docs
[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 * Variable Sets Record::
96 * Long Variable Names Record::
97 * Very Long String Record::
98 * Character Encoding Record::
99 * Long String Value Labels Record::
100 * Long String Missing Values Record::
101 * Data File and Variable Attributes Records::
102 * Extended Number of Cases Record::
103 * Other Informational Records::
104 * Dictionary Termination Record::
105 * Data Record::
106 @end menu
107
108 @node System File Record Structure
109 @section System File Record Structure
110
111 System files are divided into records with the following format:
112
113 @example
114 int32               type;
115 char                data[];
116 @end example
117
118 This header does not identify the length of the @code{data} or any
119 information about what it contains, so the system file reader must
120 understand the format of @code{data} based on @code{type}.  However,
121 records with type 7, called @dfn{extension records}, have a stricter
122 format:
123
124 @example
125 int32               type;
126 int32               subtype;
127 int32               size;
128 int32               count;
129 char                data[size * count];
130 @end example
131
132 @table @code
133 @item int32 rec_type;
134 Record type.  Always set to 7.
135
136 @item int32 subtype;
137 Record subtype.  This value identifies a particular kind of extension
138 record.
139
140 @item int32 size;
141 The size of each piece of data that follows the header, in bytes.
142 Known extension records use 1, 4, or 8, for @code{char}, @code{int32},
143 and @code{flt64} format data, respectively.
144
145 @item int32 count;
146 The number of pieces of data that follow the header.
147
148 @item char data[size * count];
149 Data, whose format and interpretation depend on the subtype.
150 @end table
151
152 An extension record contains exactly @code{size * count} bytes of
153 data, which allows a reader that does not understand an extension
154 record to skip it.  Extension records provide only nonessential
155 information, so this allows for files written by newer software to
156 preserve backward compatibility with older or less capable readers.
157
158 Records in a system file must appear in the following order:
159
160 @itemize @bullet
161 @item
162 File header record.
163
164 @item
165 Variable records.
166
167 @item
168 All pairs of value labels records and value label variables records,
169 if present.
170
171 @item
172 Document record, if present.
173
174 @item
175 Extension (type 7) records, in ascending numerical order of their
176 subtypes.
177
178 System files written by SPSS include at most one of each kind of
179 extension record.  This is generally true of system files written by
180 other software as well, with known exceptions noted below in the
181 individual sections about each type of record.
182
183 @item
184 Dictionary termination record.
185
186 @item
187 Data record.
188 @end itemize
189
190 We advise authors of programs that read system files to tolerate
191 format variations.  Various kinds of misformatting and corruption have
192 been observed in system files written by SPSS and other software
193 alike.  In particular, because extension records provide nonessential
194 information, it is generally better to ignore an extension record
195 entirely than to refuse to read a system file.
196
197 The following sections describe the known kinds of records.
198
199 @node File Header Record
200 @section File Header Record
201
202 A system file begins with the file header, with the following format:
203
204 @example
205 char                rec_type[4];
206 char                prod_name[60];
207 int32               layout_code;
208 int32               nominal_case_size;
209 int32               compression;
210 int32               weight_index;
211 int32               ncases;
212 flt64               bias;
213 char                creation_date[9];
214 char                creation_time[8];
215 char                file_label[64];
216 char                padding[3];
217 @end example
218
219 @table @code
220 @item char rec_type[4];
221 Record type code, either @samp{$FL2} for system files with
222 uncompressed data or data compressed with simple bytecode compression,
223 or @samp{$FL3} for system files with ZLIB compressed data.
224
225 This is truly a character field that uses the character encoding as
226 other strings.  Thus, in a file with an ASCII-based character encoding
227 this field contains @code{24 46 4c 32} or @code{24 46 4c 33}, and in a
228 file with an EBCDIC-based encoding this field contains @code{5b c6 d3
229 f2}.  (No EBCDIC-based ZLIB-compressed files have been observed.)
230
231 @item char prod_name[60];
232 Product identification string.  This always begins with the characters
233 @samp{@@(#) SPSS DATA FILE}.  PSPP uses the remaining characters to
234 give its version and the operating system name; for example, @samp{GNU
235 pspp 0.1.4 - sparc-sun-solaris2.5.2}.  The string is truncated if it
236 would be longer than 60 characters; otherwise it is padded on the right
237 with spaces.
238
239 The product name field allow readers to behave differently based on
240 quirks in the way that particular software writes system files.
241 @xref{Value Labels Records}, for the detail of the quirk that the PSPP
242 system file reader tolerates in files written by ReadStat, which has
243 @code{https://github.com/WizardMac/ReadStat} in @code{prod_name}.
244
245 @anchor{layout_code}
246 @item int32 layout_code;
247 Normally set to 2, although a few system files have been spotted in
248 the wild with a value of 3 here.  PSPP use this value to determine the
249 file's integer endianness (@pxref{System File Format}).
250
251 @item int32 nominal_case_size;
252 Number of data elements per case.  This is the number of variables,
253 except that long string variables add extra data elements (one for every
254 8 characters after the first 8).  However, string variables do not
255 contribute to this value beyond the first 255 bytes.   Further, some
256 software always writes -1 or 0 in this field.  In general, it is
257 unsafe for systems reading system files to rely upon this value.
258
259 @item int32 compression;
260 Set to 0 if the data in the file is not compressed, 1 if the data is
261 compressed with simple bytecode compression, 2 if the data is ZLIB
262 compressed.  This field has value 2 if and only if @code{rec_type} is
263 @samp{$FL3}.
264
265 @item int32 weight_index;
266 If one of the variables in the data set is used as a weighting
267 variable, set to the dictionary index of that variable, plus 1
268 (@pxref{Dictionary Index}).  Otherwise, set to 0.
269
270 @item int32 ncases;
271 Set to the number of cases in the file if it is known, or -1 otherwise.
272
273 In the general case it is not possible to determine the number of cases
274 that will be output to a system file at the time that the header is
275 written.  The way that this is dealt with is by writing the entire
276 system file, including the header, then seeking back to the beginning of
277 the file and writing just the @code{ncases} field.  For files in which
278 this is not valid, the seek operation fails.  In this case,
279 @code{ncases} remains -1.
280
281 @anchor{bias}
282 @item flt64 bias;
283 Compression bias, ordinarily set to 100.  Only integers between
284 @code{1 - bias} and @code{251 - bias} can be compressed.
285
286 By assuming that its value is 100, PSPP uses @code{bias} to determine
287 the file's floating-point format and endianness (@pxref{System File
288 Format}).  If the compression bias is not 100, PSPP cannot auto-detect
289 the floating-point format and assumes that it is IEEE 754 format with
290 the same endianness as the system file's integers, which is correct
291 for all known system files.
292
293 @item char creation_date[9];
294 Date of creation of the system file, in @samp{dd mmm yy}
295 format, with the month as standard English abbreviations, using an
296 initial capital letter and following with lowercase.  If the date is not
297 available then this field is arbitrarily set to @samp{01 Jan 70}.
298
299 @item char creation_time[8];
300 Time of creation of the system file, in @samp{hh:mm:ss}
301 format and using 24-hour time.  If the time is not available then this
302 field is arbitrarily set to @samp{00:00:00}.
303
304 @item char file_label[64];
305 File label declared by the user, if any (@pxref{FILE LABEL,,,pspp,
306 PSPP Users Guide}).  Padded on the right with spaces.
307
308 A product that identifies itself as @code{VOXCO INTERVIEWER 4.3} uses
309 CR-only line ends in this field, rather than the more usual LF-only or
310 CR LF line ends.
311
312 @item char padding[3];
313 Ignored padding bytes to make the structure a multiple of 32 bits in
314 length.  Set to zeros.
