Mac binaries
[jabaws.git] / website / archive / binaries / mac / src / disembl / Tisean_3.0.1 / source_f / slatec / snls1.f
diff --git a/website/archive/binaries/mac/src/disembl/Tisean_3.0.1/source_f/slatec/snls1.f b/website/archive/binaries/mac/src/disembl/Tisean_3.0.1/source_f/slatec/snls1.f
new file mode 100644 (file)
index 0000000..122822d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1023 @@
+*DECK SNLS1
+      SUBROUTINE SNLS1 (FCN, IOPT, M, N, X, FVEC, FJAC, LDFJAC, FTOL,
+     +   XTOL, GTOL, MAXFEV, EPSFCN, DIAG, MODE, FACTOR, NPRINT, INFO,
+     +   NFEV, NJEV, IPVT, QTF, WA1, WA2, WA3, WA4)
+C***BEGIN PROLOGUE  SNLS1
+C***PURPOSE  Minimize the sum of the squares of M nonlinear functions
+C            in N variables by a modification of the Levenberg-Marquardt
+C            algorithm.
+C***LIBRARY   SLATEC
+C***CATEGORY  K1B1A1, K1B1A2
+C***TYPE      SINGLE PRECISION (SNLS1-S, DNLS1-D)
+C***KEYWORDS  LEVENBERG-MARQUARDT, NONLINEAR DATA FITTING,
+C             NONLINEAR LEAST SQUARES
+C***AUTHOR  Hiebert, K. L., (SNLA)
+C***DESCRIPTION
+C
+C 1. Purpose.
+C
+C       The purpose of SNLS1 is to minimize the sum of the squares of M
+C       nonlinear functions in N variables by a modification of the
+C       Levenberg-Marquardt algorithm.  The user must provide a subrou-
+C       tine which calculates the functions.  The user has the option
+C       of how the Jacobian will be supplied.  The user can supply the
+C       full Jacobian, or the rows of the Jacobian (to avoid storing
+C       the full Jacobian), or let the code approximate the Jacobian by
+C       forward-differencing.   This code is the combination of the
+C       MINPACK codes (Argonne) LMDER, LMDIF, and LMSTR.
+C
+C
+C 2. Subroutine and Type Statements.
+C
+C       SUBROUTINE SNLS1(FCN,IOPT,M,N,X,FVEC,FJAC,LDFJAC,FTOL,XTOL,
+C      *                 GTOL,MAXFEV,EPSFCN,DIAG,MODE,FACTOR,NPRINT,INFO
+C      *                 ,NFEV,NJEV,IPVT,QTF,WA1,WA2,WA3,WA4)
+C       INTEGER IOPT,M,N,LDFJAC,MAXFEV,MODE,NPRINT,INFO,NFEV,NJEV
+C       INTEGER IPVT(N)
+C       REAL FTOL,XTOL,GTOL,EPSFCN,FACTOR
+C       REAL X(N),FVEC(M),FJAC(LDFJAC,N),DIAG(N),QTF(N),
+C      *     WA1(N),WA2(N),WA3(N),WA4(M)
+C
+C
+C 3. Parameters.
+C
+C       Parameters designated as input parameters must be specified on
+C       entry to SNLS1 and are not changed on exit, while parameters
+C       designated as output parameters need not be specified on entry
+C       and are set to appropriate values on exit from SNLS1.
+C
+C       FCN is the name of the user-supplied subroutine which calculates
+C         the functions.  If the user wants to supply the Jacobian
+C         (IOPT=2 or 3), then FCN must be written to calculate the
+C         Jacobian, as well as the functions.  See the explanation
+C         of the IOPT argument below.
+C         If the user wants the iterates printed (NPRINT positive), then
+C         FCN must do the printing.  See the explanation of NPRINT
+C         below.  FCN must be declared in an EXTERNAL statement in the
+C         calling program and should be written as follows.
+C
+C
+C         SUBROUTINE FCN(IFLAG,M,N,X,FVEC,FJAC,LDFJAC)
+C         INTEGER IFLAG,LDFJAC,M,N
+C         REAL X(N),FVEC(M)
+C         ----------
+C         FJAC and LDFJAC may be ignored     , if IOPT=1.
+C         REAL FJAC(LDFJAC,N)                , if IOPT=2.
+C         REAL FJAC(N)                       , if IOPT=3.
+C         ----------
+C           If IFLAG=0, the values in X and FVEC are available
+C           for printing.  See the explanation of NPRINT below.
+C           IFLAG will never be zero unless NPRINT is positive.
+C           The values of X and FVEC must not be changed.
+C         RETURN
+C         ----------
+C           If IFLAG=1, calculate the functions at X and return
+C           this vector in FVEC.
+C         RETURN
+C         ----------
+C           If IFLAG=2, calculate the full Jacobian at X and return
+C           this matrix in FJAC.  Note that IFLAG will never be 2 unless
+C           IOPT=2.  FVEC contains the function values at X and must
+C           not be altered.  FJAC(I,J) must be set to the derivative
+C           of FVEC(I) with respect to X(J).
+C         RETURN
+C         ----------
+C           If IFLAG=3, calculate the LDFJAC-th row of the Jacobian
+C           and return this vector in FJAC.  Note that IFLAG will
+C           never be 3 unless IOPT=3.  FVEC contains the function
+C           values at X and must not be altered.  FJAC(J) must be
+C           set to the derivative of FVEC(LDFJAC) with respect to X(J).
+C         RETURN
+C         ----------
+C         END
+C
+C
+C         The value of IFLAG should not be changed by FCN unless the
+C         user wants to terminate execution of SNLS1.  In this case, set
+C         IFLAG to a negative integer.
+C
+C
+C       IOPT is an input variable which specifies how the Jacobian will
+C         be calculated.  If IOPT=2 or 3, then the user must supply the
+C         Jacobian, as well as the function values, through the
+C         subroutine FCN.  If IOPT=2, the user supplies the full
+C         Jacobian with one call to FCN.  If IOPT=3, the user supplies
+C         one row of the Jacobian with each call.  (In this manner,
+C         storage can be saved because the full Jacobian is not stored.)
+C         If IOPT=1, the code will approximate the Jacobian by forward
+C         differencing.
+C
+C       M is a positive integer input variable set to the number of
+C         functions.
