Annotation of rpl/lapack/lapack/dsterf.f, revision 1.6

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

CVSweb interface <joel.bertrand@systella.fr>