Calibration object updated
[u/mrichter/AliRoot.git] / ZDC / AliZDCDigitizer.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 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
19 //                                                                           //
20 //                      ZDC digitizer class                                  //
21 //                                                                           //
22 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
23
24 #include <stdlib.h>
25
26 // --- ROOT system
27 #include <TTree.h>
28 #include <TFile.h>
29 #include <TNtuple.h>
30 #include <TRandom.h>
31
32 // --- AliRoot header files
33 #include "AliLog.h"
34 #include "AliRun.h"
35 #include "AliHeader.h"
36 #include "AliGenHijingEventHeader.h"
37 #include "AliRunDigitizer.h"
38 #include "AliRunLoader.h"
39 #include "AliCDBManager.h"
40 #include "AliCDBStorage.h"
41 #include "AliCDBEntry.h"
42 #include "AliZDCSDigit.h"
43 #include "AliZDCDigit.h"
44 #include "AliZDCFragment.h"
45 #include "AliZDCDigitizer.h"
46 #include "AliZDCCalibData.h"
47
48 ClassImp(AliZDCDigitizer)
49
50
51 //____________________________________________________________________________
52 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer()
53 {
54 // Default constructor    
55
56 }
57
58 //____________________________________________________________________________
59 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer(AliRunDigitizer* manager):
60   AliDigitizer(manager)
61 {
62
63   // Constructor    
64   fStorage =  SetStorage("local://$ALICE_ROOT");
65
66   // Get calibration data
67   int runNumber = 0;
68   fCalibData = GetCalibData(runNumber); 
69
70 }
71
72 //____________________________________________________________________________
73 AliZDCDigitizer::~AliZDCDigitizer()
74 {
75 // Destructor
76
77 }
78
79
80 //____________________________________________________________________________
81 Bool_t AliZDCDigitizer::Init()
82 {
83   // Initialize the digitizer
84   // NB -> PM gain vs. HV & ADC resolutions will move to DCDB ***************
85   for (Int_t i = 0; i < 3; i++) {
86     for(Int_t j = 0; j < 5; j++) {
87       fPMGain[i][j]   = 100000.;
88     }
89   }
90   // ADC Caen V965
91   fADCRes[0]   = 0.0000008; // ADC Resolution high gain: 200 fC/adcCh
92   fADCRes[1]   = 0.0000064; // ADC Resolution low gain:  25  fC/adcCh
93
94   return kTRUE;
95 }
96
97 //____________________________________________________________________________
98 void AliZDCDigitizer::Exec(Option_t* /*option*/)
99 {
100   // Execute digitization
101
102   Float_t pm[3][5];
103   // --- pm[0][...] = light in ZN  [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
104   // --- pm[1][...] = light in ZP  [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
105   // --- pm[2][...] = light in ZEM [x, 1, 2, x, x]
106   for (Int_t iSector1 = 0; iSector1 < 3; iSector1++)
107     for (Int_t iSector2 = 0; iSector2 < 5; iSector2++) {
108       pm[iSector1][iSector2] = 0;
109     }
110
111   // impact parameter and number of spectators
112   Float_t impPar = -1;
113   Int_t specN = 0;
114   Int_t specP = 0;
115
116   // loop over input streams
117   for (Int_t iInput = 0; iInput < fManager->GetNinputs(); iInput++) {
118
119     // get run loader and ZDC loader
120     AliRunLoader* runLoader = 
121       AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(iInput));
122     AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
123     if (!loader) continue;
124
125     // load sdigits
126     loader->LoadSDigits();
127     TTree* treeS = loader->TreeS();
128     if (!treeS) continue;
129     AliZDCSDigit sdigit;
130     AliZDCSDigit* psdigit = &sdigit;
131     treeS->SetBranchAddress("ZDC", &psdigit);
132
133     // loop over sdigits
134     for (Int_t iSDigit = 0; iSDigit < treeS->GetEntries(); iSDigit++) {
135       treeS->GetEntry(iSDigit);
136       if (!psdigit) continue;
137
138       if ((sdigit.GetSector(1) < 0) || (sdigit.GetSector(1) > 4)) {
139         AliError(Form("\nsector[0] = %d, sector[1] = %d\n", 
140                       sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1)));
141         continue;
142       }
143       pm[(sdigit.GetSector(0))-1][sdigit.GetSector(1)] += sdigit.GetLightPM();
144       printf("\n\t Detector (%d, %d), pm[%d][%d] = %.0f \n",
145           sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1),sdigit.GetSector(0)-1,
146           sdigit.GetSector(1), pm[sdigit.GetSector(0)-1][sdigit.GetSector(1)]); // Chiara debugging!
