Annotation of rpl/lapack/lapack/dsteqr.f, revision 1.1

1.1     ! bertrand    1:       SUBROUTINE DSTEQR( COMPZ, N, D, E, Z, LDZ, WORK, INFO )
        !             2: *
        !             3: *  -- LAPACK routine (version 3.2) --
        !             4: *  -- LAPACK is a software package provided by Univ. of Tennessee,    --
        !             5: *  -- Univ. of California Berkeley, Univ. of Colorado Denver and NAG Ltd..--
        !             6: *     November 2006
        !             7: *
        !             8: *     .. Scalar Arguments ..
        !             9:       CHARACTER          COMPZ
        !            10:       INTEGER            INFO, LDZ, N
        !            11: *     ..
        !            12: *     .. Array Arguments ..
        !            13:       DOUBLE PRECISION   D( * ), E( * ), WORK( * ), Z( LDZ, * )
        !            14: *     ..
        !            15: *
        !            16: *  Purpose
        !            17: *  =======
        !            18: *
        !            19: *  DSTEQR computes all eigenvalues and, optionally, eigenvectors of a
        !            20: *  symmetric tridiagonal matrix using the implicit QL or QR method.
        !            21: *  The eigenvectors of a full or band symmetric matrix can also be found
        !            22: *  if DSYTRD or DSPTRD or DSBTRD has been used to reduce this matrix to
        !            23: *  tridiagonal form.
        !            24: *
        !            25: *  Arguments
        !            26: *  =========
        !            27: *
        !            28: *  COMPZ   (input) CHARACTER*1
        !            29: *          = 'N':  Compute eigenvalues only.
        !            30: *          = 'V':  Compute eigenvalues and eigenvectors of the original
        !            31: *                  symmetric matrix.  On entry, Z must contain the
        !            32: *                  orthogonal matrix used to reduce the original matrix
        !            33: *                  to tridiagonal form.
        !            34: *          = 'I':  Compute eigenvalues and eigenvectors of the
        !            35: *                  tridiagonal matrix.  Z is initialized to the identity
        !            36: *                  matrix.
        !            37: *
        !            38: *  N       (input) INTEGER
        !            39: *          The order of the matrix.  N >= 0.
        !            40: *
        !            41: *  D       (input/output) DOUBLE PRECISION array, dimension (N)
        !            42: *          On entry, the diagonal elements of the tridiagonal matrix.
        !            43: *          On exit, if INFO = 0, the eigenvalues in ascending order.
        !            44: *
        !            45: *  E       (input/output) DOUBLE PRECISION array, dimension (N-1)
        !            46: *          On entry, the (n-1) subdiagonal elements of the tridiagonal
        !            47: *          matrix.
        !            48: *          On exit, E has been destroyed.
        !            49: *
        !            50: *  Z       (input/output) DOUBLE PRECISION array, dimension (LDZ, N)
        !            51: *          On entry, if  COMPZ = 'V', then Z contains the orthogonal
        !            52: *          matrix used in the reduction to tridiagonal form.
        !            53: *          On exit, if INFO = 0, then if  COMPZ = 'V', Z contains the
        !            54: *          orthonormal eigenvectors of the original symmetric matrix,
        !            55: *          and if COMPZ = 'I', Z contains the orthonormal eigenvectors
        !            56: *          of the symmetric tridiagonal matrix.
        !            57: *          If COMPZ = 'N', then Z is not referenced.
        !            58: *
        !            59: *  LDZ     (input) INTEGER
        !            60: *          The leading dimension of the array Z.  LDZ >= 1, and if
        !            61: *          eigenvectors are desired, then  LDZ >= max(1,N).
        !            62: *
        !            63: *  WORK    (workspace) DOUBLE PRECISION array, dimension (max(1,2*N-2))
        !            64: *          If COMPZ = 'N', then WORK is not referenced.
