1c3e4349c79380edf70b7d1ced83cafecf6f148e
[pspp-builds.git] / doc / dev / system-file-format.texi
1 @node System File Format
2 @appendix System File Format
3
4 A system file encapsulates a set of cases and dictionary information
5 that describes how they may be interpreted.  This chapter describes
6 the format of a system file.
7
8 System files use four data types: 8-bit characters, 32-bit integers,
9 64-bit integers, 
10 and 64-bit floating points, called here @code{char}, @code{int32},
11 @code{int64}, and
12 @code{flt64}, respectively.  Data is not necessarily aligned on a word
13 or double-word boundary: the long variable name record (@pxref{Long
14 Variable Names Record}) and very long string records (@pxref{Very Long
15 String Record}) have arbitrary byte length and can therefore cause all
16 data coming after them in the file to be misaligned.
17
18 Integer data in system files may be big-endian or little-endian.  A
19 reader may detect the endianness of a system file by examining
20 @code{layout_code} in the file header record
21 (@pxref{layout_code,,@code{layout_code}}).
22
23 Floating-point data in system files may nominally be in IEEE 754, IBM,
24 or VAX formats.  A reader may detect the floating-point format in use
25 by examining @code{bias} in the file header record
26 (@pxref{bias,,@code{bias}}).
27
28 PSPP detects big-endian and little-endian integer formats in system
29 files and translates as necessary.  PSPP also detects the
30 floating-point format in use, as well as the endianness of IEEE 754
31 floating-point numbers, and translates as needed.  However, only IEEE
32 754 numbers with the same endianness as integer data in the same file
33 has actually been observed in system files, and it is likely that
34 other formats are obsolete or were never used.
35
36 The PSPP system-missing value is represented by the largest possible
37 negative number in the floating point format (@code{-DBL_MAX}).  Two
38 other values are important for use as missing values: @code{HIGHEST},
39 represented by the largest possible positive number (@code{DBL_MAX}),
40 and @code{LOWEST}, represented by the second-largest negative number
41 (in IEEE 754 format, @code{0xffeffffffffffffe}).
42
43 System files are divided into records, each of which begins with a
44 4-byte record type, usually regarded as an @code{int32}.
45
46 The records must appear in the following order:
47
48 @itemize @bullet
49 @item
50 File header record.
51
52 @item
53 Variable records.
54
55 @item
56 All pairs of value labels records and value label variables records,
57 if present.
58
59 @item
60 Document record, if present.
61
62 @item
63 Any records not explicitly included in this list, in any order.
64
65 @item
66 Dictionary termination record.
67
68 @item
69 Data record.
70 @end itemize
71
72 Each type of record is described separately below.
73
74 @menu
75 * File Header Record::
76 * Variable Record::
77 * Value Labels Records::
78 * Document Record::
79 * Machine Integer Info Record::
80 * Machine Floating-Point Info Record::
81 * Multiple Response Sets Records::
82 * Variable Display Parameter Record::
83 * Long Variable Names Record::
84 * Very Long String Record::
85 * Character Encoding Record::
86 * Long String Value Labels Record::
87 * Data File and Variable Attributes Records::
88 * Extended Number of Cases Record::
89 * Miscellaneous Informational Records::
90 * Dictionary Termination Record::
91 * Data Record::
92 @end menu
93
94 @node File Header Record
95 @section File Header Record
96
97 The file header is always the first record in the file.  It has the
98 following format:
99
100 @example
101 char                rec_type[4];
102 char                prod_name[60];
103 int32               layout_code;
104 int32               nominal_case_size;
105 int32               compressed;
106 int32               weight_index;
107 int32               ncases;
108 flt64               bias;
109 char                creation_date[9];
110 char                creation_time[8];
111 char                file_label[64];
112 char                padding[3];
113 @end example
114
115 @table @code
116 @item char rec_type[4];
117 Record type code, set to @samp{$FL2}.
118
119 @item char prod_name[60];
120 Product identification string.  This always begins with the characters
121 @samp{@@(#) SPSS DATA FILE}.  PSPP uses the remaining characters to
122 give its version and the operating system name; for example, @samp{GNU
123 pspp 0.1.4 - sparc-sun-solaris2.5.2}.  The string is truncated if it
124 would be longer than 60 characters; otherwise it is padded on the right
125 with spaces.
126
127 @anchor{layout_code}
128 @item int32 layout_code;
129 Normally set to 2, although a few system files have been spotted in
130 the wild with a value of 3 here.  PSPP use this value to determine the
131 file's integer endianness (@pxref{System File Format}).
132
133 @item int32 nominal_case_size;
134 Number of data elements per case.  This is the number of variables,
135 except that long string variables add extra data elements (one for every
136 8 characters after the first 8).  However, string variables do not
137 contribute to this value beyond the first 255 bytes.   Further, system
138 files written by some systems set this value to -1.  In general, it is
139 unsafe for systems reading system files to rely upon this value.
140
141 @item int32 compressed;
142 Set to 1 if the data in the file is compressed, 0 otherwise.
143
144 @item int32 weight_index;
145 If one of the variables in the data set is used as a weighting
146 variable, set to the dictionary index of that variable, plus 1
147 (@pxref{Dictionary Index}).  Otherwise, set to 0.