315 @end table
316
317 @node Variable Record
318 @section Variable Record
319
320 There must be one variable record for each numeric variable and each
321 string variable with width 8 bytes or less.  String variables wider
322 than 8 bytes have one variable record for each 8 bytes, rounding up.
323 The first variable record for a long string specifies the variable's
324 correct dictionary information.  Subsequent variable records for a
325 long string are filled with dummy information: a type of -1, no
326 variable label or missing values, print and write formats that are
327 ignored, and an empty string as name.  A few system files have been
328 encountered that include a variable label on dummy variable records,
329 so readers should take care to parse dummy variable records in the
330 same way as other variable records.
331
332 @anchor{Dictionary Index}
333 The @dfn{dictionary index} of a variable is a 1-based offset in the set of
334 variable records, including dummy variable records for long string
335 variables.  The first variable record has a dictionary index of 1, the
336 second has a dictionary index of 2, and so on.
337
338 The system file format does not directly support string variables
339 wider than 255 bytes.  Such very long string variables are represented
340 by a number of narrower string variables.  @xref{Very Long String
341 Record}, for details.
342
343 A system file should contain at least one variable and thus at least
344 one variable record, but system files have been observed in the wild
345 without any variables (thus, no data either).
346
347 @example
348 int32               rec_type;
349 int32               type;
350 int32               has_var_label;
351 int32               n_missing_values;
352 int32               print;
353 int32               write;
354 char                name[8];
355
356 /* @r{Present only if @code{has_var_label} is 1.} */
357 int32               label_len;
358 char                label[];
359
360 /* @r{Present only if @code{n_missing_values} is nonzero}. */
361 flt64               missing_values[];
362 @end example
363
364 @table @code
365 @item int32 rec_type;
366 Record type code.  Always set to 2.
367
368 @item int32 type;
369 Variable type code.  Set to 0 for a numeric variable.  For a short
370 string variable or the first part of a long string variable, this is set
371 to the width of the string.  For the second and subsequent parts of a
372 long string variable, set to -1, and the remaining fields in the
373 structure are ignored.
374
375 @item int32 has_var_label;
376 If this variable has a variable label, set to 1; otherwise, set to 0.
377
378 @item int32 n_missing_values;
379 If the variable has no missing values, set to 0.  If the variable has
380 one, two, or three discrete missing values, set to 1, 2, or 3,
381 respectively.  If the variable has a range for missing variables, set to
382 -2; if the variable has a range for missing variables plus a single
383 discrete value, set to -3.
384
385 A long string variable always has the value 0 here.  A separate record
386 indicates missing values for long string variables (@pxref{Long String
387 Missing Values Record}).
388
389 @item int32 print;
390 Print format for this variable.  See below.
391
392 @item int32 write;
393 Write format for this variable.  See below.
394
395 @item char name[8];
396 Variable name.  The variable name must begin with a capital letter or
397 the at-sign (@samp{@@}).  Subsequent characters may also be digits, octothorpes
398 (@samp{#}), dollar signs (@samp{$}), underscores (@samp{_}), or full
399 stops (@samp{.}).  The variable name is padded on the right with spaces.
400
401 The @samp{name} fields should be unique within a system file.  System
402 files written by SPSS that contain very long string variables with
403 similar names sometimes contain duplicate names that are later
404 eliminated by resolving the very long string names (@pxref{Very Long
405 String Record}).  PSPP handles duplicates by assigning them new,
406 unique names.
407
408 @item int32 label_len;
409 This field is present only if @code{has_var_label} is set to 1.  It is
410 set to the length, in characters, of the variable label.  The
411 documented maximum length varies from 120 to 255 based on SPSS
412 version, but some files have been seen with longer labels.  PSPP
413 accepts labels of any length.
414
415 @item char label[];
416 This field is present only if @code{has_var_label} is set to 1.  It has
417 length @code{label_len}, rounded up to the nearest multiple of 32 bits.
418 The first @code{label_len} characters are the variable's variable label.
419
420 @item flt64 missing_values[];
421 This field is present only if @code{n_missing_values} is nonzero.  It
422 has the same number of 8-byte elements as the absolute value of
423 @code{n_missing_values}.  Each element is interpreted as a number for
424 numeric variables (with HIGHEST and LOWEST indicated as described in
425 the chapter introduction).  For string variables of width less than 8
426 bytes, elements are right-padded with spaces; for string variables
427 wider than 8 bytes, only the first 8 bytes of each missing value are
428 specified, with the remainder implicitly all spaces.
429
430 For discrete missing values, each element represents one missing
431 value.  When a range is present, the first element denotes the minimum
432 value in the range, and the second element denotes the maximum value
433 in the range.  When a range plus a value are present, the third
434 element denotes the additional discrete missing value.
435 @end table
436
437 @anchor{System File Output Formats}
438 The @code{print} and @code{write} members of sysfile_variable are output
439 formats coded into @code{int32} types.  The least-significant byte
440 of the @code{int32} represents the number of decimal places, and the
441 next two bytes in order of increasing significance represent field width
442 and format type, respectively.  The most-significant byte is not
443 used and should be set to zero.
444
445 Format types are defined as follows:
446
447 @quotation
448 @multitable {Value} {@code{DATETIME}}
449 @headitem Value
450 @tab Meaning
451 @item 0
452 @tab Not used.
453 @item 1
454 @tab @code{A}
455 @item 2
456 @tab @code{AHEX}
457 @item 3
458 @tab @code{COMMA}
459 @item 4
460 @tab @code{DOLLAR}
461 @item 5
462 @tab @code{F}
463 @item 6
464 @tab @code{IB}
465 @item 7
466 @tab @code{PIBHEX}
467 @item 8
468 @tab @code{P}
469 @item 9
470 @tab @code{PIB}
471 @item 10
472 @tab @code{PK}
473 @item 11
474 @tab @code{RB}
475 @item 12
476 @tab @code{RBHEX}
477 @item 13
478 @tab Not used.
479 @item 14
480 @tab Not used.
481 @item 15
482 @tab @code{Z}
483 @item 16
484 @tab @code{N}
485 @item 17
486 @tab @code{E}
487 @item 18
488 @tab Not used.
489 @item 19
490 @tab Not used.
491 @item 20
492 @tab @code{DATE}
493 @item 21
494 @tab @code{TIME}
495 @item 22
496 @tab @code{DATETIME}
497 @item 23
498 @tab @code{ADATE}
499 @item 24
500 @tab @code{JDATE}
501 @item 25
502 @tab @code{DTIME}
503 @item 26
504 @tab @code{WKDAY}
505 @item 27
506 @tab @code{MONTH}
507 @item 28
508 @tab @code{MOYR}
509 @item 29
510 @tab @code{QYR}
511 @item 30
512 @tab @code{WKYR}
513 @item 31
514 @tab @code{PCT}
515 @item 32
516 @tab @code{DOT}
517 @item 33
518 @tab @code{CCA}
519 @item 34
520 @tab @code{CCB}
521 @item 35
522 @tab @code{CCC}
523 @item 36
524 @tab @code{CCD}
525 @item 37
526 @tab @code{CCE}
527 @item 38
528 @tab @code{EDATE}
529 @item 39
530 @tab @code{SDATE}
531 @item 40
532 @tab @code{MTIME}
533 @item 41
534 @tab @code{YMDHMS}
535 @end multitable
536 @end quotation
537
538 A few system files have been observed in the wild with invalid
539 @code{write} fields, in particular with value 0.  Readers should
540 probably treat invalid @code{print} or @code{write} fields as some
541 default format.
