Fix understanding of how long string variable missing values work.
[pspp] / doc / dev / system-file-format.texi
1 @c PSPP - a program for statistical analysis.
2 @c Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
3 @c Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
4 @c under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3
5 @c or any later version published by the Free Software Foundation;
6 @c with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts.
7 @c A copy of the license is included in the section entitled "GNU
8 @c Free Documentation License".
9 @c
10
11 @node System File Format
12 @chapter System File Format
13
14 An SPSS system file holds a set of cases and dictionary information
15 that describes how they may be interpreted.  The system file format
16 dates back 40+ years and has evolved greatly over that time to support
17 new features, but in a way to facilitate interchange between even the
18 oldest and newest versions of software.  This chapter describes the
19 system file format.
20
21 System files use four data types: 8-bit characters, 32-bit integers,
22 64-bit integers,
23 and 64-bit floating points, called here @code{char}, @code{int32},
24 @code{int64}, and
25 @code{flt64}, respectively.  Data is not necessarily aligned on a word
26 or double-word boundary: the long variable name record (@pxref{Long
27 Variable Names Record}) and very long string records (@pxref{Very Long
28 String Record}) have arbitrary byte length and can therefore cause all
29 data coming after them in the file to be misaligned.
30
31 Integer data in system files may be big-endian or little-endian.  A
32 reader may detect the endianness of a system file by examining
33 @code{layout_code} in the file header record
34 (@pxref{layout_code,,@code{layout_code}}).
35
36 Floating-point data in system files may nominally be in IEEE 754, IBM,
37 or VAX formats.  A reader may detect the floating-point format in use
38 by examining @code{bias} in the file header record
39 (@pxref{bias,,@code{bias}}).
40
41 PSPP detects big-endian and little-endian integer formats in system
42 files and translates as necessary.  PSPP also detects the
43 floating-point format in use, as well as the endianness of IEEE 754
44 floating-point numbers, and translates as needed.  However, only IEEE
45 754 numbers with the same endianness as integer data in the same file
46 have actually been observed in system files, and it is likely that
47 other formats are obsolete or were never used.
48
49 System files use a few floating point values for special purposes:
50
51 @table @asis
52 @item SYSMIS
53 The system-missing value is represented by the largest possible
54 negative number in the floating point format (@code{-DBL_MAX}).
55
56 @item HIGHEST
57 HIGHEST is used as the high end of a missing value range with an
58 unbounded maximum.  It is represented by the largest possible positive
59 number (@code{DBL_MAX}).
60
61 @item LOWEST
62 LOWEST is used as the low end of a missing value range with an
63 unbounded minimum.  It was originally represented by the
64 second-largest negative number (in IEEE 754 format,
65 @code{0xffeffffffffffffe}).  System files written by SPSS 21 and later
66 instead use the largest negative number (@code{-DBL_MAX}), the same
67 value as SYSMIS.  This does not lead to ambiguity because LOWEST
68 appears in system files only in missing value ranges, which never
69 contain SYSMIS.
70 @end table
71
72 System files may use most character encodings based on an 8-bit unit.
73 UTF-16 and UTF-32, based on wider units, appear to be unacceptable.
74 @code{rec_type} in the file header record is sufficient to distinguish
75 between ASCII and EBCDIC based encodings.  The best way to determine
76 the specific encoding in use is to consult the character encoding
77 record (@pxref{Character Encoding Record}), if present, and failing
78 that the @code{character_code} in the machine integer info record
79 (@pxref{Machine Integer Info Record}).  The same encoding should be
80 used for the dictionary and the data in the file, although it is
81 possible to artificially synthesize files that use different encodings
82 (@pxref{Character Encoding Record}).
83
84 @menu
85 * System File Record Structure::
86 * File Header Record::
87 * Variable Record::
88 * Value Labels Records::
89 * Document Record::
90 * Machine Integer Info Record::
91 * Machine Floating-Point Info Record::
92 * Multiple Response Sets Records::
93 * Extra Product Info Record::
94 * Variable Display Parameter Record::
95 * Long Variable Names Record::
96 * Very Long String Record::
97 * Character Encoding Record::
98 * Long String Value Labels Record::
99 * Long String Missing Values Record::
100 * Data File and Variable Attributes Records::
101 * Extended Number of Cases Record::
102 * Other Informational Records::
103 * Dictionary Termination Record::
104 * Data Record::
105 @end menu
106
107 @node System File Record Structure
108 @section System File Record Structure
109
110 System files are divided into records with the following format:
111
112 @example
113 int32               type;
114 char                data[];
115 @end example
116
117 This header does not identify the length of the @code{data} or any
118 information about what it contains, so the system file reader must
119 understand the format of @code{data} based on @code{type}.  However,
120 records with type 7, called @dfn{extension records}, have a stricter
121 format:
122
123 @example
124 int32               type;
125 int32               subtype;
126 int32               size;
127 int32               count;
128 char                data[size * count];
129 @end example
130
131 @table @code
132 @item int32 rec_type;
133 Record type.  Always set to 7.
134
135 @item int32 subtype;
136 Record subtype.  This value identifies a particular kind of extension
137 record.
138
139 @item int32 size;
140 The size of each piece of data that follows the header, in bytes.
141 Known extension records use 1, 4, or 8, for @code{char}, @code{int32},
142 and @code{flt64} format data, respectively.
143
144 @item int32 count;
145 The number of pieces of data that follow the header.
146
147 @item char data[size * count];
148 Data, whose format and interpretation depend on the subtype.
149 @end table
150
151 An extension record contains exactly @code{size * count} bytes of
152 data, which allows a reader that does not understand an extension
153 record to skip it.  Extension records provide only nonessential
154 information, so this allows for files written by newer software to
155 preserve backward compatibility with older or less capable readers.
156
157 Records in a system file must appear in the following order:
158
159 @itemize @bullet
160 @item
161 File header record.
162
163 @item
164 Variable records.
165
166 @item
167 All pairs of value labels records and value label variables records,
168 if present.
169
170 @item
171 Document record, if present.
172
173 @item
174 Extension (type 7) records, in ascending numerical order of their
175 subtypes.
176
177 System files written by SPSS include at most one of each kind of
178 extension record.  This is generally true of system files written by
179 other software as well, with known exceptions noted below in the
180 individual sections about each type of record.
181
182 @item
183 Dictionary termination record.
184
185 @item
186 Data record.
187 @end itemize
188
189 We advise authors of programs that read system files to tolerate
190 format variations.  Various kinds of misformatting and corruption have
191 been observed in system files written by SPSS and other software
192 alike.  In particular, because extension records provide nonessential
193 information, it is generally better to ignore an extension record
194 entirely than to refuse to read a system file.
195
196 The following sections describe the known kinds of records.
197
198 @node File Header Record
199 @section File Header Record
200
201 A system file begins with the file header, with the following format:
202
203 @example
204 char                rec_type[4];
205 char                prod_name[60];
206 int32               layout_code;
207 int32               nominal_case_size;
208 int32               compression;
209 int32               weight_index;
210 int32               ncases;
211 flt64               bias;
212 char                creation_date[9];
213 char                creation_time[8];
214 char                file_label[64];
215 char                padding[3];
216 @end example
217
218 @table @code
219 @item char rec_type[4];
220 Record type code, either @samp{$FL2} for system files with
221 uncompressed data or data compressed with simple bytecode compression,
222 or @samp{$FL3} for system files with ZLIB compressed data.