148
149 @item int32 ncases;
150 Set to the number of cases in the file if it is known, or -1 otherwise.
151
152 In the general case it is not possible to determine the number of cases
153 that will be output to a system file at the time that the header is
154 written.  The way that this is dealt with is by writing the entire
155 system file, including the header, then seeking back to the beginning of
156 the file and writing just the @code{ncases} field.  For files in which
157 this is not valid, the seek operation fails.  In this case,
158 @code{ncases} remains -1.
159
160 @anchor{bias}
161 @item flt64 bias;
162 Compression bias, ordinarily set to 100.  Only integers between
163 @code{1 - bias} and @code{251 - bias} can be compressed.
164
165 By assuming that its value is 100, PSPP uses @code{bias} to determine
166 the file's floating-point format and endianness (@pxref{System File
167 Format}).  If the compression bias is not 100, PSPP cannot auto-detect
168 the floating-point format and assumes that it is IEEE 754 format with
169 the same endianness as the system file's integers, which is correct
170 for all known system files.
171
172 @item char creation_date[9];
173 Date of creation of the system file, in @samp{dd mmm yy}
174 format, with the month as standard English abbreviations, using an
175 initial capital letter and following with lowercase.  If the date is not
176 available then this field is arbitrarily set to @samp{01 Jan 70}.
177
178 @item char creation_time[8];
179 Time of creation of the system file, in @samp{hh:mm:ss}
180 format and using 24-hour time.  If the time is not available then this
181 field is arbitrarily set to @samp{00:00:00}.
182
183 @item char file_label[64];
184 File label declared by the user, if any (@pxref{FILE LABEL,,,pspp,
185 PSPP Users Guide}).  Padded on the right with spaces.
186
187 @item char padding[3];
188 Ignored padding bytes to make the structure a multiple of 32 bits in
189 length.  Set to zeros.
190 @end table
191
192 @node Variable Record
193 @section Variable Record
194
195 There must be one variable record for each numeric variable and each
196 string variable with width 8 bytes or less.  String variables wider
197 than 8 bytes have one variable record for each 8 bytes, rounding up.
198 The first variable record for a long string specifies the variable's
199 correct dictionary information.  Subsequent variable records for a
200 long string are filled with dummy information: a type of -1, no
201 variable label or missing values, print and write formats that are
202 ignored, and an empty string as name.  A few system files have been
203 encountered that include a variable label on dummy variable records,
204 so readers should take care to parse dummy variable records in the
205 same way as other variable records.
206
207 @anchor{Dictionary Index}
208 The @dfn{dictionary index} of a variable is its offset in the set of
209 variable records, including dummy variable records for long string
210 variables.  The first variable record has a dictionary index of 0, the
211 second has a dictionary index of 1, and so on.
212
213 The system file format does not directly support string variables
214 wider than 255 bytes.  Such very long string variables are represented
215 by a number of narrower string variables.  @xref{Very Long String
216 Record}, for details.
217
218 @example
219 int32               rec_type;
220 int32               type;
221 int32               has_var_label;
222 int32               n_missing_values;
223 int32               print;
224 int32               write;
225 char                name[8];
226
227 /* @r{Present only if @code{has_var_label} is 1.} */
228 int32               label_len;
229 char                label[];
230
231 /* @r{Present only if @code{n_missing_values} is nonzero}. */
232 flt64               missing_values[];
233 @end example
234
235 @table @code
236 @item int32 rec_type;
237 Record type code.  Always set to 2.
238
239 @item int32 type;
240 Variable type code.  Set to 0 for a numeric variable.  For a short
241 string variable or the first part of a long string variable, this is set
242 to the width of the string.  For the second and subsequent parts of a
243 long string variable, set to -1, and the remaining fields in the
244 structure are ignored.
245
246 @item int32 has_var_label;
247 If this variable has a variable label, set to 1; otherwise, set to 0.
248
249 @item int32 n_missing_values;
250 If the variable has no missing values, set to 0.  If the variable has
251 one, two, or three discrete missing values, set to 1, 2, or 3,
252 respectively.  If the variable has a range for missing variables, set to
253 -2; if the variable has a range for missing variables plus a single
254 discrete value, set to -3.
255
256 @item int32 print;
257 Print format for this variable.  See below.
258
259 @item int32 write;
260 Write format for this variable.  See below.
261
262 @item char name[8];
263 Variable name.  The variable name must begin with a capital letter or
264 the at-sign (@samp{@@}).  Subsequent characters may also be digits, octothorpes
265 (@samp{#}), dollar signs (@samp{$}), underscores (@samp{_}), or full
266 stops (@samp{.}).  The variable name is padded on the right with spaces.
267
268 @item int32 label_len;
269 This field is present only if @code{has_var_label} is set to 1.  It is
270 set to the length, in characters, of the variable label.  The
271 documented maximum length varies from 120 to 255 based on SPSS
272 version, but some files have been seen with longer labels.  PSPP
273 accepts longer labels and truncates them to 255 bytes on input.
274
275 @item char label[];
276 This field is present only if @code{has_var_label} is set to 1.  It has
277 length @code{label_len}, rounded up to the nearest multiple of 32 bits.
