ZHESVXX

   Purpose
   =======

   ZHESVXX uses the diagonal pivoting factorization to compute the
   solution to a complex*16 system of linear equations A * X = B, where
   A is an N-by-N symmetric matrix and X and B are N-by-NRHS
   matrices.

   If requested, both normwise and maximum componentwise error bounds
   are returned. ZHESVXX will return a solution with a tiny
   guaranteed error (O(eps) where eps is the working machine
   precision) unless the matrix is very ill-conditioned, in which
   case a warning is returned. Relevant condition numbers also are
   calculated and returned.

   ZHESVXX accepts user-provided factorizations and equilibration
   factors; see the definitions of the FACT and EQUED options.
   Solving with refinement and using a factorization from a previous
   ZHESVXX call will also produce a solution with either O(eps)
   errors or warnings, but we cannot make that claim for general
   user-provided factorizations and equilibration factors if they
   differ from what ZHESVXX would itself produce.

   Description
   ===========

   The following steps are performed:

   1. If FACT = 'E', double precision scaling factors are computed to equilibrate
   the system:

     diag(S)*A*diag(S)     *inv(diag(S))*X = diag(S)*B

   Whether or not the system will be equilibrated depends on the
   scaling of the matrix A, but if equilibration is used, A is
   overwritten by diag(S)*A*diag(S) and B by diag(S)*B.

   2. If FACT = 'N' or 'E', the LU decomposition is used to factor
   the matrix A (after equilibration if FACT = 'E') as

      A = U * D * U**T,  if UPLO = 'U', or
      A = L * D * L**T,  if UPLO = 'L',

   where U (or L) is a product of permutation and unit upper (lower)
   triangular matrices, and D is symmetric and block diagonal with
   1-by-1 and 2-by-2 diagonal blocks.

   3. If some D(i,i)=0, so that D is exactly singular, then the
   routine returns with INFO = i. Otherwise, the factored form of A
   is used to estimate the condition number of the matrix A (see
   argument RCOND).  If the reciprocal of the condition number is
   less than machine precision, the routine still goes on to solve
   for X and compute error bounds as described below.

   4. The system of equations is solved for X using the factored form
   of A.

   5. By default (unless PARAMS(LA_LINRX_ITREF_I) is set to zero),
   the routine will use iterative refinement to try to get a small
   error and error bounds.  Refinement calculates the residual to at
   least twice the working precision.

   6. If equilibration was used, the matrix X is premultiplied by
   diag(R) so that it solves the original system before
   equilibration.

   Arguments
   =========

   Some optional parameters are bundled in the PARAMS array.  These
   settings determine how refinement is performed, but often the
   defaults are acceptable.  If the defaults are acceptable, users
   can pass NPARAMS = 0 which prevents the source code from accessing
   the PARAMS argument.

   FACT    (input) CHARACTER*1
   Specifies whether or not the factored form of the matrix A is
   supplied on entry, and if not, whether the matrix A should be
   equilibrated before it is factored.
     = 'F':  On entry, AF and IPIV contain the factored form of A.
             If EQUED is not 'N', the matrix A has been
             equilibrated with scaling factors given by S.
             A, AF, and IPIV are not modified.
     = 'N':  The matrix A will be copied to AF and factored.
     = 'E':  The matrix A will be equilibrated if necessary, then
             copied to AF and factored.

   N       (input) INTEGER
   The number of linear equations, i.e., the order of the
   matrix A.  N >= 0.

   NRHS    (input) INTEGER
   The number of right hand sides, i.e., the number of columns
   of the matrices B and X.  NRHS >= 0.

   A       (input/output) COMPLEX*16 array, dimension (LDA,N)
   The symmetric matrix A.  If UPLO = 'U', the leading N-by-N
   upper triangular part of A contains the upper triangular
   part of the matrix A, and the strictly lower triangular
   part of A is not referenced.  If UPLO = 'L', the leading
   N-by-N lower triangular part of A contains the lower
   triangular part of the matrix A, and the strictly upper
   triangular part of A is not referenced.

