Annotation of rpl/lapack/lapack/dgebal.f, revision 1.21

1.9       bertrand    1: *> \brief \b DGEBAL
                      2: *
                      3: *  =========== DOCUMENTATION ===========
                      4: *
1.17      bertrand    5: * Online html documentation available at
                      6: *            http://www.netlib.org/lapack/explore-html/
1.9       bertrand    7: *
                      8: *> \htmlonly
1.17      bertrand    9: *> Download DGEBAL + dependencies
                     10: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.tgz?format=tgz&filename=/lapack/lapack_routine/dgebal.f">
                     11: *> [TGZ]</a>
                     12: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.zip?format=zip&filename=/lapack/lapack_routine/dgebal.f">
                     13: *> [ZIP]</a>
                     14: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.txt?format=txt&filename=/lapack/lapack_routine/dgebal.f">
1.9       bertrand   15: *> [TXT]</a>
1.17      bertrand   16: *> \endhtmlonly
1.9       bertrand   17: *
                     18: *  Definition:
                     19: *  ===========
                     20: *
                     21: *       SUBROUTINE DGEBAL( JOB, N, A, LDA, ILO, IHI, SCALE, INFO )
1.17      bertrand   22: *
1.9       bertrand   23: *       .. Scalar Arguments ..
                     24: *       CHARACTER          JOB
                     25: *       INTEGER            IHI, ILO, INFO, LDA, N
                     26: *       ..
                     27: *       .. Array Arguments ..
                     28: *       DOUBLE PRECISION   A( LDA, * ), SCALE( * )
                     29: *       ..
1.17      bertrand   30: *
1.9       bertrand   31: *
                     32: *> \par Purpose:
                     33: *  =============
                     34: *>
                     35: *> \verbatim
                     36: *>
                     37: *> DGEBAL balances a general real matrix A.  This involves, first,
                     38: *> permuting A by a similarity transformation to isolate eigenvalues
                     39: *> in the first 1 to ILO-1 and last IHI+1 to N elements on the
                     40: *> diagonal; and second, applying a diagonal similarity transformation
                     41: *> to rows and columns ILO to IHI to make the rows and columns as
                     42: *> close in norm as possible.  Both steps are optional.
                     43: *>
                     44: *> Balancing may reduce the 1-norm of the matrix, and improve the
                     45: *> accuracy of the computed eigenvalues and/or eigenvectors.
                     46: *> \endverbatim
                     47: *
                     48: *  Arguments:
                     49: *  ==========
                     50: *
                     51: *> \param[in] JOB
                     52: *> \verbatim
                     53: *>          JOB is CHARACTER*1
                     54: *>          Specifies the operations to be performed on A:
                     55: *>          = 'N':  none:  simply set ILO = 1, IHI = N, SCALE(I) = 1.0
                     56: *>                  for i = 1,...,N;
                     57: *>          = 'P':  permute only;
                     58: *>          = 'S':  scale only;
                     59: *>          = 'B':  both permute and scale.
                     60: *> \endverbatim
                     61: *>
                     62: *> \param[in] N
                     63: *> \verbatim
                     64: *>          N is INTEGER
                     65: *>          The order of the matrix A.  N >= 0.
                     66: *> \endverbatim
                     67: *>
                     68: *> \param[in,out] A
                     69: *> \verbatim
1.19      bertrand   70: *>          A is DOUBLE PRECISION array, dimension (LDA,N)
1.9       bertrand   71: *>          On entry, the input matrix A.
                     72: *>          On exit,  A is overwritten by the balanced matrix.
                     73: *>          If JOB = 'N', A is not referenced.
                     74: *>          See Further Details.
                     75: *> \endverbatim
                     76: *>
                     77: *> \param[in] LDA
                     78: *> \verbatim
                     79: *>          LDA is INTEGER
                     80: *>          The leading dimension of the array A.  LDA >= max(1,N).
                     81: *> \endverbatim
                     82: *>
                     83: *> \param[out] ILO
                     84: *> \verbatim
                     85: *>          ILO is INTEGER
                     86: *> \endverbatim
                     87: *> \param[out] IHI
                     88: *> \verbatim
                     89: *>          IHI is INTEGER
                     90: *>          ILO and IHI are set to integers such that on exit
                     91: *>          A(i,j) = 0 if i > j and j = 1,...,ILO-1 or I = IHI+1,...,N.
                     92: *>          If JOB = 'N' or 'S', ILO = 1 and IHI = N.