278 The first @code{label_len} characters are the variable's variable label.
279
280 @item flt64 missing_values[];
281 This field is present only if @code{n_missing_values} is nonzero.  It
282 has the same number of 8-byte elements as the absolute value of
283 @code{n_missing_values}.  Each element is interpreted as a number for
284 numeric variables (with HIGHEST and LOWEST indicated as described in
285 the chapter introduction).  For string variables of width less than 8
286 bytes, elements are right-padded with spaces; for string variables
287 wider than 8 bytes, only the first 8 bytes of each missing value are
288 specified, with the remainder implicitly all spaces.
289
290 For discrete missing values, each element represents one missing
291 value.  When a range is present, the first element denotes the minimum
292 value in the range, and the second element denotes the maximum value
293 in the range.  When a range plus a value are present, the third
294 element denotes the additional discrete missing value.
295 @end table
296
297 The @code{print} and @code{write} members of sysfile_variable are output
298 formats coded into @code{int32} types.  The least-significant byte
299 of the @code{int32} represents the number of decimal places, and the
300 next two bytes in order of increasing significance represent field width
301 and format type, respectively.  The most-significant byte is not
302 used and should be set to zero.
303
304 Format types are defined as follows:
305
306 @quotation
307 @multitable {Value} {@code{DATETIME}}
308 @headitem Value
309 @tab Meaning
310 @item 0
311 @tab Not used.
312 @item 1
313 @tab @code{A}
314 @item 2
315 @tab @code{AHEX}
316 @item 3
317 @tab @code{COMMA}
318 @item 4
319 @tab @code{DOLLAR}
320 @item 5
321 @tab @code{F}
322 @item 6
323 @tab @code{IB}
324 @item 7
325 @tab @code{PIBHEX}
326 @item 8
327 @tab @code{P}
328 @item 9
329 @tab @code{PIB}
330 @item 10
331 @tab @code{PK}
332 @item 11
333 @tab @code{RB}
334 @item 12
335 @tab @code{RBHEX}
336 @item 13
337 @tab Not used.
338 @item 14
339 @tab Not used.
340 @item 15
341 @tab @code{Z}
342 @item 16
343 @tab @code{N}
344 @item 17
345 @tab @code{E}
346 @item 18
347 @tab Not used.
348 @item 19
349 @tab Not used.
350 @item 20
351 @tab @code{DATE}
352 @item 21
353 @tab @code{TIME}
354 @item 22
355 @tab @code{DATETIME}
356 @item 23
357 @tab @code{ADATE}
358 @item 24
359 @tab @code{JDATE}
360 @item 25
361 @tab @code{DTIME}
362 @item 26
363 @tab @code{WKDAY}
364 @item 27
365 @tab @code{MONTH}
366 @item 28
367 @tab @code{MOYR}
368 @item 29
369 @tab @code{QYR}
370 @item 30
371 @tab @code{WKYR}
372 @item 31
373 @tab @code{PCT}
374 @item 32
375 @tab @code{DOT}
376 @item 33
377 @tab @code{CCA}
378 @item 34
379 @tab @code{CCB}
380 @item 35
381 @tab @code{CCC}
382 @item 36
383 @tab @code{CCD}
384 @item 37
385 @tab @code{CCE}
386 @item 38
387 @tab @code{EDATE}
388 @item 39
389 @tab @code{SDATE}
390 @end multitable
391 @end quotation
392
393 @node Value Labels Records
394 @section Value Labels Records
395
396 The value label records documented in this section are used for
397 numeric and short string variables only.  Long string variables may
398 have value labels, but their value labels are recorded using a
399 different record type (@pxref{Long String Value Labels Record}).
400
401 The value label record has the following format:
402
403 @example
404 int32               rec_type;
405 int32               label_count;
406
407 /* @r{Repeated @code{label_cnt} times}. */
408 char                value[8];
409 char                label_len;
410 char                label[];
411 @end example
412
413 @table @code
414 @item int32 rec_type;
415 Record type.  Always set to 3.
416
417 @item int32 label_count;
418 Number of value labels present in this record.
419 @end table
420
421 The remaining fields are repeated @code{count} times.  Each
422 repetition specifies one value label.
423
424 @table @code
425 @item char value[8];
426 A numeric value or a short string value padded as necessary to 8 bytes
427 in length.  Its type and width cannot be determined until the
428 following value label variables record (see below) is read.
429
430 @item char label_len;
431 The label's length, in bytes.  The documented maximum length varies
432 from 60 to 120 based on SPSS version.  PSPP supports value labels up
433 to 255 bytes long.
434
435 @item char label[];
436 @code{label_len} bytes of the actual label, followed by up to 7 bytes
437 of padding to bring @code{label} and @code{label_len} together to a
438 multiple of 8 bytes in length.
439 @end table
440
441 The value label record is always immediately followed by a value label
442 variables record with the following format:
443
444 @example
445 int32               rec_type;
446 int32               var_count;
447 int32               vars[];
448 @end example
449
450 @table @code
451 @item int32 rec_type;
452 Record type.  Always set to 4.
453
454 @item int32 var_count;
455 Number of variables that the associated value labels from the value
456 label record are to be applied.
