Annotation of rpl/lapack/lapack/dsterf.f, revision 1.18

1.9       bertrand    1: *> \brief \b DSTERF
                      2: *
                      3: *  =========== DOCUMENTATION ===========
                      4: *
1.15      bertrand    5: * Online html documentation available at
                      6: *            http://www.netlib.org/lapack/explore-html/
1.9       bertrand    7: *
                      8: *> \htmlonly
1.15      bertrand    9: *> Download DSTERF + dependencies
                     10: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.tgz?format=tgz&filename=/lapack/lapack_routine/dsterf.f">
                     11: *> [TGZ]</a>
                     12: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.zip?format=zip&filename=/lapack/lapack_routine/dsterf.f">
                     13: *> [ZIP]</a>
                     14: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.txt?format=txt&filename=/lapack/lapack_routine/dsterf.f">
1.9       bertrand   15: *> [TXT]</a>
1.15      bertrand   16: *> \endhtmlonly
1.9       bertrand   17: *
                     18: *  Definition:
                     19: *  ===========
                     20: *
                     21: *       SUBROUTINE DSTERF( N, D, E, INFO )
1.15      bertrand   22: *
1.9       bertrand   23: *       .. Scalar Arguments ..
                     24: *       INTEGER            INFO, N
                     25: *       ..
                     26: *       .. Array Arguments ..
                     27: *       DOUBLE PRECISION   D( * ), E( * )
                     28: *       ..
1.15      bertrand   29: *
1.9       bertrand   30: *
                     31: *> \par Purpose:
                     32: *  =============
                     33: *>
                     34: *> \verbatim
                     35: *>
                     36: *> DSTERF computes all eigenvalues of a symmetric tridiagonal matrix
                     37: *> using the Pal-Walker-Kahan variant of the QL or QR algorithm.
                     38: *> \endverbatim
                     39: *
                     40: *  Arguments:
                     41: *  ==========
                     42: *
                     43: *> \param[in] N
                     44: *> \verbatim
                     45: *>          N is INTEGER
                     46: *>          The order of the matrix.  N >= 0.
                     47: *> \endverbatim
                     48: *>
                     49: *> \param[in,out] D
                     50: *> \verbatim
                     51: *>          D is DOUBLE PRECISION array, dimension (N)
                     52: *>          On entry, the n diagonal elements of the tridiagonal matrix.
                     53: *>          On exit, if INFO = 0, the eigenvalues in ascending order.
                     54: *> \endverbatim
                     55: *>
                     56: *> \param[in,out] E
                     57: *> \verbatim
                     58: *>          E is DOUBLE PRECISION array, dimension (N-1)
                     59: *>          On entry, the (n-1) subdiagonal elements of the tridiagonal
                     60: *>          matrix.
                     61: *>          On exit, E has been destroyed.
                     62: *> \endverbatim
                     63: *>
                     64: *> \param[out] INFO
                     65: *> \verbatim
                     66: *>          INFO is INTEGER
                     67: *>          = 0:  successful exit
                     68: *>          < 0:  if INFO = -i, the i-th argument had an illegal value
                     69: *>          > 0:  the algorithm failed to find all of the eigenvalues in
                     70: *>                a total of 30*N iterations; if INFO = i, then i
                     71: *>                elements of E have not converged to zero.
                     72: *> \endverbatim
                     73: *
                     74: *  Authors:
                     75: *  ========
                     76: *
1.15      bertrand   77: *> \author Univ. of Tennessee
                     78: *> \author Univ. of California Berkeley
                     79: *> \author Univ. of Colorado Denver
                     80: *> \author NAG Ltd.
1.9       bertrand   81: *
                     82: *> \ingroup auxOTHERcomputational
                     83: *
                     84: *  =====================================================================
1.1       bertrand   85:       SUBROUTINE DSTERF( N, D, E, INFO )
                     86: *
1.18    ! bertrand   87: *  -- LAPACK computational routine --
1.1       bertrand   88: *  -- LAPACK is a software package provided by Univ. of Tennessee,    --
                     89: *  -- Univ. of California Berkeley, Univ. of Colorado Denver and NAG Ltd..--
                     90: *
                     91: *     .. Scalar Arguments ..
                     92:       INTEGER            INFO, N
                     93: *     ..
                     94: *     .. Array Arguments ..
                     95:       DOUBLE PRECISION   D( * ), E( * )
                     96: *     ..
                     97: *
                     98: *  =====================================================================
                     99: *
                    100: *     .. Parameters ..
