
249     if(op){
250       op->GetXYZ(xyz);
251       op->Global2LocalPosition(xyz, op->GetAlpha());
252       //printf("op @ X[%7.3f]\n", xyz[0]);
253     }
254
255     // read MC info
256     if(!HasMC()) continue;
257
258     Int_t fLabel = esdTrack->GetLabel();
259     if(TMath::Abs(fLabel) > fStack->GetNtrack()) continue; 
260     
261     // read MC particle
262     AliMCParticle *mcParticle = 0x0; 
263     if(!(mcParticle = (AliMCParticle*) fMC->GetTrack(TMath::Abs(fLabel)))){
264       AliWarning(Form("MC particle missing. Label[ %d].", fLabel));
265       continue;
266     }
267
268     AliTrackReference *ref = 0x0; 
269     Int_t nRefs = mcParticle->GetNumberOfTrackReferences();
270     if(!nRefs){
271       AliWarning(Form("Track refs missing. Label[%d].", fLabel));
272       continue;
273     }
274     Int_t iref = 0;
275     while(iref<nRefs){
276       ref = mcParticle->GetTrackReference(iref);
277       if(ref->LocalX() > fgkxTPC) break;
278       ref=0x0; iref++;
279     }
280
281     // read TParticle
282     //TParticle *tParticle = mcParticle->Particle(); 
283     //Int_t fPdg = tParticle->GetPdgCode();
284     // reject secondaries
285     //if(!tParticle->IsPrimary()) continue;
286
287     if(ref){ 
288       if(ref->LocalX() > fgkxTOF){ // track skipping TRD fiducial volume
289         ref = mcParticle->GetTrackReference(TMath::Max(iref-1, 0));
290       } else {
291         bTRDin=1;
292         if(esdTrack->GetNcls(2)) bTRDout=1;
293         if(esdTrack->GetTRDntrackletsPID()>=4) bTRDpid=1;
294       }
295     } else { // track stopped in TPC 
296       ref = mcParticle->GetTrackReference(TMath::Max(iref-1, 0));
297     }
298     // get the MC pt !!
299     Float_t pt = ref->Pt();
300
301     TH2 *h = (TH2I*)fHistos->At(kTRDstat);
302     if(status & AliESDtrack::kTPCout) h->Fill(pt, kTPCout);
303     if(/*status & AliESDtrack::k*/bTRDin) h->Fill(pt, kTRDin);
304     if(/*status & AliESDtrack::k*/bTRDout){ 
305       ((TH1*)fHistos->At(kNCl))->Fill(esdTrack->GetNcls(2));
306       h->Fill(pt, kTRDout);
307     }
308     if(/*status & AliESDtrack::k*/bTRDpid) h->Fill(pt, kTRDpid);
309     if(status & AliESDtrack::kTRDrefit) h->Fill(pt, kTRDref);
310
311     if(ip){
312       h = (TH2I*)fHistos->At(kTRDmom);
313       Float_t pp(0.);
314       for(Int_t ily=6; ily--;){
315         if((pp=esdTrack->GetTRDmomentum(ily))<0.) continue;
316         h->Fill(ip->GetP()-pp, ily);
317       }
318     }
319   }  
320   PostData(0, fHistos);
321 }
322
323 //____________________________________________________________________
324 TObjArray* AliTRDcheckESD::Histos()
325 {
326 // Retrieve histograms array if already build or build it
327
328   if(fHistos) return fHistos;
329
330   fHistos = new TObjArray(kNhistos);
331   //fHistos->SetOwner(kTRUE);
332   
333   TH1 *h = 0x0;
334
335   // clusters per tracklet
336   if(!(h = (TH1I*)gROOT->FindObject("hNCl"))){
337     h = new TH1I("hNCl", "Clusters per TRD track", 100, 0., 200.);
338     h->GetXaxis()->SetTitle("N_{cl}^{TRD}");
339     h->GetYaxis()->SetTitle("entries");
340   } else h->Reset();
341   fHistos->AddAt(h, kNCl);
342
343   // status bits histogram
344   if(!(h = (TH2I*)gROOT->FindObject("hTRDstat"))){
345     h = new TH2I("hTRDstat", "TRD status bits", 100, 0., 20., kNbits, .5, kNbits+.5);
346     h->GetXaxis()->SetTitle("p_{T} [GeV/c]");
347     h->GetYaxis()->SetTitle("status bits");
348     h->GetZaxis()->SetTitle("entries");
349   } else h->Reset();
350   fHistos->AddAt(h, kTRDstat);
351
352   // energy loss
353   if(!(h = (TH2I*)gROOT->FindObject("hTRDmom"))){
354     h = new TH2I("hTRDmom", "TRD energy loss", 100, -1., 2., 6, -0.5, 5.5);
355     h->GetXaxis()->SetTitle("p_{inner} - p_{ly} [GeV/c]");
356     h->GetYaxis()->SetTitle("layer");
357     h->GetZaxis()->SetTitle("entries");
358   } else h->Reset();
359   fHistos->AddAt(h, kTRDmom);
360
361   return fHistos;
362 }
363
364 //____________________________________________________________________
365 Bool_t AliTRDcheckESD::Load(const Char_t *filename, const Char_t *name)
366 {
367 // Load data from performance file
368
369   if(!TFile::Open(filename)){
370     AliWarning(Form("Couldn't open file %s.", filename));
371     return kFALSE;
372   }
373   TObjArray *o = 0x0;
374   if(!(o = (TObjArray*)gFile->Get(name ? name : GetName()))){
375     AliWarning("Missing histogram container.");
