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
     365
     366
     367
     368
     369
     370
     371
     372
     373
     374
     375
     376
     377
     378
     379
     380
     381
     382
     383
     384
     385
     386
     387
     388
     389
     390
     391
     392
     393
     394
     395
     396
     397
     398
     399
     400
     401
     402
     403
     404
     405
     406
     407
     408
     409
     410
     411
     412
     413
     414
     415
     416
     417
     418
     419
     420
     421
     422
     423
     424
     425
     426
     427
     428
     429
     430
     431
     432
     433
     434
     435
     436
     437
     438
     439
     440
     441
     442
     443
     444
     445
     446
     447
     448
     449
     450
     451
     452
     453
     454
     455
     456
     457
     458
     459
     460
     461
     462
      SUBROUTINE SEBCHVXXTHRESHPATH )
      IMPLICIT NONE
*     .. Scalar Arguments ..
      REAL               THRESH
      CHARACTER*3        PATH
*
*  Purpose
*  ======
*
*  SEBCHVXX will run S**SVXX on a series of Hilbert matrices and then
*  compare the error bounds returned by SGESVXX to see if the returned
*  answer indeed falls within those bounds.
*
*  Eight test ratios will be computed.  The tests will pass if they are .LT.
*  THRESH.  There are two cases that are determined by 1 / (SQRT( N ) * EPS).
*  If that value is .LE. to the component wise reciprocal condition number,
*  it uses the guaranteed case, other wise it uses the unguaranteed case.
*
*  Test ratios:
*     Let Xc be X_computed and Xt be X_truth.
*     The norm used is the infinity norm.

*     Let A be the guaranteed case and B be the unguaranteed case.
*
*       1. Normwise guaranteed forward error bound.
*       A: norm ( abs( Xc - Xt ) / norm ( Xt ) .LE. ERRBND( *, nwise_i, bnd_i ) and
*          ERRBND( *, nwise_i, bnd_i ) .LE. MAX(SQRT(N),10) * EPS.
*          If these conditions are met, the test ratio is set to be
*          ERRBND( *, nwise_i, bnd_i ) / MAX(SQRT(N), 10).  Otherwise it is 1/EPS.
*       B: For this case, SGESVXX should just return 1.  If it is less than
*          one, treat it the same as in 1A.  Otherwise it fails. (Set test
*          ratio to ERRBND( *, nwise_i, bnd_i ) * THRESH?)
*
*       2. Componentwise guaranteed forward error bound.
*       A: norm ( abs( Xc(j) - Xt(j) ) ) / norm (Xt(j)) .LE. ERRBND( *, cwise_i, bnd_i )
*          for all j .AND. ERRBND( *, cwise_i, bnd_i ) .LE. MAX(SQRT(N), 10) * EPS.
*          If these conditions are met, the test ratio is set to be
*          ERRBND( *, cwise_i, bnd_i ) / MAX(SQRT(N), 10).  Otherwise it is 1/EPS.
*       B: Same as normwise test ratio.
*
*       3. Backwards error.
*       A: The test ratio is set to BERR/EPS.
*       B: Same test ratio.
*
*       4. Reciprocal condition number.
*       A: A condition number is computed with Xt and compared with the one
*          returned from SGESVXX.  Let RCONDc be the RCOND returned by SGESVXX
*          and RCONDt be the RCOND from the truth value.  Test ratio is set to
*          MAX(RCONDc/RCONDt, RCONDt/RCONDc).
*       B: Test ratio is set to 1 / (EPS * RCONDc).
*
*       5. Reciprocal normwise condition number.
*       A: The test ratio is set to
*          MAX(ERRBND( *, nwise_i, cond_i ) / NCOND, NCOND / ERRBND( *, nwise_i, cond_i )).
*       B: Test ratio is set to 1 / (EPS * ERRBND( *, nwise_i, cond_i )).
*
*       7. Reciprocal componentwise condition number.
*       A: Test ratio is set to
*          MAX(ERRBND( *, cwise_i, cond_i ) / CCOND, CCOND / ERRBND( *, cwise_i, cond_i )).
*       B: Test ratio is set to 1 / (EPS * ERRBND( *, cwise_i, cond_i )).
*
*     .. Parameters ..
*     NMAX is determined by the largest number in the inverse of the Hilbert
*     matrix.  Precision is exhausted when the largest entry in it is greater
*     than 2 to the power of the number of bits in the fraction of the data
*     type used plus one, which is 24 for single precision.
*     NMAX should be 6 for single and 11 for double.

