Annotation of rpl/lapack/lapack/dggsvp.f, revision 1.13

1.9       bertrand    1: *> \brief \b DGGSVP
                      2: *
                      3: *  =========== DOCUMENTATION ===========
                      4: *
                      5: * Online html documentation available at 
                      6: *            http://www.netlib.org/lapack/explore-html/ 
                      7: *
                      8: *> \htmlonly
                      9: *> Download DGGSVP + dependencies 
                     10: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.tgz?format=tgz&filename=/lapack/lapack_routine/dggsvp.f"> 
                     11: *> [TGZ]</a> 
                     12: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.zip?format=zip&filename=/lapack/lapack_routine/dggsvp.f"> 
                     13: *> [ZIP]</a> 
                     14: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.txt?format=txt&filename=/lapack/lapack_routine/dggsvp.f"> 
                     15: *> [TXT]</a>
                     16: *> \endhtmlonly 
                     17: *
                     18: *  Definition:
                     19: *  ===========
                     20: *
                     21: *       SUBROUTINE DGGSVP( JOBU, JOBV, JOBQ, M, P, N, A, LDA, B, LDB,
                     22: *                          TOLA, TOLB, K, L, U, LDU, V, LDV, Q, LDQ,
                     23: *                          IWORK, TAU, WORK, INFO )
                     24: * 
                     25: *       .. Scalar Arguments ..
                     26: *       CHARACTER          JOBQ, JOBU, JOBV
                     27: *       INTEGER            INFO, K, L, LDA, LDB, LDQ, LDU, LDV, M, N, P
                     28: *       DOUBLE PRECISION   TOLA, TOLB
                     29: *       ..
                     30: *       .. Array Arguments ..
                     31: *       INTEGER            IWORK( * )
                     32: *       DOUBLE PRECISION   A( LDA, * ), B( LDB, * ), Q( LDQ, * ),
                     33: *      $                   TAU( * ), U( LDU, * ), V( LDV, * ), WORK( * )
                     34: *       ..
                     35: *  
                     36: *
                     37: *> \par Purpose:
                     38: *  =============
                     39: *>
                     40: *> \verbatim
                     41: *>
                     42: *> DGGSVP computes orthogonal matrices U, V and Q such that
                     43: *>
                     44: *>                    N-K-L  K    L
                     45: *>  U**T*A*Q =     K ( 0    A12  A13 )  if M-K-L >= 0;
                     46: *>                 L ( 0     0   A23 )
                     47: *>             M-K-L ( 0     0    0  )
                     48: *>
                     49: *>                  N-K-L  K    L
                     50: *>         =     K ( 0    A12  A13 )  if M-K-L < 0;
                     51: *>             M-K ( 0     0   A23 )
                     52: *>
                     53: *>                  N-K-L  K    L
                     54: *>  V**T*B*Q =   L ( 0     0   B13 )
                     55: *>             P-L ( 0     0    0  )
                     56: *>
                     57: *> where the K-by-K matrix A12 and L-by-L matrix B13 are nonsingular
                     58: *> upper triangular; A23 is L-by-L upper triangular if M-K-L >= 0,
                     59: *> otherwise A23 is (M-K)-by-L upper trapezoidal.  K+L = the effective
                     60: *> numerical rank of the (M+P)-by-N matrix (A**T,B**T)**T. 
                     61: *>
                     62: *> This decomposition is the preprocessing step for computing the
                     63: *> Generalized Singular Value Decomposition (GSVD), see subroutine
                     64: *> DGGSVD.
                     65: *> \endverbatim
                     66: *
                     67: *  Arguments:
                     68: *  ==========
                     69: *
                     70: *> \param[in] JOBU
                     71: *> \verbatim
                     72: *>          JOBU is CHARACTER*1
                     73: *>          = 'U':  Orthogonal matrix U is computed;
                     74: *>          = 'N':  U is not computed.
                     75: *> \endverbatim
                     76: *>
                     77: *> \param[in] JOBV
                     78: *> \verbatim
                     79: *>          JOBV is CHARACTER*1
                     80: *>          = 'V':  Orthogonal matrix V is computed;
                     81: *>          = 'N':  V is not computed.
