Annotation of rpl/lapack/lapack/zgbtrf.f, revision 1.1

1.1     ! bertrand    1:       SUBROUTINE ZGBTRF( M, N, KL, KU, AB, LDAB, IPIV, 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, KL, KU, LDAB, M, N
        !            10: *     ..
        !            11: *     .. Array Arguments ..
        !            12:       INTEGER            IPIV( * )
        !            13:       COMPLEX*16         AB( LDAB, * )
        !            14: *     ..
        !            15: *
        !            16: *  Purpose
        !            17: *  =======
        !            18: *
        !            19: *  ZGBTRF computes an LU factorization of a complex m-by-n band matrix A
        !            20: *  using partial pivoting with row interchanges.
        !            21: *
        !            22: *  This is the blocked version of the algorithm, calling Level 3 BLAS.
        !            23: *
        !            24: *  Arguments
        !            25: *  =========
        !            26: *
        !            27: *  M       (input) INTEGER
        !            28: *          The number of rows of the matrix A.  M >= 0.
        !            29: *
        !            30: *  N       (input) INTEGER
        !            31: *          The number of columns of the matrix A.  N >= 0.
        !            32: *
        !            33: *  KL      (input) INTEGER
        !            34: *          The number of subdiagonals within the band of A.  KL >= 0.
        !            35: *
        !            36: *  KU      (input) INTEGER
        !            37: *          The number of superdiagonals within the band of A.  KU >= 0.
        !            38: *
        !            39: *  AB      (input/output) COMPLEX*16 array, dimension (LDAB,N)
        !            40: *          On entry, the matrix A in band storage, in rows KL+1 to
        !            41: *          2*KL+KU+1; rows 1 to KL of the array need not be set.
        !            42: *          The j-th column of A is stored in the j-th column of the
        !            43: *          array AB as follows:
        !            44: *          AB(kl+ku+1+i-j,j) = A(i,j) for max(1,j-ku)<=i<=min(m,j+kl)
        !            45: *
        !            46: *          On exit, details of the factorization: U is stored as an
        !            47: *          upper triangular band matrix with KL+KU superdiagonals in
        !            48: *          rows 1 to KL+KU+1, and the multipliers used during the
        !            49: *          factorization are stored in rows KL+KU+2 to 2*KL+KU+1.
        !            50: *          See below for further details.
        !            51: *
        !            52: *  LDAB    (input) INTEGER
        !            53: *          The leading dimension of the array AB.  LDAB >= 2*KL+KU+1.
        !            54: *
        !            55: *  IPIV    (output) INTEGER array, dimension (min(M,N))
        !            56: *          The pivot indices; for 1 <= i <= min(M,N), row i of the
        !            57: *          matrix was interchanged with row IPIV(i).
        !            58: *
        !            59: *  INFO    (output) INTEGER
        !            60: *          = 0: successful exit
        !            61: *          < 0: if INFO = -i, the i-th argument had an illegal value
        !            62: *          > 0: if INFO = +i, U(i,i) is exactly zero. The factorization
        !            63: *               has been completed, but the factor U is exactly
        !            64: *               singular, and division by zero will occur if it is used
        !            65: *               to solve a system of equations.
        !            66: *
        !            67: *  Further Details
        !            68: *  ===============
        !            69: *
        !            70: *  The band storage scheme is illustrated by the following example, when
        !            71: *  M = N = 6, KL = 2, KU = 1:
        !            72: *
        !            73: *  On entry:                       On exit:
        !            74: *
        !            75: *      *    *    *    +    +    +       *    *    *   u14  u25  u36
        !            76: *      *    *    +    +    +    +       *    *   u13  u24  u35  u46
        !            77: *      *   a12  a23  a34  a45  a56      *   u12  u23  u34  u45  u56
        !            78: *     a11  a22  a33  a44  a55  a66     u11  u22  u33  u44  u55  u66
        !            79: *     a21  a32  a43  a54  a65   *      m21  m32  m43  m54  m65   *
        !            80: *     a31  a42  a53  a64   *    *      m31  m42  m53  m64   *    *
        !            81: *
        !            82: *  Array elements marked * are not used by the routine; elements marked
        !            83: *  + need not be set on entry, but are required by the routine to store
        !            84: *  elements of U because of fill-in resulting from the row interchanges.
        !            85: *
        !            86: *  =====================================================================
        !            87: *
        !            88: *     .. Parameters ..