223
224 This is truly a character field that uses the character encoding as
225 other strings.  Thus, in a file with an ASCII-based character encoding
226 this field contains @code{24 46 4c 32} or @code{24 46 4c 33}, and in a
227 file with an EBCDIC-based encoding this field contains @code{5b c6 d3
228 f2}.  (No EBCDIC-based ZLIB-compressed files have been observed.)
229
230 @item char prod_name[60];
231 Product identification string.  This always begins with the characters
232 @samp{@@(#) SPSS DATA FILE}.  PSPP uses the remaining characters to
233 give its version and the operating system name; for example, @samp{GNU
234 pspp 0.1.4 - sparc-sun-solaris2.5.2}.  The string is truncated if it
235 would be longer than 60 characters; otherwise it is padded on the right
236 with spaces.
237
238 The product name field allow readers to behave differently based on
239 quirks in the way that particular software writes system files.
240 @xref{Value Labels Records}, for the detail of the quirk that the PSPP
241 system file reader tolerates in files written by ReadStat, which has
242 @code{https://github.com/WizardMac/ReadStat} in @code{prod_name}.
243
244 @anchor{layout_code}
245 @item int32 layout_code;
246 Normally set to 2, although a few system files have been spotted in
247 the wild with a value of 3 here.  PSPP use this value to determine the
248 file's integer endianness (@pxref{System File Format}).
249
250 @item int32 nominal_case_size;
251 Number of data elements per case.  This is the number of variables,
252 except that long string variables add extra data elements (one for every
253 8 characters after the first 8).  However, string variables do not
254 contribute to this value beyond the first 255 bytes.   Further, some
255 software always writes -1 or 0 in this field.  In general, it is
256 unsafe for systems reading system files to rely upon this value.
257
258 @item int32 compression;
259 Set to 0 if the data in the file is not compressed, 1 if the data is
260 compressed with simple bytecode compression, 2 if the data is ZLIB
261 compressed.  This field has value 2 if and only if @code{rec_type} is
262 @samp{$FL3}.
263
264 @item int32 weight_index;
265 If one of the variables in the data set is used as a weighting
266 variable, set to the dictionary index of that variable, plus 1
267 (@pxref{Dictionary Index}).  Otherwise, set to 0.
268
269 @item int32 ncases;
270 Set to the number of cases in the file if it is known, or -1 otherwise.
271
272 In the general case it is not possible to determine the number of cases
273 that will be output to a system file at the time that the header is
274 written.  The way that this is dealt with is by writing the entire
275 system file, including the header, then seeking back to the beginning of
276 the file and writing just the @code{ncases} field.  For files in which
277 this is not valid, the seek operation fails.  In this case,
278 @code{ncases} remains -1.
279
280 @anchor{bias}
281 @item flt64 bias;
282 Compression bias, ordinarily set to 100.  Only integers between
283 @code{1 - bias} and @code{251 - bias} can be compressed.
284
285 By assuming that its value is 100, PSPP uses @code{bias} to determine
286 the file's floating-point format and endianness (@pxref{System File
287 Format}).  If the compression bias is not 100, PSPP cannot auto-detect
288 the floating-point format and assumes that it is IEEE 754 format with
289 the same endianness as the system file's integers, which is correct
290 for all known system files.
291
292 @item char creation_date[9];
293 Date of creation of the system file, in @samp{dd mmm yy}
294 format, with the month as standard English abbreviations, using an
295 initial capital letter and following with lowercase.  If the date is not
296 available then this field is arbitrarily set to @samp{01 Jan 70}.
297
298 @item char creation_time[8];
299 Time of creation of the system file, in @samp{hh:mm:ss}
300 format and using 24-hour time.  If the time is not available then this
301 field is arbitrarily set to @samp{00:00:00}.
302
303 @item char file_label[64];
304 File label declared by the user, if any (@pxref{FILE LABEL,,,pspp,
305 PSPP Users Guide}).  Padded on the right with spaces.
306
307 A product that identifies itself as @code{VOXCO INTERVIEWER 4.3} uses
308 CR-only line ends in this field, rather than the more usual LF-only or
309 CR LF line ends.
310
311 @item char padding[3];
312 Ignored padding bytes to make the structure a multiple of 32 bits in
313 length.  Set to zeros.
314 @end table
315
316 @node Variable Record
317 @section Variable Record
318
319 There must be one variable record for each numeric variable and each
320 string variable with width 8 bytes or less.  String variables wider
321 than 8 bytes have one variable record for each 8 bytes, rounding up.
322 The first variable record for a long string specifies the variable's
323 correct dictionary information.  Subsequent variable records for a
324 long string are filled with dummy information: a type of -1, no
325 variable label or missing values, print and write formats that are
326 ignored, and an empty string as name.  A few system files have been
327 encountered that include a variable label on dummy variable records,
328 so readers should take care to parse dummy variable records in the
329 same way as other variable records.
330
331 @anchor{Dictionary Index}
332 The @dfn{dictionary index} of a variable is a 1-based offset in the set of
333 variable records, including dummy variable records for long string
334 variables.  The first variable record has a dictionary index of 1, the
335 second has a dictionary index of 2, and so on.
336
337 The system file format does not directly support string variables
338 wider than 255 bytes.  Such very long string variables are represented
339 by a number of narrower string variables.  @xref{Very Long String
340 Record}, for details.
341
342 A system file should contain at least one variable and thus at least
343 one variable record, but system files have been observed in the wild
344 without any variables (thus, no data either).
345
346 @example
347 int32               rec_type;
348 int32               type;
349 int32               has_var_label;
350 int32               n_missing_values;
351 int32               print;
352 int32               write;
353 char                name[8];
354
355 /* @r{Present only if @code{has_var_label} is 1.} */
356 int32               label_len;
357 char                label[];
358
359 /* @r{Present only if @code{n_missing_values} is nonzero}. */
360 flt64               missing_values[];
361 @end example
362
363 @table @code
364 @item int32 rec_type;
365 Record type code.  Always set to 2.
366
367 @item int32 type;
368 Variable type code.  Set to 0 for a numeric variable.  For a short
369 string variable or the first part of a long string variable, this is set
370 to the width of the string.  For the second and subsequent parts of a
371 long string variable, set to -1, and the remaining fields in the
372 structure are ignored.
373
374 @item int32 has_var_label;
375 If this variable has a variable label, set to 1; otherwise, set to 0.
376
377 @item int32 n_missing_values;
378 If the variable has no missing values, set to 0.  If the variable has
379 one, two, or three discrete missing values, set to 1, 2, or 3,
380 respectively.  If the variable has a range for missing variables, set to
381 -2; if the variable has a range for missing variables plus a single
382 discrete value, set to -3.
383
384 A long string variable always has the value 0 here.  A separate record
385 indicates missing values for long string variables (@pxref{Long String
386 Missing Values Record}).
387
388 @item int32 print;
389 Print format for this variable.  See below.
390
391 @item int32 write;
392 Write format for this variable.  See below.
393
394 @item char name[8];
395 Variable name.  The variable name must begin with a capital letter or
396 the at-sign (@samp{@@}).  Subsequent characters may also be digits, octothorpes
397 (@samp{#}), dollar signs (@samp{$}), underscores (@samp{_}), or full
398 stops (@samp{.}).  The variable name is padded on the right with spaces.