542
543 @node Value Labels Records
544 @section Value Labels Records
545
546 The value label records documented in this section are used for
547 numeric and short string variables only.  Long string variables may
548 have value labels, but their value labels are recorded using a
549 different record type (@pxref{Long String Value Labels Record}).
550
551 ReadStat (@pxref{File Header Record}) writes value labels that label a
552 single value more than once.  In more detail, it emits value labels
553 whose values are longer than string variables' widths, that are
554 identical in the actual width of the variable, e.g.@: labels for
555 values @code{ABC123} and @code{ABC456} for a string variable with
556 width 3.  For files written by this software, PSPP ignores such
557 labels.
558
559 The value label record has the following format:
560
561 @example
562 int32               rec_type;
563 int32               label_count;
564
565 /* @r{Repeated @code{n_label} times}. */
566 char                value[8];
567 char                label_len;
568 char                label[];
569 @end example
570
571 @table @code
572 @item int32 rec_type;
573 Record type.  Always set to 3.
574
575 @item int32 label_count;
576 Number of value labels present in this record.
577 @end table
578
579 The remaining fields are repeated @code{count} times.  Each
580 repetition specifies one value label.
581
582 @table @code
583 @item char value[8];
584 A numeric value or a short string value padded as necessary to 8 bytes
585 in length.  Its type and width cannot be determined until the
586 following value label variables record (see below) is read.
587
588 @item char label_len;
589 The label's length, in bytes.  The documented maximum length varies
590 from 60 to 120 based on SPSS version.  PSPP supports value labels up
591 to 255 bytes long.
592
593 @item char label[];
594 @code{label_len} bytes of the actual label, followed by up to 7 bytes
595 of padding to bring @code{label} and @code{label_len} together to a
596 multiple of 8 bytes in length.
597 @end table
598
599 The value label record is always immediately followed by a value label
600 variables record with the following format:
601
602 @example
603 int32               rec_type;
604 int32               var_count;
605 int32               vars[];
606 @end example
607
608 @table @code
609 @item int32 rec_type;
610 Record type.  Always set to 4.
611
612 @item int32 var_count;
613 Number of variables that the associated value labels from the value
614 label record are to be applied.
615
616 @item int32 vars[];
617 A list of 1-based dictionary indexes of variables to which to apply the value
618 labels (@pxref{Dictionary Index}).  There are @code{var_count}
619 elements.
620
621 String variables wider than 8 bytes may not be specified in this list.
622 @end table
623
624 @node Document Record
625 @section Document Record
626
627 The document record, if present, has the following format:
628
629 @example
630 int32               rec_type;
631 int32               n_lines;
632 char                lines[][80];
633 @end example
634
635 @table @code
636 @item int32 rec_type;
637 Record type.  Always set to 6.
638
639 @item int32 n_lines;
640 Number of lines of documents present.  This should be greater than
641 zero, but ReadStats writes system files with zero @code{n_lines}.
642
643 @item char lines[][80];
644 Document lines.  The number of elements is defined by @code{n_lines}.
645 Lines shorter than 80 characters are padded on the right with spaces.
646 @end table
647
648 @node Machine Integer Info Record
649 @section Machine Integer Info Record
650
651 The integer info record, if present, has the following format:
652
653 @example
654 /* @r{Header.} */
655 int32               rec_type;
656 int32               subtype;
657 int32               size;
658 int32               count;
659
660 /* @r{Data.} */
661 int32               version_major;
662 int32               version_minor;
663 int32               version_revision;
664 int32               machine_code;
665 int32               floating_point_rep;
666 int32               compression_code;
667 int32               endianness;
668 int32               character_code;
669 @end example
670
671 @table @code
672 @item int32 rec_type;
673 Record type.  Always set to 7.
674
675 @item int32 subtype;
676 Record subtype.  Always set to 3.
677
678 @item int32 size;
679 Size of each piece of data in the data part, in bytes.  Always set to 4.
680
681 @item int32 count;
682 Number of pieces of data in the data part.  Always set to 8.
683
684 @item int32 version_major;
685 PSPP major version number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z}, this
686 is @var{x}.
687
688 @item int32 version_minor;
689 PSPP minor version number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z}, this
690 is @var{y}.
691
692 @item int32 version_revision;
693 PSPP version revision number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z},
694 this is @var{z}.
695
696 @item int32 machine_code;
697 Machine code.  PSPP always set this field to value to -1, but other
698 values may appear.
699
700 @item int32 floating_point_rep;
701 Floating point representation code.  For IEEE 754 systems this is 1.
702 IBM 370 sets this to 2, and DEC VAX E to 3.
703
704 @item int32 compression_code;
705 Compression code.  Always set to 1, regardless of whether or how the
706 file is compressed.
707
708 @item int32 endianness;
709 Machine endianness.  1 indicates big-endian, 2 indicates little-endian.
710
711 @item int32 character_code;
712 @anchor{character-code} Character code.  The following values have
713 been actually observed in system files:
714
715 @table @asis
716 @item 1
717 EBCDIC.  Only one example has been observed.
718
719 @item 2
720 7-bit ASCII.  Old versions of SPSS for Unix and Windows always wrote
721 value 2 in this field, regardless of the encoding in use, so it is not
722 reliable and should be ignored.
723
724 @item 3
725 8-bit ``ASCII''.
726
727 @item 819
728 ISO 8859-1 (IBM AIX code page number).
729
730 @item 874
731 @itemx 9066
732 The @code{windows-874} code page for Thai.
733
734 @item 932
735 The @code{windows-932} code page for Japanese (aka @code{Shift_JIS}).
736
737 @item 936
738 The @code{windows-936} code page for simplified Chinese (aka @code{GBK}).
739
740 @item 949
741 Probably @code{ks_c_5601-1987}, Unified Hangul Code.
742
743 @item 950
744 The @code{big5} code page for traditional Chinese.
745
746 @item 1250
747 The @code{windows-1250} code page for Central European and Eastern
748 European languages.
749
750 @item 1251
751 The @code{windows-1251} code page for Cyrillic languages.
752
753 @item 1252
754 The @code{windows-1252} code page for Western European languages.
755
756 @item 1253
757 The @code{windows-1253} code page for modern Greek.
758
759 @item 1254
760 The @code{windows-1254} code page for Turkish.
761
762 @item 1255
763 The @code{windows-1255} code page for Hebrew.
764
765 @item 1256
766 The @code{windows-1256} code page for Arabic script.
767
768 @item 1257
769 The @code{windows-1257} code page for Estonian, Latvian, and
770 Lithuanian.
771
772 @item 1258
773 The @code{windows-1258} code page for Vietnamese.
774
775 @item 20127
776 US-ASCII.
777
778 @item 28591
779 ISO 8859-1 (Latin-1).
780
781 @item 25592
782 ISO 8859-2 (Central European).
783
784 @item 28605
785 ISO 8895-9 (Latin-9).
786
787 @item 51949
788 The @code{euc-kr} code page for Korean.
789
790 @item 65001
791 UTF-8.
792 @end table
793
794 The following additional values are known to be defined:
795
796 @table @asis
797 @item 3
798 8-bit ``ASCII''.
799
800 @item 4
801 DEC Kanji.
802 @end table
803
804 The most common values observed, from most to least common, are 1252,
805 65001, 2, and 28591.