        !            89:       COMPLEX*16         ONE, ZERO
        !            90:       PARAMETER          ( ONE = ( 1.0D+0, 0.0D+0 ),
        !            91:      $                   ZERO = ( 0.0D+0, 0.0D+0 ) )
        !            92:       INTEGER            NBMAX, LDWORK
        !            93:       PARAMETER          ( NBMAX = 64, LDWORK = NBMAX+1 )
        !            94: *     ..
        !            95: *     .. Local Scalars ..
        !            96:       INTEGER            I, I2, I3, II, IP, J, J2, J3, JB, JJ, JM, JP,
        !            97:      $                   JU, K2, KM, KV, NB, NW
        !            98:       COMPLEX*16         TEMP
        !            99: *     ..
        !           100: *     .. Local Arrays ..
        !           101:       COMPLEX*16         WORK13( LDWORK, NBMAX ),
        !           102:      $                   WORK31( LDWORK, NBMAX )
        !           103: *     ..
        !           104: *     .. External Functions ..
        !           105:       INTEGER            ILAENV, IZAMAX
        !           106:       EXTERNAL           ILAENV, IZAMAX
        !           107: *     ..
        !           108: *     .. External Subroutines ..
        !           109:       EXTERNAL           XERBLA, ZCOPY, ZGBTF2, ZGEMM, ZGERU, ZLASWP,
        !           110:      $                   ZSCAL, ZSWAP, ZTRSM
        !           111: *     ..
        !           112: *     .. Intrinsic Functions ..
        !           113:       INTRINSIC          MAX, MIN
        !           114: *     ..
        !           115: *     .. Executable Statements ..
        !           116: *
        !           117: *     KV is the number of superdiagonals in the factor U, allowing for
        !           118: *     fill-in
        !           119: *
        !           120:       KV = KU + KL
        !           121: *
        !           122: *     Test the input parameters.
        !           123: *
        !           124:       INFO = 0
        !           125:       IF( M.LT.0 ) THEN
        !           126:          INFO = -1
        !           127:       ELSE IF( N.LT.0 ) THEN
        !           128:          INFO = -2
        !           129:       ELSE IF( KL.LT.0 ) THEN
        !           130:          INFO = -3
        !           131:       ELSE IF( KU.LT.0 ) THEN
        !           132:          INFO = -4
        !           133:       ELSE IF( LDAB.LT.KL+KV+1 ) THEN
        !           134:          INFO = -6
        !           135:       END IF
        !           136:       IF( INFO.NE.0 ) THEN
        !           137:          CALL XERBLA( 'ZGBTRF', -INFO )
        !           138:          RETURN
        !           139:       END IF
        !           140: *
        !           141: *     Quick return if possible
        !           142: *
        !           143:       IF( M.EQ.0 .OR. N.EQ.0 )
        !           144:      $   RETURN
        !           145: *
        !           146: *     Determine the block size for this environment
        !           147: *
        !           148:       NB = ILAENV( 1, 'ZGBTRF', ' ', M, N, KL, KU )
        !           149: *
        !           150: *     The block size must not exceed the limit set by the size of the
        !           151: *     local arrays WORK13 and WORK31.