   On exit, if FACT = 'E' and EQUED = 'Y', A is overwritten by
   diag(S)*A*diag(S).

   LDA     (input) INTEGER
   The leading dimension of the array A.  LDA >= max(1,N).

   AF      (input or output) COMPLEX*16 array, dimension (LDAF,N)
   If FACT = 'F', then AF is an input argument and on entry
   contains the block diagonal matrix D and the multipliers
   used to obtain the factor U or L from the factorization A =
   U*D*U**T or A = L*D*L**T as computed by DSYTRF.

   If FACT = 'N', then AF is an output argument and on exit
   returns the block diagonal matrix D and the multipliers
   used to obtain the factor U or L from the factorization A =
   U*D*U**T or A = L*D*L**T.

   LDAF    (input) INTEGER
   The leading dimension of the array AF.  LDAF >= max(1,N).

   IPIV    (input or output) INTEGER array, dimension (N)
   If FACT = 'F', then IPIV is an input argument and on entry
   contains details of the interchanges and the block
   structure of D, as determined by ZHETRF.  If IPIV(k) > 0,
   then rows and columns k and IPIV(k) were interchanged and
   D(k,k) is a 1-by-1 diagonal block.  If UPLO = 'U' and
   IPIV(k) = IPIV(k-1) < 0, then rows and columns k-1 and
   -IPIV(k) were interchanged and D(k-1:k,k-1:k) is a 2-by-2
   diagonal block.  If UPLO = 'L' and IPIV(k) = IPIV(k+1) < 0,
   then rows and columns k+1 and -IPIV(k) were interchanged
   and D(k:k+1,k:k+1) is a 2-by-2 diagonal block.

   If FACT = 'N', then IPIV is an output argument and on exit
   contains details of the interchanges and the block
   structure of D, as determined by ZHETRF.

   EQUED   (input or output) CHARACTER*1
   Specifies the form of equilibration that was done.
     = 'N':  No equilibration (always true if FACT = 'N').
     = 'Y':  Both row and column equilibration, i.e., A has been
             replaced by diag(S) * A * diag(S).
   EQUED is an input argument if FACT = 'F'; otherwise, it is an
   output argument.

   S       (input or output) DOUBLE PRECISION array, dimension (N)
   The scale factors for A.  If EQUED = 'Y', A is multiplied on
   the left and right by diag(S).  S is an input argument if FACT =
   'F'; otherwise, S is an output argument.  If FACT = 'F' and EQUED
   = 'Y', each element of S must be positive.  If S is output, each
   element of S is a power of the radix. If S is input, each element
   of S should be a power of the radix to ensure a reliable solution
   and error estimates. Scaling by powers of the radix does not cause
   rounding errors unless the result underflows or overflows.
   Rounding errors during scaling lead to refining with a matrix that
   is not equivalent to the input matrix, producing error estimates
   that may not be reliable.

   B       (input/output) COMPLEX*16 array, dimension (LDB,NRHS)
   On entry, the N-by-NRHS right hand side matrix B.
   On exit,
   if EQUED = 'N', B is not modified;
   if EQUED = 'Y', B is overwritten by diag(S)*B;

   LDB     (input) INTEGER
   The leading dimension of the array B.  LDB >= max(1,N).

   X       (output) COMPLEX*16 array, dimension (LDX,NRHS)
   If INFO = 0, the N-by-NRHS solution matrix X to the original
   system of equations.  Note that A and B are modified on exit if
   EQUED .ne. 'N', and the solution to the equilibrated system is
   inv(diag(S))*X.

   LDX     (input) INTEGER
   The leading dimension of the array X.  LDX >= max(1,N).

   RCOND   (output) DOUBLE PRECISION
   Reciprocal scaled condition number.  This is an estimate of the
   reciprocal Skeel condition number of the matrix A after
   equilibration (if done).  If this is less than the machine
   precision (in particular, if it is zero), the matrix is singular
   to working precision.  Note that the error may still be small even
   if this number is very small and the matrix appears ill-
   conditioned.