806
807 Other Windows code page numbers are known to be generally valid.
808
809 Newer versions also write the character encoding as a string (see
810 @ref{Character Encoding Record}).
811 @end table
812
813 @node Machine Floating-Point Info Record
814 @section Machine Floating-Point Info Record
815
816 The floating-point info record, if present, has the following format:
817
818 @example
819 /* @r{Header.} */
820 int32               rec_type;
821 int32               subtype;
822 int32               size;
823 int32               count;
824
825 /* @r{Data.} */
826 flt64               sysmis;
827 flt64               highest;
828 flt64               lowest;
829 @end example
830
831 @table @code
832 @item int32 rec_type;
833 Record type.  Always set to 7.
834
835 @item int32 subtype;
836 Record subtype.  Always set to 4.
837
838 @item int32 size;
839 Size of each piece of data in the data part, in bytes.  Always set to 8.
840
841 @item int32 count;
842 Number of pieces of data in the data part.  Always set to 3.
843
844 @item flt64 sysmis;
845 @itemx flt64 highest;
846 @itemx flt64 lowest;
847 The system missing value, the value used for HIGHEST in missing
848 values, and the value used for LOWEST in missing values, respectively.
849 @xref{System File Format}, for more information.
850
851 The SPSSWriter library in PHP, which identifies itself as @code{FOM
852 SPSS 1.0.0} in the file header record @code{prod_name} field, writes
853 unexpected values to these fields, but it uses the same values
854 consistently throughout the rest of the file.
855 @end table
856
857 @node Multiple Response Sets Records
858 @section Multiple Response Sets Records
859
860 The system file format has two different types of records that
861 represent multiple response sets (@pxref{MRSETS,,,pspp, PSPP Users
862 Guide}).  The first type of record describes multiple response sets
863 that can be understood by SPSS before version 14.  The second type of
864 record, with a closely related format, is used for multiple dichotomy
865 sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES feature added in
866 version 14.
867
868 @example
869 /* @r{Header.} */
870 int32               rec_type;
871 int32               subtype;
872 int32               size;
873 int32               count;
874
875 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
876 char                mrsets[];
877 @end example
878
879 @table @code
880 @item int32 rec_type;
881 Record type.  Always set to 7.
882
883 @item int32 subtype;
884 Record subtype.  Set to 7 for records that describe multiple response
885 sets understood by SPSS before version 14, or to 19 for records that
886 describe dichotomy sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
887 feature added in version 14.
888
889 @item int32 size;
890 The size of each element in the @code{mrsets} member. Always set to 1.
891
892 @item int32 count;
893 The total number of bytes in @code{mrsets}.
894
895 @item char mrsets[];
896 Zero or more line feeds (byte 0x0a), followed by a series of multiple
897 response sets, each of which consists of the following:
898
899 @itemize @bullet
900 @item
901 The set's name (an identifier that begins with @samp{$}), in mixed
902 upper and lower case.
903
904 @item
905 An equals sign (@samp{=}).
906
907 @item
908 @samp{C} for a multiple category set, @samp{D} for a multiple
909 dichotomy set with CATEGORYLABELS=VARLABELS, or @samp{E} for a
910 multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES.
911
912 @item
913 For a multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES, a
914 space, followed by a number expressed as decimal digits, followed by a
915 space.  If LABELSOURCE=VARLABEL was specified on MRSETS, then the
916 number is 11; otherwise it is 1.@footnote{This part of the format may
917 not be fully understood, because only a single example of each
918 possibility has been examined.}
919
920 @item
921 For either kind of multiple dichotomy set, the counted value, as a
922 positive integer count specified as decimal digits, followed by a
923 space, followed by as many string bytes as specified in the count.  If
924 the set contains numeric variables, the string consists of the counted
925 integer value expressed as decimal digits.  If the set contains string
926 variables, the string contains the counted string value.  Either way,
927 the string may be padded on the right with spaces (older versions of
928 SPSS seem to always pad to a width of 8 bytes; newer versions don't).
929
930 @item
931 A space.
932
933 @item
934 The multiple response set's label, using the same format as for the
935 counted value for multiple dichotomy sets.  A string of length 0 means
936 that the set does not have a label.  A string of length 0 is also
937 written if LABELSOURCE=VARLABEL was specified.
938
939 @item
940 The short names of the variables in the set, converted to lowercase,
941 each preceded by a single space.
942
943 Even though a multiple response set must have at least two variables,
944 some system files contain multiple response sets with no variables or
945 one variable.  The source and meaning of these multiple response sets is
946 unknown.  (Perhaps they arise from creating a multiple response set
947 then deleting all the variables that it contains?)
948
949 @item
950 One line feed (byte 0x0a).  Sometimes multiple, even hundreds, of line
951 feeds are present.
952 @end itemize
953 @end table
954
955 Example: Given appropriate variable definitions, consider the
956 following MRSETS command:
957
958 @example
959 MRSETS /MCGROUP NAME=$a LABEL='my mcgroup' VARIABLES=a b c
960        /MDGROUP NAME=$b VARIABLES=g e f d VALUE=55
961        /MDGROUP NAME=$c LABEL='mdgroup #2' VARIABLES=h i j VALUE='Yes'
962        /MDGROUP NAME=$d LABEL='third mdgroup' CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
963         VARIABLES=k l m VALUE=34
964        /MDGROUP NAME=$e CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES LABELSOURCE=VARLABEL
965         VARIABLES=n o p VALUE='choice'.
966 @end example
967
968 The above would generate the following multiple response set record of
969 subtype 7:
970
971 @example
972 $a=C 10 my mcgroup a b c
973 $b=D2 55 0  g e f d
974 $c=D3 Yes 10 mdgroup #2 h i j
975 @end example
976
977 It would also generate the following multiple response set record with
978 subtype 19:
979
980 @example
981 $d=E 1 2 34 13 third mdgroup k l m
982 $e=E 11 6 choice 0  n o p
983 @end example
984
985 @node Extra Product Info Record
986 @section Extra Product Info Record
987
988 This optional record appears to contain a text string that describes
989 the program that wrote the file and the source of the data.  (This is
990 redundant with the file label and product info found in the file
991 header record.)
992
993 @example
994 /* @r{Header.} */
995 int32               rec_type;
996 int32               subtype;
997 int32               size;
998 int32               count;
999
1000 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1001 char                info[];
1002 @end example
1003
1004 @table @code
1005 @item int32 rec_type;
1006 Record type.  Always set to 7.
1007
1008 @item int32 subtype;
1009 Record subtype.  Always set to 10.
1010
1011 @item int32 size;
1012 The size of each element in the @code{info} member. Always set to 1.
1013
1014 @item int32 count;
1015 The total number of bytes in @code{info}.
1016
1017 @item char info[];
1018 A text string.  A product that identifies itself as @code{VOXCO
1019 INTERVIEWER 4.3} uses CR-only line ends in this field, rather than the
1020 more usual LF-only or CR LF line ends.
1021 @end table
1022
1023 @node Variable Display Parameter Record
1024 @section Variable Display Parameter Record
1025
1026 The variable display parameter record, if present, has the following
1027 format:
1028
1029 @example
1030 /* @r{Header.} */
1031 int32               rec_type;
1032 int32               subtype;
1033 int32               size;
1034 int32               count;
1035
1036 /* @r{Repeated @code{count} times}. */
1037 int32               measure;
1038 int32               width;           /* @r{Not always present.} */
1039 int32               alignment;
1040 @end example
1041
1042 @table @code
1043 @item int32 rec_type;
1044 Record type.  Always set to 7.
1045
1046 @item int32 subtype;
1047 Record subtype.  Always set to 11.
1048
1049 @item int32 size;
1050 The size of @code{int32}.  Always set to 4.
1051
1052 @item int32 count;
1053 The number of sets of variable display parameters (ordinarily the
1054 number of variables in the dictionary), times 2 or 3.