        !            65: *
        !            66: *  INFO    (output) INTEGER
        !            67: *          = 0:  successful exit
        !            68: *          < 0:  if INFO = -i, the i-th argument had an illegal value
        !            69: *          > 0:  the algorithm has failed to find all the eigenvalues in
        !            70: *                a total of 30*N iterations; if INFO = i, then i
        !            71: *                elements of E have not converged to zero; on exit, D
        !            72: *                and E contain the elements of a symmetric tridiagonal
        !            73: *                matrix which is orthogonally similar to the original
        !            74: *                matrix.
        !            75: *
        !            76: *  =====================================================================
        !            77: *
        !            78: *     .. Parameters ..
        !            79:       DOUBLE PRECISION   ZERO, ONE, TWO, THREE
        !            80:       PARAMETER          ( ZERO = 0.0D0, ONE = 1.0D0, TWO = 2.0D0,
        !            81:      $                   THREE = 3.0D0 )
        !            82:       INTEGER            MAXIT
        !            83:       PARAMETER          ( MAXIT = 30 )
        !            84: *     ..
        !            85: *     .. Local Scalars ..
        !            86:       INTEGER            I, ICOMPZ, II, ISCALE, J, JTOT, K, L, L1, LEND,
        !            87:      $                   LENDM1, LENDP1, LENDSV, LM1, LSV, M, MM, MM1,
        !            88:      $                   NM1, NMAXIT
        !            89:       DOUBLE PRECISION   ANORM, B, C, EPS, EPS2, F, G, P, R, RT1, RT2,
        !            90:      $                   S, SAFMAX, SAFMIN, SSFMAX, SSFMIN, TST
        !            91: *     ..
        !            92: *     .. External Functions ..
        !            93:       LOGICAL            LSAME
        !            94:       DOUBLE PRECISION   DLAMCH, DLANST, DLAPY2
        !            95:       EXTERNAL           LSAME, DLAMCH, DLANST, DLAPY2
        !            96: *     ..
        !            97: *     .. External Subroutines ..
        !            98:       EXTERNAL           DLAE2, DLAEV2, DLARTG, DLASCL, DLASET, DLASR,
        !            99:      $                   DLASRT, DSWAP, XERBLA
        !           100: *     ..
        !           101: *     .. Intrinsic Functions ..
        !           102:       INTRINSIC          ABS, MAX, SIGN, SQRT
        !           103: *     ..
        !           104: *     .. Executable Statements ..
        !           105: *
        !           106: *     Test the input parameters.
        !           107: *
        !           108:       INFO = 0
        !           109: *
        !           110:       IF( LSAME( COMPZ, 'N' ) ) THEN
        !           111:          ICOMPZ = 0
        !           112:       ELSE IF( LSAME( COMPZ, 'V' ) ) THEN
        !           113:          ICOMPZ = 1
        !           114:       ELSE IF( LSAME( COMPZ, 'I' ) ) THEN
        !           115:          ICOMPZ = 2
        !           116:       ELSE
        !           117:          ICOMPZ = -1
        !           118:       END IF
        !           119:       IF( ICOMPZ.LT.0 ) THEN
        !           120:          INFO = -1
        !           121:       ELSE IF( N.LT.0 ) THEN
        !           122:          INFO = -2
        !           123:       ELSE IF( ( LDZ.LT.1 ) .OR. ( ICOMPZ.GT.0 .AND. LDZ.LT.MAX( 1,
        !           124:      $         N ) ) ) THEN
        !           125:          INFO = -6
        !           126:       END IF
        !           127:       IF( INFO.NE.0 ) THEN
        !           128:          CALL XERBLA( 'DSTEQR', -INFO )
        !           129:          RETURN
        !           130:       END IF
        !           131: *
        !           132: *     Quick return if possible
        !           133: *
        !           134:       IF( N.EQ.0 )
        !           135:      $   RETURN
        !           136: *
        !           137:       IF( N.EQ.1 ) THEN
        !           138:          IF( ICOMPZ.EQ.2 )
        !           139:      $      Z( 1, 1 ) = ONE
        !           140:          RETURN
        !           141:       END IF
        !           142: *
        !           143: *     Determine the unit roundoff and over/underflow thresholds.
