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
      SUBROUTINE SPTT05( N, NRHS, D, E, B, LDB, X, LDX, XACT, LDXACT,
     $                   FERR, BERR, RESLTS )
*
*  -- LAPACK test routine (version 3.1) --
*     Univ. of Tennessee, Univ. of California Berkeley and NAG Ltd..
*     November 2006
*
*     .. Scalar Arguments ..
      INTEGER            LDB, LDX, LDXACT, N, NRHS
*     ..
*     .. Array Arguments ..
      REAL               B( LDB, * ), BERR( * ), D( * ), E( * ),
     $                   FERR( * ), RESLTS( * ), X( LDX, * ),
     $                   XACT( LDXACT, * )
*     ..
*
*  Purpose
*  =======
*
*  SPTT05 tests the error bounds from iterative refinement for the
*  computed solution to a system of equations A*X = B, where A is a
*  symmetric tridiagonal matrix of order n.
*
*  RESLTS(1) = test of the error bound
*            = norm(X - XACT) / ( norm(X) * FERR )
*
*  A large value is returned if this ratio is not less than one.
*
*  RESLTS(2) = residual from the iterative refinement routine
*            = the maximum of BERR / ( NZ*EPS + (*) ), where
*              (*) = NZ*UNFL / (min_i (abs(A)*abs(X) +abs(b))_i )
*              and NZ = max. number of nonzeros in any row of A, plus 1
*
*  Arguments
*  =========
*
*  N       (input) INTEGER
*          The number of rows of the matrices X, B, and XACT, and the
*          order of the matrix A.  N >= 0.
*
*  NRHS    (input) INTEGER
*          The number of columns of the matrices X, B, and XACT.
*          NRHS >= 0.
*
*  D       (input) REAL array, dimension (N)
*          The n diagonal elements of the tridiagonal matrix A.
*
*  E       (input) REAL array, dimension (N-1)
*          The (n-1) subdiagonal elements of the tridiagonal matrix A.
*
*  B       (input) REAL array, dimension (LDB,NRHS)
*          The right hand side vectors for the system of linear
*          equations.
*
*  LDB     (input) INTEGER
*          The leading dimension of the array B.  LDB >= max(1,N).
*
*  X       (input) REAL array, dimension (LDX,NRHS)
*          The computed solution vectors.  Each vector is stored as a
*          column of the matrix X.
*
*  LDX     (input) INTEGER
*          The leading dimension of the array X.  LDX >= max(1,N).
*
*  XACT    (input) REAL array, dimension (LDX,NRHS)
*          The exact solution vectors.  Each vector is stored as a
*          column of the matrix XACT.
*
*  LDXACT  (input) INTEGER
*          The leading dimension of the array XACT.  LDXACT >= max(1,N).
*
*  FERR    (input) REAL array, dimension (NRHS)
*          The estimated forward error bounds for each solution vector
*          X.  If XTRUE is the true solution, FERR bounds the magnitude
*          of the largest entry in (X - XTRUE) divided by the magnitude
*          of the largest entry in X.
*
*  BERR    (input) REAL array, dimension (NRHS)
*          The componentwise relative backward error of each solution
*          vector (i.e., the smallest relative change in any entry of A
*          or B that makes X an exact solution).
*
*  RESLTS  (output) REAL array, dimension (2)
*          The maximum over the NRHS solution vectors of the ratios:
*          RESLTS(1) = norm(X - XACT) / ( norm(X) * FERR )
*          RESLTS(2) = BERR / ( NZ*EPS + (*) )
*
*  =====================================================================
*
*     .. Parameters ..
      REAL               ZERO, ONE
      PARAMETER          ( ZERO = 0.0E+0, ONE = 1.0E+0 )
*     ..
*     .. Local Scalars ..
      INTEGER            I, IMAX, J, K, NZ
      REAL               AXBI, DIFF, EPS, ERRBND, OVFL, TMP, UNFL, XNORM
*     ..
*     .. External Functions ..
      INTEGER            ISAMAX
      REAL               SLAMCH
      EXTERNAL           ISAMAX, SLAMCH
*     ..
*     .. Intrinsic Functions ..
      INTRINSIC          ABS, MAX, MIN
*     ..
*     .. Executable Statements ..
*
*     Quick exit if N = 0 or NRHS = 0.
*
      IF( N.LE.0 .OR. NRHS.LE.0 ) THEN
         RESLTS( 1 ) = ZERO
         RESLTS( 2 ) = ZERO
         RETURN
      END IF
*
      EPS = SLAMCH( 'Epsilon' )
      UNFL = SLAMCH( 'Safe minimum' )
      OVFL = ONE / UNFL
      NZ = 4
*
*     Test 1:  Compute the maximum of
*        norm(X - XACT) / ( norm(X) * FERR )
*     over all the vectors X and XACT using the infinity-norm.
*
      ERRBND = ZERO
      DO 30 J = 1, NRHS
         IMAX = ISAMAX( N, X( 1, J ), 1 )
         XNORM = MAX( ABS( X( IMAX, J ) ), UNFL )
         DIFF = ZERO
         DO 10 I = 1, N
            DIFF = MAX( DIFF, ABS( X( I, J )-XACT( I, J ) ) )
   10    CONTINUE
*
         IF( XNORM.GT.ONE ) THEN
            GO TO 20
         ELSE IF( DIFF.LE.OVFL*XNORM ) THEN
            GO TO 20
         ELSE
            ERRBND = ONE / EPS
            GO TO 30
         END IF
*
   20    CONTINUE
         IF( DIFF / XNORM.LE.FERR( J ) ) THEN
            ERRBND = MAX( ERRBND, ( DIFF / XNORM ) / FERR( J ) )
         ELSE
            ERRBND = ONE / EPS
         END IF
   30 CONTINUE
      RESLTS( 1 ) = ERRBND
*
*     Test 2:  Compute the maximum of BERR / ( NZ*EPS + (*) ), where
*     (*) = NZ*UNFL / (min_i (abs(A)*abs(X) +abs(b))_i )
*
      DO 50 K = 1, NRHS
         IF( N.EQ.1 ) THEN
            AXBI = ABS( B( 1, K ) ) + ABS( D( 1 )*X( 1, K ) )
         ELSE
            AXBI = ABS( B( 1, K ) ) + ABS( D( 1 )*X( 1, K ) ) +
     $             ABS( E( 1 )*X( 2, K ) )
            DO 40 I = 2, N - 1
               TMP = ABS( B( I, K ) ) + ABS( E( I-1 )*X( I-1, K ) ) +
     $               ABS( D( I )*X( I, K ) ) + ABS( E( I )*X( I+1, K ) )
               AXBI = MIN( AXBI, TMP )
   40       CONTINUE
            TMP = ABS( B( N, K ) ) + ABS( E( N-1 )*X( N-1, K ) ) +
     $            ABS( D( N )*X( N, K ) )
            AXBI = MIN( AXBI, TMP )
         END IF
         TMP = BERR( K ) / ( NZ*EPS+NZ*UNFL / MAX( AXBI, NZ*UNFL ) )
         IF( K.EQ.1 ) THEN
            RESLTS( 2 ) = TMP
         ELSE
            RESLTS( 2 ) = MAX( RESLTS( 2 ), TMP )
         END IF
   50 CONTINUE
*
      RETURN
*
*     End of SPTT05
*
      END