1055 @end table
1056
1057 The remaining members are repeated @code{count} times, in the same
1058 order as the variable records.  No element corresponds to variable
1059 records that continue long string variables.  The meanings of these
1060 members are as follows:
1061
1062 @table @code
1063 @item int32 measure;
1064 The measurement level of the variable:
1065 @table @asis
1066 @item 0
1067 Unknown
1068 @item 1
1069 Nominal
1070 @item 2
1071 Ordinal
1072 @item 3
1073 Scale
1074 @end table
1075
1076 An ``unknown'' @code{measure} of 0 means that the variable was created
1077 in some way that doesn't make the measurement level clear, e.g.@: with
1078 a @code{COMPUTE} transformation.  PSPP sets the measurement level the
1079 first time it reads the data using the rules documented in
1080 @ref{Measurement Level,,,pspp, PSPP Users Guide}, so this should
1081 rarely appear.
1082
1083 @item int32 width;
1084 The width of the display column for the variable in characters.
1085
1086 This field is present if @var{count} is 3 times the number of
1087 variables in the dictionary.  It is omitted if @var{count} is 2 times
1088 the number of variables.
1089
1090 @item int32 alignment;
1091 The alignment of the variable for display purposes:
1092
1093 @table @asis
1094 @item 0
1095 Left aligned
1096 @item 1
1097 Right aligned
1098 @item 2
1099 Centre aligned
1100 @end table
1101 @end table
1102
1103 @node Variable Sets Record
1104 @section Variable Sets Record
1105
1106 The SPSS GUI offers users the ability to arrange variables in sets.
1107 Users may enable and disable sets individually, and the data editor
1108 and analysis dialog boxes only show enabled sets.  Syntax does not use
1109 variable sets.
1110
1111 The variable sets record, if present, has the following format:
1112
1113 @example
1114 /* @r{Header.} */
1115 int32               rec_type;
1116 int32               subtype;
1117 int32               size;
1118 int32               count;
1119
1120 /* @r{Exactly @code{count} bytes of text.} */
1121 char                text[];
1122 @end example
1123
1124 @table @code
1125 @item int32 rec_type;
1126 Record type.  Always set to 7.
1127
1128 @item int32 subtype;
1129 Record subtype.  Always set to 5.
1130
1131 @item int32 size;
1132 Always set to 1.
1133
1134 @item int32 count;
1135 The total number of bytes in @code{text}.
1136
1137 @item char text[];
1138 The variable sets, in a text-based format.
1139
1140 Each variable set occupies one line of text, each of which ends with a
1141 line feed (byte 0x0a), optionally preceded by a carriage return (byte
1142 0x0d).
1143
1144 Each line begins with the name of the variable set, followed by an
1145 equals sign (@samp{=}) and a space (byte 0x20), followed by the long
1146 variable names of the members of the set, separated by spaces.  A
1147 variable set may be empty, in which case the equals sign and the space
1148 following it are still present.
1149 @end table
1150
1151 @node Long Variable Names Record
1152 @section Long Variable Names Record
1153
1154 If present, the long variable names record has the following format:
1155
1156 @example
1157 /* @r{Header.} */
1158 int32               rec_type;
1159 int32               subtype;
1160 int32               size;
1161 int32               count;
1162
1163 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1164 char                var_name_pairs[];
1165 @end example
1166
1167 @table @code
1168 @item int32 rec_type;
1169 Record type.  Always set to 7.
1170
1171 @item int32 subtype;
1172 Record subtype.  Always set to 13.
1173
1174 @item int32 size;
1175 The size of each element in the @code{var_name_pairs} member. Always set to 1.
1176
1177 @item int32 count;
1178 The total number of bytes in @code{var_name_pairs}.
1179
1180 @item char var_name_pairs[];
1181 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
1182 of a variable, and @var{value} is its long variable name.
1183 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
1184 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
1185 Record}).
1186 The @var{value} field is at most 64 bytes long.
1187 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
1188 Each tuple is separated by a byte whose value is 09.  There is no
1189 trailing separator following the last tuple.
1190 The total length is @code{count} bytes.
1191 @end table
1192
1193 @node Very Long String Record
1194 @section Very Long String Record
1195
1196 Old versions of SPSS limited string variables to a width of 255 bytes.
1197 For backward compatibility with these older versions, the system file
1198 format represents a string longer than 255 bytes, called a @dfn{very
1199 long string}, as a collection of strings no longer than 255 bytes
1200 each.  The strings concatenated to make a very long string are called
1201 its @dfn{segments}; for consistency, variables other than very long
1202 strings are considered to have a single segment.
1203
1204 A very long string with a width of @var{w} has @var{n} =
1205 (@var{w} + 251) / 252 segments, that is, one segment for every
1206 252 bytes of width, rounding up.  It would be logical, then, for each
1207 of the segments except the last to have a width of 252 and the last
1208 segment to have the remainder, but this is not the case.  In fact,
1209 each segment except the last has a width of 255 bytes.  The last
1210 segment has width @var{w} - (@var{n} - 1) * 252; some versions
1211 of SPSS make it slightly wider, but not wide enough to make the last
1212 segment require another 8 bytes of data.
1213
1214 Data is packed tightly into segments of a very long string, 255 bytes
1215 per segment.  Because 255 bytes of segment data are allocated for
1216 every 252 bytes of the very long string's width (approximately), some
1217 unused space is left over at the end of the allocated segments.  Data
1218 in unused space is ignored.
1219
1220 Example: Consider a very long string of width 20,000.  Such a very
1221 long string has 20,000 / 252 = 80 (rounding up) segments.  The first
1222 79 segments have width 255; the last segment has width 20,000 - 79 *
1223 252 = 92 or slightly wider (up to 96 bytes, the next multiple of 8).
1224 The very long string's data is actually stored in the 19,890 bytes in
1225 the first 78 segments, plus the first 110 bytes of the 79th segment
1226 (19,890 + 110 = 20,000).  The remaining 145 bytes of the 79th segment
1227 and all 92 bytes of the 80th segment are unused.
1228
1229 The very long string record explains how to stitch together segments
1230 to obtain very long string data.  For each of the very long string
1231 variables in the dictionary, it specifies the name of its first
1232 segment's variable and the very long string variable's actual width.
1233 The remaining segments immediately follow the named variable in the
1234 system file's dictionary.
1235
1236 The very long string record, which is present only if the system file
1237 contains very long string variables, has the following format:
1238
1239 @example
1240 /* @r{Header.} */
1241 int32               rec_type;
1242 int32               subtype;
1243 int32               size;
1244 int32               count;
1245
1246 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1247 char                string_lengths[];
1248 @end example
1249
1250 @table @code
1251 @item int32 rec_type;
1252 Record type.  Always set to 7.
1253
1254 @item int32 subtype;
1255 Record subtype.  Always set to 14.
1256
1257 @item int32 size;
1258 The size of each element in the @code{string_lengths} member. Always set to 1.
1259
1260 @item int32 count;
1261 The total number of bytes in @code{string_lengths}.
1262
1263 @item char string_lengths[];
1264 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
1265 of a variable, and @var{value} is its length.