147     }
148
149     // unload sdigits
150     loader->UnloadSDigits();
151
152     // get the impact parameter and the number of spectators in case of hijing
153     if (!runLoader->GetAliRun()) runLoader->LoadgAlice();
154     AliHeader* header = runLoader->GetAliRun()->GetHeader();
155     if (!header) continue;
156     AliGenEventHeader* genHeader = header->GenEventHeader();
157     if (!genHeader) continue;
158     if (!genHeader->InheritsFrom(AliGenHijingEventHeader::Class())) continue;
159     impPar = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ImpactParameter();
160     // 
161     specN = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsn();
162     specP = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsp();
163     AliDebug(2, Form("\n AliZDCDigitizer -> b = %f fm, Nspecn = %d, Nspecp = %d\n",
164                      impPar, specN, specP));
165    printf("\n\t AliZDCDigitizer -> b = %f fm, Nspecn = %d, Nspecp = %d\n",
166                      impPar, specN, specP);
167   }
168
169   // add spectators
170   if (impPar >= 0) {
171     Int_t freeSpecN, freeSpecP;
172     Fragmentation(impPar, specN, specP, freeSpecN, freeSpecP);
173     printf("\n\t AliZDCDigitizer ---- Adding signal for %d free spectator n\n",freeSpecN);
174     SpectatorSignal(1, freeSpecN, pm);
175     printf("\t AliZDCDigitizer ---- Adding signal for %d free spectator p\n\n",freeSpecP);
176     SpectatorSignal(2, freeSpecP, pm);
177   }
178
179   // get the output run loader and loader
180   AliRunLoader* runLoader = 
181     AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
182   AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
183   if (!loader) {
184     AliError("no ZDC loader found");
185     return;
186   }
187
188   // create the output tree
189   const char* mode = "update";
190   if (runLoader->GetEventNumber() == 0) mode = "recreate";
191   loader->LoadDigits(mode);
192   loader->MakeTree("D");
193   TTree* treeD = loader->TreeD();
194   AliZDCDigit digit;
195   AliZDCDigit* pdigit = &digit;
196   const Int_t kBufferSize = 4000;
197   treeD->Branch("ZDC", "AliZDCDigit", &pdigit, kBufferSize);
198
199   // Create digits
200   Int_t sector[2];
201   Int_t digi[2];
202   for (sector[0] = 1; sector[0] <= 3; sector[0]++)
203     for (sector[1] = 0; sector[1] < 5; sector[1]++)  {
204         if ((sector[0] == 3) && ((sector[1] < 1) || (sector[1] > 2))) continue;
205         for (Int_t res = 0; res < 2; res++){
206           digi[res] = Phe2ADCch(sector[0], sector[1], pm[sector[0]-1][sector[1]], res) 
207                     + Pedestal(sector[0], sector[1], res);
208           //printf("\t DIGIT added -> det = %d, quad = %d - digi[%d] = %d\n\n",
209           //    sector[0], sector[1], res, digi[res]); // Chiara debugging!
210         }
211         new(pdigit) AliZDCDigit(sector, digi);
212         treeD->Fill();
213     }
214
215   // write the output tree
216   loader->WriteDigits("OVERWRITE");
217   loader->UnloadDigits();
218 }
219
220
221 //_____________________________________________________________________________
222 void AliZDCDigitizer::Fragmentation(Float_t impPar, Int_t specN, Int_t specP,
223                                     Int_t &freeSpecN, Int_t &freeSpecP) const
224 {
225 // simulate fragmentation of spectators
226
227   Int_t zz[100], nn[100];
228   AliZDCFragment frag(impPar);
229   for (Int_t j=0; j<=99; j++){
230      zz[j] =0;
231      nn[j] =0;
232   }
233
234   // Fragments generation
235   Int_t nAlpha;
236   frag.GenerateIMF(zz, nAlpha);
237
238   // Attach neutrons
239   Int_t ztot=0;
240   Int_t ntot=0;
241   frag.AttachNeutrons(zz, nn, ztot, ntot);
242   freeSpecN = specN-ntot-2*nAlpha;
243   freeSpecP = specP-ztot-2*nAlpha;
244   if(freeSpecN<0) freeSpecN=0;
245   if(freeSpecP<0) freeSpecP=0;
246   AliDebug(2, Form("FreeSpn = %d, FreeSpp = %d", freeSpecN, freeSpecP));
247 }
248
249 //_____________________________________________________________________________
250 void AliZDCDigitizer::SpectatorSignal(Int_t SpecType, Int_t numEvents, 
251                                       Float_t pm[3][5]) const
252 {
253 // add signal of the spectators
254  
255   TFile* file = NULL;
256   if (SpecType == 1) {          // --- Signal for spectator neutrons
257     file = TFile::Open("$ALICE/$ALICE_LEVEL/ZDC/ZNsignalntu.root");
258   } else if (SpecType == 2) {   // --- Signal for spectator protons
259     file = TFile::Open("$ALICE/$ALICE_LEVEL/ZDC/ZPsignalntu.root");
260   }
261   if (!file || !file->IsOpen()) {
262     AliError("Opening of file failed");
263     return;
264   }
265
266   TNtuple* zdcSignal = (TNtuple*) file->Get("ZDCSignal");