399
400 The @samp{name} fields should be unique within a system file.  System
401 files written by SPSS that contain very long string variables with
402 similar names sometimes contain duplicate names that are later
403 eliminated by resolving the very long string names (@pxref{Very Long
404 String Record}).  PSPP handles duplicates by assigning them new,
405 unique names.
406
407 @item int32 label_len;
408 This field is present only if @code{has_var_label} is set to 1.  It is
409 set to the length, in characters, of the variable label.  The
410 documented maximum length varies from 120 to 255 based on SPSS
411 version, but some files have been seen with longer labels.  PSPP
412 accepts labels of any length.
413
414 @item char label[];
415 This field is present only if @code{has_var_label} is set to 1.  It has
416 length @code{label_len}, rounded up to the nearest multiple of 32 bits.
417 The first @code{label_len} characters are the variable's variable label.
418
419 @item flt64 missing_values[];
420 This field is present only if @code{n_missing_values} is nonzero.  It
421 has the same number of 8-byte elements as the absolute value of
422 @code{n_missing_values}.  Each element is interpreted as a number for
423 numeric variables (with HIGHEST and LOWEST indicated as described in
424 the chapter introduction).  For string variables of width less than 8
425 bytes, elements are right-padded with spaces; for string variables
426 wider than 8 bytes, only the first 8 bytes of each missing value are
427 specified, with the remainder implicitly all spaces.
428
429 For discrete missing values, each element represents one missing
430 value.  When a range is present, the first element denotes the minimum
431 value in the range, and the second element denotes the maximum value
432 in the range.  When a range plus a value are present, the third
433 element denotes the additional discrete missing value.
434 @end table
435
436 @anchor{System File Output Formats}
437 The @code{print} and @code{write} members of sysfile_variable are output
438 formats coded into @code{int32} types.  The least-significant byte
439 of the @code{int32} represents the number of decimal places, and the
440 next two bytes in order of increasing significance represent field width
441 and format type, respectively.  The most-significant byte is not
442 used and should be set to zero.
443
444 Format types are defined as follows:
445
446 @quotation
447 @multitable {Value} {@code{DATETIME}}
448 @headitem Value
449 @tab Meaning
450 @item 0
451 @tab Not used.
452 @item 1
453 @tab @code{A}
454 @item 2
455 @tab @code{AHEX}
456 @item 3
457 @tab @code{COMMA}
458 @item 4
459 @tab @code{DOLLAR}
460 @item 5
461 @tab @code{F}
462 @item 6
463 @tab @code{IB}
464 @item 7
465 @tab @code{PIBHEX}
466 @item 8
467 @tab @code{P}
468 @item 9
469 @tab @code{PIB}
470 @item 10
471 @tab @code{PK}
472 @item 11
473 @tab @code{RB}
474 @item 12
475 @tab @code{RBHEX}
476 @item 13
477 @tab Not used.
478 @item 14
479 @tab Not used.
480 @item 15
481 @tab @code{Z}
482 @item 16
483 @tab @code{N}
484 @item 17
485 @tab @code{E}
486 @item 18
487 @tab Not used.
488 @item 19
489 @tab Not used.
490 @item 20
491 @tab @code{DATE}
492 @item 21
493 @tab @code{TIME}
494 @item 22
495 @tab @code{DATETIME}
496 @item 23
497 @tab @code{ADATE}
498 @item 24
499 @tab @code{JDATE}
500 @item 25
501 @tab @code{DTIME}
502 @item 26
503 @tab @code{WKDAY}
504 @item 27
505 @tab @code{MONTH}
506 @item 28
507 @tab @code{MOYR}
508 @item 29
509 @tab @code{QYR}
510 @item 30
511 @tab @code{WKYR}
512 @item 31
513 @tab @code{PCT}
514 @item 32
515 @tab @code{DOT}
516 @item 33
517 @tab @code{CCA}
518 @item 34
519 @tab @code{CCB}
520 @item 35
521 @tab @code{CCC}
522 @item 36
523 @tab @code{CCD}
524 @item 37
525 @tab @code{CCE}
526 @item 38
527 @tab @code{EDATE}
528 @item 39
529 @tab @code{SDATE}
530 @item 40
531 @tab @code{MTIME}
532 @item 41
533 @tab @code{YMDHMS}
534 @end multitable
535 @end quotation
536
537 A few system files have been observed in the wild with invalid
538 @code{write} fields, in particular with value 0.  Readers should
539 probably treat invalid @code{print} or @code{write} fields as some
540 default format.
541
542 @node Value Labels Records
543 @section Value Labels Records
544
545 The value label records documented in this section are used for
546 numeric and short string variables only.  Long string variables may
547 have value labels, but their value labels are recorded using a
548 different record type (@pxref{Long String Value Labels Record}).
549
550 ReadStat (@pxref{File Header Record}) writes value labels that label a
551 single value more than once.  In more detail, it emits value labels
552 whose values are longer than string variables' widths, that are
553 identical in the actual width of the variable, e.g.@: labels for
554 values @code{ABC123} and @code{ABC456} for a string variable with
555 width 3.  For files written by this software, PSPP ignores such
556 labels.
557
558 The value label record has the following format:
559
560 @example
561 int32               rec_type;
562 int32               label_count;
563
564 /* @r{Repeated @code{n_label} times}. */
565 char                value[8];
566 char                label_len;
567 char                label[];
568 @end example
569
570 @table @code
571 @item int32 rec_type;
572 Record type.  Always set to 3.
573
574 @item int32 label_count;
575 Number of value labels present in this record.
576 @end table
577
578 The remaining fields are repeated @code{count} times.  Each
579 repetition specifies one value label.
580
581 @table @code
582 @item char value[8];
583 A numeric value or a short string value padded as necessary to 8 bytes
584 in length.  Its type and width cannot be determined until the
585 following value label variables record (see below) is read.
586
587 @item char label_len;
588 The label's length, in bytes.  The documented maximum length varies
589 from 60 to 120 based on SPSS version.  PSPP supports value labels up
590 to 255 bytes long.
591
592 @item char label[];
593 @code{label_len} bytes of the actual label, followed by up to 7 bytes
594 of padding to bring @code{label} and @code{label_len} together to a
595 multiple of 8 bytes in length.
596 @end table
597
598 The value label record is always immediately followed by a value label
599 variables record with the following format:
600
601 @example
602 int32               rec_type;
603 int32               var_count;
604 int32               vars[];
605 @end example
606
607 @table @code
608 @item int32 rec_type;
609 Record type.  Always set to 4.
610
611 @item int32 var_count;
612 Number of variables that the associated value labels from the value
613 label record are to be applied.
614
615 @item int32 vars[];
616 A list of 1-based dictionary indexes of variables to which to apply the value
617 labels (@pxref{Dictionary Index}).  There are @code{var_count}
618 elements.