      INTEGER            NMAXNPARAMSNERRBNDNTESTSKLKU
      PARAMETER          (NMAX = 6NPARAMS = 2NERRBND = 3,
     $                    NTESTS = 6)

*     .. Local Scalars ..
      INTEGER            NNRHSINFOI ,JkNFAILLDALDAB,
     $                   LDAFBN_AUX_TESTS
      CHARACTER          FACTTRANSUPLOEQUED
      CHARACTER*2        C2
      CHARACTER(3)       NGUARCGUAR
      LOGICAL            printed_guide
      REAL               NCONDCCONDMNORMDIFNORMTRCOND,
     $                   RNORMRINORMSUMRSUMRIEPS,
     $                   BERR(NMAX), RPVGRWORCOND,
     $                   CWISE_ERRNWISE_ERRCWISE_BNDNWISE_BND,
     $                   CWISE_RCONDNWISE_RCOND,
     $                   CONDTHRESHERRTHRESH

*     .. Local Arrays ..
      REAL               TSTRAT(NTESTS), RINV(NMAX), PARAMS(NPARAMS),
     $                   A(NMAXNMAX), ACOPY(NMAXNMAX),
     $                   INVHILB(NMAXNMAX), R(NMAX), C(NMAX), S(NMAX),
     $                   WORK(NMAX * 5), B(NMAXNMAX), X(NMAXNMAX),
     $                   DIFF(NMAXNMAX), AF(NMAXNMAX),
     $                   AB( (NMAX-1)+(NMAX-1)+1NMAX ),
     $                   ABCOPY( (NMAX-1)+(NMAX-1)+1NMAX ),
     $                   AFB2*(NMAX-1)+(NMAX-1)+1NMAX ),
     $                   ERRBND_N(NMAX*3), ERRBND_C(NMAX*3)
      INTEGER            IWORK(NMAX), IPIV(NMAX)

*     .. External Functions ..
      REAL               SLAMCH

*     .. External Subroutines ..
      EXTERNAL           SLAHILBSGESVXXSSYSVXXSPOSVXXSGBSVXX,
     $                   SLACPYLSAMEN
      LOGICAL            LSAMEN

*     .. Intrinsic Functions ..
      INTRINSIC          SQRTMAXABS

*     .. Parameters ..
      INTEGER            NWISE_ICWISE_I
      PARAMETER          (NWISE_I = 1CWISE_I = 1)
      INTEGER            BND_ICOND_I
      PARAMETER          (BND_I = 2COND_I = 3)

*     Create the loop to test out the Hilbert matrices

      FACT = 'E'
      UPLO = 'U'
      TRANS = 'N'
      EQUED = 'N'
      EPS = SLAMCH('Epsilon')
      NFAIL = 0
      N_AUX_TESTS = 0
      LDA = NMAX
      LDAB = (NMAX-1)+(NMAX-1)+1
      LDAFB = 2*(NMAX-1)+(NMAX-1)+1
      C2 = PATH23 )

*     Main loop to test the different Hilbert Matrices.

      printed_guide = .false.

      DO N = 1 , NMAX
         PARAMS(1= -1
         PARAMS(2= -1

         KL = N-1
         KU = N-1
         NRHS = n
         M = MAX(SQRT(REAL(N)), 10.0)

*        Generate the Hilbert matrix, its inverse, and the
*        right hand side, all scaled by the LCM(1,..,2N-1).
         CALL SLAHILB(NNALDAINVHILBLDABLDAWORKINFO)

*        Copy A into ACOPY.
         CALL SLACPY('ALL'NNANMAXACOPYNMAX)

*        Store A in band format for GB tests
         DO J = 1N
            DO I = 1KL+KU+1
               ABIJ ) = 0.0E+0
            END DO
         END DO
         DO J = 1N
            DO I = MAX1J-KU ), MIN( NJ+KL )
               ABKU+1+I-JJ ) = AIJ )
            END DO
         END DO

*        Copy AB into ABCOPY.
         DO J = 1N
            DO I = 1KL+KU+1
               ABCOPYIJ ) = 0.0E+0
            END DO
         END DO
         CALL SLACPY('ALL'KL+KU+1NABLDABABCOPYLDAB)

