Annotation of rpl/lapack/lapack/dtprfs.f, revision 1.16

1.9       bertrand    1: *> \brief \b DTPRFS
                      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 DTPRFS + dependencies
                     10: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.tgz?format=tgz&filename=/lapack/lapack_routine/dtprfs.f">
                     11: *> [TGZ]</a>
                     12: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.zip?format=zip&filename=/lapack/lapack_routine/dtprfs.f">
                     13: *> [ZIP]</a>
                     14: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.txt?format=txt&filename=/lapack/lapack_routine/dtprfs.f">
1.9       bertrand   15: *> [TXT]</a>
1.15      bertrand   16: *> \endhtmlonly
1.9       bertrand   17: *
                     18: *  Definition:
                     19: *  ===========
                     20: *
                     21: *       SUBROUTINE DTPRFS( UPLO, TRANS, DIAG, N, NRHS, AP, B, LDB, X, LDX,
                     22: *                          FERR, BERR, WORK, IWORK, INFO )
1.15      bertrand   23: *
1.9       bertrand   24: *       .. Scalar Arguments ..
                     25: *       CHARACTER          DIAG, TRANS, UPLO
                     26: *       INTEGER            INFO, LDB, LDX, N, NRHS
                     27: *       ..
                     28: *       .. Array Arguments ..
                     29: *       INTEGER            IWORK( * )
                     30: *       DOUBLE PRECISION   AP( * ), B( LDB, * ), BERR( * ), FERR( * ),
                     31: *      $                   WORK( * ), X( LDX, * )
                     32: *       ..
1.15      bertrand   33: *
1.9       bertrand   34: *
                     35: *> \par Purpose:
                     36: *  =============
                     37: *>
                     38: *> \verbatim
                     39: *>
                     40: *> DTPRFS provides error bounds and backward error estimates for the
                     41: *> solution to a system of linear equations with a triangular packed
                     42: *> coefficient matrix.
                     43: *>
                     44: *> The solution matrix X must be computed by DTPTRS or some other
                     45: *> means before entering this routine.  DTPRFS does not do iterative
                     46: *> refinement because doing so cannot improve the backward error.
                     47: *> \endverbatim
                     48: *
                     49: *  Arguments:
                     50: *  ==========
                     51: *
                     52: *> \param[in] UPLO
                     53: *> \verbatim
                     54: *>          UPLO is CHARACTER*1
                     55: *>          = 'U':  A is upper triangular;
                     56: *>          = 'L':  A is lower triangular.
                     57: *> \endverbatim
                     58: *>
                     59: *> \param[in] TRANS
                     60: *> \verbatim
                     61: *>          TRANS is CHARACTER*1
                     62: *>          Specifies the form of the system of equations:
                     63: *>          = 'N':  A * X = B  (No transpose)
                     64: *>          = 'T':  A**T * X = B  (Transpose)
                     65: *>          = 'C':  A**H * X = B  (Conjugate transpose = Transpose)
                     66: *> \endverbatim
                     67: *>
                     68: *> \param[in] DIAG
                     69: *> \verbatim
                     70: *>          DIAG is CHARACTER*1
                     71: *>          = 'N':  A is non-unit triangular;
                     72: *>          = 'U':  A is unit triangular.
                     73: *> \endverbatim
                     74: *>
                     75: *> \param[in] N
                     76: *> \verbatim
                     77: *>          N is INTEGER
                     78: *>          The order of the matrix A.  N >= 0.
                     79: *> \endverbatim
                     80: *>
                     81: *> \param[in] NRHS
                     82: *> \verbatim
                     83: *>          NRHS is INTEGER
                     84: *>          The number of right hand sides, i.e., the number of columns
                     85: *>          of the matrices B and X.  NRHS >= 0.
                     86: *> \endverbatim
                     87: *>
                     88: *> \param[in] AP
                     89: *> \verbatim
                     90: *>          AP is DOUBLE PRECISION array, dimension (N*(N+1)/2)
                     91: *>          The upper or lower triangular matrix A, packed columnwise in
                     92: *>          a linear array.  The j-th column of A is stored in the array
                     93: *>          AP as follows:
                     94: *>          if UPLO = 'U', AP(i + (j-1)*j/2) = A(i,j) for 1<=i<=j;
                     95: *>          if UPLO = 'L', AP(i + (j-1)*(2*n-j)/2) = A(i,j) for j<=i<=n.
                     96: *>          If DIAG = 'U', the diagonal elements of A are not referenced
                     97: *>          and are assumed to be 1.