        !           144: *
        !           145:       EPS = DLAMCH( 'E' )
        !           146:       EPS2 = EPS**2
        !           147:       SAFMIN = DLAMCH( 'S' )
        !           148:       SAFMAX = ONE / SAFMIN
        !           149:       SSFMAX = SQRT( SAFMAX ) / THREE
        !           150:       SSFMIN = SQRT( SAFMIN ) / EPS2
        !           151: *
        !           152: *     Compute the eigenvalues and eigenvectors of the tridiagonal
        !           153: *     matrix.
        !           154: *
        !           155:       IF( ICOMPZ.EQ.2 )
        !           156:      $   CALL DLASET( 'Full', N, N, ZERO, ONE, Z, LDZ )
        !           157: *
        !           158:       NMAXIT = N*MAXIT
        !           159:       JTOT = 0
        !           160: *
        !           161: *     Determine where the matrix splits and choose QL or QR iteration
        !           162: *     for each block, according to whether top or bottom diagonal
        !           163: *     element is smaller.
        !           164: *
        !           165:       L1 = 1
        !           166:       NM1 = N - 1
        !           167: *
        !           168:    10 CONTINUE
        !           169:       IF( L1.GT.N )
        !           170:      $   GO TO 160
        !           171:       IF( L1.GT.1 )
        !           172:      $   E( L1-1 ) = ZERO
        !           173:       IF( L1.LE.NM1 ) THEN
        !           174:          DO 20 M = L1, NM1
        !           175:             TST = ABS( E( M ) )
        !           176:             IF( TST.EQ.ZERO )
        !           177:      $         GO TO 30
        !           178:             IF( TST.LE.( SQRT( ABS( D( M ) ) )*SQRT( ABS( D( M+
        !           179:      $          1 ) ) ) )*EPS ) THEN
        !           180:                E( M ) = ZERO
        !           181:                GO TO 30
        !           182:             END IF
        !           183:    20    CONTINUE
        !           184:       END IF
        !           185:       M = N
        !           186: *
        !           187:    30 CONTINUE
        !           188:       L = L1
        !           189:       LSV = L
        !           190:       LEND = M
        !           191:       LENDSV = LEND
        !           192:       L1 = M + 1
        !           193:       IF( LEND.EQ.L )
        !           194:      $   GO TO 10
        !           195: *
        !           196: *     Scale submatrix in rows and columns L to LEND
        !           197: *
        !           198:       ANORM = DLANST( 'I', LEND-L+1, D( L ), E( L ) )
        !           199:       ISCALE = 0
        !           200:       IF( ANORM.EQ.ZERO )
        !           201:      $   GO TO 10
        !           202:       IF( ANORM.GT.SSFMAX ) THEN
        !           203:          ISCALE = 1
        !           204:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, ANORM, SSFMAX, LEND-L+1, 1, D( L ), N,
        !           205:      $                INFO )
        !           206:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, ANORM, SSFMAX, LEND-L, 1, E( L ), N,
        !           207:      $                INFO )
        !           208:       ELSE IF( ANORM.LT.SSFMIN ) THEN
        !           209:          ISCALE = 2
        !           210:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, ANORM, SSFMIN, LEND-L+1, 1, D( L ), N,
        !           211:      $                INFO )
        !           212:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, ANORM, SSFMIN, LEND-L, 1, E( L ), N,
        !           213:      $                INFO )
        !           214:       END IF
        !           215: *
        !           216: *     Choose between QL and QR iteration
        !           217: *
        !           218:       IF( ABS( D( LEND ) ).LT.ABS( D( L ) ) ) THEN
        !           219:          LEND = LSV
        !           220:          L = LENDSV
        !           221:       END IF
        !           222: *
        !           223:       IF( LEND.GT.L ) THEN
        !           224: *
        !           225: *        QL Iteration
        !           226: *
        !           227: *        Look for small subdiagonal element.
