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
      SUBROUTINE SQRT15( SCALE, RKSEL, M, N, NRHS, A, LDA, B, LDB, S,
     $                   RANK, NORMA, NORMB, ISEED, WORK, LWORK )
*
*  -- LAPACK test routine (version 3.1) --
*     Univ. of Tennessee, Univ. of California Berkeley and NAG Ltd..
*     November 2006
*
*     .. Scalar Arguments ..
      INTEGER            LDA, LDB, LWORK, M, N, NRHS, RANK, RKSEL, SCALE
      REAL               NORMA, NORMB
*     ..
*     .. Array Arguments ..
      INTEGER            ISEED( 4 )
      REAL               A( LDA, * ), B( LDB, * ), S( * ), WORK( LWORK )
*     ..
*
*  Purpose
*  =======
*
*  SQRT15 generates a matrix with full or deficient rank and of various
*  norms.
*
*  Arguments
*  =========
*
*  SCALE   (input) INTEGER
*          SCALE = 1: normally scaled matrix
*          SCALE = 2: matrix scaled up
*          SCALE = 3: matrix scaled down
*
*  RKSEL   (input) INTEGER
*          RKSEL = 1: full rank matrix
*          RKSEL = 2: rank-deficient matrix
*
*  M       (input) INTEGER
*          The number of rows of the matrix A.
*
*  N       (input) INTEGER
*          The number of columns of A.
*
*  NRHS    (input) INTEGER
*          The number of columns of B.
*
*  A       (output) REAL array, dimension (LDA,N)
*          The M-by-N matrix A.
*
*  LDA     (input) INTEGER
*          The leading dimension of the array A.
*
*  B       (output) REAL array, dimension (LDB, NRHS)
*          A matrix that is in the range space of matrix A.
*
*  LDB     (input) INTEGER
*          The leading dimension of the array B.
*
*  S       (output) REAL array, dimension MIN(M,N)
*          Singular values of A.
*
*  RANK    (output) INTEGER
*          number of nonzero singular values of A.
*
*  NORMA   (output) REAL
*          one-norm of A.
*
*  NORMB   (output) REAL
*          one-norm of B.
*
*  ISEED   (input/output) integer array, dimension (4)
*          seed for random number generator.
*
*  WORK    (workspace) REAL array, dimension (LWORK)
*
*  LWORK   (input) INTEGER
*          length of work space required.
*          LWORK >= MAX(M+MIN(M,N),NRHS*MIN(M,N),2*N+M)
*
*  =====================================================================
*
*     .. Parameters ..
      REAL               ZERO, ONE, TWO, SVMIN
      PARAMETER          ( ZERO = 0.0E0, ONE = 1.0E0, TWO = 2.0E0,
     $                   SVMIN = 0.1E0 )
*     ..
*     .. Local Scalars ..
      INTEGER            INFO, J, MN
      REAL               BIGNUM, EPS, SMLNUM, TEMP
*     ..
*     .. Local Arrays ..
      REAL               DUMMY( 1 )
*     ..
*     .. External Functions ..
      REAL               SASUM, SLAMCH, SLANGE, SLARND, SNRM2
      EXTERNAL           SASUM, SLAMCH, SLANGE, SLARND, SNRM2
*     ..
*     .. External Subroutines ..
      EXTERNAL           SGEMM, SLAORD, SLARF, SLARNV, SLAROR, SLASCL,
     $                   SLASET, SSCAL, XERBLA
*     ..
*     .. Intrinsic Functions ..
      INTRINSIC          ABS, MAX, MIN
*     ..
*     .. Executable Statements ..