        !           152: *
        !           153:       NB = MIN( NB, NBMAX )
        !           154: *
        !           155:       IF( NB.LE.1 .OR. NB.GT.KL ) THEN
        !           156: *
        !           157: *        Use unblocked code
        !           158: *
        !           159:          CALL ZGBTF2( M, N, KL, KU, AB, LDAB, IPIV, INFO )
        !           160:       ELSE
        !           161: *
        !           162: *        Use blocked code
        !           163: *
        !           164: *        Zero the superdiagonal elements of the work array WORK13
        !           165: *
        !           166:          DO 20 J = 1, NB
        !           167:             DO 10 I = 1, J - 1
        !           168:                WORK13( I, J ) = ZERO
        !           169:    10       CONTINUE
        !           170:    20    CONTINUE
        !           171: *
        !           172: *        Zero the subdiagonal elements of the work array WORK31
        !           173: *
        !           174:          DO 40 J = 1, NB
        !           175:             DO 30 I = J + 1, NB
        !           176:                WORK31( I, J ) = ZERO
        !           177:    30       CONTINUE
        !           178:    40    CONTINUE
        !           179: *
        !           180: *        Gaussian elimination with partial pivoting
        !           181: *
        !           182: *        Set fill-in elements in columns KU+2 to KV to zero
        !           183: *
        !           184:          DO 60 J = KU + 2, MIN( KV, N )
        !           185:             DO 50 I = KV - J + 2, KL
        !           186:                AB( I, J ) = ZERO
        !           187:    50       CONTINUE
        !           188:    60    CONTINUE
        !           189: *
        !           190: *        JU is the index of the last column affected by the current
        !           191: *        stage of the factorization
        !           192: *
        !           193:          JU = 1
        !           194: *
        !           195:          DO 180 J = 1, MIN( M, N ), NB
        !           196:             JB = MIN( NB, MIN( M, N )-J+1 )
        !           197: *
        !           198: *           The active part of the matrix is partitioned
        !           199: *
        !           200: *              A11   A12   A13
        !           201: *              A21   A22   A23
        !           202: *              A31   A32   A33
        !           203: *
        !           204: *           Here A11, A21 and A31 denote the current block of JB columns
        !           205: *           which is about to be factorized. The number of rows in the
        !           206: *           partitioning are JB, I2, I3 respectively, and the numbers
        !           207: *           of columns are JB, J2, J3. The superdiagonal elements of A13
        !           208: *           and the subdiagonal elements of A31 lie outside the band.
        !           209: *
        !           210:             I2 = MIN( KL-JB, M-J-JB+1 )
        !           211:             I3 = MIN( JB, M-J-KL+1 )
        !           212: *
        !           213: *           J2 and J3 are computed after JU has been updated.
        !           214: *
        !           215: *           Factorize the current block of JB columns
        !           216: *
        !           217:             DO 80 JJ = J, J + JB - 1
        !           218: *
        !           219: *              Set fill-in elements in column JJ+KV to zero
        !           220: *
        !           221:                IF( JJ+KV.LE.N ) THEN
        !           222:                   DO 70 I = 1, KL
        !           223:                      AB( I, JJ+KV ) = ZERO
        !           224:    70             CONTINUE
        !           225:                END IF
        !           226: *
        !           227: *              Find pivot and test for singularity. KM is the number of
        !           228: *              subdiagonal elements in the current column.
        !           229: *
        !           230:                KM = MIN( KL, M-JJ )
        !           231:                JP = IZAMAX( KM+1, AB( KV+1, JJ ), 1 )
        !           232:                IPIV( JJ ) = JP + JJ - J
        !           233:                IF( AB( KV+JP, JJ ).NE.ZERO ) THEN
        !           234:                   JU = MAX( JU, MIN( JJ+KU+JP-1, N ) )
        !           235:                   IF( JP.NE.1 ) THEN
        !           236: *
        !           237: *                    Apply interchange to columns J to J+JB-1
        !           238: *
        !           239:                      IF( JP+JJ-1.LT.J+KL ) THEN
        !           240: *
        !           241:                         CALL ZSWAP( JB, AB( KV+1+JJ-J, J ), LDAB-1,
        !           242:      $                              AB( KV+JP+JJ-J, J ), LDAB-1 )
        !           243:                      ELSE
        !           244: *
        !           245: *                       The interchange affects columns J to JJ-1 of A31
        !           246: *                       which are stored in the work array WORK31
        !           247: *
        !           248:                         CALL ZSWAP( JJ-J, AB( KV+1+JJ-J, J ), LDAB-1,
        !           249:      $                              WORK31( JP+JJ-J-KL, 1 ), LDWORK )
        !           250:                         CALL ZSWAP( J+JB-JJ, AB( KV+1, JJ ), LDAB-1,
        !           251:      $                              AB( KV+JP, JJ ), LDAB-1 )
        !           252:                      END IF
        !           253:                   END IF
        !           254: *
        !           255: *                 Compute multipliers
        !           256: *
        !           257:                   CALL ZSCAL( KM, ONE / AB( KV+1, JJ ), AB( KV+2, JJ ),
        !           258:      $                        1 )
        !           259: *
        !           260: *                 Update trailing submatrix within the band and within
        !           261: *                 the current block. JM is the index of the last column
        !           262: *                 which needs to be updated.