+C
+C       N is a positive integer input variable set to the number of
+C         variables.  N must not exceed M.
+C
+C       X is an array of length N.  On input, X must contain an initial
+C         estimate of the solution vector.  On output, X contains the
+C         final estimate of the solution vector.
+C
+C       FVEC is an output array of length M which contains the functions
+C         evaluated at the output X.
+C
+C       FJAC is an output array.  For IOPT=1 and 2, FJAC is an M by N
+C         array.  For IOPT=3, FJAC is an N by N array.  The upper N by N
+C         submatrix of FJAC contains an upper triangular matrix R with
+C         diagonal elements of nonincreasing magnitude such that
+C
+C                T     T           T
+C               P *(JAC *JAC)*P = R *R,
+C
+C         where P is a permutation matrix and JAC is the final calcu-
+C         lated Jacobian.  Column J of P is column IPVT(J) (see below)
+C         of the identity matrix.  The lower part of FJAC contains
+C         information generated during the computation of R.
+C
+C       LDFJAC is a positive integer input variable which specifies
+C         the leading dimension of the array FJAC.  For IOPT=1 and 2,
+C         LDFJAC must not be less than M.  For IOPT=3, LDFJAC must not
+C         be less than N.
+C
+C       FTOL is a non-negative input variable.  Termination occurs when
+C         both the actual and predicted relative reductions in the sum
+C         of squares are at most FTOL.  Therefore, FTOL measures the
+C         relative error desired in the sum of squares.  Section 4 con-
+C         tains more details about FTOL.
+C
+C       XTOL is a non-negative input variable.  Termination occurs when
+C         the relative error between two consecutive iterates is at most
+C         XTOL.  Therefore, XTOL measures the relative error desired in
+C         the approximate solution.  Section 4 contains more details
+C         about XTOL.
+C
+C       GTOL is a non-negative input variable.  Termination occurs when
+C         the cosine of the angle between FVEC and any column of the
+C         Jacobian is at most GTOL in absolute value.  Therefore, GTOL
+C         measures the orthogonality desired between the function vector
+C         and the columns of the Jacobian.  Section 4 contains more
+C         details about GTOL.
+C
+C       MAXFEV is a positive integer input variable.  Termination occurs
+C         when the number of calls to FCN to evaluate the functions
+C         has reached MAXFEV.
+C
+C       EPSFCN is an input variable used in determining a suitable step
+C         for the forward-difference approximation.  This approximation
+C         assumes that the relative errors in the functions are of the
+C         order of EPSFCN.  If EPSFCN is less than the machine preci-
+C         sion, it is assumed that the relative errors in the functions
+C         are of the order of the machine precision.  If IOPT=2 or 3,
+C         then EPSFCN can be ignored (treat it as a dummy argument).
+C
+C       DIAG is an array of length N.  If MODE = 1 (see below), DIAG is
+C         internally set.  If MODE = 2, DIAG must contain positive
+C         entries that serve as implicit (multiplicative) scale factors
+C         for the variables.
+C
+C       MODE is an integer input variable.  If MODE = 1, the variables
+C         will be scaled internally.  If MODE = 2, the scaling is speci-
+C         fied by the input DIAG.  Other values of MODE are equivalent
+C         to MODE = 1.
+C
+C       FACTOR is a positive input variable used in determining the ini-
+C         tial step bound.  This bound is set to the product of FACTOR
+C         and the Euclidean norm of DIAG*X if nonzero, or else to FACTOR
+C         itself.  In most cases FACTOR should lie in the interval
+C         (.1,100.).  100. is a generally recommended value.
+C
+C       NPRINT is an integer input variable that enables controlled
+C         printing of iterates if it is positive.  In this case, FCN is
+C         called with IFLAG = 0 at the beginning of the first iteration
+C         and every NPRINT iterations thereafter and immediately prior
+C         to return, with X and FVEC available for printing. Appropriate
+C         print statements must be added to FCN (see example) and
+C         FVEC should not be altered.  If NPRINT is not positive, no
+C         special calls to FCN with IFLAG = 0 are made.
+C
+C       INFO is an integer output variable.  If the user has terminated
+C         execution, INFO is set to the (negative) value of IFLAG.  See
+C         description of FCN and JAC. Otherwise, INFO is set as follows.
+C
+C         INFO = 0  improper input parameters.
+C
+C         INFO = 1  both actual and predicted relative reductions in the
+C                   sum of squares are at most FTOL.
+C
+C         INFO = 2  relative error between two consecutive iterates is
+C                   at most XTOL.
+C
+C         INFO = 3  conditions for INFO = 1 and INFO = 2 both hold.
+C
+C         INFO = 4  the cosine of the angle between FVEC and any column
+C                   of the Jacobian is at most GTOL in absolute value.
+C
+C         INFO = 5  number of calls to FCN for function evaluation
+C                   has reached MAXFEV.
+C
+C         INFO = 6  FTOL is too small.  No further reduction in the sum
+C                   of squares is possible.
+C
+C         INFO = 7  XTOL is too small.  No further improvement in the
+C                   approximate solution X is possible.
+C
+C         INFO = 8  GTOL is too small.  FVEC is orthogonal to the
+C                   columns of the Jacobian to machine precision.
+C
+C         Sections 4 and 5 contain more details about INFO.
+C
+C       NFEV is an integer output variable set to the number of calls to
+C         FCN for function evaluation.
+C
+C       NJEV is an integer output variable set to the number of
+C         evaluations of the full Jacobian.  If IOPT=2, only one call to
+C         FCN is required for each evaluation of the full Jacobian.
+C         If IOPT=3, the M calls to FCN are required.
+C         If IOPT=1, then NJEV is set to zero.
+C
+C       IPVT is an integer output array of length N.  IPVT defines a
+C         permutation matrix P such that JAC*P = Q*R, where JAC is the
+C         final calculated Jacobian, Q is orthogonal (not stored), and R
+C         is upper triangular with diagonal elements of nonincreasing
+C         magnitude.  Column J of P is column IPVT(J) of the identity
+C         matrix.
+C
+C       QTF is an output array of length N which contains the first N
+C         elements of the vector (Q transpose)*FVEC.
+C
+C       WA1, WA2, and WA3 are work arrays of length N.
+C
+C       WA4 is a work array of length M.
+C
+C
+C 4. Successful Completion.