619
620 String variables wider than 8 bytes may not be specified in this list.
621 @end table
622
623 @node Document Record
624 @section Document Record
625
626 The document record, if present, has the following format:
627
628 @example
629 int32               rec_type;
630 int32               n_lines;
631 char                lines[][80];
632 @end example
633
634 @table @code
635 @item int32 rec_type;
636 Record type.  Always set to 6.
637
638 @item int32 n_lines;
639 Number of lines of documents present.  This should be greater than
640 zero, but ReadStats writes system files with zero @code{n_lines}.
641
642 @item char lines[][80];
643 Document lines.  The number of elements is defined by @code{n_lines}.
644 Lines shorter than 80 characters are padded on the right with spaces.
645 @end table
646
647 @node Machine Integer Info Record
648 @section Machine Integer Info Record
649
650 The integer info record, if present, has the following format:
651
652 @example
653 /* @r{Header.} */
654 int32               rec_type;
655 int32               subtype;
656 int32               size;
657 int32               count;
658
659 /* @r{Data.} */
660 int32               version_major;
661 int32               version_minor;
662 int32               version_revision;
663 int32               machine_code;
664 int32               floating_point_rep;
665 int32               compression_code;
666 int32               endianness;
667 int32               character_code;
668 @end example
669
670 @table @code
671 @item int32 rec_type;
672 Record type.  Always set to 7.
673
674 @item int32 subtype;
675 Record subtype.  Always set to 3.
676
677 @item int32 size;
678 Size of each piece of data in the data part, in bytes.  Always set to 4.
679
680 @item int32 count;
681 Number of pieces of data in the data part.  Always set to 8.
682
683 @item int32 version_major;
684 PSPP major version number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z}, this
685 is @var{x}.
686
687 @item int32 version_minor;
688 PSPP minor version number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z}, this
689 is @var{y}.
690
691 @item int32 version_revision;
692 PSPP version revision number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z},
693 this is @var{z}.
694
695 @item int32 machine_code;
696 Machine code.  PSPP always set this field to value to -1, but other
697 values may appear.
698
699 @item int32 floating_point_rep;
700 Floating point representation code.  For IEEE 754 systems this is 1.
701 IBM 370 sets this to 2, and DEC VAX E to 3.
702
703 @item int32 compression_code;
704 Compression code.  Always set to 1, regardless of whether or how the
705 file is compressed.
706
707 @item int32 endianness;
708 Machine endianness.  1 indicates big-endian, 2 indicates little-endian.
709
710 @item int32 character_code;
711 @anchor{character-code} Character code.  The following values have
712 been actually observed in system files:
713
714 @table @asis
715 @item 1
716 EBCDIC.
717
718 @item 2
719 7-bit ASCII.
720
721 @item 1250
722 The @code{windows-1250} code page for Central European and Eastern
723 European languages.
724
725 @item 1252
726 The @code{windows-1252} code page for Western European languages.
727
728 @item 28591
729 ISO 8859-1.
730
731 @item 65001
732 UTF-8.
733 @end table
734
735 The following additional values are known to be defined:
736
737 @table @asis
738 @item 3
739 8-bit ``ASCII''.
740
741 @item 4
742 DEC Kanji.
743 @end table
744
745 Other Windows code page numbers are known to be generally valid.
746
747 Old versions of SPSS for Unix and Windows always wrote value 2 in this
748 field, regardless of the encoding in use.  Newer versions also write
749 the character encoding as a string (see @ref{Character Encoding
750 Record}).
751 @end table
752
753 @node Machine Floating-Point Info Record
754 @section Machine Floating-Point Info Record
755
756 The floating-point info record, if present, has the following format:
757
758 @example
759 /* @r{Header.} */
760 int32               rec_type;
761 int32               subtype;
762 int32               size;
763 int32               count;
764
765 /* @r{Data.} */
766 flt64               sysmis;
767 flt64               highest;
768 flt64               lowest;
769 @end example
770
771 @table @code
772 @item int32 rec_type;
773 Record type.  Always set to 7.
774
775 @item int32 subtype;
776 Record subtype.  Always set to 4.
777
778 @item int32 size;
779 Size of each piece of data in the data part, in bytes.  Always set to 8.
780
781 @item int32 count;
782 Number of pieces of data in the data part.  Always set to 3.
783
784 @item flt64 sysmis;
785 @itemx flt64 highest;
786 @itemx flt64 lowest;
787 The system missing value, the value used for HIGHEST in missing
788 values, and the value used for LOWEST in missing values, respectively.
789 @xref{System File Format}, for more information.
790
791 The SPSSWriter library in PHP, which identifies itself as @code{FOM
792 SPSS 1.0.0} in the file header record @code{prod_name} field, writes
793 unexpected values to these fields, but it uses the same values
794 consistently throughout the rest of the file.
795 @end table
796
797 @node Multiple Response Sets Records
798 @section Multiple Response Sets Records
799
800 The system file format has two different types of records that
801 represent multiple response sets (@pxref{MRSETS,,,pspp, PSPP Users
802 Guide}).  The first type of record describes multiple response sets
803 that can be understood by SPSS before version 14.  The second type of
804 record, with a closely related format, is used for multiple dichotomy
805 sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES feature added in
806 version 14.
807
808 @example
809 /* @r{Header.} */
810 int32               rec_type;
811 int32               subtype;
812 int32               size;
813 int32               count;
814
815 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
816 char                mrsets[];
817 @end example
818
819 @table @code
820 @item int32 rec_type;
821 Record type.  Always set to 7.
822
823 @item int32 subtype;
824 Record subtype.  Set to 7 for records that describe multiple response
825 sets understood by SPSS before version 14, or to 19 for records that
826 describe dichotomy sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
827 feature added in version 14.
828
829 @item int32 size;
830 The size of each element in the @code{mrsets} member. Always set to 1.
831
832 @item int32 count;
833 The total number of bytes in @code{mrsets}.
834
835 @item char mrsets[];
836 Zero or more line feeds (byte 0x0a), followed by a series of multiple
837 response sets, each of which consists of the following:
838
839 @itemize @bullet
840 @item
841 The set's name (an identifier that begins with @samp{$}), in mixed
842 upper and lower case.
843
844 @item
845 An equals sign (@samp{=}).
846
847 @item
848 @samp{C} for a multiple category set, @samp{D} for a multiple
849 dichotomy set with CATEGORYLABELS=VARLABELS, or @samp{E} for a
850 multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES.
851
852 @item
853 For a multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES, a
854 space, followed by a number expressed as decimal digits, followed by a
855 space.  If LABELSOURCE=VARLABEL was specified on MRSETS, then the
856 number is 11; otherwise it is 1.@footnote{This part of the format may
857 not be fully understood, because only a single example of each
858 possibility has been examined.}
859
860 @item
861 For either kind of multiple dichotomy set, the counted value, as a
862 positive integer count specified as decimal digits, followed by a
863 space, followed by as many string bytes as specified in the count.  If
864 the set contains numeric variables, the string consists of the counted
865 integer value expressed as decimal digits.  If the set contains string
866 variables, the string contains the counted string value.  Either way,
867 the string may be padded on the right with spaces (older versions of
868 SPSS seem to always pad to a width of 8 bytes; newer versions don't).
869
870 @item
871 A space.
872
873 @item
874 The multiple response set's label, using the same format as for the
875 counted value for multiple dichotomy sets.  A string of length 0 means
876 that the set does not have a label.  A string of length 0 is also
877 written if LABELSOURCE=VARLABEL was specified.