        !           263: *
        !           264:                   JM = MIN( JU, J+JB-1 )
        !           265:                   IF( JM.GT.JJ )
        !           266:      $               CALL ZGERU( KM, JM-JJ, -ONE, AB( KV+2, JJ ), 1,
        !           267:      $                           AB( KV, JJ+1 ), LDAB-1,
        !           268:      $                           AB( KV+1, JJ+1 ), LDAB-1 )
        !           269:                ELSE
        !           270: *
        !           271: *                 If pivot is zero, set INFO to the index of the pivot
        !           272: *                 unless a zero pivot has already been found.
        !           273: *
        !           274:                   IF( INFO.EQ.0 )
        !           275:      $               INFO = JJ
        !           276:                END IF
        !           277: *
        !           278: *              Copy current column of A31 into the work array WORK31
        !           279: *
        !           280:                NW = MIN( JJ-J+1, I3 )
        !           281:                IF( NW.GT.0 )
        !           282:      $            CALL ZCOPY( NW, AB( KV+KL+1-JJ+J, JJ ), 1,
        !           283:      $                        WORK31( 1, JJ-J+1 ), 1 )
        !           284:    80       CONTINUE
        !           285:             IF( J+JB.LE.N ) THEN
        !           286: *
        !           287: *              Apply the row interchanges to the other blocks.
        !           288: *
        !           289:                J2 = MIN( JU-J+1, KV ) - JB
        !           290:                J3 = MAX( 0, JU-J-KV+1 )
        !           291: *
        !           292: *              Use ZLASWP to apply the row interchanges to A12, A22, and
        !           293: *              A32.
        !           294: *
        !           295:                CALL ZLASWP( J2, AB( KV+1-JB, J+JB ), LDAB-1, 1, JB,
        !           296:      $                      IPIV( J ), 1 )
        !           297: *
        !           298: *              Adjust the pivot indices.
        !           299: *
        !           300:                DO 90 I = J, J + JB - 1
        !           301:                   IPIV( I ) = IPIV( I ) + J - 1
        !           302:    90          CONTINUE
        !           303: *
        !           304: *              Apply the row interchanges to A13, A23, and A33
        !           305: *              columnwise.
        !           306: *
        !           307:                K2 = J - 1 + JB + J2
        !           308:                DO 110 I = 1, J3
        !           309:                   JJ = K2 + I
        !           310:                   DO 100 II = J + I - 1, J + JB - 1
        !           311:                      IP = IPIV( II )
        !           312:                      IF( IP.NE.II ) THEN
        !           313:                         TEMP = AB( KV+1+II-JJ, JJ )
        !           314:                         AB( KV+1+II-JJ, JJ ) = AB( KV+1+IP-JJ, JJ )
        !           315:                         AB( KV+1+IP-JJ, JJ ) = TEMP
        !           316:                      END IF
        !           317:   100             CONTINUE
        !           318:   110          CONTINUE
        !           319: *
        !           320: *              Update the relevant part of the trailing submatrix
        !           321: *
        !           322:                IF( J2.GT.0 ) THEN
        !           323: *
        !           324: *                 Update A12
        !           325: *
        !           326:                   CALL ZTRSM( 'Left', 'Lower', 'No transpose', 'Unit',
        !           327:      $                        JB, J2, ONE, AB( KV+1, J ), LDAB-1,
        !           328:      $                        AB( KV+1-JB, J+JB ), LDAB-1 )
        !           329: *
        !           330:                   IF( I2.GT.0 ) THEN
        !           331: *
        !           332: *                    Update A22
        !           333: *
        !           334:                      CALL ZGEMM( 'No transpose', 'No transpose', I2, J2,
        !           335:      $                           JB, -ONE, AB( KV+1+JB, J ), LDAB-1,
        !           336:      $                           AB( KV+1-JB, J+JB ), LDAB-1, ONE,
        !           337:      $                           AB( KV+1, J+JB ), LDAB-1 )
        !           338:                   END IF
        !           339: *
        !           340:                   IF( I3.GT.0 ) THEN
        !           341: *
        !           342: *                    Update A32
        !           343: *
        !           344:                      CALL ZGEMM( 'No transpose', 'No transpose', I3, J2,
        !           345:      $                           JB, -ONE, WORK31, LDWORK,
        !           346:      $                           AB( KV+1-JB, J+JB ), LDAB-1, ONE,
        !           347:      $                           AB( KV+KL+1-JB, J+JB ), LDAB-1 )
        !           348:                   END IF
        !           349:                END IF
        !           350: *
        !           351:                IF( J3.GT.0 ) THEN