        !           228: *
        !           229:    40    CONTINUE
        !           230:          IF( L.NE.LEND ) THEN
        !           231:             LENDM1 = LEND - 1
        !           232:             DO 50 M = L, LENDM1
        !           233:                TST = ABS( E( M ) )**2
        !           234:                IF( TST.LE.( EPS2*ABS( D( M ) ) )*ABS( D( M+1 ) )+
        !           235:      $             SAFMIN )GO TO 60
        !           236:    50       CONTINUE
        !           237:          END IF
        !           238: *
        !           239:          M = LEND
        !           240: *
        !           241:    60    CONTINUE
        !           242:          IF( M.LT.LEND )
        !           243:      $      E( M ) = ZERO
        !           244:          P = D( L )
        !           245:          IF( M.EQ.L )
        !           246:      $      GO TO 80
        !           247: *
        !           248: *        If remaining matrix is 2-by-2, use DLAE2 or SLAEV2
        !           249: *        to compute its eigensystem.
        !           250: *
        !           251:          IF( M.EQ.L+1 ) THEN
        !           252:             IF( ICOMPZ.GT.0 ) THEN
        !           253:                CALL DLAEV2( D( L ), E( L ), D( L+1 ), RT1, RT2, C, S )
        !           254:                WORK( L ) = C
        !           255:                WORK( N-1+L ) = S
        !           256:                CALL DLASR( 'R', 'V', 'B', N, 2, WORK( L ),
        !           257:      $                     WORK( N-1+L ), Z( 1, L ), LDZ )
        !           258:             ELSE
        !           259:                CALL DLAE2( D( L ), E( L ), D( L+1 ), RT1, RT2 )
        !           260:             END IF
        !           261:             D( L ) = RT1
        !           262:             D( L+1 ) = RT2
        !           263:             E( L ) = ZERO
        !           264:             L = L + 2
        !           265:             IF( L.LE.LEND )
        !           266:      $         GO TO 40
        !           267:             GO TO 140
        !           268:          END IF
        !           269: *
        !           270:          IF( JTOT.EQ.NMAXIT )
        !           271:      $      GO TO 140
        !           272:          JTOT = JTOT + 1
        !           273: *
        !           274: *        Form shift.
        !           275: *
        !           276:          G = ( D( L+1 )-P ) / ( TWO*E( L ) )
        !           277:          R = DLAPY2( G, ONE )
        !           278:          G = D( M ) - P + ( E( L ) / ( G+SIGN( R, G ) ) )
        !           279: *
        !           280:          S = ONE
        !           281:          C = ONE
        !           282:          P = ZERO
        !           283: *
        !           284: *        Inner loop
        !           285: *
        !           286:          MM1 = M - 1
        !           287:          DO 70 I = MM1, L, -1
        !           288:             F = S*E( I )
        !           289:             B = C*E( I )
        !           290:             CALL DLARTG( G, F, C, S, R )
        !           291:             IF( I.NE.M-1 )
        !           292:      $         E( I+1 ) = R
        !           293:             G = D( I+1 ) - P
        !           294:             R = ( D( I )-G )*S + TWO*C*B
        !           295:             P = S*R
        !           296:             D( I+1 ) = G + P
        !           297:             G = C*R - B
        !           298: *
        !           299: *           If eigenvectors are desired, then save rotations.
        !           300: *
        !           301:             IF( ICOMPZ.GT.0 ) THEN
        !           302:                WORK( I ) = C
        !           303:                WORK( N-1+I ) = -S
        !           304:             END IF
        !           305: *
        !           306:    70    CONTINUE
        !           307: *
        !           308: *        If eigenvectors are desired, then apply saved rotations.
        !           309: *
        !           310:          IF( ICOMPZ.GT.0 ) THEN
        !           311:             MM = M - L + 1
        !           312:             CALL DLASR( 'R', 'V', 'B', N, MM, WORK( L ), WORK( N-1+L ),
        !           313:      $                  Z( 1, L ), LDZ )
        !           314:          END IF
        !           315: *
        !           316:          D( L ) = D( L ) - P
        !           317:          E( L ) = G
        !           318:          GO TO 40
        !           319: *
        !           320: *        Eigenvalue found.