457
458 @item int32 vars[];
459 A list of dictionary indexes of variables to which to apply the value
460 labels (@pxref{Dictionary Index}).  There are @code{var_count}
461 elements.
462
463 String variables wider than 8 bytes may not be specified in this list.
464 @end table
465
466 @node Document Record
467 @section Document Record
468
469 The document record, if present, has the following format:
470
471 @example
472 int32               rec_type;
473 int32               n_lines;
474 char                lines[][80];
475 @end example
476
477 @table @code
478 @item int32 rec_type;
479 Record type.  Always set to 6.
480
481 @item int32 n_lines;
482 Number of lines of documents present.
483
484 @item char lines[][80];
485 Document lines.  The number of elements is defined by @code{n_lines}.
486 Lines shorter than 80 characters are padded on the right with spaces.
487 @end table
488
489 @node Machine Integer Info Record
490 @section Machine Integer Info Record
491
492 The integer info record, if present, has the following format:
493
494 @example
495 /* @r{Header.} */
496 int32               rec_type;
497 int32               subtype;
498 int32               size;
499 int32               count;
500
501 /* @r{Data.} */
502 int32               version_major;
503 int32               version_minor;
504 int32               version_revision;
505 int32               machine_code;
506 int32               floating_point_rep;
507 int32               compression_code;
508 int32               endianness;
509 int32               character_code;
510 @end example
511
512 @table @code
513 @item int32 rec_type;
514 Record type.  Always set to 7.
515
516 @item int32 subtype;
517 Record subtype.  Always set to 3.
518
519 @item int32 size;
520 Size of each piece of data in the data part, in bytes.  Always set to 4.
521
522 @item int32 count;
523 Number of pieces of data in the data part.  Always set to 8.
524
525 @item int32 version_major;
526 PSPP major version number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z}, this
527 is @var{x}.
528
529 @item int32 version_minor;
530 PSPP minor version number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z}, this
531 is @var{y}.
532
533 @item int32 version_revision;
534 PSPP version revision number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z},
535 this is @var{z}.
536
537 @item int32 machine_code;
538 Machine code.  PSPP always set this field to value to -1, but other
539 values may appear.
540
541 @item int32 floating_point_rep;
542 Floating point representation code.  For IEEE 754 systems this is 1.
543 IBM 370 sets this to 2, and DEC VAX E to 3.
544
545 @item int32 compression_code;
546 Compression code.  Always set to 1.
547
548 @item int32 endianness;
549 Machine endianness.  1 indicates big-endian, 2 indicates little-endian.
550
551 @item int32 character_code;
552 @anchor{character-code}
553 Character code.  1 indicates EBCDIC, 2 indicates 7-bit ASCII, 3
554 indicates 8-bit ASCII, 4 indicates DEC Kanji.
555 Windows code page numbers are also valid.
556
557 Experience has shown that in many files, this field is ignored or incorrect.
558 For a more reliable indication of the file's character encoding
559 see @ref{Character Encoding Record}.
560 @end table
561
562 @node Machine Floating-Point Info Record
563 @section Machine Floating-Point Info Record
564
565 The floating-point info record, if present, has the following format:
566
567 @example
568 /* @r{Header.} */
569 int32               rec_type;
570 int32               subtype;
571 int32               size;
572 int32               count;
573
574 /* @r{Data.} */
575 flt64               sysmis;
576 flt64               highest;
577 flt64               lowest;
578 @end example
579
580 @table @code
581 @item int32 rec_type;
582 Record type.  Always set to 7.
583
584 @item int32 subtype;
585 Record subtype.  Always set to 4.
586
587 @item int32 size;
588 Size of each piece of data in the data part, in bytes.  Always set to 8.
589
590 @item int32 count;
591 Number of pieces of data in the data part.  Always set to 3.
592
593 @item flt64 sysmis;
594 The system missing value.
595
596 @item flt64 highest;
597 The value used for HIGHEST in missing values.
598
599 @item flt64 lowest;
600 The value used for LOWEST in missing values.
601 @end table
602
603 @node Multiple Response Sets Records
604 @section Multiple Response Sets Records
605
606 The system file format has two different types of records that
607 represent multiple response sets (@pxref{MRSETS,,,pspp, PSPP Users
608 Guide}).  The first type of record describes multiple response sets
609 that can be understood by SPSS before version 14.  The second type of
610 record, with a closely related format, is used for multiple dichotomy
611 sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES feature added in
612 version 14.
613
614 @example
615 /* @r{Header.} */
616 int32               rec_type;
617 int32               subtype;
618 int32               size;
619 int32               count;
620
621 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
622 char                mrsets[];
623 @end example
624
625 @table @code
626 @item int32 rec_type;
627 Record type.  Always set to 7.
628
629 @item int32 subtype;
630 Record subtype.  Set to 7 for records that describe multiple response
631 sets understood by SPSS before version 14, or to 19 for records that
632 describe dichotomy sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
633 feature added in version 14.