+C
+C       The accuracy of SNLS1 is controlled by the convergence parame-
+C       ters FTOL, XTOL, and GTOL.  These parameters are used in tests
+C       which make three types of comparisons between the approximation
+C       X and a solution XSOL.  SNLS1 terminates when any of the tests
+C       is satisfied.  If any of the convergence parameters is less than
+C       the machine precision (as defined by the function R1MACH(4)),
+C       then SNLS1 only attempts to satisfy the test defined by the
+C       machine precision.  Further progress is not usually possible.
+C
+C       The tests assume that the functions are reasonably well behaved,
+C       and, if the Jacobian is supplied by the user, that the functions
+C       and the Jacobian are coded consistently.  If these conditions
+C       are not satisfied, then SNLS1 may incorrectly indicate conver-
+C       gence.  If the Jacobian is coded correctly or IOPT=1,
+C       then the validity of the answer can be checked, for example, by
+C       rerunning SNLS1 with tighter tolerances.
+C
+C       First Convergence Test.  If ENORM(Z) denotes the Euclidean norm
+C         of a vector Z, then this test attempts to guarantee that
+C
+C               ENORM(FVEC) .LE. (1+FTOL)*ENORM(FVECS),
+C
+C         where FVECS denotes the functions evaluated at XSOL.  If this
+C         condition is satisfied with FTOL = 10**(-K), then the final
+C         residual norm ENORM(FVEC) has K significant decimal digits and
+C         INFO is set to 1 (or to 3 if the second test is also satis-
+C         fied).  Unless high precision solutions are required, the
+C         recommended value for FTOL is the square root of the machine
+C         precision.
+C
+C       Second Convergence Test.  If D is the diagonal matrix whose
+C         entries are defined by the array DIAG, then this test attempts
+C         to guarantee that
+C
+C               ENORM(D*(X-XSOL)) .LE. XTOL*ENORM(D*XSOL).
+C
+C         If this condition is satisfied with XTOL = 10**(-K), then the
+C         larger components of D*X have K significant decimal digits and
+C         INFO is set to 2 (or to 3 if the first test is also satis-
+C         fied).  There is a danger that the smaller components of D*X
+C         may have large relative errors, but if MODE = 1, then the
+C         accuracy of the components of X is usually related to their
+C         sensitivity.  Unless high precision solutions are required,
+C         the recommended value for XTOL is the square root of the
+C         machine precision.
+C
+C       Third Convergence Test.  This test is satisfied when the cosine
+C         of the angle between FVEC and any column of the Jacobian at X
+C         is at most GTOL in absolute value.  There is no clear rela-
+C         tionship between this test and the accuracy of SNLS1, and
+C         furthermore, the test is equally well satisfied at other crit-
+C         ical points, namely maximizers and saddle points.  Therefore,
+C         termination caused by this test (INFO = 4) should be examined
+C         carefully.  The recommended value for GTOL is zero.
+C
+C
+C 5. Unsuccessful Completion.
+C
+C       Unsuccessful termination of SNLS1 can be due to improper input
+C       parameters, arithmetic interrupts, or an excessive number of
+C       function evaluations.
+C
+C       Improper Input Parameters.  INFO is set to 0 if IOPT .LT. 1
+C         or IOPT .GT. 3, or N .LE. 0, or M .LT. N, or for IOPT=1 or 2
+C         LDFJAC .LT. M, or for IOPT=3 LDFJAC .LT. N, or FTOL .LT. 0.E0,
+C         or XTOL .LT. 0.E0, or GTOL .LT. 0.E0, or MAXFEV .LE. 0, or
+C         FACTOR .LE. 0.E0.
+C
+C       Arithmetic Interrupts.  If these interrupts occur in the FCN
+C         subroutine during an early stage of the computation, they may
+C         be caused by an unacceptable choice of X by SNLS1.  In this
+C         case, it may be possible to remedy the situation by rerunning
+C         SNLS1 with a smaller value of FACTOR.
+C
+C       Excessive Number of Function Evaluations.  A reasonable value
+C         for MAXFEV is 100*(N+1) for IOPT=2 or 3 and 200*(N+1) for
+C         IOPT=1.  If the number of calls to FCN reaches MAXFEV, then
+C         this indicates that the routine is converging very slowly
+C         as measured by the progress of FVEC, and INFO is set to 5.
+C         In this case, it may be helpful to restart SNLS1 with MODE
+C         set to 1.
+C
+C
+C 6. Characteristics of the Algorithm.
+C
+C       SNLS1 is a modification of the Levenberg-Marquardt algorithm.
+C       Two of its main characteristics involve the proper use of
+C       implicitly scaled variables (if MODE = 1) and an optimal choice
+C       for the correction.  The use of implicitly scaled variables
+C       achieves scale invariance of SNLS1 and limits the size of the
+C       correction in any direction where the functions are changing
+C       rapidly.  The optimal choice of the correction guarantees (under
+C       reasonable conditions) global convergence from starting points
+C       far from the solution and a fast rate of convergence for
+C       problems with small residuals.
+C
+C       Timing.  The time required by SNLS1 to solve a given problem
+C         depends on M and N, the behavior of the functions, the accu-
+C         racy requested, and the starting point.  The number of arith-
+C         metic operations needed by SNLS1 is about N**3 to process each
+C         evaluation of the functions (call to FCN) and to process each
+C         evaluation of the Jacobian it takes M*N**2 for IOPT=2 (one
+C         call to FCN), M*N**2 for IOPT=1 (N calls to FCN) and
+C         1.5*M*N**2 for IOPT=3 (M calls to FCN).  Unless FCN
+C         can be evaluated quickly, the timing of SNLS1 will be
+C         strongly influenced by the time spent in FCN.
+C
+C       Storage.  SNLS1 requires (M*N + 2*M + 6*N) for IOPT=1 or 2 and
+C         (N**2 + 2*M + 6*N) for IOPT=3 single precision storage
+C         locations and N integer storage locations, in addition to
+C         the storage required by the program.  There are no internally
+C         declared storage arrays.
+C
+C *Long Description:
+C
+C 7. Example.