                     93: *> \endverbatim
                     94: *>
                     95: *> \param[out] SCALE
                     96: *> \verbatim
1.19      bertrand   97: *>          SCALE is DOUBLE PRECISION array, dimension (N)
1.9       bertrand   98: *>          Details of the permutations and scaling factors applied to
                     99: *>          A.  If P(j) is the index of the row and column interchanged
                    100: *>          with row and column j and D(j) is the scaling factor
                    101: *>          applied to row and column j, then
                    102: *>          SCALE(j) = P(j)    for j = 1,...,ILO-1
                    103: *>                   = D(j)    for j = ILO,...,IHI
                    104: *>                   = P(j)    for j = IHI+1,...,N.
                    105: *>          The order in which the interchanges are made is N to IHI+1,
                    106: *>          then 1 to ILO-1.
                    107: *> \endverbatim
                    108: *>
                    109: *> \param[out] INFO
                    110: *> \verbatim
                    111: *>          INFO is INTEGER
                    112: *>          = 0:  successful exit.
                    113: *>          < 0:  if INFO = -i, the i-th argument had an illegal value.
                    114: *> \endverbatim
                    115: *
                    116: *  Authors:
                    117: *  ========
                    118: *
1.17      bertrand  119: *> \author Univ. of Tennessee
                    120: *> \author Univ. of California Berkeley
                    121: *> \author Univ. of Colorado Denver
                    122: *> \author NAG Ltd.
1.9       bertrand  123: *
                    124: *> \ingroup doubleGEcomputational
                    125: *
                    126: *> \par Further Details:
                    127: *  =====================
                    128: *>
                    129: *> \verbatim
                    130: *>
                    131: *>  The permutations consist of row and column interchanges which put
                    132: *>  the matrix in the form
                    133: *>
                    134: *>             ( T1   X   Y  )
                    135: *>     P A P = (  0   B   Z  )
                    136: *>             (  0   0   T2 )
                    137: *>
                    138: *>  where T1 and T2 are upper triangular matrices whose eigenvalues lie
                    139: *>  along the diagonal.  The column indices ILO and IHI mark the starting
                    140: *>  and ending columns of the submatrix B. Balancing consists of applying
                    141: *>  a diagonal similarity transformation inv(D) * B * D to make the
                    142: *>  1-norms of each row of B and its corresponding column nearly equal.
                    143: *>  The output matrix is
                    144: *>
                    145: *>     ( T1     X*D          Y    )
                    146: *>     (  0  inv(D)*B*D  inv(D)*Z ).
                    147: *>     (  0      0           T2   )
                    148: *>
                    149: *>  Information about the permutations P and the diagonal matrix D is
                    150: *>  returned in the vector SCALE.
                    151: *>
                    152: *>  This subroutine is based on the EISPACK routine BALANC.
                    153: *>
                    154: *>  Modified by Tzu-Yi Chen, Computer Science Division, University of
                    155: *>    California at Berkeley, USA
                    156: *> \endverbatim
                    157: *>
                    158: *  =====================================================================
1.1       bertrand  159:       SUBROUTINE DGEBAL( JOB, N, A, LDA, ILO, IHI, SCALE, INFO )
                    160: *
1.21    ! bertrand  161: *  -- LAPACK computational routine --
1.1       bertrand  162: *  -- LAPACK is a software package provided by Univ. of Tennessee,    --
                    163: *  -- Univ. of California Berkeley, Univ. of Colorado Denver and NAG Ltd..--
                    164: *
                    165: *     .. Scalar Arguments ..
                    166:       CHARACTER          JOB
                    167:       INTEGER            IHI, ILO, INFO, LDA, N
                    168: *     ..
                    169: *     .. Array Arguments ..
                    170:       DOUBLE PRECISION   A( LDA, * ), SCALE( * )
                    171: *     ..
                    172: *
                    173: *  =====================================================================
                    174: *
                    175: *     .. Parameters ..
                    176:       DOUBLE PRECISION   ZERO, ONE
                    177:       PARAMETER          ( ZERO = 0.0D+0, ONE = 1.0D+0 )
                    178:       DOUBLE PRECISION   SCLFAC
                    179:       PARAMETER          ( SCLFAC = 2.0D+0 )
                    180:       DOUBLE PRECISION   FACTOR
                    181:       PARAMETER          ( FACTOR = 0.95D+0 )
                    182: *     ..
                    183: *     .. Local Scalars ..