634
635 @item int32 size;
636 The size of each element in the @code{mrsets} member. Always set to 1.
637
638 @item int32 count;
639 The total number of bytes in @code{mrsets}.
640
641 @item char mrsets[];
642 A series of multiple response sets, each of which consists of the
643 following:
644
645 @itemize @bullet
646 @item
647 The set's name (an identifier that begins with @samp{$}).
648
649 @item
650 An equals sign (@samp{=}).
651
652 @item
653 @samp{C} for a multiple category set, @samp{D} for a multiple
654 dichotomy set with CATEGORYLABELS=VARLABELS, or @samp{E} for a
655 multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES.
656
657 @item
658 For a multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES, a
659 space, followed by a number expressed as decimal digits, followed by a
660 space.  If LABELSOURCE=VARLABEL was specified on MRSETS, then the
661 number is 11; otherwise it is 1.@footnote{This part of the format may
662 not be fully understood, because only a single example of each
663 possibility has been examined.}
664
665 @item
666 For either kind of multiple dichotomy set, the counted value, as a
667 positive integer count specified as decimal digits, followed by a
668 space, followed by as many string bytes as specified in the count.  If
669 the set contains numeric variables, the string consists of the counted
670 integer value expressed as decimal digits.  If the set contains string
671 variables, the string contains the counted string value.  Either way,
672 the string may be padded on the right with spaces (older versions of
673 SPSS seem to always pad to a width of 8 bytes; newer versions don't).
674
675 @item
676 A space.
677
678 @item
679 The multiple response set's label, using the same format as for the
680 counted value for multiple dichotomy sets.  A string of length 0 means
681 that the set does not have a label.  A string of length 0 is also
682 written if LABELSOURCE=VARLABEL was specified.
683
684 @item
685 A space.
686
687 @item
688 The names of the variables in the set, each separated from the
689 previous by a single space.
690
691 @item
692 A line feed (byte 0x0a).
693 @end itemize
694 @end table
695
696 Example: Given appropriate variable definitions, consider the
697 following MRSETS command:
698
699 @example
700 MRSETS /MCGROUP NAME=$a LABEL='my mcgroup' VARIABLES=a b c
701        /MDGROUP NAME=$b VARIABLES=g e f d VALUE=55
702        /MDGROUP NAME=$c LABEL='mdgroup #2' VARIABLES=h i j VALUE='Yes'
703        /MDGROUP NAME=$d LABEL='third mdgroup' CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
704         VARIABLES=k l m VALUE=34
705        /MDGROUP NAME=$e CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES LABELSOURCE=VARLABEL
706         VARIABLES=n o p VALUE='choice'.
707 @end example
708
709 The above would generate the following multiple response set record of
710 subtype 7:
711
712 @example
713 $a=C 10 my mcgroup a b c
714 $b=D2 55 0  g e f d
715 $c=D3 Yes 10 mdgroup #2 h i j
716 @end example
717
718 It would also generate the following multiple response set record with
719 subtype 19:
720
721 @example
722 $d=E 1 2 34 13 third mdgroup k l m
723 $e=E 11 6 choice 0  n o p
724 @end example
725
726 @node Variable Display Parameter Record
727 @section Variable Display Parameter Record
728
729 The variable display parameter record, if present, has the following
730 format:
731
732 @example
733 /* @r{Header.} */
734 int32               rec_type;
735 int32               subtype;
736 int32               size;
737 int32               count;
738
739 /* @r{Repeated @code{count} times}. */
740 int32               measure;
741 int32               width;           /* @r{Not always present.} */
742 int32               alignment;
743 @end example
744
745 @table @code
746 @item int32 rec_type;
747 Record type.  Always set to 7.
748
749 @item int32 subtype;
750 Record subtype.  Always set to 11.
751
752 @item int32 size;
753 The size of @code{int32}.  Always set to 4.
754
755 @item int32 count;
756 The number of sets of variable display parameters (ordinarily the
757 number of variables in the dictionary), times 2 or 3.
758 @end table
759
760 The remaining members are repeated @code{count} times, in the same
761 order as the variable records.  No element corresponds to variable
762 records that continue long string variables.  The meanings of these
763 members are as follows:
764
765 @table @code
766 @item int32 measure;
767 The measurement type of the variable:
768 @table @asis
769 @item 1
770 Nominal Scale
771 @item 2
772 Ordinal Scale
773 @item 3
774 Continuous Scale
775 @end table
776
777 SPSS 14 sometimes writes a @code{measure} of 0 for string variables.
778 PSPP interprets this as nominal scale.
779
780 @item int32 width;
781 The width of the display column for the variable in characters.
782
783 This field is present if @var{count} is 3 times the number of
784 variables in the dictionary.  It is omitted if @var{count} is 2 times
785 the number of variables.
786
787 @item int32 alignment;
788 The alignment of the variable for display purposes:
789
790 @table @asis
791 @item 0
792 Left aligned
793 @item 1
794 Right aligned
795 @item 2
796 Centre aligned
797 @end table
798 @end table
799
800 @node Long Variable Names Record
801 @section Long Variable Names Record
802
803 If present, the long variable names record has the following format:
804
805 @example
806 /* @r{Header.} */
807 int32               rec_type;
808 int32               subtype;
809 int32               size;
810 int32               count;
811
812 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
813 char                var_name_pairs[];
814 @end example
815
816 @table @code
817 @item int32 rec_type;
818 Record type.  Always set to 7.
819
820 @item int32 subtype;
821 Record subtype.  Always set to 13.
822
823 @item int32 size;
824 The size of each element in the @code{var_name_pairs} member. Always set to 1.
825
826 @item int32 count;
827 The total number of bytes in @code{var_name_pairs}.
828
829 @item char var_name_pairs[];
830 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
831 of a variable, and @var{value} is its long variable name.