*        Call S**SVXX with default PARAMS and N_ERR_BND = 3.
         IF ( LSAMEN2C2'SY' ) ) THEN
            CALL SSYSVXX(FACTUPLONNRHSACOPYLDAAFLDA,
     $           IPIVEQUEDSBLDAXLDAORCOND,
     $           RPVGRWBERRNERRBNDERRBND_NERRBND_CNPARAMS,
     $           PARAMSWORKIWORKINFO)
         ELSE IF ( LSAMEN2C2'PO' ) ) THEN
            CALL SPOSVXX(FACTUPLONNRHSACOPYLDAAFLDA,
     $           EQUEDSBLDAXLDAORCOND,
     $           RPVGRWBERRNERRBNDERRBND_NERRBND_CNPARAMS,
     $           PARAMSWORKIWORKINFO)
         ELSE IF ( LSAMEN2C2'GB' ) ) THEN
            CALL SGBSVXX(FACTTRANSNKLKUNRHSABCOPY,
     $           LDABAFBLDAFBIPIVEQUEDRCB,
     $           LDAXLDAORCONDRPVGRWBERRNERRBND,
     $           ERRBND_NERRBND_CNPARAMSPARAMSWORKIWORK,
     $           INFO)
         ELSE
            CALL SGESVXX(FACTTRANSNNRHSACOPYLDAAFLDA,
     $           IPIVEQUEDRCBLDAXLDAORCOND,
     $           RPVGRWBERRNERRBNDERRBND_NERRBND_CNPARAMS,
     $           PARAMSWORKIWORKINFO)
         END IF

         N_AUX_TESTS = N_AUX_TESTS + 1
         IF (ORCOND .LT. EPSTHEN
!        Either factorization failed or the matrix is flagged, and 1 <=
!        INFO <= N+1. We don't decide based on rcond anymore.
!            IF (INFO .EQ. 0 .OR. INFO .GT. N+1) THEN
!               NFAIL = NFAIL + 1
!               WRITE (*, FMT=8000) N, INFO, ORCOND, RCOND
!            END IF
         ELSE
!        Either everything succeeded (INFO == 0) or some solution failed
!        to converge (INFO > N+1).
            IF (INFO .GT. 0 .AND. INFO .LE. N+1THEN
               NFAIL = NFAIL + 1
               WRITE (*, FMT=8000) C2, N, INFO, ORCOND, RCOND
            END IF
         END IF

*        Calculating the difference between S**SVXX's X and the true X.
         DO I = 1N
            DO J = 1NRHS
               DIFFIJ ) = XIJ ) - INVHILBIJ )
            END DO
         END DO

*        Calculating the RCOND
         RNORM = 0
         RINORM = 0
         IF ( LSAMEN2C2'PO' ) .OR. LSAMEN2C2'SY' ) ) THEN
            DO I = 1N
               SUMR = 0
               SUMRI = 0
               DO J = 1N
                  SUMR = SUMR + ABS(S(I* A(I,J* S(J))
                  SUMRI = SUMRI + ABS(INVHILB(IJ/ S(J/ S(I))
               END DO
               RNORM = MAX(RNORM,SUMR)
               RINORM = MAX(RINORM,SUMRI)
            END DO
         ELSE IF ( LSAMEN2C2'GE' ) .OR. LSAMEN2C2'GB' ) )
     $           THEN
            DO I = 1N
               SUMR = 0
               SUMRI = 0
               DO J = 1N
                  SUMR = SUMR + ABS(R(I* A(I,J* C(J))
                  SUMRI = SUMRI + ABS(INVHILB(IJ/ R(J/ C(I))
               END DO
               RNORM = MAX(RNORM,SUMR)
               RINORM = MAX(RINORM,SUMRI)
            END DO
         END IF

         RNORM = RNORM / A(11)
         RCOND = 1.0/(RNORM * RINORM)

*        Calculating the R for normwise rcond.
         DO I = 1N
            RINV(I= 0.0
         END DO
         DO J = 1N
            DO I = 1N
               RINV(I= RINV(I+ ABS(A(I,J))
            END DO
         END DO

*        Calculating the Normwise rcond.
         RINORM = 0.0
         DO I = 1N
            SUMRI = 0.0
            DO J = 1N
               SUMRI = SUMRI + ABS(INVHILB(I,J* RINV(J))
            END DO
            RINORM = MAX(RINORMSUMRI)
         END DO

!        invhilb is the inverse *unscaled* Hilbert matrix, so scale its norm
!        by 1/A(1,1) to make the scaling match A (the scaled Hilbert matrix)
         NCOND = A(1,1/ RINORM