878
879 @item
880 A space.
881
882 @item
883 The short names of the variables in the set, converted to lowercase,
884 each separated from the previous by a single space.
885
886 Even though a multiple response set must have at least two variables,
887 some system files contain multiple response sets with no variables or
888 one variable.  The source and meaning of these multiple response sets is
889 unknown.  (Perhaps they arise from creating a multiple response set
890 then deleting all the variables that it contains?)
891
892 @item
893 One line feed (byte 0x0a).  Sometimes multiple, even hundreds, of line
894 feeds are present.
895 @end itemize
896 @end table
897
898 Example: Given appropriate variable definitions, consider the
899 following MRSETS command:
900
901 @example
902 MRSETS /MCGROUP NAME=$a LABEL='my mcgroup' VARIABLES=a b c
903        /MDGROUP NAME=$b VARIABLES=g e f d VALUE=55
904        /MDGROUP NAME=$c LABEL='mdgroup #2' VARIABLES=h i j VALUE='Yes'
905        /MDGROUP NAME=$d LABEL='third mdgroup' CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
906         VARIABLES=k l m VALUE=34
907        /MDGROUP NAME=$e CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES LABELSOURCE=VARLABEL
908         VARIABLES=n o p VALUE='choice'.
909 @end example
910
911 The above would generate the following multiple response set record of
912 subtype 7:
913
914 @example
915 $a=C 10 my mcgroup a b c
916 $b=D2 55 0  g e f d
917 $c=D3 Yes 10 mdgroup #2 h i j
918 @end example
919
920 It would also generate the following multiple response set record with
921 subtype 19:
922
923 @example
924 $d=E 1 2 34 13 third mdgroup k l m
925 $e=E 11 6 choice 0  n o p
926 @end example
927
928 @node Extra Product Info Record
929 @section Extra Product Info Record
930
931 This optional record appears to contain a text string that describes
932 the program that wrote the file and the source of the data.  (This is
933 redundant with the file label and product info found in the file
934 header record.)
935
936 @example
937 /* @r{Header.} */
938 int32               rec_type;
939 int32               subtype;
940 int32               size;
941 int32               count;
942
943 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
944 char                info[];
945 @end example
946
947 @table @code
948 @item int32 rec_type;
949 Record type.  Always set to 7.
950
951 @item int32 subtype;
952 Record subtype.  Always set to 10.
953
954 @item int32 size;
955 The size of each element in the @code{info} member. Always set to 1.
956
957 @item int32 count;
958 The total number of bytes in @code{info}.
959
960 @item char info[];
961 A text string.  A product that identifies itself as @code{VOXCO
962 INTERVIEWER 4.3} uses CR-only line ends in this field, rather than the
963 more usual LF-only or CR LF line ends.
964 @end table
965
966 @node Variable Display Parameter Record
967 @section Variable Display Parameter Record
968
969 The variable display parameter record, if present, has the following
970 format:
971
972 @example
973 /* @r{Header.} */
974 int32               rec_type;
975 int32               subtype;
976 int32               size;
977 int32               count;
978
979 /* @r{Repeated @code{count} times}. */
980 int32               measure;
981 int32               width;           /* @r{Not always present.} */
982 int32               alignment;
983 @end example
984
985 @table @code
986 @item int32 rec_type;
987 Record type.  Always set to 7.
988
989 @item int32 subtype;
990 Record subtype.  Always set to 11.
991
992 @item int32 size;
993 The size of @code{int32}.  Always set to 4.
994
995 @item int32 count;
996 The number of sets of variable display parameters (ordinarily the
997 number of variables in the dictionary), times 2 or 3.
998 @end table
999
1000 The remaining members are repeated @code{count} times, in the same
1001 order as the variable records.  No element corresponds to variable
1002 records that continue long string variables.  The meanings of these
1003 members are as follows:
1004
1005 @table @code
1006 @item int32 measure;
1007 The measurement level of the variable:
1008 @table @asis
1009 @item 0
1010 Unknown
1011 @item 1
1012 Nominal
1013 @item 2
1014 Ordinal
1015 @item 3
1016 Scale
1017 @end table
1018
1019 An ``unknown'' @code{measure} of 0 means that the variable was created
1020 in some way that doesn't make the measurement level clear, e.g.@: with
1021 a @code{COMPUTE} transformation.  PSPP sets the measurement level the
1022 first time it reads the data using the rules documented in
1023 @ref{Measurement Level,,,pspp, PSPP Users Guide}, so this should
1024 rarely appear.
1025
1026 @item int32 width;
1027 The width of the display column for the variable in characters.
1028
1029 This field is present if @var{count} is 3 times the number of
1030 variables in the dictionary.  It is omitted if @var{count} is 2 times
1031 the number of variables.
1032
1033 @item int32 alignment;
1034 The alignment of the variable for display purposes:
1035
1036 @table @asis
1037 @item 0
1038 Left aligned
1039 @item 1
1040 Right aligned
1041 @item 2
1042 Centre aligned
1043 @end table
1044 @end table
1045
1046 @node Long Variable Names Record
1047 @section Long Variable Names Record
1048
1049 If present, the long variable names record has the following format:
1050
1051 @example
1052 /* @r{Header.} */
1053 int32               rec_type;
1054 int32               subtype;
1055 int32               size;
1056 int32               count;
1057
1058 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1059 char                var_name_pairs[];
1060 @end example
1061
1062 @table @code
1063 @item int32 rec_type;
1064 Record type.  Always set to 7.
1065
1066 @item int32 subtype;
1067 Record subtype.  Always set to 13.
1068
1069 @item int32 size;
1070 The size of each element in the @code{var_name_pairs} member. Always set to 1.
1071
1072 @item int32 count;
1073 The total number of bytes in @code{var_name_pairs}.
1074
1075 @item char var_name_pairs[];
1076 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
1077 of a variable, and @var{value} is its long variable name.
1078 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
1079 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
1080 Record}).
1081 The @var{value} field is at most 64 bytes long.
1082 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
1083 Each tuple is separated by a byte whose value is 09.  There is no
1084 trailing separator following the last tuple.
1085 The total length is @code{count} bytes.
1086 @end table
1087
1088 @node Very Long String Record
1089 @section Very Long String Record
1090
1091 Old versions of SPSS limited string variables to a width of 255 bytes.
1092 For backward compatibility with these older versions, the system file
1093 format represents a string longer than 255 bytes, called a @dfn{very
1094 long string}, as a collection of strings no longer than 255 bytes
1095 each.  The strings concatenated to make a very long string are called
1096 its @dfn{segments}; for consistency, variables other than very long
1097 strings are considered to have a single segment.
1098
1099 A very long string with a width of @var{w} has @var{n} =
1100 (@var{w} + 251) / 252 segments, that is, one segment for every
1101 252 bytes of width, rounding up.  It would be logical, then, for each
1102 of the segments except the last to have a width of 252 and the last
1103 segment to have the remainder, but this is not the case.  In fact,
1104 each segment except the last has a width of 255 bytes.  The last
1105 segment has width @var{w} - (@var{n} - 1) * 252; some versions
1106 of SPSS make it slightly wider, but not wide enough to make the last
1107 segment require another 8 bytes of data.