        !           352: *
        !           353: *                 Copy the lower triangle of A13 into the work array
        !           354: *                 WORK13
        !           355: *
        !           356:                   DO 130 JJ = 1, J3
        !           357:                      DO 120 II = JJ, JB
        !           358:                         WORK13( II, JJ ) = AB( II-JJ+1, JJ+J+KV-1 )
        !           359:   120                CONTINUE
        !           360:   130             CONTINUE
        !           361: *
        !           362: *                 Update A13 in the work array
        !           363: *
        !           364:                   CALL ZTRSM( 'Left', 'Lower', 'No transpose', 'Unit',
        !           365:      $                        JB, J3, ONE, AB( KV+1, J ), LDAB-1,
        !           366:      $                        WORK13, LDWORK )
        !           367: *
        !           368:                   IF( I2.GT.0 ) THEN
        !           369: *
        !           370: *                    Update A23
        !           371: *
        !           372:                      CALL ZGEMM( 'No transpose', 'No transpose', I2, J3,
        !           373:      $                           JB, -ONE, AB( KV+1+JB, J ), LDAB-1,
        !           374:      $                           WORK13, LDWORK, ONE, AB( 1+JB, J+KV ),
        !           375:      $                           LDAB-1 )
        !           376:                   END IF
        !           377: *
        !           378:                   IF( I3.GT.0 ) THEN
        !           379: *
        !           380: *                    Update A33
        !           381: *
        !           382:                      CALL ZGEMM( 'No transpose', 'No transpose', I3, J3,
        !           383:      $                           JB, -ONE, WORK31, LDWORK, WORK13,
        !           384:      $                           LDWORK, ONE, AB( 1+KL, J+KV ), LDAB-1 )
        !           385:                   END IF
        !           386: *
        !           387: *                 Copy the lower triangle of A13 back into place
        !           388: *
        !           389:                   DO 150 JJ = 1, J3
        !           390:                      DO 140 II = JJ, JB
        !           391:                         AB( II-JJ+1, JJ+J+KV-1 ) = WORK13( II, JJ )
        !           392:   140                CONTINUE
        !           393:   150             CONTINUE
        !           394:                END IF
        !           395:             ELSE
        !           396: *
        !           397: *              Adjust the pivot indices.
        !           398: *
        !           399:                DO 160 I = J, J + JB - 1
        !           400:                   IPIV( I ) = IPIV( I ) + J - 1
        !           401:   160          CONTINUE
        !           402:             END IF
        !           403: *
        !           404: *           Partially undo the interchanges in the current block to
        !           405: *           restore the upper triangular form of A31 and copy the upper
        !           406: *           triangle of A31 back into place
        !           407: *
        !           408:             DO 170 JJ = J + JB - 1, J, -1
        !           409:                JP = IPIV( JJ ) - JJ + 1
        !           410:                IF( JP.NE.1 ) THEN
        !           411: *
        !           412: *                 Apply interchange to columns J to JJ-1
        !           413: *
        !           414:                   IF( JP+JJ-1.LT.J+KL ) THEN
        !           415: *
        !           416: *                    The interchange does not affect A31
        !           417: *
        !           418:                      CALL ZSWAP( JJ-J, AB( KV+1+JJ-J, J ), LDAB-1,
        !           419:      $                           AB( KV+JP+JJ-J, J ), LDAB-1 )
        !           420:                   ELSE
        !           421: *
        !           422: *                    The interchange does affect A31
        !           423: *
        !           424:                      CALL ZSWAP( JJ-J, AB( KV+1+JJ-J, J ), LDAB-1,
        !           425:      $                           WORK31( JP+JJ-J-KL, 1 ), LDWORK )
        !           426:                   END IF
        !           427:                END IF
        !           428: *
        !           429: *              Copy the current column of A31 back into place
        !           430: *
        !           431:                NW = MIN( I3, JJ-J+1 )
        !           432:                IF( NW.GT.0 )
        !           433:      $            CALL ZCOPY( NW, WORK31( 1, JJ-J+1 ), 1,
        !           434:      $                        AB( KV+KL+1-JJ+J, JJ ), 1 )
        !           435:   170       CONTINUE
        !           436:   180    CONTINUE
        !           437:       END IF
        !           438: *
        !           439:       RETURN
        !           440: *
        !           441: *     End of ZGBTRF
        !           442: *
        !           443:       END

CVSweb interface <joel.bertrand@systella.fr>