832 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
833 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
834 Record}).
835 The @var{value} field is at most 64 bytes long.
836 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
837 Each tuple is separated by a byte whose value is 09.  There is no
838 trailing separator following the last tuple.
839 The total length is @code{count} bytes.
840 @end table
841
842 @node Very Long String Record
843 @section Very Long String Record
844
845 Old versions of SPSS limited string variables to a width of 255 bytes.
846 For backward compatibility with these older versions, the system file
847 format represents a string longer than 255 bytes, called a @dfn{very
848 long string}, as a collection of strings no longer than 255 bytes
849 each.  The strings concatenated to make a very long string are called
850 its @dfn{segments}; for consistency, variables other than very long
851 strings are considered to have a single segment.
852
853 A very long string with a width of @var{w} has @var{n} =
854 (@var{w} + 251) / 252 segments, that is, one segment for every
855 252 bytes of width, rounding up.  It would be logical, then, for each
856 of the segments except the last to have a width of 252 and the last
857 segment to have the remainder, but this is not the case.  In fact,
858 each segment except the last has a width of 255 bytes.  The last
859 segment has width @var{w} - (@var{n} - 1) * 252; some versions
860 of SPSS make it slightly wider, but not wide enough to make the last
861 segment require another 8 bytes of data.
862
863 Data is packed tightly into segments of a very long string, 255 bytes
864 per segment.  Because 255 bytes of segment data are allocated for
865 every 252 bytes of the very long string's width (approximately), some
866 unused space is left over at the end of the allocated segments.  Data
867 in unused space is ignored.
868
869 Example: Consider a very long string of width 20,000.  Such a very
870 long string has 20,000 / 252 = 80 (rounding up) segments.  The first
871 79 segments have width 255; the last segment has width 20,000 - 79 *
872 252 = 92 or slightly wider (up to 96 bytes, the next multiple of 8).
873 The very long string's data is actually stored in the 19,890 bytes in
874 the first 78 segments, plus the first 110 bytes of the 79th segment
875 (19,890 + 110 = 20,000).  The remaining 145 bytes of the 79th segment
876 and all 92 bytes of the 80th segment are unused.
877
878 The very long string record explains how to stitch together segments
879 to obtain very long string data.  For each of the very long string
880 variables in the dictionary, it specifies the name of its first
881 segment's variable and the very long string variable's actual width.
882 The remaining segments immediately follow the named variable in the
883 system file's dictionary.
884
885 The very long string record, which is present only if the system file
886 contains very long string variables, has the following format:
887
888 @example
889 /* @r{Header.} */
890 int32               rec_type;
891 int32               subtype;
892 int32               size;
893 int32               count;
894
895 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
896 char                string_lengths[];
897 @end example
898
899 @table @code
900 @item int32 rec_type;
901 Record type.  Always set to 7.
902
903 @item int32 subtype;
904 Record subtype.  Always set to 14.
905
906 @item int32 size;
907 The size of each element in the @code{string_lengths} member. Always set to 1.
908
909 @item int32 count;
910 The total number of bytes in @code{string_lengths}.
911
912 @item char string_lengths[];
913 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
914 of a variable, and @var{value} is its length.
915 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
916 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
917 Record}).
918 The @var{value} field is exactly 5 bytes long. It is a zero-padded,
919 ASCII-encoded string that is the length of the variable.
920 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
921 Tuples are delimited by a two-byte sequence @{00, 09@}.
922 After the last tuple, there may be a single byte 00, or @{00, 09@}.
923 The total length is @code{count} bytes.
924 @end table
925
926 @node Character Encoding Record
927 @section Character Encoding Record
928
929 This record, if present, indicates the character encoding for string data,
930 long variable names, variable labels, value labels and other strings in the
931 file.
932
933 @example
934 /* @r{Header.} */
935 int32               rec_type;
936 int32               subtype;
937 int32               size;
938 int32               count;
939
940 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
941 char                encoding[];
942 @end example
943
944 @table @code
945 @item int32 rec_type;
946 Record type.  Always set to 7.
947
948 @item int32 subtype;
949 Record subtype.  Always set to 20.
950
951 @item int32 size;
952 The size of each element in the @code{encoding} member. Always set to 1.
953
954 @item int32 count;
955 The total number of bytes in @code{encoding}.
956
957 @item char encoding[];
958 The name of the character encoding.  Normally this will be an official IANA characterset name or alias.
959 See @url{http://www.iana.org/assignments/character-sets}.
960 @end table
961
962 This record is not present in files generated by older software.
963 See also @ref{character-code}.
964
965 @node Long String Value Labels Record
966 @section Long String Value Labels Record
967
968 This record, if present, specifies value labels for long string
969 variables.
