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
     334
     335
     336
     337
     338
     339
     340
     341
     342
     343
     344
     345
     346
     347
     348
     349
     350
     351
     352
     353
     354
     355
     356
     357
     358
     359
     360
     361
     362
     363
     364
      SUBROUTINE SSPT21ITYPEUPLONKBANDAPDEULDUVP,
     $                   TAUWORKRESULT )
*
*  -- LAPACK test routine (version 3.1) --
*     Univ. of Tennessee, Univ. of California Berkeley and NAG Ltd..
*     November 2006
*
*     .. Scalar Arguments ..
      CHARACTER          UPLO
      INTEGER            ITYPEKBANDLDUN
*     ..
*     .. Array Arguments ..
      REAL               AP* ), D* ), E* ), RESULT2 ), TAU* ),
     $                   ULDU* ), VP* ), WORK* )
*     ..
*
*  Purpose
*  =======
*
*  SSPT21  generally checks a decomposition of the form
*
*          A = U S U'
*
*  where ' means transpose, A is symmetric (stored in packed format), 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 the 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 )
*
*  Packed storage means that, for example, if UPLO='U', then the columns
*  of the upper triangle of A are stored one after another, so that
*  A(1,j+1) immediately follows A(j,j) in the array AP.  Similarly, if
*  UPLO='L', then the columns of the lower triangle of A are stored one
*  after another in AP, so that A(j+1,j+1) immediately follows A(n,j)
*  in the array AP.  This means that A(i,j) is stored in:
*
*     AP( i + j*(j-1)/2 )                 if UPLO='U'
*
*     AP( i + (2*n-j)*(j-1)/2 )           if UPLO='L'
*
*  The array VP bears the same relation to the matrix V that A does to
*  AP.
*
*  For ITYPE > 1, the transformation U is expressed as a product
*  of Householder transformations:
*
*     If UPLO='U', then  V = H(n-1)...H(1),  where
*
*         H(j) = I  -  tau(j) v(j) v(j)'
*
*     and the first j-1 elements of v(j) are stored in V(1:j-1,j+1),
*     (i.e., VP( j*(j+1)/2 + 1 : j*(j+1)/2 + j-1 ) ),
*     the j-th element is 1, and the last n-j elements are 0.
*
*     If UPLO='L', then  V = H(1)...H(n-1),  where
*
*         H(j) = I  -  tau(j) v(j) v(j)'
*
*     and the first j elements of v(j) are 0, the (j+1)-st is 1, and the
*     (j+2)-nd through n-th elements are stored in V(j+2:n,j) (i.e.,
*     in VP( (2*n-j)*(j-1)/2 + j+2 : (2*n-j)*(j-1)/2 + n ) .)
*
*  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', AP and VP are considered to contain the upper
*          triangle of A and V.
*          If UPLO='L', AP and VP are considered to contain the lower
*          triangle of A and V.
*
*  N       (input) INTEGER
*          The size of the matrix.  If it is zero, SSPT21 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.
*
*  AP      (input) REAL array, dimension (N*(N+1)/2)
*          The original (unfactored) matrix.  It is assumed to be
*          symmetric, and contains the columns of just the upper
*          triangle (UPLO='U') or only the lower triangle (UPLO='L'),
*          packed one after another.
*
*  D       (input) REAL array, dimension (N)
*          The diagonal of the (symmetric tri-) diagonal matrix.
*
*  E       (input) REAL 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) REAL 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.
*
*  VP      (input) REAL array, dimension (N*(N+1)/2)
*          If ITYPE=2 or 3, the columns of this array contain the
*          Householder vectors used to describe the orthogonal matrix
*          in the decomposition, as described in purpose.
*          *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.
*
*  TAU     (input) REAL 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) REAL array, dimension (N**2+N)
*          Workspace.
*
*  RESULT  (output) REAL 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 ..
      REAL               ZEROONETEN
      PARAMETER          ( ZERO = 0.0E0ONE = 1.0E0TEN = 10.0E0 )
      REAL               HALF
      PARAMETER          ( HALF = 1.0E+0 / 2.0E+0 )
*     ..
*     .. Local Scalars ..
      LOGICAL            LOWER
      CHARACTER          CUPLO
      INTEGER            IINFOJJPJP1JRLAP
      REAL               ANORMTEMPULPUNFLVSAVEWNORM
*     ..
*     .. External Functions ..
      LOGICAL            LSAME
      REAL               SDOTSLAMCHSLANGESLANSP
      EXTERNAL           LSAMESDOTSLAMCHSLANGESLANSP
*     ..
*     .. External Subroutines ..
      EXTERNAL           SAXPYSCOPYSGEMMSLACPYSLASETSOPMTR,
     $                   SSPMVSSPRSSPR2
*     ..
*     .. Intrinsic Functions ..
      INTRINSIC          MAXMINREAL
*     ..
*     .. Executable Statements ..
*
*     1)      Constants
*
      RESULT1 ) = ZERO
      IFITYPE.EQ.1 )
     $   RESULT2 ) = ZERO
      IFN.LE.0 )
     $   RETURN
*
      LAP = ( N*N+1 ) ) / 2
*
      IFLSAMEUPLO'U' ) ) THEN
         LOWER = .FALSE.
         CUPLO = 'U'
      ELSE
         LOWER = .TRUE.
