Annotation of rpl/lapack/lapack/dsterf.f, revision 1.8

1.1       bertrand    1:       SUBROUTINE DSTERF( N, D, E, INFO )
                      2: *
1.8     ! bertrand    3: *  -- LAPACK routine (version 3.3.1) --
1.1       bertrand    4: *  -- LAPACK is a software package provided by Univ. of Tennessee,    --
                      5: *  -- Univ. of California Berkeley, Univ. of Colorado Denver and NAG Ltd..--
1.8     ! bertrand    6: *  -- April 2011                                                      --
1.1       bertrand    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,
1.8     ! bertrand   57:      $                   SIGMA, SSFMAX, SSFMIN, RMAX
1.1       bertrand   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
1.8     ! bertrand   93:       RMAX = DLAMCH( 'O' )
1.1       bertrand   94: *
                     95: *     Compute the eigenvalues of the tridiagonal matrix.
                     96: *
                     97:       NMAXIT = N*MAXIT
                     98:       SIGMA = ZERO
                     99:       JTOT = 0
                    100: *
                    101: *     Determine where the matrix splits and choose QL or QR iteration
                    102: *     for each block, according to whether top or bottom diagonal
                    103: *     element is smaller.
                    104: *
                    105:       L1 = 1
                    106: *
                    107:    10 CONTINUE
                    108:       IF( L1.GT.N )
                    109:      $   GO TO 170
                    110:       IF( L1.GT.1 )
                    111:      $   E( L1-1 ) = ZERO
                    112:       DO 20 M = L1, N - 1
                    113:          IF( ABS( E( M ) ).LE.( SQRT( ABS( D( M ) ) )*SQRT( ABS( D( M+
                    114:      $       1 ) ) ) )*EPS ) THEN
                    115:             E( M ) = ZERO
                    116:             GO TO 30
                    117:          END IF
                    118:    20 CONTINUE
                    119:       M = N
                    120: *
                    121:    30 CONTINUE
                    122:       L = L1
                    123:       LSV = L
                    124:       LEND = M
                    125:       LENDSV = LEND
                    126:       L1 = M + 1
                    127:       IF( LEND.EQ.L )
                    128:      $   GO TO 10
                    129: *
                    130: *     Scale submatrix in rows and columns L to LEND
                    131: *
1.8     ! bertrand  132:       ANORM = DLANST( 'M', LEND-L+1, D( L ), E( L ) )
1.1       bertrand  133:       ISCALE = 0
1.8     ! bertrand  134:       IF( ANORM.EQ.ZERO )
        !           135:      $   GO TO 10      
        !           136:       IF( (ANORM.GT.SSFMAX) ) THEN
1.1       bertrand  137:          ISCALE = 1
                    138:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, ANORM, SSFMAX, LEND-L+1, 1, D( L ), N,
                    139:      $                INFO )
                    140:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, ANORM, SSFMAX, LEND-L, 1, E( L ), N,
                    141:      $                INFO )
                    142:       ELSE IF( ANORM.LT.SSFMIN ) THEN
                    143:          ISCALE = 2
                    144:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, ANORM, SSFMIN, LEND-L+1, 1, D( L ), N,
                    145:      $                INFO )
                    146:          CALL DLASCL( 'G', 0, 0, ANORM, SSFMIN, LEND-L, 1, E( L ), N,
                    147:      $                INFO )
                    148:       END IF
                    149: *
                    150:       DO 40 I = L, LEND - 1
                    151:          E( I ) = E( I )**2
                    152:    40 CONTINUE
                    153: *
                    154: *     Choose between QL and QR iteration
                    155: *
                    156:       IF( ABS( D( LEND ) ).LT.ABS( D( L ) ) ) THEN
                    157:          LEND = LSV
                    158:          L = LENDSV
                    159:       END IF
                    160: *
                    161:       IF( LEND.GE.L ) THEN
                    162: *
                    163: *        QL Iteration
                    164: *
                    165: *        Look for small subdiagonal element.