                     82: *> \endverbatim
                     83: *>
                     84: *> \param[in] JOBQ
                     85: *> \verbatim
                     86: *>          JOBQ is CHARACTER*1
                     87: *>          = 'Q':  Orthogonal matrix Q is computed;
                     88: *>          = 'N':  Q is not computed.
                     89: *> \endverbatim
                     90: *>
                     91: *> \param[in] M
                     92: *> \verbatim
                     93: *>          M is INTEGER
                     94: *>          The number of rows of the matrix A.  M >= 0.
                     95: *> \endverbatim
                     96: *>
                     97: *> \param[in] P
                     98: *> \verbatim
                     99: *>          P is INTEGER
                    100: *>          The number of rows of the matrix B.  P >= 0.
                    101: *> \endverbatim
                    102: *>
                    103: *> \param[in] N
                    104: *> \verbatim
                    105: *>          N is INTEGER
                    106: *>          The number of columns of the matrices A and B.  N >= 0.
                    107: *> \endverbatim
                    108: *>
                    109: *> \param[in,out] A
                    110: *> \verbatim
                    111: *>          A is DOUBLE PRECISION array, dimension (LDA,N)
                    112: *>          On entry, the M-by-N matrix A.
                    113: *>          On exit, A contains the triangular (or trapezoidal) matrix
                    114: *>          described in the Purpose section.
                    115: *> \endverbatim
                    116: *>
                    117: *> \param[in] LDA
                    118: *> \verbatim
                    119: *>          LDA is INTEGER
                    120: *>          The leading dimension of the array A. LDA >= max(1,M).
                    121: *> \endverbatim
                    122: *>
                    123: *> \param[in,out] B
                    124: *> \verbatim
                    125: *>          B is DOUBLE PRECISION array, dimension (LDB,N)
                    126: *>          On entry, the P-by-N matrix B.
                    127: *>          On exit, B contains the triangular matrix described in
                    128: *>          the Purpose section.
                    129: *> \endverbatim
                    130: *>
                    131: *> \param[in] LDB
                    132: *> \verbatim
                    133: *>          LDB is INTEGER
                    134: *>          The leading dimension of the array B. LDB >= max(1,P).
                    135: *> \endverbatim
                    136: *>
                    137: *> \param[in] TOLA
                    138: *> \verbatim
                    139: *>          TOLA is DOUBLE PRECISION
                    140: *> \endverbatim
                    141: *>
                    142: *> \param[in] TOLB
                    143: *> \verbatim
                    144: *>          TOLB is DOUBLE PRECISION
                    145: *>
                    146: *>          TOLA and TOLB are the thresholds to determine the effective
                    147: *>          numerical rank of matrix B and a subblock of A. Generally,
                    148: *>          they are set to
                    149: *>             TOLA = MAX(M,N)*norm(A)*MACHEPS,
                    150: *>             TOLB = MAX(P,N)*norm(B)*MACHEPS.
                    151: *>          The size of TOLA and TOLB may affect the size of backward
                    152: *>          errors of the decomposition.
                    153: *> \endverbatim
                    154: *>
                    155: *> \param[out] K
                    156: *> \verbatim
                    157: *>          K is INTEGER
                    158: *> \endverbatim
                    159: *>
                    160: *> \param[out] L
                    161: *> \verbatim
                    162: *>          L is INTEGER
                    163: *>
                    164: *>          On exit, K and L specify the dimension of the subblocks
                    165: *>          described in Purpose section.
                    166: *>          K + L = effective numerical rank of (A**T,B**T)**T.
                    167: *> \endverbatim
                    168: *>
                    169: *> \param[out] U
                    170: *> \verbatim
                    171: *>          U is DOUBLE PRECISION array, dimension (LDU,M)
                    172: *>          If JOBU = 'U', U contains the orthogonal matrix U.
                    173: *>          If JOBU = 'N', U is not referenced.
                    174: *> \endverbatim
                    175: *>
                    176: *> \param[in] LDU
                    177: *> \verbatim
                    178: *>          LDU is INTEGER
                    179: *>          The leading dimension of the array U. LDU >= max(1,M) if
                    180: *>          JOBU = 'U'; LDU >= 1 otherwise.