376     return kFALSE;
377   }
378   fHistos = (TObjArray*)o->Clone(GetName());
379   gFile->Close();
380   return kTRUE;
381 }
382
383 //_______________________________________________________
384 Bool_t AliTRDcheckESD::PutTrendValue(const Char_t *name, Double_t val)
385 {
386 // Dump trending value to default file
387
388   if(!fgFile){
389     fgFile = fopen("TRD.Performance.txt", "at");
390   }
391   fprintf(fgFile, "%s_%s %f\n", GetName(), name, val);
392   return kTRUE;
393 }
394
395 //____________________________________________________________________
396 void AliTRDcheckESD::Terminate(Option_t *)
397 {
398 // Steer post-processing 
399
400
401   // geometrical efficiency
402   TH2I *h2 = (TH2I*)fHistos->At(kTRDstat);
403   TH1 *h1[2] = {0x0, 0x0};
404   h1[0] = h2->ProjectionX("checkESDx0", kTPCout, kTPCout);
405   h1[1] = h2->ProjectionX("checkESDx1", kTRDin, kTRDin);
406   Process(h1, (TGraphErrors*)GetGraph(0));
407   delete h1[0];delete h1[1];
408
409   // tracking efficiency
410   h1[0] = h2->ProjectionX("checkESDx0", kTRDin, kTRDin);
411   h1[1] = h2->ProjectionX("checkESDx1", kTRDout, kTRDout);
412   Process(h1, (TGraphErrors*)GetGraph(1));
413   delete h1[1];
414
415   // PID efficiency
416   h1[1] = h2->ProjectionX("checkESDx1", kTRDpid, kTRDpid);
417   Process(h1, (TGraphErrors*)GetGraph(2));
418   delete h1[1];
419
420   // Refit efficiency
421   h1[1] = h2->ProjectionX("checkESDx1", kTRDref, kTRDref);
422   Process(h1, (TGraphErrors*)GetGraph(3));
423   delete h1[1];
424   if(!(h2 = dynamic_cast<TH2I*>(fHistos->At(kTRDmom)))) return;
425  
426   TGraphAsymmErrors *g06 = (TGraphAsymmErrors*)GetGraph(4), *g09 = (TGraphAsymmErrors*)GetGraph(5);
427   TAxis *ax=h2->GetXaxis();
428   const Int_t nq(4);
429   const Double_t xq[nq] = {0.05, 0.2, 0.8, 0.95};
430   Double_t yq[nq];
431   for(Int_t ily=6; ily--;){
432     h1[0] = h2->ProjectionX("checkESDp0", ily+1, ily+1);
433     h1[0]->GetQuantiles(nq,yq,xq);
434     g06->SetPoint(ily, Float_t(ily), ax->GetBinCenter(h1[0]->GetMaximumBin()));
435     g06->SetPointError(ily, 0., 0., TMath::Abs(yq[0]), yq[3]);
436     g09->SetPoint(ily, Float_t(ily), h1[0]->GetMean());
437     g09->SetPointError(ily, 0., 0., TMath::Abs(yq[1]), yq[2]);
438
439     //printf(" max[%f] mean[%f] q[%f %f %f %f]\n", ax->GetBinCenter(h1[0]->GetMaximumBin()), h1[0]->GetMean(), yq[0], yq[1], yq[2], yq[3]);
440     delete h1[0];
441   }
442 }
443
444 //____________________________________________________________________
445 void AliTRDcheckESD::Process(TH1 **h1, TGraphErrors *g)
446 {
447 // Generic function to process one reference plot
448
449   Int_t n1 = 0, n2 = 0, ip=0;
450   Double_t eff = 0.;
451
452   TAxis *ax = h1[0]->GetXaxis();
453   for(Int_t ib=1; ib<=ax->GetNbins(); ib++){
454     if(!(n1 = (Int_t)h1[0]->GetBinContent(ib))) continue;
455     n2 = (Int_t)h1[1]->GetBinContent(ib);
456     eff = n2/Float_t(n1);
457
458     ip=g->GetN();
459     g->SetPoint(ip, ax->GetBinCenter(ib), eff);
460     g->SetPointError(ip, 0., n2 ? eff*TMath::Sqrt(1./n1+1./n2) : 0.);
461   }
462 }  
463
464 //____________________________________________________________________
465 void AliTRDcheckESD::PrintStatus(ULong_t status)
466 {
467 // Dump track status to stdout
468
469   printf("ITS[i(%d) o(%d) r(%d)] TPC[i(%d) o(%d) r(%d) p(%d)] TRD[i(%d) o(%d) r(%d) p(%d) s(%d)] HMPID[o(%d) p(%d)]\n"
470     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kITSin)
471     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kITSout)
472     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kITSrefit)
473     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTPCin)
474     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTPCout)
475     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTPCrefit)
476     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTPCpid)
477     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTRDin)
478     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTRDout)
479     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTRDrefit)
480     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTRDpid)
481     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTRDStop)
482     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kHMPIDout)
483     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kHMPIDpid)
484   );
485 }
486