+C
+C       The problem is to determine the values of X(1), X(2), and X(3)
+C       which provide the best fit (in the least squares sense) of
+C
+C             X(1) + U(I)/(V(I)*X(2) + W(I)*X(3)),  I = 1, 15
+C
+C       to the data
+C
+C             Y = (0.14,0.18,0.22,0.25,0.29,0.32,0.35,0.39,
+C                  0.37,0.58,0.73,0.96,1.34,2.10,4.39),
+C
+C       where U(I) = I, V(I) = 16 - I, and W(I) = MIN(U(I),V(I)).  The
+C       I-th component of FVEC is thus defined by
+C
+C             Y(I) - (X(1) + U(I)/(V(I)*X(2) + W(I)*X(3))).
+C
+C       **********
+C
+C       PROGRAM TEST
+C C
+C C     Driver for SNLS1 example.
+C C
+C       INTEGER J,IOPT,M,N,LDFJAC,MAXFEV,MODE,NPRINT,INFO,NFEV,NJEV,
+C      *        NWRITE
+C       INTEGER IPVT(3)
+C       REAL FTOL,XTOL,GTOL,FACTOR,FNORM,EPSFCN
+C       REAL X(3),FVEC(15),FJAC(15,3),DIAG(3),QTF(3),
+C      *     WA1(3),WA2(3),WA3(3),WA4(15)
+C       REAL ENORM,R1MACH
+C       EXTERNAL FCN
+C       DATA NWRITE /6/
+C C
+C       IOPT = 1
+C       M = 15
+C       N = 3
+C C
+C C     The following starting values provide a rough fit.
+C C
+C       X(1) = 1.E0
+C       X(2) = 1.E0
+C       X(3) = 1.E0
+C C
+C       LDFJAC = 15
+C C
+C C     Set FTOL and XTOL to the square root of the machine precision
+C C     and GTOL to zero.  Unless high precision solutions are
+C C     required, these are the recommended settings.
+C C
+C       FTOL = SQRT(R1MACH(4))
+C       XTOL = SQRT(R1MACH(4))
+C       GTOL = 0.E0
+C C
+C       MAXFEV = 400
+C       EPSFCN = 0.0
+C       MODE = 1
+C       FACTOR = 1.E2
+C       NPRINT = 0
+C C
+C       CALL SNLS1(FCN,IOPT,M,N,X,FVEC,FJAC,LDFJAC,FTOL,XTOL,
+C      *           GTOL,MAXFEV,EPSFCN,DIAG,MODE,FACTOR,NPRINT,
+C      *           INFO,NFEV,NJEV,IPVT,QTF,WA1,WA2,WA3,WA4)
+C       FNORM = ENORM(M,FVEC)
+C       WRITE (NWRITE,1000) FNORM,NFEV,NJEV,INFO,(X(J),J=1,N)
+C       STOP
+C  1000 FORMAT (5X,' FINAL L2 NORM OF THE RESIDUALS',E15.7 //
+C      *        5X,' NUMBER OF FUNCTION EVALUATIONS',I10 //
+C      *        5X,' NUMBER OF JACOBIAN EVALUATIONS',I10 //
+C      *        5X,' EXIT PARAMETER',16X,I10 //
+C      *        5X,' FINAL APPROXIMATE SOLUTION' // 5X,3E15.7)
+C       END
+C       SUBROUTINE FCN(IFLAG,M,N,X,FVEC,DUM,IDUM)
+C C     This is the form of the FCN routine if IOPT=1,
+C C     that is, if the user does not calculate the Jacobian.
+C       INTEGER M,N,IFLAG
+C       REAL X(N),FVEC(M)
+C       INTEGER I
+C       REAL TMP1,TMP2,TMP3,TMP4
+C       REAL Y(15)
+C       DATA Y(1),Y(2),Y(3),Y(4),Y(5),Y(6),Y(7),Y(8),
+C      *     Y(9),Y(10),Y(11),Y(12),Y(13),Y(14),Y(15)
+C      *     /1.4E-1,1.8E-1,2.2E-1,2.5E-1,2.9E-1,3.2E-1,3.5E-1,3.9E-1,
+C      *      3.7E-1,5.8E-1,7.3E-1,9.6E-1,1.34E0,2.1E0,4.39E0/
+C C
+C       IF (IFLAG .NE. 0) GO TO 5
+C C
+C C     Insert print statements here when NPRINT is positive.
+C C
+C       RETURN
+C     5 CONTINUE
+C       DO 10 I = 1, M
+C          TMP1 = I
+C          TMP2 = 16 - I
+C          TMP3 = TMP1
+C          IF (I .GT. 8) TMP3 = TMP2
+C          FVEC(I) = Y(I) - (X(1) + TMP1/(X(2)*TMP2 + X(3)*TMP3))
+C    10    CONTINUE
+C       RETURN
+C       END
+C
+C
+C       Results obtained with different compilers or machines
+C       may be slightly different.
+C
+C       FINAL L2 NORM OF THE RESIDUALS  0.9063596E-01
+C
+C       NUMBER OF FUNCTION EVALUATIONS        25
+C
+C       NUMBER OF JACOBIAN EVALUATIONS         0
+C
+C       EXIT PARAMETER                         1
+C
+C       FINAL APPROXIMATE SOLUTION
+C
+C        0.8241058E-01  0.1133037E+01  0.2343695E+01
+C
+C
+C       For IOPT=2, FCN would be modified as follows to also
+C       calculate the full Jacobian when IFLAG=2.
+C
+C       SUBROUTINE FCN(IFLAG,M,N,X,FVEC,FJAC,LDFJAC)
+C C
+C C     This is the form of the FCN routine if IOPT=2,
+C C     that is, if the user calculates the full Jacobian.
+C C
+C       INTEGER LDFJAC,M,N,IFLAG
+C       REAL X(N),FVEC(M)
+C       REAL FJAC(LDFJAC,N)
+C       INTEGER I
+C       REAL TMP1,TMP2,TMP3,TMP4
+C       REAL Y(15)
+C       DATA Y(1),Y(2),Y(3),Y(4),Y(5),Y(6),Y(7),Y(8),
+C      *     Y(9),Y(10),Y(11),Y(12),Y(13),Y(14),Y(15)
+C      *     /1.4E-1,1.8E-1,2.2E-1,2.5E-1,2.9E-1,3.2E-1,3.5E-1,3.9E-1,
+C      *      3.7E-1,5.8E-1,7.3E-1,9.6E-1,1.34E0,2.1E0,4.39E0/
+C C
+C       IF (IFLAG .NE. 0) GO TO 5
+C C
+C C     Insert print statements here when NPRINT is positive.