                     98: *> \endverbatim
                     99: *>
                    100: *> \param[in] B
                    101: *> \verbatim
                    102: *>          B is DOUBLE PRECISION array, dimension (LDB,NRHS)
                    103: *>          The right hand side matrix B.
                    104: *> \endverbatim
                    105: *>
                    106: *> \param[in] LDB
                    107: *> \verbatim
                    108: *>          LDB is INTEGER
                    109: *>          The leading dimension of the array B.  LDB >= max(1,N).
                    110: *> \endverbatim
                    111: *>
                    112: *> \param[in] X
                    113: *> \verbatim
                    114: *>          X is DOUBLE PRECISION array, dimension (LDX,NRHS)
                    115: *>          The solution matrix X.
                    116: *> \endverbatim
                    117: *>
                    118: *> \param[in] LDX
                    119: *> \verbatim
                    120: *>          LDX is INTEGER
                    121: *>          The leading dimension of the array X.  LDX >= max(1,N).
                    122: *> \endverbatim
                    123: *>
                    124: *> \param[out] FERR
                    125: *> \verbatim
                    126: *>          FERR is DOUBLE PRECISION array, dimension (NRHS)
                    127: *>          The estimated forward error bound for each solution vector
                    128: *>          X(j) (the j-th column of the solution matrix X).
                    129: *>          If XTRUE is the true solution corresponding to X(j), FERR(j)
                    130: *>          is an estimated upper bound for the magnitude of the largest
                    131: *>          element in (X(j) - XTRUE) divided by the magnitude of the
                    132: *>          largest element in X(j).  The estimate is as reliable as
                    133: *>          the estimate for RCOND, and is almost always a slight
                    134: *>          overestimate of the true error.
                    135: *> \endverbatim
                    136: *>
                    137: *> \param[out] BERR
                    138: *> \verbatim
                    139: *>          BERR is DOUBLE PRECISION array, dimension (NRHS)
                    140: *>          The componentwise relative backward error of each solution
                    141: *>          vector X(j) (i.e., the smallest relative change in
                    142: *>          any element of A or B that makes X(j) an exact solution).
                    143: *> \endverbatim
                    144: *>
                    145: *> \param[out] WORK
                    146: *> \verbatim
                    147: *>          WORK is DOUBLE PRECISION array, dimension (3*N)
                    148: *> \endverbatim
                    149: *>
                    150: *> \param[out] IWORK
                    151: *> \verbatim
                    152: *>          IWORK is INTEGER array, dimension (N)
                    153: *> \endverbatim
                    154: *>
                    155: *> \param[out] INFO
                    156: *> \verbatim
                    157: *>          INFO is INTEGER
                    158: *>          = 0:  successful exit
                    159: *>          < 0:  if INFO = -i, the i-th argument had an illegal value
                    160: *> \endverbatim
                    161: *
                    162: *  Authors:
                    163: *  ========
                    164: *
1.15      bertrand  165: *> \author Univ. of Tennessee
                    166: *> \author Univ. of California Berkeley
                    167: *> \author Univ. of Colorado Denver
                    168: *> \author NAG Ltd.
1.9       bertrand  169: *
1.15      bertrand  170: *> \date December 2016
1.9       bertrand  171: *
                    172: *> \ingroup doubleOTHERcomputational
                    173: *
                    174: *  =====================================================================
1.1       bertrand  175:       SUBROUTINE DTPRFS( UPLO, TRANS, DIAG, N, NRHS, AP, B, LDB, X, LDX,
                    176:      $                   FERR, BERR, WORK, IWORK, INFO )
                    177: *
1.15      bertrand  178: *  -- LAPACK computational routine (version 3.7.0) --
1.1       bertrand  179: *  -- LAPACK is a software package provided by Univ. of Tennessee,    --
                    180: *  -- Univ. of California Berkeley, Univ. of Colorado Denver and NAG Ltd..--
1.15      bertrand  181: *     December 2016
1.1       bertrand  182: *
                    183: *     .. Scalar Arguments ..
                    184:       CHARACTER          DIAG, TRANS, UPLO
                    185:       INTEGER            INFO, LDB, LDX, N, NRHS
                    186: *     ..
                    187: *     .. Array Arguments ..
                    188:       INTEGER            IWORK( * )
                    189:       DOUBLE PRECISION   AP( * ), B( LDB, * ), BERR( * ), FERR( * ),
                    190:      $                   WORK( * ), X( LDX, * )
                    191: *     ..
                    192: *
                    193: *  =====================================================================
                    194: *
                    195: *     .. Parameters ..
