Annotation of rpl/lapack/lapack/dsteqr.f, revision 1.3

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>