                    181: *> \endverbatim
                    182: *>
                    183: *> \param[out] V
                    184: *> \verbatim
                    185: *>          V is DOUBLE PRECISION array, dimension (LDV,P)
                    186: *>          If JOBV = 'V', V contains the orthogonal matrix V.
                    187: *>          If JOBV = 'N', V is not referenced.
                    188: *> \endverbatim
                    189: *>
                    190: *> \param[in] LDV
                    191: *> \verbatim
                    192: *>          LDV is INTEGER
                    193: *>          The leading dimension of the array V. LDV >= max(1,P) if
                    194: *>          JOBV = 'V'; LDV >= 1 otherwise.
                    195: *> \endverbatim
                    196: *>
                    197: *> \param[out] Q
                    198: *> \verbatim
                    199: *>          Q is DOUBLE PRECISION array, dimension (LDQ,N)
                    200: *>          If JOBQ = 'Q', Q contains the orthogonal matrix Q.
                    201: *>          If JOBQ = 'N', Q is not referenced.
                    202: *> \endverbatim
                    203: *>
                    204: *> \param[in] LDQ
                    205: *> \verbatim
                    206: *>          LDQ is INTEGER
                    207: *>          The leading dimension of the array Q. LDQ >= max(1,N) if
                    208: *>          JOBQ = 'Q'; LDQ >= 1 otherwise.
                    209: *> \endverbatim
                    210: *>
                    211: *> \param[out] IWORK
                    212: *> \verbatim
                    213: *>          IWORK is INTEGER array, dimension (N)
                    214: *> \endverbatim
                    215: *>
                    216: *> \param[out] TAU
                    217: *> \verbatim
                    218: *>          TAU is DOUBLE PRECISION array, dimension (N)
                    219: *> \endverbatim
                    220: *>
                    221: *> \param[out] WORK
                    222: *> \verbatim
                    223: *>          WORK is DOUBLE PRECISION array, dimension (max(3*N,M,P))
                    224: *> \endverbatim
                    225: *>
                    226: *> \param[out] INFO
                    227: *> \verbatim
                    228: *>          INFO is INTEGER
                    229: *>          = 0:  successful exit
                    230: *>          < 0:  if INFO = -i, the i-th argument had an illegal value.
                    231: *> \endverbatim
                    232: *
                    233: *  Authors:
                    234: *  ========
                    235: *
                    236: *> \author Univ. of Tennessee 
                    237: *> \author Univ. of California Berkeley 
                    238: *> \author Univ. of Colorado Denver 
                    239: *> \author NAG Ltd. 
                    240: *
                    241: *> \date November 2011
                    242: *
                    243: *> \ingroup doubleOTHERcomputational
                    244: *
                    245: *> \par Further Details:
                    246: *  =====================
                    247: *>
                    248: *>  The subroutine uses LAPACK subroutine DGEQPF for the QR factorization
                    249: *>  with column pivoting to detect the effective numerical rank of the
                    250: *>  a matrix. It may be replaced by a better rank determination strategy.
                    251: *>
                    252: *  =====================================================================
1.1       bertrand  253:       SUBROUTINE DGGSVP( JOBU, JOBV, JOBQ, M, P, N, A, LDA, B, LDB,
                    254:      $                   TOLA, TOLB, K, L, U, LDU, V, LDV, Q, LDQ,
                    255:      $                   IWORK, TAU, WORK, INFO )
                    256: *
1.9       bertrand  257: *  -- LAPACK computational routine (version 3.4.0) --
1.1       bertrand  258: *  -- LAPACK is a software package provided by Univ. of Tennessee,    --
                    259: *  -- Univ. of California Berkeley, Univ. of Colorado Denver and NAG Ltd..--
1.9       bertrand  260: *     November 2011
1.1       bertrand  261: *
                    262: *     .. Scalar Arguments ..
                    263:       CHARACTER          JOBQ, JOBU, JOBV
                    264:       INTEGER            INFO, K, L, LDA, LDB, LDQ, LDU, LDV, M, N, P
                    265:       DOUBLE PRECISION   TOLA, TOLB
                    266: *     ..