         CONDTHRESH = M * EPS
         ERRTHRESH = M * EPS

         DO K = 1NRHS
            NORMT = 0.0
            NORMDIF = 0.0
            CWISE_ERR = 0.0
            DO I = 1N
               NORMT = MAX(ABS(INVHILB(IK)), NORMT)
               NORMDIF = MAX(ABS(X(I,K- INVHILB(I,K)), NORMDIF)
               IF (INVHILB(I,K.NE. 0.0THEN
                  CWISE_ERR = MAX(ABS(X(I,K- INVHILB(I,K))
     $                 /ABS(INVHILB(I,K)), CWISE_ERR)
               ELSE IF (X(IK.NE. 0.0THEN
                  CWISE_ERR = SLAMCH('OVERFLOW')
               END IF
            END DO
            IF (NORMT .NE. 0.0THEN
               NWISE_ERR = NORMDIF / NORMT
            ELSE IF (NORMDIF .NE. 0.0THEN
               NWISE_ERR = SLAMCH('OVERFLOW')
            ELSE
               NWISE_ERR = 0.0
            ENDIF

            DO I = 1N
               RINV(I= 0.0
            END DO
            DO J = 1N
               DO I = 1N
                  RINV(I= RINV(I+ ABS(A(IJ* INVHILB(JK))
               END DO
            END DO
            RINORM = 0.0
            DO I = 1N
               SUMRI = 0.0
               DO J = 1N
                  SUMRI = SUMRI
     $                 + ABS(INVHILB(IJ* RINV(J/ INVHILB(IK))
               END DO
               RINORM = MAX(RINORMSUMRI)
            END DO
!        invhilb is the inverse *unscaled* Hilbert matrix, so scale its norm
!        by 1/A(1,1) to make the scaling match A (the scaled Hilbert matrix)
            CCOND = A(1,1)/RINORM

!        Forward error bound tests
            NWISE_BND = ERRBND_N(K + (BND_I-1)*NRHS)
            CWISE_BND = ERRBND_C(K + (BND_I-1)*NRHS)
            NWISE_RCOND = ERRBND_N(K + (COND_I-1)*NRHS)
            CWISE_RCOND = ERRBND_C(K + (COND_I-1)*NRHS)
!            write (*,*) 'nwise : ', n, k, ncond, nwise_rcond,
!     $           condthresh, ncond.ge.condthresh
!            write (*,*) 'nwise2: ', k, nwise_bnd, nwise_err, errthresh

            IF (NCOND .GE. CONDTHRESHTHEN
               NGUAR = 'YES'
               IF (NWISE_BND .GT. ERRTHRESHTHEN
                  TSTRAT(1= 1/(2.0*EPS)
               ELSE

                  IF (NWISE_BND .NE. 0.0THEN
                     TSTRAT(1= NWISE_ERR / NWISE_BND
                  ELSE IF (NWISE_ERR .NE. 0.0THEN
                     TSTRAT(1= 1/(16.0*EPS)
                  ELSE
                     TSTRAT(1= 0.0
                  END IF
                  IF (TSTRAT(1.GT. 1.0THEN
                     TSTRAT(1= 1/(4.0*EPS)
                  END IF
               END IF
            ELSE
               NGUAR = 'NO'
               IF (NWISE_BND .LT. 1.0THEN
                  TSTRAT(1= 1/(8.0*EPS)
               ELSE
                  TSTRAT(1= 1.0
               END IF
            END IF
!            write (*,*) 'cwise : ', n, k, ccond, cwise_rcond,
!     $           condthresh, ccond.ge.condthresh
!            write (*,*) 'cwise2: ', k, cwise_bnd, cwise_err, errthresh
            IF (CCOND .GE. CONDTHRESHTHEN
               CGUAR = 'YES'

               IF (CWISE_BND .GT. ERRTHRESHTHEN
                  TSTRAT(2= 1/(2.0*EPS)
               ELSE
                  IF (CWISE_BND .NE. 0.0THEN
                     TSTRAT(2= CWISE_ERR / CWISE_BND
                  ELSE IF (CWISE_ERR .NE. 0.0THEN
                     TSTRAT(2= 1/(16.0*EPS)
                  ELSE
                     TSTRAT(2= 0.0
                  END IF
                  IF (TSTRAT(2.GT. 1.0TSTRAT(2= 1/(4.0*EPS)
               END IF
            ELSE
               CGUAR = 'NO'
               IF (CWISE_BND .LT. 1.0THEN
                  TSTRAT(2= 1/(8.0*EPS)
               ELSE
                  TSTRAT(2= 1.0
               END IF
            END IF