   RPVGRW  (output) DOUBLE PRECISION
   Reciprocal pivot growth.  On exit, this contains the reciprocal
   pivot growth factor norm(A)/norm(U). The "max absolute element"
   norm is used.  If this is much less than 1, then the stability of
   the LU factorization of the (equilibrated) matrix A could be poor.
   This also means that the solution X, estimated condition numbers,
   and error bounds could be unreliable. If factorization fails with
   0    for the leading INFO columns of A.

   BERR    (output) DOUBLE PRECISION array, dimension (NRHS)
   Componentwise relative backward error.  This is the
   componentwise relative backward error of each solution vector X(j)
   (i.e., the smallest relative change in any element of A or B that
   makes X(j) an exact solution).

   N_ERR_BNDS (input) INTEGER
   Number of error bounds to return for each right hand side
   and each type (normwise or componentwise).  See ERR_BNDS_NORM and
   ERR_BNDS_COMP below.

   ERR_BNDS_NORM  (output) DOUBLE PRECISION array, dimension (NRHS, N_ERR_BNDS)
   For each right-hand side, this array contains information about
   various error bounds and condition numbers corresponding to the
   normwise relative error, which is defined as follows:

   Normwise relative error in the ith solution vector:
           max_j (abs(XTRUE(j,i) - X(j,i)))
                max_j abs(X(j,i))

   The array is indexed by the type of error information as described
   below. There currently are up to three pieces of information
   returned.

   The first index in ERR_BNDS_NORM(i,:) corresponds to the ith
   right-hand side.

   The second index in ERR_BNDS_NORM(:,err) contains the following
   three fields:
   err = 1 "Trust/don't trust" boolean. Trust the answer if the
            reciprocal condition number is less than the threshold
            sqrt(n) * dlamch('Epsilon').

   err = 2 "Guaranteed" error bound: The estimated forward error,
            almost certainly within a factor of 10 of the true error
            so long as the next entry is greater than the threshold
            sqrt(n) * dlamch('Epsilon'). This error bound should only
            be trusted if the previous boolean is true.

   err = 3  Reciprocal condition number: Estimated normwise
            reciprocal condition number.  Compared with the threshold
            sqrt(n) * dlamch('Epsilon') to determine if the error
            estimate is "guaranteed". These reciprocal condition
            numbers are 1 / (norm(Z^{-1},inf) * norm(Z,inf)) for some
            appropriately scaled matrix Z.
            Let Z = S*A, where S scales each row by a power of the
            radix so all absolute row sums of Z are approximately 1.

   See Lapack Working Note 165 for further details and extra
   cautions.

   ERR_BNDS_COMP  (output) DOUBLE PRECISION array, dimension (NRHS, N_ERR_BNDS)
   For each right-hand side, this array contains information about
   various error bounds and condition numbers corresponding to the
   componentwise relative error, which is defined as follows:

   Componentwise relative error in the ith solution vector:
                  abs(XTRUE(j,i) - X(j,i))
           max_j ----------------------
                       abs(X(j,i))

   The array is indexed by the right-hand side i (on which the
   componentwise relative error depends), and the type of error
   information as described below. There currently are up to three
   pieces of information returned for each right-hand side. If
   componentwise accuracy is not requested (PARAMS(3) = 0.0), then
   ERR_BNDS_COMP is not accessed.  If N_ERR_BNDS .LT. 3, then at most
   the first (:,N_ERR_BNDS) entries are returned.

   The first index in ERR_BNDS_COMP(i,:) corresponds to the ith
   right-hand side.