        !           321: *
        !           322:    80    CONTINUE
        !           323:          D( L ) = P
        !           324: *
        !           325:          L = L + 1
        !           326:          IF( L.LE.LEND )
        !           327:      $      GO TO 40
        !           328:          GO TO 140
        !           329: *
        !           330:       ELSE
        !           331: *
        !           332: *        QR Iteration
        !           333: *
        !           334: *        Look for small superdiagonal element.
        !           335: *
        !           336:    90    CONTINUE
        !           337:          IF( L.NE.LEND ) THEN
        !           338:             LENDP1 = LEND + 1
        !           339:             DO 100 M = L, LENDP1, -1
        !           340:                TST = ABS( E( M-1 ) )**2
        !           341:                IF( TST.LE.( EPS2*ABS( D( M ) ) )*ABS( D( M-1 ) )+
        !           342:      $             SAFMIN )GO TO 110
        !           343:   100       CONTINUE
        !           344:          END IF
        !           345: *
        !           346:          M = LEND
        !           347: *
        !           348:   110    CONTINUE
        !           349:          IF( M.GT.LEND )
        !           350:      $      E( M-1 ) = ZERO
        !           351:          P = D( L )
        !           352:          IF( M.EQ.L )
        !           353:      $      GO TO 130
        !           354: *
        !           355: *        If remaining matrix is 2-by-2, use DLAE2 or SLAEV2
        !           356: *        to compute its eigensystem.
        !           357: *
        !           358:          IF( M.EQ.L-1 ) THEN
        !           359:             IF( ICOMPZ.GT.0 ) THEN
        !           360:                CALL DLAEV2( D( L-1 ), E( L-1 ), D( L ), RT1, RT2, C, S )
        !           361:                WORK( M ) = C
        !           362:                WORK( N-1+M ) = S
        !           363:                CALL DLASR( 'R', 'V', 'F', N, 2, WORK( M ),
        !           364:      $                     WORK( N-1+M ), Z( 1, L-1 ), LDZ )
        !           365:             ELSE
        !           366:                CALL DLAE2( D( L-1 ), E( L-1 ), D( L ), RT1, RT2 )
        !           367:             END IF
        !           368:             D( L-1 ) = RT1
        !           369:             D( L ) = RT2
        !           370:             E( L-1 ) = ZERO
        !           371:             L = L - 2
        !           372:             IF( L.GE.LEND )
        !           373:      $         GO TO 90
        !           374:             GO TO 140
        !           375:          END IF
        !           376: *
        !           377:          IF( JTOT.EQ.NMAXIT )
        !           378:      $      GO TO 140
        !           379:          JTOT = JTOT + 1
        !           380: *
        !           381: *        Form shift.
        !           382: *
        !           383:          G = ( D( L-1 )-P ) / ( TWO*E( L-1 ) )
        !           384:          R = DLAPY2( G, ONE )
        !           385:          G = D( M ) - P + ( E( L-1 ) / ( G+SIGN( R, G ) ) )
        !           386: *
        !           387:          S = ONE
        !           388:          C = ONE
        !           389:          P = ZERO
        !           390: *
        !           391: *        Inner loop
        !           392: *
        !           393:          LM1 = L - 1
        !           394:          DO 120 I = M, LM1
        !           395:             F = S*E( I )
        !           396:             B = C*E( I )
        !           397:             CALL DLARTG( G, F, C, S, R )
        !           398:             IF( I.NE.M )
        !           399:      $         E( I-1 ) = R
        !           400:             G = D( I ) - P
        !           401:             R = ( D( I+1 )-G )*S + TWO*C*B
        !           402:             P = S*R
        !           403:             D( I ) = G + P
        !           404:             G = C*R - B
        !           405: *
        !           406: *           If eigenvectors are desired, then save rotations.