1266 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
1267 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
1268 Record}).
1269 The @var{value} field is exactly 5 bytes long. It is a zero-padded,
1270 ASCII-encoded string that is the length of the variable.
1271 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
1272 Tuples are delimited by a two-byte sequence @{00, 09@}.
1273 After the last tuple, there may be a single byte 00, or @{00, 09@}.
1274 The total length is @code{count} bytes.
1275 @end table
1276
1277 @node Character Encoding Record
1278 @section Character Encoding Record
1279
1280 This record, if present, indicates the character encoding for string data,
1281 long variable names, variable labels, value labels and other strings in the
1282 file.
1283
1284 @example
1285 /* @r{Header.} */
1286 int32               rec_type;
1287 int32               subtype;
1288 int32               size;
1289 int32               count;
1290
1291 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1292 char                encoding[];
1293 @end example
1294
1295 @table @code
1296 @item int32 rec_type;
1297 Record type.  Always set to 7.
1298
1299 @item int32 subtype;
1300 Record subtype.  Always set to 20.
1301
1302 @item int32 size;
1303 The size of each element in the @code{encoding} member. Always set to 1.
1304
1305 @item int32 count;
1306 The total number of bytes in @code{encoding}.
1307
1308 @item char encoding[];
1309 The name of the character encoding.  Normally this will be an official
1310 IANA character set name or alias.  See
1311 @url{http://www.iana.org/assignments/character-sets}.  Character set
1312 names are not case-sensitive, and SPSS is not consistent, e.g.@: both
1313 @code{windows-1251} and @code{WINDOWS-1252} have both been observed,
1314 as have @code{Big5} and @code{BIG5}.
1315 @end table
1316
1317 This record is not present in files generated by older software.  See
1318 also the @code{character_code} field in the machine integer info
1319 record (@pxref{character-code}).
1320
1321 The following character encoding names have been observed.  The names
1322 are shown in lowercase, even though they were not always in lowercase
1323 in the file.  Alternative names for the same encoding are, when known,
1324 listed together.  For each encoding, the @code{character_code} values
1325 that they were observed paired with are also listed.  First, the
1326 following are strictly single-byte, ASCII-compatible encodings:
1327
1328 @table @asis
1329 @item (encoding record missing)
1330 0, 2, 3, 874, 1250, 1251, 1252, 1253, 1254, 1255, 1256, 20127, 28591,
1331 28592, 28605
1332
1333 @item @code{ansi_x3.4-1968}
1334 @itemx @code{ascii}
1335 1252
1336
1337 @item @code{cp28605}
1338 2
1339
1340 @item @code{cp874}
1341 9066
1342
1343 @item @code{iso-8859-1}
1344 819
1345
1346 @item @code{windows-874}
1347 874
1348
1349 @item @code{windows-1250}
1350 2, 1250, 1252
1351
1352 @item @code{windows-1251}
1353 2, 1251
1354
1355 @item @code{cp1252}
1356 @itemx @code{windows-1252}
1357 2, 1250, 1252, 1253
1358
1359 @item @code{cp1253}
1360 @itemx @code{windows-1253}
1361 1253
1362
1363 @item @code{windows-1254}
1364 2, 1254
1365
1366 @item @code{windows-1255}
1367 2, 1255
1368
1369 @item @code{windows-1256}
1370 2, 1252, 1256
1371
1372 @item @code{windows-1257}
1373 2, 1257
1374
1375 @item @code{windows-1258}
1376 1258
1377 @end table
1378
1379 The others are multibyte encodings, in which some code points occupy a
1380 single byte and others multiple bytes.  The following multibyte
1381 encodings are ``ASCII compatible,'' that is, they use ASCII values
1382 only to indicate ASCII:
1383
1384 @table @asis
1385 @item (encoding record missing)
1386 65001, 949
1387
1388 @item @code{euc-kr}
1389 2, 51949
1390
1391 @item @code{utf-8}
1392 0, 2, 1250, 1251, 1252, 1256, 65001
1393 @end table
1394
1395 The following multibyte encodings are not ASCII compatible, that is,
1396 while they encode ASCII characters as their native values, they also
1397 use ASCII values as second or later bytes in multibyte sequences:
1398
1399 @table @asis
1400 @item (encoding record missing)
1401 932, 936, 950
1402
1403 @item @code{big5}
1404 @itemx @code{cp950}
1405 2, 950
1406
1407 @item @code{gbk}
1408 936
1409
1410 @item @code{cp932}
1411 @itemx @code{windows-31j}
1412 932
1413 @end table
1414
1415 As the tables above show, when the character encoding record and the
1416 machine integer info record are both present, they can contradict each
1417 other.  Observations show that, in this case, the character encoding
1418 record should be honored.
1419
1420 If, for testing purposes, a file is crafted with different
1421 @code{character_code} and @code{encoding}, it seems that
1422 @code{character_code} controls the encoding for all strings in the
1423 system file before the dictionary termination record, including
1424 strings in data (e.g.@: string missing values), and @code{encoding}
1425 controls the encoding for strings following the dictionary termination
1426 record.
1427
1428 @node Long String Value Labels Record
1429 @section Long String Value Labels Record
1430
1431 This record, if present, specifies value labels for long string
1432 variables.
1433
1434 @example
1435 /* @r{Header.} */
1436 int32               rec_type;
1437 int32               subtype;
1438 int32               size;
1439 int32               count;
1440
1441 /* @r{Repeated up to exactly @code{count} bytes.} */
1442 int32               var_name_len;
1443 char                var_name[];
1444 int32               var_width;
1445 int32               n_labels;
1446 long_string_label   labels[];
1447 @end example
1448
1449 @table @code
1450 @item int32 rec_type;
1451 Record type.  Always set to 7.
1452
1453 @item int32 subtype;
1454 Record subtype.  Always set to 21.
1455
1456 @item int32 size;
1457 Always set to 1.
1458
1459 @item int32 count;
1460 The number of bytes following the header until the next header.
1461
1462 @item int32 var_name_len;
1463 @itemx char var_name[];
1464 The number of bytes in the name of the variable that has long string
1465 value labels, plus the variable name itself, which consists of exactly
1466 @code{var_name_len} bytes.  The variable name is not padded to any
1467 particular boundary, nor is it null-terminated.
1468
1469 @item int32 var_width;
1470 The width of the variable, in bytes, which will be between 9 and
1471 32767.
1472
1473 @item int32 n_labels;
1474 @itemx long_string_label labels[];
1475 The long string labels themselves.  The @code{labels} array contains
1476 exactly @code{n_labels} elements, each of which has the following
1477 substructure:
1478
1479 @example
1480 int32               value_len;
1481 char                value[];
1482 int32               label_len;
1483 char                label[];
1484 @end example
1485
1486 @table @code
1487 @item int32 value_len;
1488 @itemx char value[];
1489 The string value being labeled.  @code{value_len} is the number of
1490 bytes in @code{value}; it is equal to @code{var_width}.  The
1491 @code{value} array is not padded or null-terminated.
1492
1493 @item int32 label_len;
1494 @itemx char label[];
1495 The label for the string value.  @code{label_len}, which must be
1496 between 0 and 120, is the number of bytes in @code{label}.  The
1497 @code{label} array is not padded or null-terminated.
1498 @end table
1499 @end table
1500
1501 @node Long String Missing Values Record
1502 @section Long String Missing Values Record
1503
1504 This record, if present, specifies missing values for long string
1505 variables.
