1
       2
       3
       4
       5
       6
       7
       8
       9
      10
      11
      12
      13
      14
      15
      16
      17
      18
      19
      20
      21
      22
      23
      24
      25
      26
      27
      28
      29
      30
      31
      32
      33
      34
      35
      36
      37
      38
      39
      40
      41
      42
      43
      44
      45
      46
      47
      48
      49
      50
      51
      52
      53
      54
      55
      56
      57
      58
      59
      60
      61
      62
      63
      64
      65
      66
      67
      68
      69
      70
      71
      72
      73
      74
      75
      76
      77
      78
      79
      80
      81
      82
      83
      84
      85
      86
      87
      88
      89
      90
      91
      92
      93
      94
      95
      96
      97
      98
      99
     100
     101
     102
     103
     104
     105
     106
     107
     108
     109
     110
     111
     112
     113
     114
     115
     116
     117
     118
     119
     120
     121
     122
     123
     124
     125
     126
     127
     128
     129
     130
     131
     132
     133
     134
     135
     136
     137
     138
     139
     140
     141
     142
     143
     144
     145
     146
     147
     148
     149
     150
     151
     152
     153
     154
     155
     156
     157
     158
     159
     160
     161
     162
     163
     164
     165
     166
     167
     168
     169
     170
     171
     172
     173
     174
     175
     176
     177
     178
     179
     180
     181
     182
     183
     184
     185
     186
     187
     188
     189
     190
     191
     192
     193
     194
     195
     196
     197
     198
     199
     200
     201
     202
     203
     204
     205
     206
     207
     208
     209
     210
     211
     212
     213
     214
     215
     216
     217
     218
     219
     220
     221
     222
     223
     224
     225
     226
     227
     228
     229
     230
     231
     232
     233
     234
     235
     236
     237
     238
     239
     240
     241
     242
     243
     244
     245
     246
     247
     248
     249
     250
     251
     252
     253
     254
     255
     256
     257
     258
     259
     260
     261
     262
     263
     264
     265
     266
     267
     268
     269
     270
     271
     272
     273
     274
     275
     276
     277
     278
     279
     280
     281
     282
     283
     284
     285
     286
     287
     288
     289
     290
     291
     292
     293
     294
     295
     296
     297
     298
     299
     300
     301
     302
     303
     304
     305
     306
     307
     308
     309
     310
     311
     312
     313
     314
     315
     316
     317
     318
     319
     320
     321
     322
     323
     324
     325
     326
     327
     328
     329
     330
     331
     332
     333
      SUBROUTINE DSYT21ITYPEUPLONKBANDALDADEULDUV,
     $                   LDVTAUWORKRESULT )
*
*  -- LAPACK test routine (version 3.1) --
*     Univ. of Tennessee, Univ. of California Berkeley and NAG Ltd..
*     November 2006
*
*     .. Scalar Arguments ..
      CHARACTER          UPLO
      INTEGER            ITYPEKBANDLDALDULDVN
*     ..
*     .. Array Arguments ..
      DOUBLE PRECISION   ALDA* ), D* ), E* ), RESULT2 ),
     $                   TAU* ), ULDU* ), VLDV* ), WORK* )
*     ..
*
*  Purpose
*  =======
*
*  DSYT21 generally checks a decomposition of the form
*
*     A = U S U'
*
*  where ' means transpose, A is symmetric, U is orthogonal, and S is
*  diagonal (if KBAND=0) or symmetric tridiagonal (if KBAND=1).
*
*  If ITYPE=1, then U is represented as a dense matrix; otherwise U is
*  expressed as a product of Householder transformations, whose vectors
*  are stored in the array "V" and whose scaling constants are in "TAU".
*  We shall use the letter "V" to refer to the product of Householder
*  transformations (which should be equal to U).