                    196:       DOUBLE PRECISION   ZERO
                    197:       PARAMETER          ( ZERO = 0.0D+0 )
                    198:       DOUBLE PRECISION   ONE
                    199:       PARAMETER          ( ONE = 1.0D+0 )
                    200: *     ..
                    201: *     .. Local Scalars ..
                    202:       LOGICAL            NOTRAN, NOUNIT, UPPER
                    203:       CHARACTER          TRANST
                    204:       INTEGER            I, J, K, KASE, KC, NZ
                    205:       DOUBLE PRECISION   EPS, LSTRES, S, SAFE1, SAFE2, SAFMIN, XK
                    206: *     ..
                    207: *     .. Local Arrays ..
                    208:       INTEGER            ISAVE( 3 )
                    209: *     ..
                    210: *     .. External Subroutines ..
                    211:       EXTERNAL           DAXPY, DCOPY, DLACN2, DTPMV, DTPSV, XERBLA
                    212: *     ..
                    213: *     .. Intrinsic Functions ..
                    214:       INTRINSIC          ABS, MAX
                    215: *     ..
                    216: *     .. External Functions ..
                    217:       LOGICAL            LSAME
                    218:       DOUBLE PRECISION   DLAMCH
                    219:       EXTERNAL           LSAME, DLAMCH
                    220: *     ..
                    221: *     .. Executable Statements ..
                    222: *
                    223: *     Test the input parameters.
                    224: *
                    225:       INFO = 0
                    226:       UPPER = LSAME( UPLO, 'U' )
                    227:       NOTRAN = LSAME( TRANS, 'N' )
                    228:       NOUNIT = LSAME( DIAG, 'N' )
                    229: *
                    230:       IF( .NOT.UPPER .AND. .NOT.LSAME( UPLO, 'L' ) ) THEN
                    231:          INFO = -1
                    232:       ELSE IF( .NOT.NOTRAN .AND. .NOT.LSAME( TRANS, 'T' ) .AND. .NOT.
                    233:      $         LSAME( TRANS, 'C' ) ) THEN
                    234:          INFO = -2
                    235:       ELSE IF( .NOT.NOUNIT .AND. .NOT.LSAME( DIAG, 'U' ) ) THEN
                    236:          INFO = -3
                    237:       ELSE IF( N.LT.0 ) THEN
                    238:          INFO = -4
                    239:       ELSE IF( NRHS.LT.0 ) THEN
                    240:          INFO = -5
                    241:       ELSE IF( LDB.LT.MAX( 1, N ) ) THEN
                    242:          INFO = -8
                    243:       ELSE IF( LDX.LT.MAX( 1, N ) ) THEN
                    244:          INFO = -10
                    245:       END IF
                    246:       IF( INFO.NE.0 ) THEN
                    247:          CALL XERBLA( 'DTPRFS', -INFO )
                    248:          RETURN
                    249:       END IF
                    250: *
                    251: *     Quick return if possible
                    252: *
                    253:       IF( N.EQ.0 .OR. NRHS.EQ.0 ) THEN
                    254:          DO 10 J = 1, NRHS
                    255:             FERR( J ) = ZERO
                    256:             BERR( J ) = ZERO
                    257:    10    CONTINUE
                    258:          RETURN
                    259:       END IF
                    260: *
                    261:       IF( NOTRAN ) THEN
                    262:          TRANST = 'T'
                    263:       ELSE
                    264:          TRANST = 'N'
                    265:       END IF
                    266: *
                    267: *     NZ = maximum number of nonzero elements in each row of A, plus 1
                    268: *
                    269:       NZ = N + 1
                    270:       EPS = DLAMCH( 'Epsilon' )
                    271:       SAFMIN = DLAMCH( 'Safe minimum' )
                    272:       SAFE1 = NZ*SAFMIN
                    273:       SAFE2 = SAFE1 / EPS
                    274: *
                    275: *     Do for each right hand side
                    276: *
                    277:       DO 250 J = 1, NRHS
                    278: *
                    279: *        Compute residual R = B - op(A) * X,
1.8       bertrand  280: *        where op(A) = A or A**T, depending on TRANS.