                    101:       DOUBLE PRECISION   ZERO, ONE, TWO, THREE
                    102:       PARAMETER          ( ZERO = 0.0D0, ONE = 1.0D0, TWO = 2.0D0,
                    103:      $                   THREE = 3.0D0 )
                    104:       INTEGER            MAXIT
                    105:       PARAMETER          ( MAXIT = 30 )
                    106: *     ..
                    107: *     .. Local Scalars ..
                    108:       INTEGER            I, ISCALE, JTOT, L, L1, LEND, LENDSV, LSV, M,
                    109:      $                   NMAXIT
                    110:       DOUBLE PRECISION   ALPHA, ANORM, BB, C, EPS, EPS2, GAMMA, OLDC,
                    111:      $                   OLDGAM, P, R, RT1, RT2, RTE, S, SAFMAX, SAFMIN,
1.8       bertrand  112:      $                   SIGMA, SSFMAX, SSFMIN, RMAX
1.1       bertrand  113: *     ..
                    114: *     .. External Functions ..
                    115:       DOUBLE PRECISION   DLAMCH, DLANST, DLAPY2
                    116:       EXTERNAL           DLAMCH, DLANST, DLAPY2
                    117: *     ..
                    118: *     .. External Subroutines ..
                    119:       EXTERNAL           DLAE2, DLASCL, DLASRT, XERBLA
                    120: *     ..
                    121: *     .. Intrinsic Functions ..
                    122:       INTRINSIC          ABS, SIGN, SQRT
                    123: *     ..
                    124: *     .. Executable Statements ..
                    125: *
                    126: *     Test the input parameters.
                    127: *
                    128:       INFO = 0
                    129: *
                    130: *     Quick return if possible
                    131: *
                    132:       IF( N.LT.0 ) THEN
                    133:          INFO = -1
                    134:          CALL XERBLA( 'DSTERF', -INFO )
                    135:          RETURN
                    136:       END IF
                    137:       IF( N.LE.1 )
                    138:      $   RETURN
                    139: *
                    140: *     Determine the unit roundoff for this environment.
                    141: *
                    142:       EPS = DLAMCH( 'E' )
                    143:       EPS2 = EPS**2
                    144:       SAFMIN = DLAMCH( 'S' )
                    145:       SAFMAX = ONE / SAFMIN
                    146:       SSFMAX = SQRT( SAFMAX ) / THREE
                    147:       SSFMIN = SQRT( SAFMIN ) / EPS2
1.8       bertrand  148:       RMAX = DLAMCH( 'O' )
1.1       bertrand  149: *
                    150: *     Compute the eigenvalues of the tridiagonal matrix.
                    151: *
                    152:       NMAXIT = N*MAXIT
                    153:       SIGMA = ZERO
                    154:       JTOT = 0
                    155: *
                    156: *     Determine where the matrix splits and choose QL or QR iteration
                    157: *     for each block, according to whether top or bottom diagonal
                    158: *     element is smaller.
                    159: *
                    160:       L1 = 1
                    161: *
                    162:    10 CONTINUE
                    163:       IF( L1.GT.N )
                    164:      $   GO TO 170
                    165:       IF( L1.GT.1 )
                    166:      $   E( L1-1 ) = ZERO
                    167:       DO 20 M = L1, N - 1
                    168:          IF( ABS( E( M ) ).LE.( SQRT( ABS( D( M ) ) )*SQRT( ABS( D( M+
                    169:      $       1 ) ) ) )*EPS ) THEN
                    170:             E( M ) = ZERO
                    171:             GO TO 30
                    172:          END IF
                    173:    20 CONTINUE
                    174:       M = N
                    175: *
                    176:    30 CONTINUE
                    177:       L = L1
                    178:       LSV = L
                    179:       LEND = M
                    180:       LENDSV = LEND
                    181:       L1 = M + 1
                    182:       IF( LEND.EQ.L )
                    183:      $   GO TO 10
                    184: *
                    185: *     Scale submatrix in rows and columns L to LEND
                    186: *
1.8       bertrand  187:       ANORM = DLANST( 'M', LEND-L+1, D( L ), E( L ) )
1.1       bertrand  188:       ISCALE = 0
1.8       bertrand  189:       IF( ANORM.EQ.ZERO )
1.15      bertrand  190:      $   GO TO 10
1.8       bertrand  191:       IF( (ANORM.GT.SSFMAX) ) THEN
1.1       bertrand  192:          ISCALE = 1
                    193:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, ANORM, SSFMAX, LEND-L+1, 1, D( L ), N,
                    194:      $                INFO )
                    195:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, ANORM, SSFMAX, LEND-L, 1, E( L ), N,
                    196:      $                INFO )
                    197:       ELSE IF( ANORM.LT.SSFMIN ) THEN
                    198:          ISCALE = 2
                    199:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, ANORM, SSFMIN, LEND-L+1, 1, D( L ), N,
                    200:      $                INFO )
                    201:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, ANORM, SSFMIN, LEND-L, 1, E( L ), N,
                    202:      $                INFO )
                    203:       END IF
                    204: *
                    205:       DO 40 I = L, LEND - 1
                    206:          E( I ) = E( I )**2
                    207:    40 CONTINUE
                    208: *
                    209: *     Choose between QL and QR iteration
                    210: *
                    211:       IF( ABS( D( LEND ) ).LT.ABS( D( L ) ) ) THEN
                    212:          LEND = LSV
                    213:          L = LENDSV
                    214:       END IF
                    215: *
                    216:       IF( LEND.GE.L ) THEN
                    217: *
                    218: *        QL Iteration
                    219: *
                    220: *        Look for small subdiagonal element.