*
*  Specifically, if ITYPE=1, then:
*
*     RESULT(1) = | A - U S U' | / ( |A| n ulp ) *and*
*     RESULT(2) = | I - UU' | / ( n ulp )
*
*  If ITYPE=2, then:
*
*     RESULT(1) = | A - V S V' | / ( |A| n ulp )
*
*  If ITYPE=3, then:
*
*     RESULT(1) = | I - VU' | / ( n ulp )
*
*  For ITYPE > 1, the transformation U is expressed as a product
*  V = H(1)...H(n-2),  where H(j) = I  -  tau(j) v(j) v(j)' and each
*  vector v(j) has its first j elements 0 and the remaining n-j elements
*  stored in V(j+1:n,j).
*
*  Arguments
*  =========
*
*  ITYPE   (input) INTEGER
*          Specifies the type of tests to be performed.
*          1: U expressed as a dense orthogonal matrix:
*             RESULT(1) = | A - U S U' | / ( |A| n ulp )   *and*
*             RESULT(2) = | I - UU' | / ( n ulp )
*
*          2: U expressed as a product V of Housholder transformations:
*             RESULT(1) = | A - V S V' | / ( |A| n ulp )
*
*          3: U expressed both as a dense orthogonal matrix and
*             as a product of Housholder transformations:
*             RESULT(1) = | I - VU' | / ( n ulp )
*
*  UPLO    (input) CHARACTER
*          If UPLO='U', the upper triangle of A and V will be used and
*          the (strictly) lower triangle will not be referenced.
*          If UPLO='L', the lower triangle of A and V will be used and
*          the (strictly) upper triangle will not be referenced.
*
*  N       (input) INTEGER
*          The size of the matrix.  If it is zero, DSYT21 does nothing.
*          It must be at least zero.
*
*  KBAND   (input) INTEGER
*          The bandwidth of the matrix.  It may only be zero or one.
*          If zero, then S is diagonal, and E is not referenced.  If
*          one, then S is symmetric tri-diagonal.
*
*  A       (input) DOUBLE PRECISION array, dimension (LDA, N)
*          The original (unfactored) matrix.  It is assumed to be
*          symmetric, and only the upper (UPLO='U') or only the lower
*          (UPLO='L') will be referenced.
*
*  LDA     (input) INTEGER
*          The leading dimension of A.  It must be at least 1
*          and at least N.
*
*  D       (input) DOUBLE PRECISION array, dimension (N)
*          The diagonal of the (symmetric tri-) diagonal matrix.
*
*  E       (input) DOUBLE PRECISION array, dimension (N-1)
*          The off-diagonal of the (symmetric tri-) diagonal matrix.
*          E(1) is the (1,2) and (2,1) element, E(2) is the (2,3) and
*          (3,2) element, etc.
*          Not referenced if KBAND=0.
*
*  U       (input) DOUBLE PRECISION array, dimension (LDU, N)
*          If ITYPE=1 or 3, this contains the orthogonal matrix in
*          the decomposition, expressed as a dense matrix.  If ITYPE=2,
*          then it is not referenced.
*
*  LDU     (input) INTEGER
*          The leading dimension of U.  LDU must be at least N and
*          at least 1.
*
*  V       (input) DOUBLE PRECISION array, dimension (LDV, N)
*          If ITYPE=2 or 3, the columns of this array contain the
*          Householder vectors used to describe the orthogonal matrix
*          in the decomposition.  If UPLO='L', then the vectors are in
*          the lower triangle, if UPLO='U', then in the upper
*          triangle.
*          *NOTE* If ITYPE=2 or 3, V is modified and restored.  The
*          subdiagonal (if UPLO='L') or the superdiagonal (if UPLO='U')
*          is set to one, and later reset to its original value, during
*          the course of the calculation.
*          If ITYPE=1, then it is neither referenced nor modified.
*
*  LDV     (input) INTEGER
*          The leading dimension of V.  LDV must be at least N and
*          at least 1.
*
*  TAU     (input) DOUBLE PRECISION array, dimension (N)
*          If ITYPE >= 2, then TAU(j) is the scalar factor of
*          v(j) v(j)' in the Householder transformation H(j) of
*          the product  U = H(1)...H(n-2)
*          If ITYPE < 2, then TAU is not referenced.