+C C
+C       RETURN
+C     5 CONTINUE
+C       IF(IFLAG.NE.1) GO TO 20
+C       DO 10 I = 1, M
+C          TMP1 = I
+C          TMP2 = 16 - I
+C          TMP3 = TMP1
+C          IF (I .GT. 8) TMP3 = TMP2
+C          FVEC(I) = Y(I) - (X(1) + TMP1/(X(2)*TMP2 + X(3)*TMP3))
+C    10    CONTINUE
+C       RETURN
+C C
+C C     Below, calculate the full Jacobian.
+C C
+C    20    CONTINUE
+C C
+C       DO 30 I = 1, M
+C          TMP1 = I
+C          TMP2 = 16 - I
+C          TMP3 = TMP1
+C          IF (I .GT. 8) TMP3 = TMP2
+C          TMP4 = (X(2)*TMP2 + X(3)*TMP3)**2
+C          FJAC(I,1) = -1.E0
+C          FJAC(I,2) = TMP1*TMP2/TMP4
+C          FJAC(I,3) = TMP1*TMP3/TMP4
+C    30    CONTINUE
+C       RETURN
+C       END
+C
+C
+C       For IOPT = 3, FJAC would be dimensioned as FJAC(3,3),
+C         LDFJAC would be set to 3, and FCN would be written as
+C         follows to calculate a row of the Jacobian when IFLAG=3.
+C
+C       SUBROUTINE FCN(IFLAG,M,N,X,FVEC,FJAC,LDFJAC)
+C C     This is the form of the FCN routine if IOPT=3,
+C C     that is, if the user calculates the Jacobian row by row.
+C       INTEGER M,N,IFLAG
+C       REAL X(N),FVEC(M)
+C       REAL FJAC(N)
+C       INTEGER I
+C       REAL TMP1,TMP2,TMP3,TMP4
+C       REAL Y(15)
+C       DATA Y(1),Y(2),Y(3),Y(4),Y(5),Y(6),Y(7),Y(8),
+C      *     Y(9),Y(10),Y(11),Y(12),Y(13),Y(14),Y(15)
+C      *     /1.4E-1,1.8E-1,2.2E-1,2.5E-1,2.9E-1,3.2E-1,3.5E-1,3.9E-1,
+C      *      3.7E-1,5.8E-1,7.3E-1,9.6E-1,1.34E0,2.1E0,4.39E0/
+C C
+C       IF (IFLAG .NE. 0) GO TO 5
+C C
+C C     Insert print statements here when NPRINT is positive.
+C C
+C       RETURN
+C     5 CONTINUE
+C       IF( IFLAG.NE.1) GO TO 20
+C       DO 10 I = 1, M
+C          TMP1 = I
+C          TMP2 = 16 - I
+C          TMP3 = TMP1
+C          IF (I .GT. 8) TMP3 = TMP2
+C          FVEC(I) = Y(I) - (X(1) + TMP1/(X(2)*TMP2 + X(3)*TMP3))
+C    10    CONTINUE
+C       RETURN
+C C
+C C     Below, calculate the LDFJAC-th row of the Jacobian.
+C C
+C    20 CONTINUE
+C
+C       I = LDFJAC
+C          TMP1 = I
+C          TMP2 = 16 - I
+C          TMP3 = TMP1
+C          IF (I .GT. 8) TMP3 = TMP2
+C          TMP4 = (X(2)*TMP2 + X(3)*TMP3)**2
+C          FJAC(1) = -1.E0
+C          FJAC(2) = TMP1*TMP2/TMP4
+C          FJAC(3) = TMP1*TMP3/TMP4
+C       RETURN
+C       END
+C
+C***REFERENCES  Jorge J. More, The Levenberg-Marquardt algorithm:
+C                 implementation and theory.  In Numerical Analysis
+C                 Proceedings (Dundee, June 28 - July 1, 1977, G. A.
+C                 Watson, Editor), Lecture Notes in Mathematics 630,
+C                 Springer-Verlag, 1978.
+C***ROUTINES CALLED  CHKDER, ENORM, FDJAC3, LMPAR, QRFAC, R1MACH,
+C                    RWUPDT, XERMSG
+C***REVISION HISTORY  (YYMMDD)
+C   800301  DATE WRITTEN
+C   890531  Changed all specific intrinsics to generic.  (WRB)
+C   890531  REVISION DATE from Version 3.2
+C   891214  Prologue converted to Version 4.0 format.  (BAB)
+C   900315  CALLs to XERROR changed to CALLs to XERMSG.  (THJ)
+C   900510  Convert XERRWV calls to XERMSG calls.  (RWC)
+C   920501  Reformatted the REFERENCES section.  (WRB)
+C***END PROLOGUE  SNLS1
+      INTEGER IOPT,M,N,LDFJAC,MAXFEV,MODE,NPRINT,INFO,NFEV,NJEV
+      INTEGER IJUNK,NROW,IPVT(*)
+      REAL FTOL,XTOL,GTOL,FACTOR,EPSFCN
+      REAL X(*),FVEC(*),FJAC(LDFJAC,*),DIAG(*),QTF(*),WA1(*),WA2(*),
+     1     WA3(*),WA4(*)
+      LOGICAL SING
+      EXTERNAL FCN
+      INTEGER I,IFLAG,ITER,J,L,MODECH
+      REAL ACTRED,DELTA,DIRDER,EPSMCH,FNORM,FNORM1,GNORM,ONE,PAR,
+     1     PNORM,PRERED,P1,P5,P25,P75,P0001,RATIO,SUM,TEMP,TEMP1,
+     2     TEMP2,XNORM,ZERO
+      REAL R1MACH,ENORM,ERR,CHKLIM
+      CHARACTER*8 XERN1
+      CHARACTER*16 XERN3
+C
+      SAVE CHKLIM, ONE, P1, P5, P25, P75, P0001, ZERO
+      DATA CHKLIM/.1E0/
+      DATA ONE,P1,P5,P25,P75,P0001,ZERO
+     1     /1.0E0,1.0E-1,5.0E-1,2.5E-1,7.5E-1,1.0E-4,0.0E0/
+C
+C***FIRST EXECUTABLE STATEMENT  SNLS1
+      EPSMCH = R1MACH(4)
+C
+      INFO = 0
+      IFLAG = 0
+      NFEV = 0
+      NJEV = 0
+C
+C     CHECK THE INPUT PARAMETERS FOR ERRORS.