                    221: *
                    222:    50    CONTINUE
                    223:          IF( L.NE.LEND ) THEN
                    224:             DO 60 M = L, LEND - 1
                    225:                IF( ABS( E( M ) ).LE.EPS2*ABS( D( M )*D( M+1 ) ) )
                    226:      $            GO TO 70
                    227:    60       CONTINUE
                    228:          END IF
                    229:          M = LEND
                    230: *
                    231:    70    CONTINUE
                    232:          IF( M.LT.LEND )
                    233:      $      E( M ) = ZERO
                    234:          P = D( L )
                    235:          IF( M.EQ.L )
                    236:      $      GO TO 90
                    237: *
                    238: *        If remaining matrix is 2 by 2, use DLAE2 to compute its
                    239: *        eigenvalues.
                    240: *
                    241:          IF( M.EQ.L+1 ) THEN
                    242:             RTE = SQRT( E( L ) )
                    243:             CALL DLAE2( D( L ), RTE, D( L+1 ), RT1, RT2 )
                    244:             D( L ) = RT1
                    245:             D( L+1 ) = RT2
                    246:             E( L ) = ZERO
                    247:             L = L + 2
                    248:             IF( L.LE.LEND )
                    249:      $         GO TO 50
                    250:             GO TO 150
                    251:          END IF
                    252: *
                    253:          IF( JTOT.EQ.NMAXIT )
                    254:      $      GO TO 150
                    255:          JTOT = JTOT + 1
                    256: *
                    257: *        Form shift.
                    258: *
                    259:          RTE = SQRT( E( L ) )
                    260:          SIGMA = ( D( L+1 )-P ) / ( TWO*RTE )
                    261:          R = DLAPY2( SIGMA, ONE )
                    262:          SIGMA = P - ( RTE / ( SIGMA+SIGN( R, SIGMA ) ) )
                    263: *
                    264:          C = ONE
                    265:          S = ZERO
                    266:          GAMMA = D( M ) - SIGMA
                    267:          P = GAMMA*GAMMA
                    268: *
                    269: *        Inner loop
                    270: *
                    271:          DO 80 I = M - 1, L, -1
                    272:             BB = E( I )
                    273:             R = P + BB
                    274:             IF( I.NE.M-1 )
                    275:      $         E( I+1 ) = S*R
                    276:             OLDC = C
                    277:             C = P / R
                    278:             S = BB / R
                    279:             OLDGAM = GAMMA
                    280:             ALPHA = D( I )
                    281:             GAMMA = C*( ALPHA-SIGMA ) - S*OLDGAM
                    282:             D( I+1 ) = OLDGAM + ( ALPHA-GAMMA )
                    283:             IF( C.NE.ZERO ) THEN
                    284:                P = ( GAMMA*GAMMA ) / C
                    285:             ELSE
                    286:                P = OLDC*BB
                    287:             END IF
                    288:    80    CONTINUE
                    289: *
                    290:          E( L ) = S*P
                    291:          D( L ) = SIGMA + GAMMA
                    292:          GO TO 50
                    293: *
                    294: *        Eigenvalue found.
                    295: *
                    296:    90    CONTINUE
                    297:          D( L ) = P
                    298: *
                    299:          L = L + 1
                    300:          IF( L.LE.LEND )
                    301:      $      GO TO 50
                    302:          GO TO 150
                    303: *
                    304:       ELSE
                    305: *
                    306: *        QR Iteration
                    307: *
                    308: *        Look for small superdiagonal element.