*
*  WORK    (workspace) DOUBLE PRECISION array, dimension (2*N**2)
*
*  RESULT  (output) DOUBLE PRECISION array, dimension (2)
*          The values computed by the two tests described above.  The
*          values are currently limited to 1/ulp, to avoid overflow.
*          RESULT(1) is always modified.  RESULT(2) is modified only
*          if ITYPE=1.
*
*  =====================================================================
*
*     .. Parameters ..
      DOUBLE PRECISION   ZEROONETEN
      PARAMETER          ( ZERO = 0.0D0ONE = 1.0D0TEN = 10.0D0 )
*     ..
*     .. Local Scalars ..
      LOGICAL            LOWER
      CHARACTER          CUPLO
      INTEGER            IINFOJJCOLJRJROW
      DOUBLE PRECISION   ANORMULPUNFLVSAVEWNORM
*     ..
*     .. External Functions ..
      LOGICAL            LSAME
      DOUBLE PRECISION   DLAMCHDLANGEDLANSY
      EXTERNAL           LSAMEDLAMCHDLANGEDLANSY
*     ..
*     .. External Subroutines ..
      EXTERNAL           DGEMMDLACPYDLARFYDLASETDORM2LDORM2R,
     $                   DSYRDSYR2
*     ..
*     .. Intrinsic Functions ..
      INTRINSIC          DBLEMAXMIN
*     ..
*     .. Executable Statements ..
*
      RESULT1 ) = ZERO
      IFITYPE.EQ.1 )
     $   RESULT2 ) = ZERO
      IFN.LE.0 )
     $   RETURN
*
      IFLSAMEUPLO'U' ) ) THEN
         LOWER = .FALSE.
         CUPLO = 'U'
      ELSE
         LOWER = .TRUE.
         CUPLO = 'L'
      END IF
*
      UNFL = DLAMCH'Safe minimum' )
      ULP = DLAMCH'Epsilon' )*DLAMCH'Base' )
*
*     Some Error Checks
*
      IFITYPE.LT.1 .OR. ITYPE.GT.3 ) THEN
         RESULT1 ) = TEN / ULP
         RETURN
      END IF
*
*     Do Test 1
*
*     Norm of A:
*
      IFITYPE.EQ.3 ) THEN
         ANORM = ONE
      ELSE
         ANORM = MAXDLANSY'1'CUPLONALDAWORK ), UNFL )
      END IF
*
*     Compute error matrix:
*
      IFITYPE.EQ.1 ) THEN
*
*        ITYPE=1: error = A - U S U'
*
         CALL DLASET'Full'NNZEROZEROWORKN )
         CALL DLACPYCUPLONNALDAWORKN )
*
         DO 10 J = 1N
            CALL DSYRCUPLON-DJ ), U1J ), 1WORKN )
   10    CONTINUE
*
         IFN.GT.1 .AND. KBAND.EQ.1 ) THEN
            DO 20 J = 1N - 1
               CALL DSYR2CUPLON-EJ ), U1J ), 1U1J+1 ),
     $                     1WORKN )
   20       CONTINUE
         END IF
         WNORM = DLANSY'1'CUPLONWORKNWORKN**2+1 ) )
*
      ELSE IFITYPE.EQ.2 ) THEN
*
*        ITYPE=2: error = V S V' - A
*
         CALL DLASET'Full'NNZEROZEROWORKN )
*
         IFLOWER ) THEN
            WORKN**2 ) = DN )
            DO 40 J = N - 11-1
               IFKBAND.EQ.1 ) THEN
                  WORK( ( N+1 )*J-1 )+2 ) = ( ONE-TAUJ ) )*EJ )
                  DO 30 JR = J + 2N
                     WORK( ( J-1 )*N+JR ) = -TAUJ )*EJ )*VJRJ )
   30             CONTINUE