1108
1109 Data is packed tightly into segments of a very long string, 255 bytes
1110 per segment.  Because 255 bytes of segment data are allocated for
1111 every 252 bytes of the very long string's width (approximately), some
1112 unused space is left over at the end of the allocated segments.  Data
1113 in unused space is ignored.
1114
1115 Example: Consider a very long string of width 20,000.  Such a very
1116 long string has 20,000 / 252 = 80 (rounding up) segments.  The first
1117 79 segments have width 255; the last segment has width 20,000 - 79 *
1118 252 = 92 or slightly wider (up to 96 bytes, the next multiple of 8).
1119 The very long string's data is actually stored in the 19,890 bytes in
1120 the first 78 segments, plus the first 110 bytes of the 79th segment
1121 (19,890 + 110 = 20,000).  The remaining 145 bytes of the 79th segment
1122 and all 92 bytes of the 80th segment are unused.
1123
1124 The very long string record explains how to stitch together segments
1125 to obtain very long string data.  For each of the very long string
1126 variables in the dictionary, it specifies the name of its first
1127 segment's variable and the very long string variable's actual width.
1128 The remaining segments immediately follow the named variable in the
1129 system file's dictionary.
1130
1131 The very long string record, which is present only if the system file
1132 contains very long string variables, has the following format:
1133
1134 @example
1135 /* @r{Header.} */
1136 int32               rec_type;
1137 int32               subtype;
1138 int32               size;
1139 int32               count;
1140
1141 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1142 char                string_lengths[];
1143 @end example
1144
1145 @table @code
1146 @item int32 rec_type;
1147 Record type.  Always set to 7.
1148
1149 @item int32 subtype;
1150 Record subtype.  Always set to 14.
1151
1152 @item int32 size;
1153 The size of each element in the @code{string_lengths} member. Always set to 1.
1154
1155 @item int32 count;
1156 The total number of bytes in @code{string_lengths}.
1157
1158 @item char string_lengths[];
1159 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
1160 of a variable, and @var{value} is its length.
1161 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
1162 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
1163 Record}).
1164 The @var{value} field is exactly 5 bytes long. It is a zero-padded,
1165 ASCII-encoded string that is the length of the variable.
1166 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
1167 Tuples are delimited by a two-byte sequence @{00, 09@}.
1168 After the last tuple, there may be a single byte 00, or @{00, 09@}.
1169 The total length is @code{count} bytes.
1170 @end table
1171
1172 @node Character Encoding Record
1173 @section Character Encoding Record
1174
1175 This record, if present, indicates the character encoding for string data,
1176 long variable names, variable labels, value labels and other strings in the
1177 file.
1178
1179 @example
1180 /* @r{Header.} */
1181 int32               rec_type;
1182 int32               subtype;
1183 int32               size;
1184 int32               count;
1185
1186 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1187 char                encoding[];
1188 @end example
1189
1190 @table @code
1191 @item int32 rec_type;
1192 Record type.  Always set to 7.
1193
1194 @item int32 subtype;
1195 Record subtype.  Always set to 20.
1196
1197 @item int32 size;
1198 The size of each element in the @code{encoding} member. Always set to 1.
1199
1200 @item int32 count;
1201 The total number of bytes in @code{encoding}.
1202
1203 @item char encoding[];
1204 The name of the character encoding.  Normally this will be an official
1205 IANA character set name or alias.
1206 See @url{http://www.iana.org/assignments/character-sets}.
1207 Character set names are not case-sensitive, but SPSS appears to write
1208 them in all-uppercase.
1209 @end table
1210
1211 This record is not present in files generated by older software.  See
1212 also the @code{character_code} field in the machine integer info
1213 record (@pxref{character-code}).
1214
1215 When the character encoding record and the machine integer info record
1216 are both present, all system files observed in practice indicate the
1217 same character encoding, e.g.@: 1252 as @code{character_code} and
1218 @code{windows-1252} as @code{encoding}, 65001 and @code{UTF-8}, etc.
1219
1220 If, for testing purposes, a file is crafted with different
1221 @code{character_code} and @code{encoding}, it seems that
1222 @code{character_code} controls the encoding for all strings in the
1223 system file before the dictionary termination record, including
1224 strings in data (e.g.@: string missing values), and @code{encoding}
1225 controls the encoding for strings following the dictionary termination
1226 record.
1227
1228 @node Long String Value Labels Record
1229 @section Long String Value Labels Record
1230
1231 This record, if present, specifies value labels for long string
1232 variables.
1233
1234 @example
1235 /* @r{Header.} */
1236 int32               rec_type;
1237 int32               subtype;
1238 int32               size;
1239 int32               count;
1240
1241 /* @r{Repeated up to exactly @code{count} bytes.} */
1242 int32               var_name_len;
1243 char                var_name[];
1244 int32               var_width;
1245 int32               n_labels;
1246 long_string_label   labels[];
1247 @end example
1248
1249 @table @code
1250 @item int32 rec_type;
1251 Record type.  Always set to 7.
1252
1253 @item int32 subtype;
1254 Record subtype.  Always set to 21.
1255
1256 @item int32 size;
1257 Always set to 1.
1258
1259 @item int32 count;
1260 The number of bytes following the header until the next header.
1261
1262 @item int32 var_name_len;
1263 @itemx char var_name[];
1264 The number of bytes in the name of the variable that has long string
1265 value labels, plus the variable name itself, which consists of exactly
1266 @code{var_name_len} bytes.  The variable name is not padded to any
1267 particular boundary, nor is it null-terminated.
1268
1269 @item int32 var_width;
1270 The width of the variable, in bytes, which will be between 9 and
1271 32767.
1272
1273 @item int32 n_labels;
1274 @itemx long_string_label labels[];
1275 The long string labels themselves.  The @code{labels} array contains
1276 exactly @code{n_labels} elements, each of which has the following
1277 substructure:
1278
1279 @example
1280 int32               value_len;
1281 char                value[];
1282 int32               label_len;
1283 char                label[];
1284 @end example
1285
1286 @table @code
1287 @item int32 value_len;
1288 @itemx char value[];
1289 The string value being labeled.  @code{value_len} is the number of
1290 bytes in @code{value}; it is equal to @code{var_width}.  The
1291 @code{value} array is not padded or null-terminated.
1292
1293 @item int32 label_len;
1294 @itemx char label[];
1295 The label for the string value.  @code{label_len}, which must be
1296 between 0 and 120, is the number of bytes in @code{label}.  The
1297 @code{label} array is not padded or null-terminated.
1298 @end table
1299 @end table
1300
1301 @node Long String Missing Values Record
1302 @section Long String Missing Values Record
1303
1304 This record, if present, specifies missing values for long string
1305 variables.
1306
1307 @example
1308 /* @r{Header.} */
1309 int32               rec_type;
1310 int32               subtype;
1311 int32               size;
1312 int32               count;
1313
1314 /* @r{Repeated up to exactly @code{count} bytes.} */
1315 int32               var_name_len;
1316 char                var_name[];
1317 char                n_missing_values;
1318 int32               value_len;
1319 char                values[values_len * n_missing_values];
1320 @end example
1321
1322 @table @code
1323 @item int32 rec_type;
1324 Record type.  Always set to 7.
1325
1326 @item int32 subtype;
1327 Record subtype.  Always set to 22.
1328
1329 @item int32 size;
1330 Always set to 1.
1331
1332 @item int32 count;
1333 The number of bytes following the header until the next header.
1334
1335 @item int32 var_name_len;
1336 @itemx char var_name[];
1337 The number of bytes in the name of the long string variable that has
1338 missing values, plus the variable name itself, which consists of
1339 exactly @code{var_name_len} bytes.  The variable name is not padded to
1340 any particular boundary, nor is it null-terminated.