+C
+      IF (IOPT .LT. 1 .OR. IOPT .GT. 3 .OR. N .LE. 0 .OR.
+     1    M .LT. N .OR. LDFJAC .LT. N .OR. FTOL .LT. ZERO
+     2    .OR. XTOL .LT. ZERO .OR. GTOL .LT. ZERO
+     3    .OR. MAXFEV .LE. 0 .OR. FACTOR .LE. ZERO) GO TO 300
+      IF (IOPT .LT. 3 .AND. LDFJAC .LT. M) GO TO 300
+      IF (MODE .NE. 2) GO TO 20
+      DO 10 J = 1, N
+         IF (DIAG(J) .LE. ZERO) GO TO 300
+   10    CONTINUE
+   20 CONTINUE
+C
+C     EVALUATE THE FUNCTION AT THE STARTING POINT
+C     AND CALCULATE ITS NORM.
+C
+      IFLAG = 1
+      IJUNK = 1
+      CALL FCN(IFLAG,M,N,X,FVEC,FJAC,IJUNK)
+      NFEV = 1
+      IF (IFLAG .LT. 0) GO TO 300
+      FNORM = ENORM(M,FVEC)
+C
+C     INITIALIZE LEVENBERG-MARQUARDT PARAMETER AND ITERATION COUNTER.
+C
+      PAR = ZERO
+      ITER = 1
+C
+C     BEGINNING OF THE OUTER LOOP.
+C
+   30 CONTINUE
+C
+C        IF REQUESTED, CALL FCN TO ENABLE PRINTING OF ITERATES.
+C
+         IF (NPRINT .LE. 0) GO TO 40
+         IFLAG = 0
+         IF (MOD(ITER-1,NPRINT) .EQ. 0)
+     1      CALL FCN(IFLAG,M,N,X,FVEC,FJAC,IJUNK)
+         IF (IFLAG .LT. 0) GO TO 300
+   40    CONTINUE
+C
+C        CALCULATE THE JACOBIAN MATRIX.
+C
+      IF (IOPT .EQ. 3) GO TO 475
+C
+C     STORE THE FULL JACOBIAN USING M*N STORAGE
+C
+      IF (IOPT .EQ. 1) GO TO 410
+C
+C     THE USER SUPPLIES THE JACOBIAN
+C
+         IFLAG = 2
+         CALL FCN(IFLAG,M,N,X,FVEC,FJAC,LDFJAC)
+         NJEV = NJEV + 1
+C
+C             ON THE FIRST ITERATION, CHECK THE USER SUPPLIED JACOBIAN
+C
+         IF (ITER .LE. 1) THEN
+            IF (IFLAG .LT. 0) GO TO 300
+C
+C           GET THE INCREMENTED X-VALUES INTO WA1(*).
+C
+            MODECH = 1
+            CALL CHKDER(M,N,X,FVEC,FJAC,LDFJAC,WA1,WA4,MODECH,ERR)
+C
+C           EVALUATE FUNCTION AT INCREMENTED VALUE AND PUT IN WA4(*).
+C
+            IFLAG = 1
+            CALL FCN(IFLAG,M,N,WA1,WA4,FJAC,LDFJAC)
+            NFEV = NFEV + 1
+            IF(IFLAG .LT. 0) GO TO 300
+            DO 350 I = 1, M
+               MODECH = 2
+               CALL CHKDER(1,N,X,FVEC(I),FJAC(I,1),LDFJAC,WA1,
+     1              WA4(I),MODECH,ERR)
+               IF (ERR .LT. CHKLIM) THEN
+                  WRITE (XERN1, '(I8)') I
+                  WRITE (XERN3, '(1PE15.6)') ERR
+                  CALL XERMSG ('SLATEC', 'SNLS1', 'DERIVATIVE OF ' //
+     *               'FUNCTION ' // XERN1 // ' MAY BE WRONG, ERR = ' //
+     *               XERN3 // ' TOO CLOSE TO 0.', 7, 0)
+               ENDIF
+  350       CONTINUE
+         ENDIF
+C
+         GO TO 420
+C
+C     THE CODE APPROXIMATES THE JACOBIAN
+C
+410      IFLAG = 1
+         CALL FDJAC3(FCN,M,N,X,FVEC,FJAC,LDFJAC,IFLAG,EPSFCN,WA4)
+         NFEV = NFEV + N
+  420    IF (IFLAG .LT. 0) GO TO 300
+C
+C        COMPUTE THE QR FACTORIZATION OF THE JACOBIAN.
+C
+         CALL QRFAC(M,N,FJAC,LDFJAC,.TRUE.,IPVT,N,WA1,WA2,WA3)
+C
+C        FORM (Q TRANSPOSE)*FVEC AND STORE THE FIRST N COMPONENTS IN
+C        QTF.
+C
+         DO 430 I = 1, M
+            WA4(I) = FVEC(I)
+  430         CONTINUE
+         DO 470 J = 1, N
+            IF (FJAC(J,J) .EQ. ZERO) GO TO 460
+            SUM = ZERO
+            DO 440 I = J, M
+               SUM = SUM + FJAC(I,J)*WA4(I)
+  440          CONTINUE
+            TEMP = -SUM/FJAC(J,J)
+            DO 450 I = J, M
+               WA4(I) = WA4(I) + FJAC(I,J)*TEMP
+  450          CONTINUE
+  460       CONTINUE
+            FJAC(J,J) = WA1(J)
+            QTF(J) = WA4(J)
+  470       CONTINUE
+         GO TO 560
+C
+C        ACCUMULATE THE JACOBIAN BY ROWS IN ORDER TO SAVE STORAGE.
+C        COMPUTE THE QR FACTORIZATION OF THE JACOBIAN MATRIX
+C        CALCULATED ONE ROW AT A TIME, WHILE SIMULTANEOUSLY
+C        FORMING (Q TRANSPOSE)*FVEC AND STORING THE FIRST
+C        N COMPONENTS IN QTF.