   The second index in ERR_BNDS_COMP(:,err) contains the following
   three fields:
   err = 1 "Trust/don't trust" boolean. Trust the answer if the
            reciprocal condition number is less than the threshold
            sqrt(n) * dlamch('Epsilon').

   err = 2 "Guaranteed" error bound: The estimated forward error,
            almost certainly within a factor of 10 of the true error
            so long as the next entry is greater than the threshold
            sqrt(n) * dlamch('Epsilon'). This error bound should only
            be trusted if the previous boolean is true.

   err = 3  Reciprocal condition number: Estimated componentwise
            reciprocal condition number.  Compared with the threshold
            sqrt(n) * dlamch('Epsilon') to determine if the error
            estimate is "guaranteed". These reciprocal condition
            numbers are 1 / (norm(Z^{-1},inf) * norm(Z,inf)) for some
            appropriately scaled matrix Z.
            Let Z = S*(A*diag(x)), where x is the solution for the
            current right-hand side and S scales each row of
            A*diag(x) by a power of the radix so all absolute row
            sums of Z are approximately 1.

   See Lapack Working Note 165 for further details and extra
   cautions.

   NPARAMS (input) INTEGER
   Specifies the number of parameters set in PARAMS.  If .LE. 0, the
   PARAMS array is never referenced and default values are used.

   PARAMS  (input / output) DOUBLE PRECISION array, dimension NPARAMS
   Specifies algorithm parameters.  If an entry is .LT. 0.0, then
   that entry will be filled with default value used for that
   parameter.  Only positions up to NPARAMS are accessed; defaults
   are used for higher-numbered parameters.

     PARAMS(LA_LINRX_ITREF_I = 1) : Whether to perform iterative
          refinement or not.
       Default: 1.0D+0
          = 0.0 : No refinement is performed, and no error bounds are
                  computed.
          = 1.0 : Use the extra-precise refinement algorithm.
            (other values are reserved for future use)

     PARAMS(LA_LINRX_ITHRESH_I = 2) : Maximum number of residual
          computations allowed for refinement.
       Default: 10
       Aggressive: Set to 100 to permit convergence using approximate
                   factorizations or factorizations other than LU. If
                   the factorization uses a technique other than
                   Gaussian elimination, the guarantees in
                   err_bnds_norm and err_bnds_comp may no longer be
                   trustworthy.

     PARAMS(LA_LINRX_CWISE_I = 3) : Flag determining if the code
          will attempt to find a solution with small componentwise
          relative error in the double-precision algorithm.  Positive
          is true, 0.0 is false.
       Default: 1.0 (attempt componentwise convergence)

   WORK    (workspace) COMPLEX*16 array, dimension (2*N)

   RWORK   (workspace) DOUBLE PRECISION array, dimension (2*N)

   INFO    (output) INTEGER
     = 0:  Successful exit. The solution to every right-hand side is
       guaranteed.
     < 0:  If INFO = -i, the i-th argument had an illegal value
     > 0 and <= N:  U(INFO,INFO) is exactly zero.  The factorization
       has been completed, but the factor U is exactly singular, so
       the solution and error bounds could not be computed. RCOND = 0
       is returned.
     = N+J: The solution corresponding to the Jth right-hand side is
       not guaranteed. The solutions corresponding to other right-
       hand sides K with K > J may not be guaranteed as well, but
       only the first such right-hand side is reported. If a small
       componentwise error is not requested (PARAMS(3) = 0.0) then
       the Jth right-hand side is the first with a normwise error
       bound that is not guaranteed (the smallest J such
       that ERR_BNDS_NORM(J,1) = 0.0). By default (PARAMS(3) = 1.0)
       the Jth right-hand side is the first with either a normwise or
       componentwise error bound that is not guaranteed (the smallest
       J such that either ERR_BNDS_NORM(J,1) = 0.0 or
       ERR_BNDS_COMP(J,1) = 0.0). See the definition of
       ERR_BNDS_NORM(:,1) and ERR_BNDS_COMP(:,1). To get information
       about all of the right-hand sides check ERR_BNDS_NORM or
       ERR_BNDS_COMP.

Call Graph

Caller Graph