!     Backwards error test
            TSTRAT(3= BERR(K)/EPS

!     Condition number tests
            TSTRAT(4= RCOND / ORCOND
            IF (RCOND .GE. CONDTHRESH .AND. TSTRAT(4.LT. 1.0)
     $         TSTRAT(4= 1.0 / TSTRAT(4)

            TSTRAT(5= NCOND / NWISE_RCOND
            IF (NCOND .GE. CONDTHRESH .AND. TSTRAT(5.LT. 1.0)
     $         TSTRAT(5= 1.0 / TSTRAT(5)

            TSTRAT(6= CCOND / NWISE_RCOND
            IF (CCOND .GE. CONDTHRESH .AND. TSTRAT(6.LT. 1.0)
     $         TSTRAT(6= 1.0 / TSTRAT(6)

            DO I = 1NTESTS
               IF (TSTRAT(I.GT. THRESHTHEN
                  IF (.NOT.PRINTED_GUIDETHEN
                     WRITE(*,*)
                     WRITE*99961
                     WRITE*99952
                     WRITE*99943
                     WRITE*99934
                     WRITE*99925
                     WRITE*99916
                     WRITE*99907
                     WRITE*99898
                     WRITE(*,*)
                     PRINTED_GUIDE = .TRUE.
                  END IF
                  WRITE*9999C2NKNGUARCGUARITSTRAT(I)
                  NFAIL = NFAIL + 1
               END IF
            END DO
      END DO

c$$$         WRITE(*,*)
c$$$         WRITE(*,*) 'Normwise Error Bounds'
c$$$         WRITE(*,*) 'Guaranteed error bound: ',ERRBND(NRHS,nwise_i,bnd_i)
c$$$         WRITE(*,*) 'Reciprocal condition number: ',ERRBND(NRHS,nwise_i,cond_i)
c$$$         WRITE(*,*) 'Raw error estimate: ',ERRBND(NRHS,nwise_i,rawbnd_i)
c$$$         WRITE(*,*)
c$$$         WRITE(*,*) 'Componentwise Error Bounds'
c$$$         WRITE(*,*) 'Guaranteed error bound: ',ERRBND(NRHS,cwise_i,bnd_i)
c$$$         WRITE(*,*) 'Reciprocal condition number: ',ERRBND(NRHS,cwise_i,cond_i)
c$$$         WRITE(*,*) 'Raw error estimate: ',ERRBND(NRHS,cwise_i,rawbnd_i)
c$$$         print *, 'Info: ', info
c$$$         WRITE(*,*)
*         WRITE(*,*) 'TSTRAT: ',TSTRAT

      END DO

      WRITE(*,*)
      IFNFAIL .GT. 0 ) THEN
         WRITE(*,9998C2NFAILNTESTS*N+N_AUX_TESTS
      ELSE
         WRITE(*,9997C2
      END IF
 9999 FORMAT( ' S', A2, 'SVXX: N =', I2, ', RHS = ', I2,
     $     ', NWISE GUAR. = ', A, ', CWISE GUAR. = ', A,
     $     ' test(',I1,') =', G12.5 )
 9998 FORMAT( ' S', A2, 'SVXX: ', I6, ' out of ', I6,
     $     ' tests failed to pass the threshold' )
 9997 FORMAT( ' S', A2, 'SVXX passed the tests of error bounds' )
*     Test ratios.
 9996 FORMAT( 3X, I2, ': Normwise guaranteed forward error', / 5X,
     $     'Guaranteed case: if norm ( abs( Xc - Xt )',
     $     ' / norm ( Xt ) .LE. ERRBND( *, nwise_i, bnd_i ), then',
     $     / 5X,
     $     'ERRBND( *, nwise_i, bnd_i ) .LE. MAX(SQRT(N), 10) * EPS')
 9995 FORMAT( 3X, I2, ': Componentwise guaranteed forward error' )
 9994 FORMAT( 3X, I2, ': Backwards error' )
 9993 FORMAT( 3X, I2, ': Reciprocal condition number' )
 9992 FORMAT( 3X, I2, ': Reciprocal normwise condition number' )
 9991 FORMAT( 3X, I2, ': Raw normwise error estimate' )
 9990 FORMAT( 3X, I2, ': Reciprocal componentwise condition number' )
 9989 FORMAT( 3X, I2, ': Raw componentwise error estimate' )

 8000 FORMAT( ' S', A2, 'SVXX: N =', I2, ', INFO = ', I3,
     $     ', ORCOND = ', G12.5, ', real RCOND = ', G12.5 )

      END