+C
+  475    DO 490 J = 1, N
+            QTF(J) = ZERO
+            DO 480 I = 1, N
+               FJAC(I,J) = ZERO
+  480          CONTINUE
+  490        CONTINUE
+         DO 500 I = 1, M
+            NROW = I
+            IFLAG = 3
+            CALL FCN(IFLAG,M,N,X,FVEC,WA3,NROW)
+            IF (IFLAG .LT. 0) GO TO 300
+C
+C            ON THE FIRST ITERATION, CHECK THE USER SUPPLIED JACOBIAN.
+C
+            IF(ITER .GT. 1) GO TO 498
+C
+C            GET THE INCREMENTED X-VALUES INTO WA1(*).
+C
+            MODECH = 1
+            CALL CHKDER(M,N,X,FVEC,FJAC,LDFJAC,WA1,WA4,MODECH,ERR)
+C
+C            EVALUATE AT INCREMENTED VALUES, IF NOT ALREADY EVALUATED.
+C
+            IF(I .NE. 1) GO TO 495
+C
+C            EVALUATE FUNCTION AT INCREMENTED VALUE AND PUT INTO WA4(*).
+C
+            IFLAG = 1
+            CALL FCN(IFLAG,M,N,WA1,WA4,FJAC,NROW)
+            NFEV = NFEV + 1
+            IF(IFLAG .LT. 0) GO TO 300
+495         CONTINUE
+            MODECH = 2
+            CALL CHKDER(1,N,X,FVEC(I),WA3,1,WA1,WA4(I),MODECH,ERR)
+            IF (ERR .LT. CHKLIM) THEN
+               WRITE (XERN1, '(I8)') I
+               WRITE (XERN3, '(1PE15.6)') ERR
+               CALL XERMSG ('SLATEC', 'SNLS1', 'DERIVATIVE OF FUNCTION '
+     *            // XERN1 // ' MAY BE WRONG, ERR = ' // XERN3 //
+     *            ' TOO CLOSE TO 0.', 7, 0)
+            ENDIF
+498         CONTINUE
+C
+            TEMP = FVEC(I)
+            CALL RWUPDT(N,FJAC,LDFJAC,WA3,QTF,TEMP,WA1,WA2)
+  500       CONTINUE
+         NJEV = NJEV + 1
+C
+C        IF THE JACOBIAN IS RANK DEFICIENT, CALL QRFAC TO
+C        REORDER ITS COLUMNS AND UPDATE THE COMPONENTS OF QTF.
+C
+         SING = .FALSE.
+         DO 510 J = 1, N
+            IF (FJAC(J,J) .EQ. ZERO) SING = .TRUE.
+            IPVT(J) = J
+            WA2(J) = ENORM(J,FJAC(1,J))
+  510       CONTINUE
+         IF (.NOT.SING) GO TO 560
+         CALL QRFAC(N,N,FJAC,LDFJAC,.TRUE.,IPVT,N,WA1,WA2,WA3)
+         DO 550 J = 1, N
+            IF (FJAC(J,J) .EQ. ZERO) GO TO 540
+            SUM = ZERO
+            DO 520 I = J, N
+               SUM = SUM + FJAC(I,J)*QTF(I)
+  520         CONTINUE
+            TEMP = -SUM/FJAC(J,J)
+            DO 530 I = J, N
+               QTF(I) = QTF(I) + FJAC(I,J)*TEMP
+  530          CONTINUE
+  540       CONTINUE
+            FJAC(J,J) = WA1(J)
+  550       CONTINUE
+  560    CONTINUE
+C
+C        ON THE FIRST ITERATION AND IF MODE IS 1, SCALE ACCORDING
+C        TO THE NORMS OF THE COLUMNS OF THE INITIAL JACOBIAN.
+C
+         IF (ITER .NE. 1) GO TO 80
+         IF (MODE .EQ. 2) GO TO 60
+         DO 50 J = 1, N
+            DIAG(J) = WA2(J)
+            IF (WA2(J) .EQ. ZERO) DIAG(J) = ONE
+   50       CONTINUE
+   60    CONTINUE
+C
+C        ON THE FIRST ITERATION, CALCULATE THE NORM OF THE SCALED X
+C        AND INITIALIZE THE STEP BOUND DELTA.
+C
+         DO 70 J = 1, N
+            WA3(J) = DIAG(J)*X(J)
+   70       CONTINUE
+         XNORM = ENORM(N,WA3)
+         DELTA = FACTOR*XNORM
+         IF (DELTA .EQ. ZERO) DELTA = FACTOR
+   80    CONTINUE
+C
+C        COMPUTE THE NORM OF THE SCALED GRADIENT.
+C
+         GNORM = ZERO
+         IF (FNORM .EQ. ZERO) GO TO 170
+         DO 160 J = 1, N
+            L = IPVT(J)
+            IF (WA2(L) .EQ. ZERO) GO TO 150
+            SUM = ZERO
+            DO 140 I = 1, J
+               SUM = SUM + FJAC(I,J)*(QTF(I)/FNORM)
+  140          CONTINUE
+            GNORM = MAX(GNORM,ABS(SUM/WA2(L)))
+  150       CONTINUE
+  160       CONTINUE
+  170    CONTINUE
+C
+C        TEST FOR CONVERGENCE OF THE GRADIENT NORM.
+C
+         IF (GNORM .LE. GTOL) INFO = 4
+         IF (INFO .NE. 0) GO TO 300
+C
+C        RESCALE IF NECESSARY.
+C
+         IF (MODE .EQ. 2) GO TO 190
+         DO 180 J = 1, N
+            DIAG(J) = MAX(DIAG(J),WA2(J))
+  180       CONTINUE
+  190    CONTINUE
+C
+C        BEGINNING OF THE INNER LOOP.
+C
+  200    CONTINUE
+C
+C           DETERMINE THE LEVENBERG-MARQUARDT PARAMETER.
+C
+            CALL LMPAR(N,FJAC,LDFJAC,IPVT,DIAG,QTF,DELTA,PAR,WA1,WA2,
+     1                 WA3,WA4)
+C
+C           STORE THE DIRECTION P AND X + P. CALCULATE THE NORM OF P.