                    309: *
                    310:   100    CONTINUE
                    311:          DO 110 M = L, LEND + 1, -1
                    312:             IF( ABS( E( M-1 ) ).LE.EPS2*ABS( D( M )*D( M-1 ) ) )
                    313:      $         GO TO 120
                    314:   110    CONTINUE
                    315:          M = LEND
                    316: *
                    317:   120    CONTINUE
                    318:          IF( M.GT.LEND )
                    319:      $      E( M-1 ) = ZERO
                    320:          P = D( L )
                    321:          IF( M.EQ.L )
                    322:      $      GO TO 140
                    323: *
                    324: *        If remaining matrix is 2 by 2, use DLAE2 to compute its
                    325: *        eigenvalues.
                    326: *
                    327:          IF( M.EQ.L-1 ) THEN
                    328:             RTE = SQRT( E( L-1 ) )
                    329:             CALL DLAE2( D( L ), RTE, D( L-1 ), RT1, RT2 )
                    330:             D( L ) = RT1
                    331:             D( L-1 ) = RT2
                    332:             E( L-1 ) = ZERO
                    333:             L = L - 2
                    334:             IF( L.GE.LEND )
                    335:      $         GO TO 100
                    336:             GO TO 150
                    337:          END IF
                    338: *
                    339:          IF( JTOT.EQ.NMAXIT )
                    340:      $      GO TO 150
                    341:          JTOT = JTOT + 1
                    342: *
                    343: *        Form shift.
                    344: *
                    345:          RTE = SQRT( E( L-1 ) )
                    346:          SIGMA = ( D( L-1 )-P ) / ( TWO*RTE )
                    347:          R = DLAPY2( SIGMA, ONE )
                    348:          SIGMA = P - ( RTE / ( SIGMA+SIGN( R, SIGMA ) ) )
                    349: *
                    350:          C = ONE
                    351:          S = ZERO
                    352:          GAMMA = D( M ) - SIGMA
                    353:          P = GAMMA*GAMMA
                    354: *
                    355: *        Inner loop
                    356: *
                    357:          DO 130 I = M, L - 1
                    358:             BB = E( I )
                    359:             R = P + BB
                    360:             IF( I.NE.M )
                    361:      $         E( I-1 ) = S*R
                    362:             OLDC = C
                    363:             C = P / R
                    364:             S = BB / R
                    365:             OLDGAM = GAMMA
                    366:             ALPHA = D( I+1 )
                    367:             GAMMA = C*( ALPHA-SIGMA ) - S*OLDGAM
                    368:             D( I ) = OLDGAM + ( ALPHA-GAMMA )
                    369:             IF( C.NE.ZERO ) THEN
                    370:                P = ( GAMMA*GAMMA ) / C
                    371:             ELSE
                    372:                P = OLDC*BB
                    373:             END IF
                    374:   130    CONTINUE
                    375: *
                    376:          E( L-1 ) = S*P
                    377:          D( L ) = SIGMA + GAMMA
                    378:          GO TO 100
                    379: *
                    380: *        Eigenvalue found.
                    381: *
                    382:   140    CONTINUE
                    383:          D( L ) = P
                    384: *
                    385:          L = L - 1
                    386:          IF( L.GE.LEND )
                    387:      $      GO TO 100
                    388:          GO TO 150
                    389: *
                    390:       END IF
                    391: *
                    392: *     Undo scaling if necessary
                    393: *
                    394:   150 CONTINUE
                    395:       IF( ISCALE.EQ.1 )
                    396:      $   CALL DLASCL( 'G', 0, 0, SSFMAX, ANORM, LENDSV-LSV+1, 1,
                    397:      $                D( LSV ), N, INFO )
                    398:       IF( ISCALE.EQ.2 )
                    399:      $   CALL DLASCL( 'G', 0, 0, SSFMIN, ANORM, LENDSV-LSV+1, 1,
                    400:      $                D( LSV ), N, INFO )
                    401: *
                    402: *     Check for no convergence to an eigenvalue after a total
                    403: *     of N*MAXIT iterations.
                    404: *
                    405:       IF( JTOT.LT.NMAXIT )
                    406:      $   GO TO 10
                    407:       DO 160 I = 1, N - 1
                    408:          IF( E( I ).NE.ZERO )
                    409:      $      INFO = INFO + 1
                    410:   160 CONTINUE
                    411:       GO TO 180
                    412: *
                    413: *     Sort eigenvalues in increasing order.
                    414: *
                    415:   170 CONTINUE
                    416:       CALL DLASRT( 'I', N, D, INFO )
                    417: *
                    418:   180 CONTINUE
                    419:       RETURN
                    420: *
                    421: *     End of DSTERF
                    422: *
                    423:       END

CVSweb interface <joel.bertrand@systella.fr>