1.1       bertrand  281: *
                    282:          CALL DCOPY( N, X( 1, J ), 1, WORK( N+1 ), 1 )
                    283:          CALL DTPMV( UPLO, TRANS, DIAG, N, AP, WORK( N+1 ), 1 )
                    284:          CALL DAXPY( N, -ONE, B( 1, J ), 1, WORK( N+1 ), 1 )
                    285: *
                    286: *        Compute componentwise relative backward error from formula
                    287: *
                    288: *        max(i) ( abs(R(i)) / ( abs(op(A))*abs(X) + abs(B) )(i) )
                    289: *
                    290: *        where abs(Z) is the componentwise absolute value of the matrix
                    291: *        or vector Z.  If the i-th component of the denominator is less
                    292: *        than SAFE2, then SAFE1 is added to the i-th components of the
                    293: *        numerator and denominator before dividing.
                    294: *
                    295:          DO 20 I = 1, N
                    296:             WORK( I ) = ABS( B( I, J ) )
                    297:    20    CONTINUE
                    298: *
                    299:          IF( NOTRAN ) THEN
                    300: *
                    301: *           Compute abs(A)*abs(X) + abs(B).
                    302: *
                    303:             IF( UPPER ) THEN
                    304:                KC = 1
                    305:                IF( NOUNIT ) THEN
                    306:                   DO 40 K = 1, N
                    307:                      XK = ABS( X( K, J ) )
                    308:                      DO 30 I = 1, K
                    309:                         WORK( I ) = WORK( I ) + ABS( AP( KC+I-1 ) )*XK
                    310:    30                CONTINUE
                    311:                      KC = KC + K
                    312:    40             CONTINUE
                    313:                ELSE
                    314:                   DO 60 K = 1, N
                    315:                      XK = ABS( X( K, J ) )
                    316:                      DO 50 I = 1, K - 1
                    317:                         WORK( I ) = WORK( I ) + ABS( AP( KC+I-1 ) )*XK
                    318:    50                CONTINUE
                    319:                      WORK( K ) = WORK( K ) + XK
                    320:                      KC = KC + K
                    321:    60             CONTINUE
                    322:                END IF
                    323:             ELSE
                    324:                KC = 1
                    325:                IF( NOUNIT ) THEN
                    326:                   DO 80 K = 1, N
                    327:                      XK = ABS( X( K, J ) )
                    328:                      DO 70 I = K, N
                    329:                         WORK( I ) = WORK( I ) + ABS( AP( KC+I-K ) )*XK
                    330:    70                CONTINUE
                    331:                      KC = KC + N - K + 1
                    332:    80             CONTINUE
                    333:                ELSE
                    334:                   DO 100 K = 1, N
                    335:                      XK = ABS( X( K, J ) )
                    336:                      DO 90 I = K + 1, N
                    337:                         WORK( I ) = WORK( I ) + ABS( AP( KC+I-K ) )*XK
                    338:    90                CONTINUE
                    339:                      WORK( K ) = WORK( K ) + XK
                    340:                      KC = KC + N - K + 1
                    341:   100             CONTINUE
                    342:                END IF
                    343:             END IF
                    344:          ELSE
                    345: *
1.8       bertrand  346: *           Compute abs(A**T)*abs(X) + abs(B).
1.1       bertrand  347: *
                    348:             IF( UPPER ) THEN
                    349:                KC = 1
                    350:                IF( NOUNIT ) THEN
                    351:                   DO 120 K = 1, N
                    352:                      S = ZERO
                    353:                      DO 110 I = 1, K
                    354:                         S = S + ABS( AP( KC+I-1 ) )*ABS( X( I, J ) )
                    355:   110                CONTINUE
                    356:                      WORK( K ) = WORK( K ) + S
                    357:                      KC = KC + K
                    358:   120             CONTINUE
                    359:                ELSE
                    360:                   DO 140 K = 1, N
                    361:                      S = ABS( X( K, J ) )
                    362:                      DO 130 I = 1, K - 1
                    363:                         S = S + ABS( AP( KC+I-1 ) )*ABS( X( I, J ) )
                    364:   130                CONTINUE
                    365:                      WORK( K ) = WORK( K ) + S
                    366:                      KC = KC + K
                    367:   140             CONTINUE
                    368:                END IF
                    369:             ELSE
                    370:                KC = 1
                    371:                IF( NOUNIT ) THEN
                    372:                   DO 160 K = 1, N
                    373:                      S = ZERO
                    374:                      DO 150 I = K, N