                    267: *     .. Array Arguments ..
                    268:       INTEGER            IWORK( * )
                    269:       DOUBLE PRECISION   A( LDA, * ), B( LDB, * ), Q( LDQ, * ),
                    270:      $                   TAU( * ), U( LDU, * ), V( LDV, * ), WORK( * )
                    271: *     ..
                    272: *
                    273: *  =====================================================================
                    274: *
                    275: *     .. Parameters ..
                    276:       DOUBLE PRECISION   ZERO, ONE
                    277:       PARAMETER          ( ZERO = 0.0D+0, ONE = 1.0D+0 )
                    278: *     ..
                    279: *     .. Local Scalars ..
                    280:       LOGICAL            FORWRD, WANTQ, WANTU, WANTV
                    281:       INTEGER            I, J
                    282: *     ..
                    283: *     .. External Functions ..
                    284:       LOGICAL            LSAME
                    285:       EXTERNAL           LSAME
                    286: *     ..
                    287: *     .. External Subroutines ..
                    288:       EXTERNAL           DGEQPF, DGEQR2, DGERQ2, DLACPY, DLAPMT, DLASET,
                    289:      $                   DORG2R, DORM2R, DORMR2, XERBLA
                    290: *     ..
                    291: *     .. Intrinsic Functions ..
                    292:       INTRINSIC          ABS, MAX, MIN
                    293: *     ..
                    294: *     .. Executable Statements ..
                    295: *
                    296: *     Test the input parameters
                    297: *
                    298:       WANTU = LSAME( JOBU, 'U' )
                    299:       WANTV = LSAME( JOBV, 'V' )
                    300:       WANTQ = LSAME( JOBQ, 'Q' )
                    301:       FORWRD = .TRUE.
                    302: *
                    303:       INFO = 0
                    304:       IF( .NOT.( WANTU .OR. LSAME( JOBU, 'N' ) ) ) THEN
                    305:          INFO = -1
                    306:       ELSE IF( .NOT.( WANTV .OR. LSAME( JOBV, 'N' ) ) ) THEN
                    307:          INFO = -2
                    308:       ELSE IF( .NOT.( WANTQ .OR. LSAME( JOBQ, 'N' ) ) ) THEN
                    309:          INFO = -3
                    310:       ELSE IF( M.LT.0 ) THEN
                    311:          INFO = -4
                    312:       ELSE IF( P.LT.0 ) THEN
                    313:          INFO = -5
                    314:       ELSE IF( N.LT.0 ) THEN
                    315:          INFO = -6
                    316:       ELSE IF( LDA.LT.MAX( 1, M ) ) THEN
                    317:          INFO = -8
                    318:       ELSE IF( LDB.LT.MAX( 1, P ) ) THEN
                    319:          INFO = -10
                    320:       ELSE IF( LDU.LT.1 .OR. ( WANTU .AND. LDU.LT.M ) ) THEN
                    321:          INFO = -16
                    322:       ELSE IF( LDV.LT.1 .OR. ( WANTV .AND. LDV.LT.P ) ) THEN
                    323:          INFO = -18
                    324:       ELSE IF( LDQ.LT.1 .OR. ( WANTQ .AND. LDQ.LT.N ) ) THEN
                    325:          INFO = -20
                    326:       END IF
                    327:       IF( INFO.NE.0 ) THEN
                    328:          CALL XERBLA( 'DGGSVP', -INFO )
                    329:          RETURN
                    330:       END IF
                    331: *
                    332: *     QR with column pivoting of B: B*P = V*( S11 S12 )
                    333: *                                           (  0   0  )
                    334: *
                    335:       DO 10 I = 1, N
                    336:          IWORK( I ) = 0
                    337:    10 CONTINUE
                    338:       CALL DGEQPF( P, N, B, LDB, IWORK, TAU, WORK, INFO )
                    339: *
                    340: *     Update A := A*P
                    341: *
                    342:       CALL DLAPMT( FORWRD, M, N, A, LDA, IWORK )
                    343: *
                    344: *     Determine the effective rank of matrix B.