                    166: *
                    167:    50    CONTINUE
                    168:          IF( L.NE.LEND ) THEN
                    169:             DO 60 M = L, LEND - 1
                    170:                IF( ABS( E( M ) ).LE.EPS2*ABS( D( M )*D( M+1 ) ) )
                    171:      $            GO TO 70
                    172:    60       CONTINUE
                    173:          END IF
                    174:          M = LEND
                    175: *
                    176:    70    CONTINUE
                    177:          IF( M.LT.LEND )
                    178:      $      E( M ) = ZERO
                    179:          P = D( L )
                    180:          IF( M.EQ.L )
                    181:      $      GO TO 90
                    182: *
                    183: *        If remaining matrix is 2 by 2, use DLAE2 to compute its
                    184: *        eigenvalues.
                    185: *
                    186:          IF( M.EQ.L+1 ) THEN
                    187:             RTE = SQRT( E( L ) )
                    188:             CALL DLAE2( D( L ), RTE, D( L+1 ), RT1, RT2 )
                    189:             D( L ) = RT1
                    190:             D( L+1 ) = RT2
                    191:             E( L ) = ZERO
                    192:             L = L + 2
                    193:             IF( L.LE.LEND )
                    194:      $         GO TO 50
                    195:             GO TO 150
                    196:          END IF
                    197: *
                    198:          IF( JTOT.EQ.NMAXIT )
                    199:      $      GO TO 150
                    200:          JTOT = JTOT + 1
                    201: *
                    202: *        Form shift.
                    203: *
                    204:          RTE = SQRT( E( L ) )
                    205:          SIGMA = ( D( L+1 )-P ) / ( TWO*RTE )
                    206:          R = DLAPY2( SIGMA, ONE )
                    207:          SIGMA = P - ( RTE / ( SIGMA+SIGN( R, SIGMA ) ) )
                    208: *
                    209:          C = ONE
                    210:          S = ZERO
                    211:          GAMMA = D( M ) - SIGMA
                    212:          P = GAMMA*GAMMA
                    213: *
                    214: *        Inner loop
                    215: *
                    216:          DO 80 I = M - 1, L, -1
                    217:             BB = E( I )
                    218:             R = P + BB
                    219:             IF( I.NE.M-1 )
                    220:      $         E( I+1 ) = S*R
                    221:             OLDC = C
                    222:             C = P / R
                    223:             S = BB / R
                    224:             OLDGAM = GAMMA
                    225:             ALPHA = D( I )
                    226:             GAMMA = C*( ALPHA-SIGMA ) - S*OLDGAM
                    227:             D( I+1 ) = OLDGAM + ( ALPHA-GAMMA )
                    228:             IF( C.NE.ZERO ) THEN
                    229:                P = ( GAMMA*GAMMA ) / C
                    230:             ELSE
                    231:                P = OLDC*BB
                    232:             END IF
                    233:    80    CONTINUE
                    234: *
                    235:          E( L ) = S*P
                    236:          D( L ) = SIGMA + GAMMA
                    237:          GO TO 50
                    238: *
                    239: *        Eigenvalue found.
                    240: *
                    241:    90    CONTINUE
                    242:          D( L ) = P
                    243: *
                    244:          L = L + 1
                    245:          IF( L.LE.LEND )
                    246:      $      GO TO 50
                    247:          GO TO 150
                    248: *
                    249:       ELSE
                    250: *
                    251: *        QR Iteration
                    252: *
                    253: *        Look for small superdiagonal element.
                    254: *
                    255:   100    CONTINUE
                    256:          DO 110 M = L, LEND + 1, -1
                    257:             IF( ABS( E( M-1 ) ).LE.EPS2*ABS( D( M )*D( M-1 ) ) )
                    258:      $         GO TO 120
                    259:   110    CONTINUE
                    260:          M = LEND
                    261: *
                    262:   120    CONTINUE
                    263:          IF( M.GT.LEND )
                    264:      $      E( M-1 ) = ZERO
                    265:          P = D( L )
                    266:          IF( M.EQ.L )
                    267:      $      GO TO 140
                    268: *
                    269: *        If remaining matrix is 2 by 2, use DLAE2 to compute its
                    270: *        eigenvalues.