                    184:       LOGICAL            NOCONV
                    185:       INTEGER            I, ICA, IEXC, IRA, J, K, L, M
                    186:       DOUBLE PRECISION   C, CA, F, G, R, RA, S, SFMAX1, SFMAX2, SFMIN1,
                    187:      $                   SFMIN2
                    188: *     ..
                    189: *     .. External Functions ..
1.5       bertrand  190:       LOGICAL            DISNAN, LSAME
1.1       bertrand  191:       INTEGER            IDAMAX
1.13      bertrand  192:       DOUBLE PRECISION   DLAMCH, DNRM2
                    193:       EXTERNAL           DISNAN, LSAME, IDAMAX, DLAMCH, DNRM2
1.1       bertrand  194: *     ..
                    195: *     .. External Subroutines ..
                    196:       EXTERNAL           DSCAL, DSWAP, XERBLA
                    197: *     ..
                    198: *     .. Intrinsic Functions ..
                    199:       INTRINSIC          ABS, MAX, MIN
                    200: *     ..
                    201: *     Test the input parameters
                    202: *
                    203:       INFO = 0
                    204:       IF( .NOT.LSAME( JOB, 'N' ) .AND. .NOT.LSAME( JOB, 'P' ) .AND.
                    205:      $    .NOT.LSAME( JOB, 'S' ) .AND. .NOT.LSAME( JOB, 'B' ) ) THEN
                    206:          INFO = -1
                    207:       ELSE IF( N.LT.0 ) THEN
                    208:          INFO = -2
                    209:       ELSE IF( LDA.LT.MAX( 1, N ) ) THEN
                    210:          INFO = -4
                    211:       END IF
                    212:       IF( INFO.NE.0 ) THEN
                    213:          CALL XERBLA( 'DGEBAL', -INFO )
                    214:          RETURN
                    215:       END IF
                    216: *
                    217:       K = 1
                    218:       L = N
                    219: *
                    220:       IF( N.EQ.0 )
                    221:      $   GO TO 210
                    222: *
                    223:       IF( LSAME( JOB, 'N' ) ) THEN
                    224:          DO 10 I = 1, N
                    225:             SCALE( I ) = ONE
                    226:    10    CONTINUE
                    227:          GO TO 210
                    228:       END IF
                    229: *
                    230:       IF( LSAME( JOB, 'S' ) )
                    231:      $   GO TO 120
                    232: *
                    233: *     Permutation to isolate eigenvalues if possible
                    234: *
                    235:       GO TO 50
                    236: *
                    237: *     Row and column exchange.
                    238: *
                    239:    20 CONTINUE
                    240:       SCALE( M ) = J
                    241:       IF( J.EQ.M )
                    242:      $   GO TO 30
                    243: *
                    244:       CALL DSWAP( L, A( 1, J ), 1, A( 1, M ), 1 )
                    245:       CALL DSWAP( N-K+1, A( J, K ), LDA, A( M, K ), LDA )
                    246: *
                    247:    30 CONTINUE
                    248:       GO TO ( 40, 80 )IEXC
                    249: *
                    250: *     Search for rows isolating an eigenvalue and push them down.
                    251: *
                    252:    40 CONTINUE
                    253:       IF( L.EQ.1 )
                    254:      $   GO TO 210
                    255:       L = L - 1
                    256: *
                    257:    50 CONTINUE
                    258:       DO 70 J = L, 1, -1
                    259: *
                    260:          DO 60 I = 1, L
                    261:             IF( I.EQ.J )
                    262:      $         GO TO 60
                    263:             IF( A( J, I ).NE.ZERO )
                    264:      $         GO TO 70
                    265:    60    CONTINUE
                    266: *
                    267:          M = L
                    268:          IEXC = 1
                    269:          GO TO 20
                    270:    70 CONTINUE
                    271: *
                    272:       GO TO 90
                    273: *
                    274: *     Search for columns isolating an eigenvalue and push them left.
                    275: *
                    276:    80 CONTINUE
                    277:       K = K + 1
                    278: *
                    279:    90 CONTINUE
                    280:       DO 110 J = K, L
                    281: *
                    282:          DO 100 I = K, L
                    283:             IF( I.EQ.J )
                    284:      $         GO TO 100
                    285:             IF( A( I, J ).NE.ZERO )
                    286:      $         GO TO 110
                    287:   100    CONTINUE
                    288: *
                    289:          M = K
                    290:          IEXC = 2
                    291:          GO TO 20
                    292:   110 CONTINUE
                    293: *
                    294:   120 CONTINUE
                    295:       DO 130 I = K, L
                    296:          SCALE( I ) = ONE
                    297:   130 CONTINUE
                    298: *
                    299:       IF( LSAME( JOB, 'P' ) )
                    300:      $   GO TO 210
                    301: *
                    302: *     Balance the submatrix in rows K to L.