        !           407: *
        !           408:             IF( ICOMPZ.GT.0 ) THEN
        !           409:                WORK( I ) = C
        !           410:                WORK( N-1+I ) = S
        !           411:             END IF
        !           412: *
        !           413:   120    CONTINUE
        !           414: *
        !           415: *        If eigenvectors are desired, then apply saved rotations.
        !           416: *
        !           417:          IF( ICOMPZ.GT.0 ) THEN
        !           418:             MM = L - M + 1
        !           419:             CALL DLASR( 'R', 'V', 'F', N, MM, WORK( M ), WORK( N-1+M ),
        !           420:      $                  Z( 1, M ), LDZ )
        !           421:          END IF
        !           422: *
        !           423:          D( L ) = D( L ) - P
        !           424:          E( LM1 ) = G
        !           425:          GO TO 90
        !           426: *
        !           427: *        Eigenvalue found.
        !           428: *
        !           429:   130    CONTINUE
        !           430:          D( L ) = P
        !           431: *
        !           432:          L = L - 1
        !           433:          IF( L.GE.LEND )
        !           434:      $      GO TO 90
        !           435:          GO TO 140
        !           436: *
        !           437:       END IF
        !           438: *
        !           439: *     Undo scaling if necessary
        !           440: *
        !           441:   140 CONTINUE
        !           442:       IF( ISCALE.EQ.1 ) THEN
        !           443:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, SSFMAX, ANORM, LENDSV-LSV+1, 1,
        !           444:      $                D( LSV ), N, INFO )
        !           445:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, SSFMAX, ANORM, LENDSV-LSV, 1, E( LSV ),
        !           446:      $                N, INFO )
        !           447:       ELSE IF( ISCALE.EQ.2 ) THEN
        !           448:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, SSFMIN, ANORM, LENDSV-LSV+1, 1,
        !           449:      $                D( LSV ), N, INFO )
        !           450:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, SSFMIN, ANORM, LENDSV-LSV, 1, E( LSV ),
        !           451:      $                N, INFO )
        !           452:       END IF
        !           453: *
        !           454: *     Check for no convergence to an eigenvalue after a total
        !           455: *     of N*MAXIT iterations.
        !           456: *
        !           457:       IF( JTOT.LT.NMAXIT )
        !           458:      $   GO TO 10
        !           459:       DO 150 I = 1, N - 1
        !           460:          IF( E( I ).NE.ZERO )
        !           461:      $      INFO = INFO + 1
        !           462:   150 CONTINUE
        !           463:       GO TO 190
        !           464: *
        !           465: *     Order eigenvalues and eigenvectors.
        !           466: *
        !           467:   160 CONTINUE
        !           468:       IF( ICOMPZ.EQ.0 ) THEN
        !           469: *
        !           470: *        Use Quick Sort
        !           471: *
        !           472:          CALL DLASRT( 'I', N, D, INFO )
        !           473: *
        !           474:       ELSE
        !           475: *
        !           476: *        Use Selection Sort to minimize swaps of eigenvectors
        !           477: *
        !           478:          DO 180 II = 2, N
        !           479:             I = II - 1
        !           480:             K = I
        !           481:             P = D( I )
        !           482:             DO 170 J = II, N
        !           483:                IF( D( J ).LT.P ) THEN
        !           484:                   K = J
        !           485:                   P = D( J )
        !           486:                END IF
        !           487:   170       CONTINUE
        !           488:             IF( K.NE.I ) THEN
        !           489:                D( K ) = D( I )
        !           490:                D( I ) = P
        !           491:                CALL DSWAP( N, Z( 1, I ), 1, Z( 1, K ), 1 )
        !           492:             END IF
        !           493:   180    CONTINUE
        !           494:       END IF
        !           495: *
        !           496:   190 CONTINUE
        !           497:       RETURN
        !           498: *
        !           499: *     End of DSTEQR
        !           500: *
        !           501:       END

CVSweb interface <joel.bertrand@systella.fr>