               END IF
*
               VSAVE = VJ+1J )
               VJ+1J ) = ONE
               CALL DLARFY'L'N-JVJ+1J ), 1TAUJ ),
     $                      WORK( ( N+1 )*J+1 ), NWORKN**2+1 ) )
               VJ+1J ) = VSAVE
               WORK( ( N+1 )*J-1 )+1 ) = DJ )
   40       CONTINUE
         ELSE
            WORK1 ) = D1 )
            DO 60 J = 1N - 1
               IFKBAND.EQ.1 ) THEN
                  WORK( ( N+1 )*J ) = ( ONE-TAUJ ) )*EJ )
                  DO 50 JR = 1J - 1
                     WORKJ*N+JR ) = -TAUJ )*EJ )*VJRJ+1 )
   50             CONTINUE
               END IF
*
               VSAVE = VJJ+1 )
               VJJ+1 ) = ONE
               CALL DLARFY'U'JV1J+1 ), 1TAUJ ), WORKN,
     $                      WORKN**2+1 ) )
               VJJ+1 ) = VSAVE
               WORK( ( N+1 )*J+1 ) = DJ+1 )
   60       CONTINUE
         END IF
*
         DO 90 JCOL = 1N
            IFLOWER ) THEN
               DO 70 JROW = JCOLN
                  WORKJROW+N*JCOL-1 ) ) = WORKJROW+N*JCOL-1 ) )
     $                - AJROWJCOL )
   70          CONTINUE
            ELSE
               DO 80 JROW = 1JCOL
                  WORKJROW+N*JCOL-1 ) ) = WORKJROW+N*JCOL-1 ) )
     $                - AJROWJCOL )
   80          CONTINUE
            END IF
   90    CONTINUE
         WNORM = DLANSY'1'CUPLONWORKNWORKN**2+1 ) )
*
      ELSE IFITYPE.EQ.3 ) THEN
*
*        ITYPE=3: error = U V' - I
*
         IFN.LT.2 )
     $      RETURN
         CALL DLACPY' 'NNULDUWORKN )
         IFLOWER ) THEN
            CALL DORM2R'R''T'NN-1N-1V21 ), LDVTAU,
     $                   WORKN+1 ), NWORKN**2+1 ), IINFO )
         ELSE
            CALL DORM2L'R''T'NN-1N-1V12 ), LDVTAU,
     $                   WORKNWORKN**2+1 ), IINFO )
         END IF
         IFIINFO.NE.0 ) THEN
            RESULT1 ) = TEN / ULP
            RETURN
         END IF
*
         DO 100 J = 1N
            WORK( ( N+1 )*J-1 )+1 ) = WORK( ( N+1 )*J-1 )+1 ) - ONE
  100    CONTINUE
*
         WNORM = DLANGE'1'NNWORKNWORKN**2+1 ) )
      END IF
*
      IFANORM.GT.WNORM ) THEN
         RESULT1 ) = ( WNORM / ANORM ) / ( N*ULP )
      ELSE
         IFANORM.LT.ONE ) THEN
            RESULT1 ) = ( MINWNORMN*ANORM ) / ANORM ) / ( N*ULP )
         ELSE
            RESULT1 ) = MINWNORM / ANORMDBLEN ) ) / ( N*ULP )
         END IF
      END IF
*
*     Do Test 2
*
*     Compute  UU' - I
*
      IFITYPE.EQ.1 ) THEN
         CALL DGEMM'N''C'NNNONEULDUULDUZEROWORK,
     $               N )
*
         DO 110 J = 1N
            WORK( ( N+1 )*J-1 )+1 ) = WORK( ( N+1 )*J-1 )+1 ) - ONE
  110    CONTINUE
*
         RESULT2 ) = MINDLANGE'1'NNWORKN,
     $                 WORKN**2+1 ) ), DBLEN ) ) / ( N*ULP )
      END IF
*
      RETURN
*
*     End of DSYT21
*
      END