1506
1507 @example
1508 /* @r{Header.} */
1509 int32               rec_type;
1510 int32               subtype;
1511 int32               size;
1512 int32               count;
1513
1514 /* @r{Repeated up to exactly @code{count} bytes.} */
1515 int32               var_name_len;
1516 char                var_name[];
1517 char                n_missing_values;
1518 int32               value_len;
1519 char                values[value_len * n_missing_values];
1520 @end example
1521
1522 @table @code
1523 @item int32 rec_type;
1524 Record type.  Always set to 7.
1525
1526 @item int32 subtype;
1527 Record subtype.  Always set to 22.
1528
1529 @item int32 size;
1530 Always set to 1.
1531
1532 @item int32 count;
1533 The number of bytes following the header until the next header.
1534
1535 @item int32 var_name_len;
1536 @itemx char var_name[];
1537 The number of bytes in the name of the long string variable that has
1538 missing values, plus the variable name itself, which consists of
1539 exactly @code{var_name_len} bytes.  The variable name is not padded to
1540 any particular boundary, nor is it null-terminated.
1541
1542 @item char n_missing_values;
1543 The number of missing values, either 1, 2, or 3.  (This is, unusually,
1544 a single byte instead of a 32-bit number.)
1545
1546 @item int32 value_len;
1547 The length of each missing value string, in bytes.  This value should
1548 be 8, because long string variables are at least 8 bytes wide (by
1549 definition), only the first 8 bytes of a long string variable's
1550 missing values are allowed to be non-spaces, and any spaces within the
1551 first 8 bytes are included in the missing value here.
1552
1553 @item char values[value_len * n_missing_values]
1554 The missing values themselves, without any padding or null
1555 terminators.
1556 @end table
1557
1558 An earlier version of this document stated that @code{value_len} was
1559 repeated before each of the missing values, so that there was an extra
1560 @code{int32} value of 8 before each missing value after the first.
1561 Old versions of PSPP wrote data files in this format.  Readers can
1562 tolerate this mistake, if they wish, by noticing and skipping the
1563 extra @code{int32} values, which wouldn't ordinarily occur in strings.
1564
1565 @node Data File and Variable Attributes Records
1566 @section Data File and Variable Attributes Records
1567
1568 The data file and variable attributes records represent custom
1569 attributes for the system file or for individual variables in the
1570 system file, as defined on the DATAFILE ATTRIBUTE (@pxref{DATAFILE
1571 ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}) and VARIABLE ATTRIBUTE commands
1572 (@pxref{VARIABLE ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}), respectively.
1573
1574 @example
1575 /* @r{Header.} */
1576 int32               rec_type;
1577 int32               subtype;
1578 int32               size;
1579 int32               count;
1580
1581 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1582 char                attributes[];
1583 @end example
1584
1585 @table @code
1586 @item int32 rec_type;
1587 Record type.  Always set to 7.
1588
1589 @item int32 subtype;
1590 Record subtype.  Always set to 17 for a data file attribute record or
1591 to 18 for a variable attributes record.
1592
1593 @item int32 size;
1594 The size of each element in the @code{attributes} member. Always set to 1.
1595
1596 @item int32 count;
1597 The total number of bytes in @code{attributes}.
1598
1599 @item char attributes[];
1600 The attributes, in a text-based format.
1601
1602 In record subtype 17, this field contains a single attribute set.  An
1603 attribute set is a sequence of one or more attributes concatenated
1604 together.  Each attribute consists of a name, which has the same
1605 syntax as a variable name, followed by, inside parentheses, a sequence
1606 of one or more values.  Each value consists of a string enclosed in
1607 single quotes (@code{'}) followed by a line feed (byte 0x0a).  A value
1608 may contain single quote characters, which are not themselves escaped
1609 or quoted or required to be present in pairs.  There is no apparent
1610 way to embed a line feed in a value.  There is no distinction between
1611 an attribute with a single value and an attribute array with one
1612 element.
1613
1614 In record subtype 18, this field contains a sequence of one or more
1615 variable attribute sets.  If more than one variable attribute set is
1616 present, each one after the first is delimited from the previous by
1617 @code{/}.  Each variable attribute set consists of a long
1618 variable name,
1619 followed by @code{:}, followed by an attribute set with the same
1620 syntax as on record subtype 17.
1621
1622 System files written by @code{Stata 14.1/-savespss- 1.77 by
1623 S.Radyakin} may include multiple records with subtype 18, one per
1624 variable that has variable attributes.
1625
1626 The total length is @code{count} bytes.
1627 @end table
1628
1629 @subheading Example
1630
1631 A system file produced with the following VARIABLE ATTRIBUTE commands
1632 in effect:
1633
1634 @example
1635 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=fred[1]('23') fred[2]('34').
1636 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=bert('123').
1637 @end example
1638
1639 @noindent
1640 will contain a variable attribute record with the following contents:
1641
1642 @example
1643 0000  07 00 00 00 12 00 00 00  01 00 00 00 22 00 00 00  |............"...|
1644 0010  64 75 6d 6d 79 3a 66 72  65 64 28 27 32 33 27 0a  |dummy:fred('23'.|
1645 0020  27 33 34 27 0a 29 62 65  72 74 28 27 31 32 33 27  |'34'.)bert('123'|
1646 0030  0a 29                                             |.)              |
1647 @end example
1648
1649 @menu
1650 * Variable Roles::
1651 @end menu
1652
1653 @node Variable Roles
1654 @subsection Variable Roles
1655
1656 A variable's role is represented as an attribute named @code{$@@Role}.
1657 This attribute has a single element whose values and their meanings
1658 are:
1659
1660 @table @code
1661 @item 0
1662 Input.  This, the default, is the most common role.
1663 @item 1
1664 Output.
1665 @item 2
1666 Both.
1667 @item 3
1668 None.
1669 @item 4
1670 Partition.
1671 @item 5
1672 Split.
1673 @end table
1674
1675 @node Extended Number of Cases Record
1676 @section Extended Number of Cases Record
1677
1678 The file header record expresses the number of cases in the system
1679 file as an int32 (@pxref{File Header Record}).  This record allows the
1680 number of cases in the system file to be expressed as a 64-bit number.
1681
1682 @example
1683 int32               rec_type;
1684 int32               subtype;
1685 int32               size;
1686 int32               count;
1687 int64               unknown;
1688 int64               ncases64;
1689 @end example
1690
1691 @table @code
1692 @item int32 rec_type;
1693 Record type.  Always set to 7.
1694
1695 @item int32 subtype;
1696 Record subtype.  Always set to 16.
1697
1698 @item int32 size;
1699 Size of each element.  Always set to 8.
1700
1701 @item int32 count;
1702 Number of pieces of data in the data part.  Alway set to 2.
1703
1704 @item int64 unknown;
1705 Meaning unknown.  Always set to 1.
1706
1707 @item int64 ncases64;
1708 Number of cases in the file as a 64-bit integer.  Presumably this
1709 could be -1 to indicate that the number of cases is unknown, for the
1710 same reason as @code{ncases} in the file header record, but this has
1711 not been observed in the wild.
1712 @end table
1713
1714 @node Other Informational Records
1715 @section Other Informational Records
1716
1717 This chapter documents many specific types of extension records are
1718 documented here, but others are known to exist.  PSPP ignores unknown
1719 extension records when reading system files.
1720
1721 The following extension record subtypes have also been observed, with
1722 the following believed meanings:
1723
1724 @table @asis
1725 @item 6
1726 Date info, probably related to USE (according to Aapi H@"am@"al@"ainen).
1727
1728 @item 12
1729 A UUID in the format described in RFC 4122.  Only two examples
1730 observed, both written by SPSS 13, and in each case the UUID contained
1731 both upper and lower case.