                    271: *
                    272:          IF( M.EQ.L-1 ) THEN
                    273:             RTE = SQRT( E( L-1 ) )
                    274:             CALL DLAE2( D( L ), RTE, D( L-1 ), RT1, RT2 )
                    275:             D( L ) = RT1
                    276:             D( L-1 ) = RT2
                    277:             E( L-1 ) = ZERO
                    278:             L = L - 2
                    279:             IF( L.GE.LEND )
                    280:      $         GO TO 100
                    281:             GO TO 150
                    282:          END IF
                    283: *
                    284:          IF( JTOT.EQ.NMAXIT )
                    285:      $      GO TO 150
                    286:          JTOT = JTOT + 1
                    287: *
                    288: *        Form shift.
                    289: *
                    290:          RTE = SQRT( E( L-1 ) )
                    291:          SIGMA = ( D( L-1 )-P ) / ( TWO*RTE )
                    292:          R = DLAPY2( SIGMA, ONE )
                    293:          SIGMA = P - ( RTE / ( SIGMA+SIGN( R, SIGMA ) ) )
                    294: *
                    295:          C = ONE
                    296:          S = ZERO
                    297:          GAMMA = D( M ) - SIGMA
                    298:          P = GAMMA*GAMMA
                    299: *
                    300: *        Inner loop
                    301: *
                    302:          DO 130 I = M, L - 1
                    303:             BB = E( I )
                    304:             R = P + BB
                    305:             IF( I.NE.M )
                    306:      $         E( I-1 ) = S*R
                    307:             OLDC = C
                    308:             C = P / R
                    309:             S = BB / R
                    310:             OLDGAM = GAMMA
                    311:             ALPHA = D( I+1 )
                    312:             GAMMA = C*( ALPHA-SIGMA ) - S*OLDGAM
                    313:             D( I ) = OLDGAM + ( ALPHA-GAMMA )
                    314:             IF( C.NE.ZERO ) THEN
                    315:                P = ( GAMMA*GAMMA ) / C
                    316:             ELSE
                    317:                P = OLDC*BB
                    318:             END IF
                    319:   130    CONTINUE
                    320: *
                    321:          E( L-1 ) = S*P
                    322:          D( L ) = SIGMA + GAMMA
                    323:          GO TO 100
                    324: *
                    325: *        Eigenvalue found.
                    326: *
                    327:   140    CONTINUE
                    328:          D( L ) = P
                    329: *
                    330:          L = L - 1
                    331:          IF( L.GE.LEND )
                    332:      $      GO TO 100
                    333:          GO TO 150
                    334: *
                    335:       END IF
                    336: *
                    337: *     Undo scaling if necessary
                    338: *
                    339:   150 CONTINUE
                    340:       IF( ISCALE.EQ.1 )
                    341:      $   CALL DLASCL( 'G', 0, 0, SSFMAX, ANORM, LENDSV-LSV+1, 1,
                    342:      $                D( LSV ), N, INFO )
                    343:       IF( ISCALE.EQ.2 )
                    344:      $   CALL DLASCL( 'G', 0, 0, SSFMIN, ANORM, LENDSV-LSV+1, 1,
                    345:      $                D( LSV ), N, INFO )
                    346: *
                    347: *     Check for no convergence to an eigenvalue after a total
                    348: *     of N*MAXIT iterations.
                    349: *
                    350:       IF( JTOT.LT.NMAXIT )
                    351:      $   GO TO 10
                    352:       DO 160 I = 1, N - 1
                    353:          IF( E( I ).NE.ZERO )
                    354:      $      INFO = INFO + 1
                    355:   160 CONTINUE
                    356:       GO TO 180
                    357: *
                    358: *     Sort eigenvalues in increasing order.
                    359: *
                    360:   170 CONTINUE
                    361:       CALL DLASRT( 'I', N, D, INFO )
                    362: *
                    363:   180 CONTINUE
                    364:       RETURN
                    365: *
                    366: *     End of DSTERF
                    367: *
                    368:       END

CVSweb interface <joel.bertrand@systella.fr>