267   Int_t nentries = (Int_t) zdcSignal->GetEntries();
268   
269   Float_t *entry, hitsSpec[7];
270   Int_t pl, i, j, k, iev=0, rnd[125], volume[2];
271   for(pl=0;pl<125;pl++) rnd[pl] = 0;
272   if (numEvents > 125) {
273     AliWarning(Form("numEvents (%d) is larger than 125", numEvents));
274     numEvents = 125;
275   }
276   for(pl=0;pl<numEvents;pl++){
277      rnd[pl] = (Int_t) (9999*gRandom->Rndm());
278      if(rnd[pl] >= 9999) rnd[pl] = 9998;
279      //printf(" rnd[%d] = %d\n",pl,rnd[pl]);     
280   }
281   // Sorting vector in ascending order with C function QSORT 
282   qsort((void*)rnd,numEvents,sizeof(Int_t),comp);
283   do{
284      for(i=0; i<nentries; i++){  
285         zdcSignal->GetEvent(i);
286         entry = zdcSignal->GetArgs();
287         if(entry[0] == rnd[iev]){
288           for(k=0; k<2; k++) volume[k] = (Int_t) entry[k+1];
289           for(j=0; j<7; j++) hitsSpec[j] = entry[j+3];
290           //
291           Float_t lightQ = hitsSpec[4];
292           Float_t lightC = hitsSpec[5];
293           AliDebug(3, Form("SpectatorSignal -> vol = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
294                            volume[0], volume[1], lightQ, lightC));
295           //printf("\n   Volume = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
296           //                 volume[0], volume[1], lightQ, lightC);
297           if (volume[0] < 3) {  // ZN or ZP
298             pm[volume[0]-1][0] += lightC;
299             pm[volume[0]-1][volume[1]] += lightQ;
300             //printf("\n   pm[%d][0] = %.0f, pm[%d][%d] = %.0f\n",(volume[0]-1),pm[volume[0]-1][0],
301             //  (volume[0]-1),volume[1],pm[volume[0]-1][volume[1]]);
302           } 
303           else { 
304             if (volume[1] == 1) pm[2][1] += lightC; // ZEM 1
305             else                pm[2][2] += lightQ; // ZEM 2
306             //printf("\n   pm[2][1] = %.0f, pm[2][2] = %.0f\n",pm[2][1],pm[2][2]);
307           }
308         }
309         else if(entry[0] > rnd[iev]){
310           iev++;
311           continue;
312         }
313      }
314   }while(iev<numEvents);
315   
316   file->Close();
317   delete file;
318 }
319
320
321 //_____________________________________________________________________________
322 Int_t AliZDCDigitizer::Phe2ADCch(Int_t Det, Int_t Quad, Float_t Light, 
323                                  Int_t Res) const
324 {
325   // Evaluation of the ADC channel corresponding to the light yield Light
326   Int_t ADCch = (Int_t) (Light * fPMGain[Det-1][Quad] * fADCRes[Res]);
327   //printf("\t Phe2ADCch -> det %d quad %d - phe %.0f  ADC %d\n", Det,Quad,Light,ADCch);
328   return ADCch;
329 }
330
331 //_____________________________________________________________________________
332 Int_t AliZDCDigitizer::Pedestal(Int_t Det, Int_t Quad, Int_t Res) const
333 {
334   
335   Float_t meanPed;
336   if(Det != 3) meanPed = fCalibData->GetMeanPed(10*(Det-1)+Quad+5*Res);
337   else         meanPed = fCalibData->GetMeanPed(10*(Det-1)+Quad+1*Res);
338   
339   //printf("\t Pedestal -> det = %d, quad = %d, res = %d - Ped[%d] = %d\n",
340   //    Det, Quad, Res,10*(Det-1)+Quad+5*Res,(Int_t) meanPed); // Chiara debugging!
341   
342   return (Int_t) meanPed;
343 }
344
345 //_____________________________________________________________________________
346 AliCDBStorage* AliZDCDigitizer::SetStorage(const char *uri) 
347 {
348   //printf("\n\t AliZDCDigitizer::SetStorage \n");
349
350   Bool_t deleteManager = kFALSE;
351   
352   AliCDBManager *manager = AliCDBManager::Instance();
353   AliCDBStorage *defstorage = manager->GetDefaultStorage();
354   
355   if(!defstorage || !(defstorage->Contains("ZDC"))){ 
356      AliWarning("No default storage set or default storage doesn't contain ZDC!");
357      manager->SetDefaultStorage(uri);
358      deleteManager = kTRUE;
359   }
360  
361   AliCDBStorage *storage = manager->GetDefaultStorage();
362
363   if(deleteManager){
364     AliCDBManager::Instance()->UnsetDefaultStorage();
365     defstorage = 0;   // the storage is killed by AliCDBManager::Instance()->Destroy()
366   }
367
368   return storage; 
369 }
370
371 //_____________________________________________________________________________
372 AliZDCCalibData* AliZDCDigitizer::GetCalibData(int runNumber) const
373 {
374
375   //printf("\n\t AliZDCDigitizer::GetCalibData \n");
376       
377   AliCDBEntry  *entry = fStorage->Get("ZDC/Calib/Data",runNumber);  
378   AliZDCCalibData *calibdata = (AliZDCCalibData*) entry->GetObject();
379     
380   if (!calibdata)  AliWarning("No calibration data from calibration database !");
381
382   return calibdata;
383 }