+C
+            DO 210 J = 1, N
+               WA1(J) = -WA1(J)
+               WA2(J) = X(J) + WA1(J)
+               WA3(J) = DIAG(J)*WA1(J)
+  210          CONTINUE
+            PNORM = ENORM(N,WA3)
+C
+C           ON THE FIRST ITERATION, ADJUST THE INITIAL STEP BOUND.
+C
+            IF (ITER .EQ. 1) DELTA = MIN(DELTA,PNORM)
+C
+C           EVALUATE THE FUNCTION AT X + P AND CALCULATE ITS NORM.
+C
+            IFLAG = 1
+            CALL FCN(IFLAG,M,N,WA2,WA4,FJAC,IJUNK)
+            NFEV = NFEV + 1
+            IF (IFLAG .LT. 0) GO TO 300
+            FNORM1 = ENORM(M,WA4)
+C
+C           COMPUTE THE SCALED ACTUAL REDUCTION.
+C
+            ACTRED = -ONE
+            IF (P1*FNORM1 .LT. FNORM) ACTRED = ONE - (FNORM1/FNORM)**2
+C
+C           COMPUTE THE SCALED PREDICTED REDUCTION AND
+C           THE SCALED DIRECTIONAL DERIVATIVE.
+C
+            DO 230 J = 1, N
+               WA3(J) = ZERO
+               L = IPVT(J)
+               TEMP = WA1(L)
+               DO 220 I = 1, J
+                  WA3(I) = WA3(I) + FJAC(I,J)*TEMP
+  220             CONTINUE
+  230          CONTINUE
+            TEMP1 = ENORM(N,WA3)/FNORM
+            TEMP2 = (SQRT(PAR)*PNORM)/FNORM
+            PRERED = TEMP1**2 + TEMP2**2/P5
+            DIRDER = -(TEMP1**2 + TEMP2**2)
+C
+C           COMPUTE THE RATIO OF THE ACTUAL TO THE PREDICTED
+C           REDUCTION.
+C
+            RATIO = ZERO
+            IF (PRERED .NE. ZERO) RATIO = ACTRED/PRERED
+C
+C           UPDATE THE STEP BOUND.
+C
+            IF (RATIO .GT. P25) GO TO 240
+               IF (ACTRED .GE. ZERO) TEMP = P5
+               IF (ACTRED .LT. ZERO)
+     1            TEMP = P5*DIRDER/(DIRDER + P5*ACTRED)
+               IF (P1*FNORM1 .GE. FNORM .OR. TEMP .LT. P1) TEMP = P1
+               DELTA = TEMP*MIN(DELTA,PNORM/P1)
+               PAR = PAR/TEMP
+               GO TO 260
+  240       CONTINUE
+               IF (PAR .NE. ZERO .AND. RATIO .LT. P75) GO TO 250
+               DELTA = PNORM/P5
+               PAR = P5*PAR
+  250          CONTINUE
+  260       CONTINUE
+C
+C           TEST FOR SUCCESSFUL ITERATION.
+C
+            IF (RATIO .LT. P0001) GO TO 290
+C
+C           SUCCESSFUL ITERATION. UPDATE X, FVEC, AND THEIR NORMS.
+C
+            DO 270 J = 1, N
+               X(J) = WA2(J)
+               WA2(J) = DIAG(J)*X(J)
+  270          CONTINUE
+            DO 280 I = 1, M
+               FVEC(I) = WA4(I)
+  280          CONTINUE
+            XNORM = ENORM(N,WA2)
+            FNORM = FNORM1
+            ITER = ITER + 1
+  290       CONTINUE
+C
+C           TESTS FOR CONVERGENCE.
+C
+            IF (ABS(ACTRED) .LE. FTOL .AND. PRERED .LE. FTOL
+     1          .AND. P5*RATIO .LE. ONE) INFO = 1
+            IF (DELTA .LE. XTOL*XNORM) INFO = 2
+            IF (ABS(ACTRED) .LE. FTOL .AND. PRERED .LE. FTOL
+     1          .AND. P5*RATIO .LE. ONE .AND. INFO .EQ. 2) INFO = 3
+            IF (INFO .NE. 0) GO TO 300
+C
+C           TESTS FOR TERMINATION AND STRINGENT TOLERANCES.
+C
+            IF (NFEV .GE. MAXFEV) INFO = 5
+            IF (ABS(ACTRED) .LE. EPSMCH .AND. PRERED .LE. EPSMCH
+     1          .AND. P5*RATIO .LE. ONE) INFO = 6
+            IF (DELTA .LE. EPSMCH*XNORM) INFO = 7
+            IF (GNORM .LE. EPSMCH) INFO = 8
+            IF (INFO .NE. 0) GO TO 300
+C
+C           END OF THE INNER LOOP. REPEAT IF ITERATION UNSUCCESSFUL.
+C
+            IF (RATIO .LT. P0001) GO TO 200
+C
+C        END OF THE OUTER LOOP.
+C
+         GO TO 30
+  300 CONTINUE
+C
+C     TERMINATION, EITHER NORMAL OR USER IMPOSED.
+C
+      IF (IFLAG .LT. 0) INFO = IFLAG
+      IFLAG = 0
+      IF (NPRINT .GT. 0) CALL FCN(IFLAG,M,N,X,FVEC,FJAC,IJUNK)
+      IF (INFO .LT. 0) CALL XERMSG ('SLATEC', 'SNLS1',
+     +   'EXECUTION TERMINATED BECAUSE USER SET IFLAG NEGATIVE.', 1, 1)
+      IF (INFO .EQ. 0) CALL XERMSG ('SLATEC', 'SNLS1',
+     +   'INVALID INPUT PARAMETER.', 2, 1)
+      IF (INFO .EQ. 4) CALL XERMSG ('SLATEC', 'SNLS1',
+     +   'THIRD CONVERGENCE CONDITION, CHECK RESULTS BEFORE ACCEPTING.',
+     +   1, 1)
+      IF (INFO .EQ. 5) CALL XERMSG ('SLATEC', 'SNLS1',
+     +   'TOO MANY FUNCTION EVALUATIONS.', 9, 1)
+      IF (INFO .GE. 6) CALL XERMSG ('SLATEC', 'SNLS1',
+     +   'TOLERANCES TOO SMALL, NO FURTHER IMPROVEMENT POSSIBLE.', 3, 1)
+      RETURN
+C
+C     LAST CARD OF SUBROUTINE SNLS1.
+C
+      END