970
971 @example
972 /* @r{Header.} */
973 int32               rec_type;
974 int32               subtype;
975 int32               size;
976 int32               count;
977
978 /* @r{Repeated up to exactly @code{count} bytes.} */
979 int32               var_name_len;
980 char                var_name[];
981 int32               var_width;
982 int32               n_labels;
983 long_string_label   labels[];
984 @end example
985
986 @table @code
987 @item int32 rec_type;
988 Record type.  Always set to 7.
989
990 @item int32 subtype;
991 Record subtype.  Always set to 21.
992
993 @item int32 size;
994 Always set to 1.
995
996 @item int32 count;
997 The number of bytes following the header until the next header.
998
999 @item int32 var_name_len;
1000 @itemx char var_name[];
1001 The number of bytes in the name of the variable that has long string
1002 value labels, plus the variable name itself, which consists of exactly
1003 @code{var_name_len} bytes.  The variable name is not padded to any
1004 particular boundary, nor is it null-terminated.
1005
1006 @item int32 var_width;
1007 The width of the variable, in bytes, which will be between 9 and
1008 32767.
1009
1010 @item int32 n_labels;
1011 @itemx long_string_label labels[];
1012 The long string labels themselves.  The @code{labels} array contains
1013 exactly @code{n_labels} elements, each of which has the following
1014 substructure:
1015
1016 @example
1017 int32               value_len;
1018 char                value[];
1019 int32               label_len;
1020 char                label[];
1021 @end example
1022
1023 @table @code
1024 @item int32 value_len;
1025 @itemx char value[];
1026 The string value being labeled.  @code{value_len} is the number of
1027 bytes in @code{value}; it is equal to @code{var_width}.  The
1028 @code{value} array is not padded or null-terminated.
1029
1030 @item int32 label_len;
1031 @itemx char label[];
1032 The label for the string value.  @code{label_len}, which must be
1033 between 0 and 120, is the number of bytes in @code{label}.  The
1034 @code{label} array is not padded or null-terminated.
1035 @end table
1036 @end table
1037
1038 @node Data File and Variable Attributes Records
1039 @section Data File and Variable Attributes Records
1040
1041 The data file and variable attributes records represent custom
1042 attributes for the system file or for individual variables in the
1043 system file, as defined on the DATAFILE ATTRIBUTE (@pxref{DATAFILE
1044 ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}) and VARIABLE ATTRIBUTE commands
1045 (@pxref{VARIABLE ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}), respectively.
1046
1047 @example
1048 /* @r{Header.} */
1049 int32               rec_type;
1050 int32               subtype;
1051 int32               size;
1052 int32               count;
1053
1054 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1055 char                attributes[];
1056 @end example
1057
1058 @table @code
1059 @item int32 rec_type;
1060 Record type.  Always set to 7.
1061
1062 @item int32 subtype;
1063 Record subtype.  Always set to 17 for a data file attribute record or
1064 to 18 for a variable attributes record.
1065
1066 @item int32 size;
1067 The size of each element in the @code{attributes} member. Always set to 1.
1068
1069 @item int32 count;
1070 The total number of bytes in @code{attributes}.
1071
1072 @item char attributes[];
1073 The attributes, in a text-based format.
1074
1075 In record type 17, this field contains a single attribute set.  An
1076 attribute set is a sequence of one or more attributes concatenated
1077 together.  Each attribute consists of a name, which has the same
1078 syntax as a variable name, followed by, inside parentheses, a sequence
1079 of one or more values.  Each value consists of a string enclosed in
1080 single quotes (@code{'}) followed by a line feed (byte 0x0a).  A value
1081 may contain single quote characters, which are not themselves escaped
1082 or quoted or required to be present in pairs.  There is no apparent
1083 way to embed a line feed in a value.  There is no distinction between
1084 an attribute with a single value and an attribute array with one
1085 element.
1086
1087 In record type 18, this field contains a sequence of one or more
1088 variable attribute sets.  If more than one variable attribute set is
1089 present, each one after the first is delimited from the previous by
1090 @code{/}.  Each variable attribute set consists of a (potentially
1091 long) variable name,
1092 followed by @code{:}, followed by an attribute set with the same
1093 syntax as on record type 17.
1094
1095 The total length is @code{count} bytes.
1096 @end table
1097
1098 @subheading Example
1099
1100 A system file produced with the following VARIABLE ATTRIBUTE commands
1101 in effect:
1102
1103 @example
1104 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=fred[1]('23') fred[2]('34').
1105 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=bert('123').
1106 @end example
1107
1108 @noindent
1109 will contain a variable attribute record with the following contents:
1110
1111 @example
1112 00000000  07 00 00 00 12 00 00 00  01 00 00 00 22 00 00 00  |............"...|
1113 00000010  64 75 6d 6d 79 3a 66 72  65 64 28 27 32 33 27 0a  |dummy:fred('23'.|
1114 00000020  27 33 34 27 0a 29 62 65  72 74 28 27 31 32 33 27  |'34'.)bert('123'|
1115 00000030  0a 29                                             |.)              |
1116 @end example
1117
1118 @node Extended Number of Cases Record
1119 @section Extended Number of Cases Record
1120
1121 The file header record expresses the number of cases in the system
1122 file as an int32 (@pxref{File Header Record}).  This record allows the
1123 number of cases in the system file to be expressed as a 64-bit number.