1732
1733 @item 24
1734 XML that describes how data in the file should be displayed on-screen.
1735 @end table
1736
1737 @node Dictionary Termination Record
1738 @section Dictionary Termination Record
1739
1740 The dictionary termination record separates all other records from the
1741 data records.
1742
1743 @example
1744 int32               rec_type;
1745 int32               filler;
1746 @end example
1747
1748 @table @code
1749 @item int32 rec_type;
1750 Record type.  Always set to 999.
1751
1752 @item int32 filler;
1753 Ignored padding.  Should be set to 0.
1754 @end table
1755
1756 @node Data Record
1757 @section Data Record
1758
1759 The data record must follow all other records in the system file.
1760 Every system file must have a data record that specifies data for at
1761 least one case.  The format of the data record varies depending on the
1762 value of @code{compression} in the file header record:
1763
1764 @table @asis
1765 @item 0: no compression
1766 Data is arranged as a series of 8-byte elements.
1767 Each element corresponds to
1768 the variable declared in the respective variable record (@pxref{Variable
1769 Record}).  Numeric values are given in @code{flt64} format; string
1770 values are literal characters string, padded on the right when
1771 necessary to fill out 8-byte units.
1772
1773 @item 1: bytecode compression
1774 The first 8 bytes
1775 of the data record is divided into a series of 1-byte command
1776 codes.  These codes have meanings as described below:
1777
1778 @table @asis
1779 @item 0
1780 Ignored.  If the program writing the system file accumulates compressed
1781 data in blocks of fixed length, 0 bytes can be used to pad out extra
1782 bytes remaining at the end of a fixed-size block.
1783
1784 @item 1 through 251
1785 A number with
1786 value @var{code} - @var{bias}, where
1787 @var{code} is the value of the compression code and @var{bias} is the
1788 variable @code{bias} from the file header.  For example,
1789 code 105 with bias 100.0 (the normal value) indicates a numeric variable
1790 of value 5.
1791
1792 A code of 0 (after subtracting the bias) in a string field encodes
1793 null bytes.  This is unusual, since a string field normally encodes
1794 text data, but it exists in real system files.
1795
1796 @item 252
1797 End of file.  This code may or may not appear at the end of the data
1798 stream.  PSPP always outputs this code but its use is not required.
1799
1800 @item 253
1801 A numeric or string value that is not
1802 compressible.  The value is stored in the 8 bytes following the
1803 current block of command bytes.  If this value appears twice in a block
1804 of command bytes, then it indicates the second group of 8 bytes following the
1805 command bytes, and so on.
1806
1807 @item 254
1808 An 8-byte string value that is all spaces.
1809
1810 @item 255
1811 The system-missing value.
1812 @end table
1813
1814 The end of the 8-byte group of bytecodes is followed by any 8-byte
1815 blocks of non-compressible values indicated by code 253.  After that
1816 follows another 8-byte group of bytecodes, then those bytecodes'
1817 non-compressible values.  The pattern repeats to the end of the file
1818 or a code with value 252.
1819
1820 @item 2: ZLIB compression
1821 The data record consists of the following, in order:
1822
1823 @itemize @bullet
1824 @item
1825 ZLIB data header, 24 bytes long.
1826
1827 @item
1828 One or more variable-length blocks of ZLIB compressed data.
1829
1830 @item
1831 ZLIB data trailer, with a 24-byte fixed header plus an additional 24
1832 bytes for each preceding ZLIB compressed data block.
1833 @end itemize
1834
1835 The ZLIB data header has the following format:
1836
1837 @example
1838 int64               zheader_ofs;
1839 int64               ztrailer_ofs;
1840 int64               ztrailer_len;
1841 @end example
1842
1843 @table @code
1844 @item int64 zheader_ofs;
1845 The offset, in bytes, of the beginning of this structure within the
1846 system file.
1847
1848 @item int64 ztrailer_ofs;
1849 The offset, in bytes, of the first byte of the ZLIB data trailer.
1850
1851 @item int64 ztrailer_len;
1852 The number of bytes in the ZLIB data trailer.  This and the previous
1853 field sum to the size of the system file in bytes.
1854 @end table
1855
1856 The data header is followed by @code{(ztrailer_len - 24) / 24} ZLIB
1857 compressed data blocks.  Each ZLIB compressed data block begins with a
1858 ZLIB header as specified in RFC@tie{}1950, e.g.@: hex bytes @code{78
1859 01} (the only header yet observed in practice).  Each block
1860 decompresses to a fixed number of bytes (in practice only
1861 @code{0x3ff000}-byte blocks have been observed), except that the last
1862 block of data may be shorter.  The last ZLIB compressed data block
1863 gends just before offset @code{ztrailer_ofs}.
1864
1865 The result of ZLIB decompression is bytecode compressed data as
1866 described above for compression format 1.
1867
1868 The ZLIB data trailer begins with the following 24-byte fixed header:
1869
1870 @example
1871 int64               bias;
1872 int64               zero;
1873 int32               block_size;
1874 int32               n_blocks;
1875 @end example
1876
1877 @table @code
1878 @item int64 int_bias;
1879 The compression bias as a negative integer, e.g.@: if @code{bias} in
1880 the file header record is 100.0, then @code{int_bias} is @minus{}100
1881 (this is the only value yet observed in practice).
1882
1883 @item int64 zero;
1884 Always observed to be zero.
1885
1886 @item int32 block_size;
1887 The number of bytes in each ZLIB compressed data block, except
1888 possibly the last, following decompression.  Only @code{0x3ff000} has
1889 been observed so far.
1890
1891 @item int32 n_blocks;
1892 The number of ZLIB compressed data blocks, always exactly
1893 @code{(ztrailer_len - 24) / 24}.
1894 @end table
1895
1896 The fixed header is followed by @code{n_blocks} 24-byte ZLIB data
1897 block descriptors, each of which describes the compressed data block
1898 corresponding to its offset.  Each block descriptor has the following
1899 format:
1900
1901 @example
1902 int64               uncompressed_ofs;
1903 int64               compressed_ofs;
1904 int32               uncompressed_size;
1905 int32               compressed_size;
1906 @end example
1907
1908 @table @code
1909 @item int64 uncompressed_ofs;
1910 The offset, in bytes, that this block of data would have in a similar
1911 system file that uses compression format 1.  This is
1912 @code{zheader_ofs} in the first block descriptor, and in each
1913 succeeding block descriptor it is the sum of the previous desciptor's
1914 @code{uncompressed_ofs} and @code{uncompressed_size}.
1915
1916 @item int64 compressed_ofs;
1917 The offset, in bytes, of the actual beginning of this compressed data
1918 block.  This is @code{zheader_ofs + 24} in the first block descriptor,
1919 and in each succeeding block descriptor it is the sum of the previous
1920 descriptor's @code{compressed_ofs} and @code{compressed_size}.  The
1921 final block descriptor's @code{compressed_ofs} and
1922 @code{compressed_size} sum to @code{ztrailer_ofs}.
1923
1924 @item int32 uncompressed_size;
1925 The number of bytes in this data block, after decompression.  This is
1926 @code{block_size} in every data block except the last, which may be
1927 smaller.
1928
1929 @item int32 compressed_size;
1930 The number of bytes in this data block, as stored compressed in this
1931 system file.
1932 @end table
1933 @end table
1934
1935 @setfilename ignored