         CUPLO = 'L'
      END IF
*
      UNFL = SLAMCH'Safe minimum' )
      ULP = SLAMCH'Epsilon' )*SLAMCH'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 = MAXSLANSP'1'CUPLONAPWORK ), UNFL )
      END IF
*
*     Compute error matrix:
*
      IFITYPE.EQ.1 ) THEN
*
*        ITYPE=1: error = A - U S U'
*
         CALL SLASET'Full'NNZEROZEROWORKN )
         CALL SCOPYLAPAP1WORK1 )
*
         DO 10 J = 1N
            CALL SSPRCUPLON-DJ ), U1J ), 1WORK )
   10    CONTINUE
*
         IFN.GT.1 .AND. KBAND.EQ.1 ) THEN
            DO 20 J = 1N - 1
               CALL SSPR2CUPLON-EJ ), U1J ), 1U1J+1 ),
     $                     1WORK )
   20       CONTINUE
         END IF
         WNORM = SLANSP'1'CUPLONWORKWORKN**2+1 ) )
*
      ELSE IFITYPE.EQ.2 ) THEN
*
*        ITYPE=2: error = V S V' - A
*
         CALL SLASET'Full'NNZEROZEROWORKN )
*
         IFLOWER ) THEN
            WORKLAP ) = DN )
            DO 40 J = N - 11-1
               JP = ( ( 2*N-J )*J-1 ) ) / 2
               JP1 = JP + N - J
               IFKBAND.EQ.1 ) THEN
                  WORKJP+J+1 ) = ( ONE-TAUJ ) )*EJ )
                  DO 30 JR = J + 2N
                     WORKJP+JR ) = -TAUJ )*EJ )*VPJP+JR )
   30             CONTINUE
               END IF
*
               IFTAUJ ).NE.ZERO ) THEN
                  VSAVE = VPJP+J+1 )
                  VPJP+J+1 ) = ONE
                  CALL SSPMV'L'N-JONEWORKJP1+J+1 ),
     $                        VPJP+J+1 ), 1ZEROWORKLAP+1 ), 1 )
                  TEMP = -HALF*TAUJ )*SDOTN-JWORKLAP+1 ), 1,
     $                   VPJP+J+1 ), 1 )
                  CALL SAXPYN-JTEMPVPJP+J+1 ), 1WORKLAP+1 ),
     $                        1 )
                  CALL SSPR2'L'N-J-TAUJ ), VPJP+J+1 ), 1,
     $                        WORKLAP+1 ), 1WORKJP1+J+1 ) )
                  VPJP+J+1 ) = VSAVE
               END IF
               WORKJP+J ) = DJ )
   40       CONTINUE
         ELSE
            WORK1 ) = D1 )
            DO 60 J = 1N - 1
               JP = ( J*J-1 ) ) / 2
               JP1 = JP + J
               IFKBAND.EQ.1 ) THEN
                  WORKJP1+J ) = ( ONE-TAUJ ) )*EJ )
                  DO 50 JR = 1J - 1
                     WORKJP1+JR ) = -TAUJ )*EJ )*VPJP1+JR )
   50             CONTINUE
               END IF
*
               IFTAUJ ).NE.ZERO ) THEN
                  VSAVE = VPJP1+J )
                  VPJP1+J ) = ONE
                  CALL SSPMV'U'JONEWORKVPJP1+1 ), 1ZERO,
     $                        WORKLAP+1 ), 1 )
                  TEMP = -HALF*TAUJ )*SDOTJWORKLAP+1 ), 1,
     $                   VPJP1+1 ), 1 )
                  CALL SAXPYJTEMPVPJP1+1 ), 1WORKLAP+1 ),
     $                        1 )
                  CALL SSPR2'U'J-TAUJ ), VPJP1+1 ), 1,
     $                        WORKLAP+1 ), 1WORK )
                  VPJP1+J ) = VSAVE
               END IF
               WORKJP1+J+1 ) = DJ+1 )
   60       CONTINUE
         END IF
*
         DO 70 J = 1LAP
            WORKJ ) = WORKJ ) - APJ )
   70    CONTINUE
         WNORM = SLANSP'1'CUPLONWORKWORKLAP+1 ) )
*
      ELSE IFITYPE.EQ.3 ) THEN
*
*        ITYPE=3: error = U V' - I
*
         IFN.LT.2 )
     $      RETURN
         CALL SLACPY' 'NNULDUWORKN )
         CALL SOPMTR'R'CUPLO'T'NNVPTAUWORKN,
     $                WORKN**2+1 ), IINFO )
         IFIINFO.NE.0 ) THEN
            RESULT1 ) = TEN / ULP
            RETURN
         END IF
*
         DO 80 J = 1N
            WORK( ( N+1 )*J-1 )+1 ) = WORK( ( N+1 )*J-1 )+1 ) - ONE
   80    CONTINUE
*
         WNORM = SLANGE'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 / ANORMREALN ) ) / ( N*ULP )
         END IF
      END IF
*
*     Do Test 2
*
*     Compute  UU' - I
*
      IFITYPE.EQ.1 ) THEN
         CALL SGEMM'N''C'NNNONEULDUULDUZEROWORK,
     $               N )
*
         DO 90 J = 1N
            WORK( ( N+1 )*J-1 )+1 ) = WORK( ( N+1 )*J-1 )+1 ) - ONE
   90    CONTINUE
*
         RESULT2 ) = MINSLANGE'1'NNWORKN,
     $                 WORKN**2+1 ) ), REALN ) ) / ( N*ULP )
      END IF
*
      RETURN
*
*     End of SSPT21
*
      END