                    345: *
                    346:       L = 0
                    347:       DO 20 I = 1, MIN( P, N )
                    348:          IF( ABS( B( I, I ) ).GT.TOLB )
                    349:      $      L = L + 1
                    350:    20 CONTINUE
                    351: *
                    352:       IF( WANTV ) THEN
                    353: *
                    354: *        Copy the details of V, and form V.
                    355: *
                    356:          CALL DLASET( 'Full', P, P, ZERO, ZERO, V, LDV )
                    357:          IF( P.GT.1 )
                    358:      $      CALL DLACPY( 'Lower', P-1, N, B( 2, 1 ), LDB, V( 2, 1 ),
                    359:      $                   LDV )
                    360:          CALL DORG2R( P, P, MIN( P, N ), V, LDV, TAU, WORK, INFO )
                    361:       END IF
                    362: *
                    363: *     Clean up B
                    364: *
                    365:       DO 40 J = 1, L - 1
                    366:          DO 30 I = J + 1, L
                    367:             B( I, J ) = ZERO
                    368:    30    CONTINUE
                    369:    40 CONTINUE
                    370:       IF( P.GT.L )
                    371:      $   CALL DLASET( 'Full', P-L, N, ZERO, ZERO, B( L+1, 1 ), LDB )
                    372: *
                    373:       IF( WANTQ ) THEN
                    374: *
                    375: *        Set Q = I and Update Q := Q*P
                    376: *
                    377:          CALL DLASET( 'Full', N, N, ZERO, ONE, Q, LDQ )
                    378:          CALL DLAPMT( FORWRD, N, N, Q, LDQ, IWORK )
                    379:       END IF
                    380: *
                    381:       IF( P.GE.L .AND. N.NE.L ) THEN
                    382: *
                    383: *        RQ factorization of (S11 S12): ( S11 S12 ) = ( 0 S12 )*Z
                    384: *
                    385:          CALL DGERQ2( L, N, B, LDB, TAU, WORK, INFO )
                    386: *
1.8       bertrand  387: *        Update A := A*Z**T
1.1       bertrand  388: *
                    389:          CALL DORMR2( 'Right', 'Transpose', M, N, L, B, LDB, TAU, A,
                    390:      $                LDA, WORK, INFO )
                    391: *
                    392:          IF( WANTQ ) THEN
                    393: *
1.8       bertrand  394: *           Update Q := Q*Z**T
1.1       bertrand  395: *
                    396:             CALL DORMR2( 'Right', 'Transpose', N, N, L, B, LDB, TAU, Q,
                    397:      $                   LDQ, WORK, INFO )
                    398:          END IF
                    399: *
                    400: *        Clean up B
                    401: *
                    402:          CALL DLASET( 'Full', L, N-L, ZERO, ZERO, B, LDB )
                    403:          DO 60 J = N - L + 1, N
                    404:             DO 50 I = J - N + L + 1, L
                    405:                B( I, J ) = ZERO
                    406:    50       CONTINUE
                    407:    60    CONTINUE
                    408: *
                    409:       END IF
                    410: *
                    411: *     Let              N-L     L
                    412: *                A = ( A11    A12 ) M,
                    413: *
                    414: *     then the following does the complete QR decomposition of A11:
                    415: *
1.8       bertrand  416: *              A11 = U*(  0  T12 )*P1**T
1.1       bertrand  417: *                      (  0   0  )
                    418: *
                    419:       DO 70 I = 1, N - L
                    420:          IWORK( I ) = 0
                    421:    70 CONTINUE
                    422:       CALL DGEQPF( M, N-L, A, LDA, IWORK, TAU, WORK, INFO )
                    423: *
                    424: *     Determine the effective rank of A11
                    425: *
                    426:       K = 0
                    427:       DO 80 I = 1, MIN( M, N-L )
                    428:          IF( ABS( A( I, I ) ).GT.TOLA )
                    429:      $      K = K + 1
                    430:    80 CONTINUE
                    431: *
1.8       bertrand  432: *     Update A12 := U**T*A12, where A12 = A( 1:M, N-L+1:N )
1.1       bertrand  433: *