                    303: *
                    304: *     Iterative loop for norm reduction
                    305: *
                    306:       SFMIN1 = DLAMCH( 'S' ) / DLAMCH( 'P' )
                    307:       SFMAX1 = ONE / SFMIN1
                    308:       SFMIN2 = SFMIN1*SCLFAC
                    309:       SFMAX2 = ONE / SFMIN2
1.13      bertrand  310: *
1.1       bertrand  311:   140 CONTINUE
                    312:       NOCONV = .FALSE.
                    313: *
                    314:       DO 200 I = K, L
                    315: *
1.13      bertrand  316:          C = DNRM2( L-K+1, A( K, I ), 1 )
                    317:          R = DNRM2( L-K+1, A( I, K ), LDA )
1.1       bertrand  318:          ICA = IDAMAX( L, A( 1, I ), 1 )
                    319:          CA = ABS( A( ICA, I ) )
                    320:          IRA = IDAMAX( N-K+1, A( I, K ), LDA )
                    321:          RA = ABS( A( I, IRA+K-1 ) )
                    322: *
                    323: *        Guard against zero C or R due to underflow.
                    324: *
                    325:          IF( C.EQ.ZERO .OR. R.EQ.ZERO )
                    326:      $      GO TO 200
                    327:          G = R / SCLFAC
                    328:          F = ONE
                    329:          S = C + R
                    330:   160    CONTINUE
                    331:          IF( C.GE.G .OR. MAX( F, C, CA ).GE.SFMAX2 .OR.
                    332:      $       MIN( R, G, RA ).LE.SFMIN2 )GO TO 170
1.5       bertrand  333:             IF( DISNAN( C+F+CA+R+G+RA ) ) THEN
                    334: *
                    335: *           Exit if NaN to avoid infinite loop
                    336: *
                    337:             INFO = -3
                    338:             CALL XERBLA( 'DGEBAL', -INFO )
                    339:             RETURN
                    340:          END IF
1.1       bertrand  341:          F = F*SCLFAC
                    342:          C = C*SCLFAC
                    343:          CA = CA*SCLFAC
                    344:          R = R / SCLFAC
                    345:          G = G / SCLFAC
                    346:          RA = RA / SCLFAC
                    347:          GO TO 160
                    348: *
                    349:   170    CONTINUE
                    350:          G = C / SCLFAC
                    351:   180    CONTINUE
                    352:          IF( G.LT.R .OR. MAX( R, RA ).GE.SFMAX2 .OR.
                    353:      $       MIN( F, C, G, CA ).LE.SFMIN2 )GO TO 190
                    354:          F = F / SCLFAC
                    355:          C = C / SCLFAC
                    356:          G = G / SCLFAC
                    357:          CA = CA / SCLFAC
                    358:          R = R*SCLFAC
                    359:          RA = RA*SCLFAC
                    360:          GO TO 180
                    361: *
                    362: *        Now balance.
                    363: *
                    364:   190    CONTINUE
                    365:          IF( ( C+R ).GE.FACTOR*S )
                    366:      $      GO TO 200
                    367:          IF( F.LT.ONE .AND. SCALE( I ).LT.ONE ) THEN
                    368:             IF( F*SCALE( I ).LE.SFMIN1 )
                    369:      $         GO TO 200
                    370:          END IF
                    371:          IF( F.GT.ONE .AND. SCALE( I ).GT.ONE ) THEN
                    372:             IF( SCALE( I ).GE.SFMAX1 / F )
                    373:      $         GO TO 200
                    374:          END IF
                    375:          G = ONE / F
                    376:          SCALE( I ) = SCALE( I )*F
                    377:          NOCONV = .TRUE.
                    378: *
                    379:          CALL DSCAL( N-K+1, G, A( I, K ), LDA )
                    380:          CALL DSCAL( L, F, A( 1, I ), 1 )
                    381: *
                    382:   200 CONTINUE
                    383: *
                    384:       IF( NOCONV )
                    385:      $   GO TO 140
                    386: *
                    387:   210 CONTINUE
                    388:       ILO = K
                    389:       IHI = L
                    390: *
                    391:       RETURN
                    392: *
                    393: *     End of DGEBAL
                    394: *
                    395:       END

CVSweb interface <joel.bertrand@systella.fr>