Annotation of rpl/lapack/lapack/dggsvp.f, revision 1.9

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>