                    434:       CALL DORM2R( 'Left', 'Transpose', M, L, MIN( M, N-L ), A, LDA,
                    435:      $             TAU, A( 1, N-L+1 ), LDA, WORK, INFO )
                    436: *
                    437:       IF( WANTU ) THEN
                    438: *
                    439: *        Copy the details of U, and form U
                    440: *
                    441:          CALL DLASET( 'Full', M, M, ZERO, ZERO, U, LDU )
                    442:          IF( M.GT.1 )
                    443:      $      CALL DLACPY( 'Lower', M-1, N-L, A( 2, 1 ), LDA, U( 2, 1 ),
                    444:      $                   LDU )
                    445:          CALL DORG2R( M, M, MIN( M, N-L ), U, LDU, TAU, WORK, INFO )
                    446:       END IF
                    447: *
                    448:       IF( WANTQ ) THEN
                    449: *
                    450: *        Update Q( 1:N, 1:N-L )  = Q( 1:N, 1:N-L )*P1
                    451: *
                    452:          CALL DLAPMT( FORWRD, N, N-L, Q, LDQ, IWORK )
                    453:       END IF
                    454: *
                    455: *     Clean up A: set the strictly lower triangular part of
                    456: *     A(1:K, 1:K) = 0, and A( K+1:M, 1:N-L ) = 0.
                    457: *
                    458:       DO 100 J = 1, K - 1
                    459:          DO 90 I = J + 1, K
                    460:             A( I, J ) = ZERO
                    461:    90    CONTINUE
                    462:   100 CONTINUE
                    463:       IF( M.GT.K )
                    464:      $   CALL DLASET( 'Full', M-K, N-L, ZERO, ZERO, A( K+1, 1 ), LDA )
                    465: *
                    466:       IF( N-L.GT.K ) THEN
                    467: *
                    468: *        RQ factorization of ( T11 T12 ) = ( 0 T12 )*Z1
                    469: *
                    470:          CALL DGERQ2( K, N-L, A, LDA, TAU, WORK, INFO )
                    471: *
                    472:          IF( WANTQ ) THEN
                    473: *
1.8       bertrand  474: *           Update Q( 1:N,1:N-L ) = Q( 1:N,1:N-L )*Z1**T
1.1       bertrand  475: *
                    476:             CALL DORMR2( 'Right', 'Transpose', N, N-L, K, A, LDA, TAU,
                    477:      $                   Q, LDQ, WORK, INFO )
                    478:          END IF
                    479: *
                    480: *        Clean up A
                    481: *
                    482:          CALL DLASET( 'Full', K, N-L-K, ZERO, ZERO, A, LDA )
                    483:          DO 120 J = N - L - K + 1, N - L
                    484:             DO 110 I = J - N + L + K + 1, K
                    485:                A( I, J ) = ZERO
                    486:   110       CONTINUE
                    487:   120    CONTINUE
                    488: *
                    489:       END IF
                    490: *
                    491:       IF( M.GT.K ) THEN
                    492: *
                    493: *        QR factorization of A( K+1:M,N-L+1:N )
                    494: *
                    495:          CALL DGEQR2( M-K, L, A( K+1, N-L+1 ), LDA, TAU, WORK, INFO )
                    496: *
                    497:          IF( WANTU ) THEN
                    498: *
                    499: *           Update U(:,K+1:M) := U(:,K+1:M)*U1
                    500: *
                    501:             CALL DORM2R( 'Right', 'No transpose', M, M-K, MIN( M-K, L ),
                    502:      $                   A( K+1, N-L+1 ), LDA, TAU, U( 1, K+1 ), LDU,
                    503:      $                   WORK, INFO )
                    504:          END IF
                    505: *
                    506: *        Clean up
                    507: *
                    508:          DO 140 J = N - L + 1, N
                    509:             DO 130 I = J - N + K + L + 1, M
                    510:                A( I, J ) = ZERO
                    511:   130       CONTINUE
                    512:   140    CONTINUE
                    513: *
                    514:       END IF
                    515: *
                    516:       RETURN
                    517: *
                    518: *     End of DGGSVP
                    519: *
                    520:       END

CVSweb interface <joel.bertrand@systella.fr>