                    375:                         S = S + ABS( AP( KC+I-K ) )*ABS( X( I, J ) )
                    376:   150                CONTINUE
                    377:                      WORK( K ) = WORK( K ) + S
                    378:                      KC = KC + N - K + 1
                    379:   160             CONTINUE
                    380:                ELSE
                    381:                   DO 180 K = 1, N
                    382:                      S = ABS( X( K, J ) )
                    383:                      DO 170 I = K + 1, N
                    384:                         S = S + ABS( AP( KC+I-K ) )*ABS( X( I, J ) )
                    385:   170                CONTINUE
                    386:                      WORK( K ) = WORK( K ) + S
                    387:                      KC = KC + N - K + 1
                    388:   180             CONTINUE
                    389:                END IF
                    390:             END IF
                    391:          END IF
                    392:          S = ZERO
                    393:          DO 190 I = 1, N
                    394:             IF( WORK( I ).GT.SAFE2 ) THEN
                    395:                S = MAX( S, ABS( WORK( N+I ) ) / WORK( I ) )
                    396:             ELSE
                    397:                S = MAX( S, ( ABS( WORK( N+I ) )+SAFE1 ) /
                    398:      $             ( WORK( I )+SAFE1 ) )
                    399:             END IF
                    400:   190    CONTINUE
                    401:          BERR( J ) = S
                    402: *
                    403: *        Bound error from formula
                    404: *
                    405: *        norm(X - XTRUE) / norm(X) .le. FERR =
                    406: *        norm( abs(inv(op(A)))*
                    407: *           ( abs(R) + NZ*EPS*( abs(op(A))*abs(X)+abs(B) ))) / norm(X)
                    408: *
                    409: *        where
                    410: *          norm(Z) is the magnitude of the largest component of Z
                    411: *          inv(op(A)) is the inverse of op(A)
                    412: *          abs(Z) is the componentwise absolute value of the matrix or
                    413: *             vector Z
                    414: *          NZ is the maximum number of nonzeros in any row of A, plus 1
                    415: *          EPS is machine epsilon
                    416: *
                    417: *        The i-th component of abs(R)+NZ*EPS*(abs(op(A))*abs(X)+abs(B))
                    418: *        is incremented by SAFE1 if the i-th component of
                    419: *        abs(op(A))*abs(X) + abs(B) is less than SAFE2.
                    420: *
                    421: *        Use DLACN2 to estimate the infinity-norm of the matrix
                    422: *           inv(op(A)) * diag(W),
                    423: *        where W = abs(R) + NZ*EPS*( abs(op(A))*abs(X)+abs(B) )))
                    424: *
                    425:          DO 200 I = 1, N
                    426:             IF( WORK( I ).GT.SAFE2 ) THEN
                    427:                WORK( I ) = ABS( WORK( N+I ) ) + NZ*EPS*WORK( I )
                    428:             ELSE
                    429:                WORK( I ) = ABS( WORK( N+I ) ) + NZ*EPS*WORK( I ) + SAFE1
                    430:             END IF
                    431:   200    CONTINUE
                    432: *
                    433:          KASE = 0
                    434:   210    CONTINUE
                    435:          CALL DLACN2( N, WORK( 2*N+1 ), WORK( N+1 ), IWORK, FERR( J ),
                    436:      $                KASE, ISAVE )
                    437:          IF( KASE.NE.0 ) THEN
                    438:             IF( KASE.EQ.1 ) THEN
                    439: *
1.8       bertrand  440: *              Multiply by diag(W)*inv(op(A)**T).
1.1       bertrand  441: *
                    442:                CALL DTPSV( UPLO, TRANST, DIAG, N, AP, WORK( N+1 ), 1 )
                    443:                DO 220 I = 1, N
                    444:                   WORK( N+I ) = WORK( I )*WORK( N+I )
                    445:   220          CONTINUE
                    446:             ELSE
                    447: *
                    448: *              Multiply by inv(op(A))*diag(W).
                    449: *
                    450:                DO 230 I = 1, N
                    451:                   WORK( N+I ) = WORK( I )*WORK( N+I )
                    452:   230          CONTINUE
                    453:                CALL DTPSV( UPLO, TRANS, DIAG, N, AP, WORK( N+1 ), 1 )
                    454:             END IF
                    455:             GO TO 210
                    456:          END IF
                    457: *
                    458: *        Normalize error.
                    459: *
                    460:          LSTRES = ZERO
                    461:          DO 240 I = 1, N
                    462:             LSTRES = MAX( LSTRES, ABS( X( I, J ) ) )
                    463:   240    CONTINUE
                    464:          IF( LSTRES.NE.ZERO )
                    465:      $      FERR( J ) = FERR( J ) / LSTRES
                    466: *
                    467:   250 CONTINUE
                    468: *
                    469:       RETURN
                    470: *
                    471: *     End of DTPRFS
                    472: *
                    473:       END

CVSweb interface <joel.bertrand@systella.fr>