1341
1342 @item char n_missing_values;
1343 The number of missing values, either 1, 2, or 3.  (This is, unusually,
1344 a single byte instead of a 32-bit number.)
1345
1346 @item int32 value_len;
1347 The length of each missing value string, in bytes.  This value should
1348 be 8, because long string variables are at least 8 bytes wide (by
1349 definition), only the first 8 bytes of a long string variable's
1350 missing values are allowed to be non-spaces, and any spaces within the
1351 first 8 bytes are included in the missing value here.
1352
1353 @item char values[values_len * n_missing_values]
1354 The missing values themselves, without any padding or null
1355 terminators.
1356 @end table
1357
1358 An earlier version of this document stated that @code{value_len} was
1359 repeated before each of the missing values, so that there was an extra
1360 @code{int32} value of 8 before each missing value after the first.
1361 Old versions of PSPP wrote data files in this format.  Readers can
1362 tolerate this mistake, if they wish, by noticing and skipping the
1363 extra @code{int32} values, which wouldn't ordinarily occur in strings.
1364
1365 @node Data File and Variable Attributes Records
1366 @section Data File and Variable Attributes Records
1367
1368 The data file and variable attributes records represent custom
1369 attributes for the system file or for individual variables in the
1370 system file, as defined on the DATAFILE ATTRIBUTE (@pxref{DATAFILE
1371 ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}) and VARIABLE ATTRIBUTE commands
1372 (@pxref{VARIABLE ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}), respectively.
1373
1374 @example
1375 /* @r{Header.} */
1376 int32               rec_type;
1377 int32               subtype;
1378 int32               size;
1379 int32               count;
1380
1381 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1382 char                attributes[];
1383 @end example
1384
1385 @table @code
1386 @item int32 rec_type;
1387 Record type.  Always set to 7.
1388
1389 @item int32 subtype;
1390 Record subtype.  Always set to 17 for a data file attribute record or
1391 to 18 for a variable attributes record.
1392
1393 @item int32 size;
1394 The size of each element in the @code{attributes} member. Always set to 1.
1395
1396 @item int32 count;
1397 The total number of bytes in @code{attributes}.
1398
1399 @item char attributes[];
1400 The attributes, in a text-based format.
1401
1402 In record subtype 17, this field contains a single attribute set.  An
1403 attribute set is a sequence of one or more attributes concatenated
1404 together.  Each attribute consists of a name, which has the same
1405 syntax as a variable name, followed by, inside parentheses, a sequence
1406 of one or more values.  Each value consists of a string enclosed in
1407 single quotes (@code{'}) followed by a line feed (byte 0x0a).  A value
1408 may contain single quote characters, which are not themselves escaped
1409 or quoted or required to be present in pairs.  There is no apparent
1410 way to embed a line feed in a value.  There is no distinction between
1411 an attribute with a single value and an attribute array with one
1412 element.
1413
1414 In record subtype 18, this field contains a sequence of one or more
1415 variable attribute sets.  If more than one variable attribute set is
1416 present, each one after the first is delimited from the previous by
1417 @code{/}.  Each variable attribute set consists of a long
1418 variable name,
1419 followed by @code{:}, followed by an attribute set with the same
1420 syntax as on record subtype 17.
1421
1422 System files written by @code{Stata 14.1/-savespss- 1.77 by
1423 S.Radyakin} may include multiple records with subtype 18, one per
1424 variable that has variable attributes.
1425
1426 The total length is @code{count} bytes.
1427 @end table
1428
1429 @subheading Example
1430
1431 A system file produced with the following VARIABLE ATTRIBUTE commands
1432 in effect:
1433
1434 @example
1435 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=fred[1]('23') fred[2]('34').
1436 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=bert('123').
1437 @end example
1438
1439 @noindent
1440 will contain a variable attribute record with the following contents:
1441
1442 @example
1443 0000  07 00 00 00 12 00 00 00  01 00 00 00 22 00 00 00  |............"...|
1444 0010  64 75 6d 6d 79 3a 66 72  65 64 28 27 32 33 27 0a  |dummy:fred('23'.|
1445 0020  27 33 34 27 0a 29 62 65  72 74 28 27 31 32 33 27  |'34'.)bert('123'|
1446 0030  0a 29                                             |.)              |
1447 @end example
1448
1449 @menu
1450 * Variable Roles::
1451 @end menu
1452
1453 @node Variable Roles
1454 @subsection Variable Roles
1455
1456 A variable's role is represented as an attribute named @code{$@@Role}.
1457 This attribute has a single element whose values and their meanings
1458 are:
1459
1460 @table @code
1461 @item 0
1462 Input.  This, the default, is the most common role.
1463 @item 1
1464 Output.
1465 @item 2
1466 Both.
1467 @item 3
1468 None.
1469 @item 4
1470 Partition.
1471 @item 5
1472 Split.
1473 @end table
1474
1475 @node Extended Number of Cases Record
1476 @section Extended Number of Cases Record
1477
1478 The file header record expresses the number of cases in the system
1479 file as an int32 (@pxref{File Header Record}).  This record allows the
1480 number of cases in the system file to be expressed as a 64-bit number.
1481
1482 @example
1483 int32               rec_type;
1484 int32               subtype;
1485 int32               size;
1486 int32               count;
1487 int64               unknown;
1488 int64               ncases64;
1489 @end example
1490
1491 @table @code
1492 @item int32 rec_type;
1493 Record type.  Always set to 7.
1494
1495 @item int32 subtype;
1496 Record subtype.  Always set to 16.
1497
1498 @item int32 size;
1499 Size of each element.  Always set to 8.
1500
1501 @item int32 count;
1502 Number of pieces of data in the data part.  Alway set to 2.
1503
1504 @item int64 unknown;
1505 Meaning unknown.  Always set to 1.
1506
1507 @item int64 ncases64;
1508 Number of cases in the file as a 64-bit integer.  Presumably this
1509 could be -1 to indicate that the number of cases is unknown, for the
1510 same reason as @code{ncases} in the file header record, but this has
1511 not been observed in the wild.
1512 @end table
1513
1514 @node Other Informational Records
1515 @section Other Informational Records
1516
1517 This chapter documents many specific types of extension records are
1518 documented here, but others are known to exist.  PSPP ignores unknown
1519 extension records when reading system files.
1520
1521 The following extension record subtypes have also been observed, with
1522 the following believed meanings:
1523
1524 @table @asis
1525 @item 5
1526 A named variable set for use in the GUI (according to Aapi
1527 H@"am@"al@"ainen).
1528
1529 @item 6
1530 Date info, probably related to USE (according to Aapi H@"am@"al@"ainen).
1531
1532 @item 12
1533 A UUID in the format described in RFC 4122.  Only two examples
1534 observed, both written by SPSS 13, and in each case the UUID contained
1535 both upper and lower case.