*
      MN = MIN( M, N )
      IF( LWORK.LT.MAX( M+MN, MN*NRHS, 2*N+M ) ) THEN
         CALL XERBLA( 'SQRT15', 16 )
         RETURN
      END IF
*
      SMLNUM = SLAMCH( 'Safe minimum' )
      BIGNUM = ONE / SMLNUM
      EPS = SLAMCH( 'Epsilon' )
      SMLNUM = ( SMLNUM / EPS ) / EPS
      BIGNUM = ONE / SMLNUM
*
*     Determine rank and (unscaled) singular values
*
      IF( RKSEL.EQ.1 ) THEN
         RANK = MN
      ELSE IF( RKSEL.EQ.2 ) THEN
         RANK = ( 3*MN ) / 4
         DO 10 J = RANK + 1, MN
            S( J ) = ZERO
   10    CONTINUE
      ELSE
         CALL XERBLA( 'SQRT15', 2 )
      END IF
*
      IF( RANK.GT.0 ) THEN
*
*        Nontrivial case
*
         S( 1 ) = ONE
         DO 30 J = 2, RANK
   20       CONTINUE
            TEMP = SLARND( 1, ISEED )
            IF( TEMP.GT.SVMIN ) THEN
               S( J ) = ABS( TEMP )
            ELSE
               GO TO 20
            END IF
   30    CONTINUE
         CALL SLAORD( 'Decreasing', RANK, S, 1 )
*
*        Generate 'rank' columns of a random orthogonal matrix in A
*
         CALL SLARNV( 2, ISEED, M, WORK )
         CALL SSCAL( M, ONE / SNRM2( M, WORK, 1 ), WORK, 1 )
         CALL SLASET( 'Full', M, RANK, ZERO, ONE, A, LDA )
         CALL SLARF( 'Left', M, RANK, WORK, 1, TWO, A, LDA,
     $               WORK( M+1 ) )
*
*        workspace used: m+mn
*
*        Generate consistent rhs in the range space of A
*
         CALL SLARNV( 2, ISEED, RANK*NRHS, WORK )
         CALL SGEMM( 'No transpose', 'No transpose', M, NRHS, RANK, ONE,
     $               A, LDA, WORK, RANK, ZERO, B, LDB )
*
*        work space used: <= mn *nrhs
*
*        generate (unscaled) matrix A
*
         DO 40 J = 1, RANK
            CALL SSCAL( M, S( J ), A( 1, J ), 1 )
   40    CONTINUE
         IF( RANK.LT.N )
     $      CALL SLASET( 'Full', M, N-RANK, ZERO, ZERO, A( 1, RANK+1 ),
     $                   LDA )
         CALL SLAROR( 'Right', 'No initialization', M, N, A, LDA, ISEED,
     $                WORK, INFO )
*
      ELSE
*
*        work space used 2*n+m
*
*        Generate null matrix and rhs
*
         DO 50 J = 1, MN
            S( J ) = ZERO
   50    CONTINUE
         CALL SLASET( 'Full', M, N, ZERO, ZERO, A, LDA )
         CALL SLASET( 'Full', M, NRHS, ZERO, ZERO, B, LDB )
*
      END IF
*
*     Scale the matrix
*
      IF( SCALE.NE.1 ) THEN
         NORMA = SLANGE( 'Max', M, N, A, LDA, DUMMY )
         IF( NORMA.NE.ZERO ) THEN
            IF( SCALE.EQ.2 ) THEN
*
*              matrix scaled up
*
               CALL SLASCL( 'General', 0, 0, NORMA, BIGNUM, M, N, A,
     $                      LDA, INFO )
               CALL SLASCL( 'General', 0, 0, NORMA, BIGNUM, MN, 1, S,
     $                      MN, INFO )
               CALL SLASCL( 'General', 0, 0, NORMA, BIGNUM, M, NRHS, B,
     $                      LDB, INFO )
            ELSE IF( SCALE.EQ.3 ) THEN
*
*              matrix scaled down
*
               CALL SLASCL( 'General', 0, 0, NORMA, SMLNUM, M, N, A,
     $                      LDA, INFO )
               CALL SLASCL( 'General', 0, 0, NORMA, SMLNUM, MN, 1, S,
     $                      MN, INFO )
               CALL SLASCL( 'General', 0, 0, NORMA, SMLNUM, M, NRHS, B,
     $                      LDB, INFO )
            ELSE
               CALL XERBLA( 'SQRT15', 1 )
               RETURN
            END IF
         END IF
      END IF
*
      NORMA = SASUM( MN, S, 1 )
      NORMB = SLANGE( 'One-norm', M, NRHS, B, LDB, DUMMY )
*
      RETURN
*
*     End of SQRT15
*
      END