1536
1537 @item 24
1538 XML that describes how data in the file should be displayed on-screen.
1539 @end table
1540
1541 @node Dictionary Termination Record
1542 @section Dictionary Termination Record
1543
1544 The dictionary termination record separates all other records from the
1545 data records.
1546
1547 @example
1548 int32               rec_type;
1549 int32               filler;
1550 @end example
1551
1552 @table @code
1553 @item int32 rec_type;
1554 Record type.  Always set to 999.
1555
1556 @item int32 filler;
1557 Ignored padding.  Should be set to 0.
1558 @end table
1559
1560 @node Data Record
1561 @section Data Record
1562
1563 The data record must follow all other records in the system file.
1564 Every system file must have a data record that specifies data for at
1565 least one case.  The format of the data record varies depending on the
1566 value of @code{compression} in the file header record:
1567
1568 @table @asis
1569 @item 0: no compression
1570 Data is arranged as a series of 8-byte elements.
1571 Each element corresponds to
1572 the variable declared in the respective variable record (@pxref{Variable
1573 Record}).  Numeric values are given in @code{flt64} format; string
1574 values are literal characters string, padded on the right when
1575 necessary to fill out 8-byte units.
1576
1577 @item 1: bytecode compression
1578 The first 8 bytes
1579 of the data record is divided into a series of 1-byte command
1580 codes.  These codes have meanings as described below:
1581
1582 @table @asis
1583 @item 0
1584 Ignored.  If the program writing the system file accumulates compressed
1585 data in blocks of fixed length, 0 bytes can be used to pad out extra
1586 bytes remaining at the end of a fixed-size block.
1587
1588 @item 1 through 251
1589 A number with
1590 value @var{code} - @var{bias}, where
1591 @var{code} is the value of the compression code and @var{bias} is the
1592 variable @code{bias} from the file header.  For example,
1593 code 105 with bias 100.0 (the normal value) indicates a numeric variable
1594 of value 5.
1595
1596 A code of 0 (after subtracting the bias) in a string field encodes
1597 null bytes.  This is unusual, since a string field normally encodes
1598 text data, but it exists in real system files.
1599
1600 @item 252
1601 End of file.  This code may or may not appear at the end of the data
1602 stream.  PSPP always outputs this code but its use is not required.
1603
1604 @item 253
1605 A numeric or string value that is not
1606 compressible.  The value is stored in the 8 bytes following the
1607 current block of command bytes.  If this value appears twice in a block
1608 of command bytes, then it indicates the second group of 8 bytes following the
1609 command bytes, and so on.
1610
1611 @item 254
1612 An 8-byte string value that is all spaces.
1613
1614 @item 255
1615 The system-missing value.
1616 @end table
1617
1618 The end of the 8-byte group of bytecodes is followed by any 8-byte
1619 blocks of non-compressible values indicated by code 253.  After that
1620 follows another 8-byte group of bytecodes, then those bytecodes'
1621 non-compressible values.  The pattern repeats to the end of the file
1622 or a code with value 252.
1623
1624 @item 2: ZLIB compression
1625 The data record consists of the following, in order:
1626
1627 @itemize @bullet
1628 @item
1629 ZLIB data header, 24 bytes long.
1630
1631 @item
1632 One or more variable-length blocks of ZLIB compressed data.
1633
1634 @item
1635 ZLIB data trailer, with a 24-byte fixed header plus an additional 24
1636 bytes for each preceding ZLIB compressed data block.
1637 @end itemize
1638
1639 The ZLIB data header has the following format:
1640
1641 @example
1642 int64               zheader_ofs;
1643 int64               ztrailer_ofs;
1644 int64               ztrailer_len;
1645 @end example
1646
1647 @table @code
1648 @item int64 zheader_ofs;
1649 The offset, in bytes, of the beginning of this structure within the
1650 system file.
1651
1652 @item int64 ztrailer_ofs;
1653 The offset, in bytes, of the first byte of the ZLIB data trailer.
1654
1655 @item int64 ztrailer_len;
1656 The number of bytes in the ZLIB data trailer.  This and the previous
1657 field sum to the size of the system file in bytes.
1658 @end table
1659
1660 The data header is followed by @code{(ztrailer_len - 24) / 24} ZLIB
1661 compressed data blocks.  Each ZLIB compressed data block begins with a
1662 ZLIB header as specified in RFC@tie{}1950, e.g.@: hex bytes @code{78
1663 01} (the only header yet observed in practice).  Each block
1664 decompresses to a fixed number of bytes (in practice only
1665 @code{0x3ff000}-byte blocks have been observed), except that the last
1666 block of data may be shorter.  The last ZLIB compressed data block
1667 gends just before offset @code{ztrailer_ofs}.
1668
1669 The result of ZLIB decompression is bytecode compressed data as
1670 described above for compression format 1.
1671
1672 The ZLIB data trailer begins with the following 24-byte fixed header:
1673
1674 @example
1675 int64               bias;
1676 int64               zero;
1677 int32               block_size;
1678 int32               n_blocks;
1679 @end example
1680
1681 @table @code
1682 @item int64 int_bias;
1683 The compression bias as a negative integer, e.g.@: if @code{bias} in
1684 the file header record is 100.0, then @code{int_bias} is @minus{}100
1685 (this is the only value yet observed in practice).
1686
1687 @item int64 zero;
1688 Always observed to be zero.
1689
1690 @item int32 block_size;
1691 The number of bytes in each ZLIB compressed data block, except
1692 possibly the last, following decompression.  Only @code{0x3ff000} has
1693 been observed so far.
1694
1695 @item int32 n_blocks;
1696 The number of ZLIB compressed data blocks, always exactly
1697 @code{(ztrailer_len - 24) / 24}.
1698 @end table
1699
1700 The fixed header is followed by @code{n_blocks} 24-byte ZLIB data
1701 block descriptors, each of which describes the compressed data block
1702 corresponding to its offset.  Each block descriptor has the following
1703 format:
1704
1705 @example
1706 int64               uncompressed_ofs;
1707 int64               compressed_ofs;
1708 int32               uncompressed_size;
1709 int32               compressed_size;
1710 @end example
1711
1712 @table @code
1713 @item int64 uncompressed_ofs;
1714 The offset, in bytes, that this block of data would have in a similar
1715 system file that uses compression format 1.  This is
1716 @code{zheader_ofs} in the first block descriptor, and in each
1717 succeeding block descriptor it is the sum of the previous desciptor's
1718 @code{uncompressed_ofs} and @code{uncompressed_size}.
1719
1720 @item int64 compressed_ofs;
1721 The offset, in bytes, of the actual beginning of this compressed data
1722 block.  This is @code{zheader_ofs + 24} in the first block descriptor,
1723 and in each succeeding block descriptor it is the sum of the previous
1724 descriptor's @code{compressed_ofs} and @code{compressed_size}.  The
1725 final block descriptor's @code{compressed_ofs} and
1726 @code{compressed_size} sum to @code{ztrailer_ofs}.
1727
1728 @item int32 uncompressed_size;
1729 The number of bytes in this data block, after decompression.  This is
1730 @code{block_size} in every data block except the last, which may be
1731 smaller.
1732
1733 @item int32 compressed_size;
1734 The number of bytes in this data block, as stored compressed in this
1735 system file.
1736 @end table
1737 @end table
1738
1739 @setfilename ignored