1124
1125 @example
1126 int32               rec_type;
1127 int32               subtype;
1128 int32               size;
1129 int32               count;
1130 int64               unknown;
1131 int64               ncases64;
1132 @end example
1133
1134 @table @code
1135 @item int32 rec_type;
1136 Record type.  Always set to 7.
1137
1138 @item int32 subtype;
1139 Record subtype.  Always set to 16.
1140
1141 @item int32 size;
1142 Size of each element.  Always set to 8.
1143
1144 @item int32 count;
1145 Number of pieces of data in the data part.  Alway set to 2.
1146
1147 @item int64 unknown;
1148 Meaning unknown.  Always set to 1.
1149
1150 @item int64 ncases64;
1151 Number of cases in the file as a 64-bit integer.  Presumably this
1152 could be -1 to indicate that the number of cases is unknown, for the
1153 same reason as @code{ncases} in the file header record, but this has
1154 not been observed in the wild.
1155 @end table
1156
1157 @node Miscellaneous Informational Records
1158 @section Miscellaneous Informational Records
1159
1160 Some specific types of miscellaneous informational records are
1161 documented here, but others are known to exist.  PSPP ignores unknown
1162 miscellaneous informational records when reading system files.
1163
1164 @example
1165 /* @r{Header.} */
1166 int32               rec_type;
1167 int32               subtype;
1168 int32               size;
1169 int32               count;
1170
1171 /* @r{Exactly @code{size * count} bytes of data.} */
1172 char                data[];
1173 @end example
1174
1175 @table @code
1176 @item int32 rec_type;
1177 Record type.  Always set to 7.
1178
1179 @item int32 subtype;
1180 Record subtype.  May take any value.  According to Aapi
1181 H@"am@"al@"ainen, value 5 indicates a set of grouped variables and 6
1182 indicates date info (probably related to USE).
1183
1184 @item int32 size;
1185 Size of each piece of data in the data part.  Should have the value 1,
1186 4, or 8, for @code{char}, @code{int32}, and @code{flt64} format data,
1187 respectively.
1188
1189 @item int32 count;
1190 Number of pieces of data in the data part.
1191
1192 @item char data[];
1193 Arbitrary data.  There must be @code{size} times @code{count} bytes of
1194 data.
1195 @end table
1196
1197 @node Dictionary Termination Record
1198 @section Dictionary Termination Record
1199
1200 The dictionary termination record separates all other records from the
1201 data records.
1202
1203 @example
1204 int32               rec_type;
1205 int32               filler;
1206 @end example
1207
1208 @table @code
1209 @item int32 rec_type;
1210 Record type.  Always set to 999.
1211
1212 @item int32 filler;
1213 Ignored padding.  Should be set to 0.
1214 @end table
1215
1216 @node Data Record
1217 @section Data Record
1218
1219 Data records must follow all other records in the system file.  There must
1220 be at least one data record in every system file.
1221
1222 The format of data records varies depending on whether the data is
1223 compressed.  Regardless, the data is arranged in a series of 8-byte
1224 elements.
1225
1226 When data is not compressed,
1227 each element corresponds to
1228 the variable declared in the respective variable record (@pxref{Variable
1229 Record}).  Numeric values are given in @code{flt64} format; string
1230 values are literal characters string, padded on the right when
1231 necessary to fill out 8-byte units.
1232
1233 Compressed data is arranged in the following manner: the first 8 bytes
1234 in the data section is divided into a series of 1-byte command
1235 codes.  These codes have meanings as described below:
1236
1237 @table @asis
1238 @item 0
1239 Ignored.  If the program writing the system file accumulates compressed
1240 data in blocks of fixed length, 0 bytes can be used to pad out extra
1241 bytes remaining at the end of a fixed-size block.
1242
1243 @item 1 through 251
1244 A number with
1245 value @var{code} - @var{bias}, where
1246 @var{code} is the value of the compression code and @var{bias} is the
1247 variable @code{bias} from the file header.  For example,
1248 code 105 with bias 100.0 (the normal value) indicates a numeric variable
1249 of value 5.
1250 One file has been seen written by SPSS 14 that contained such a code
1251 in a @emph{string} field with the value 0 (after the bias is
1252 subtracted) as a way of encoding null bytes.
1253
1254 @item 252
1255 End of file.  This code may or may not appear at the end of the data
1256 stream.  PSPP always outputs this code but its use is not required.
1257
1258 @item 253
1259 A numeric or string value that is not
1260 compressible.  The value is stored in the 8 bytes following the
1261 current block of command bytes.  If this value appears twice in a block
1262 of command bytes, then it indicates the second group of 8 bytes following the
1263 command bytes, and so on.
1264
1265 @item 254
1266 An 8-byte string value that is all spaces.
1267
1268 @item 255
1269 The system-missing value.
1270 @end table
1271
1272 When the end of the an 8-byte group of command bytes is reached, any
1273 blocks of non-compressible values indicated by code 253 are skipped,
1274 and the next element of command bytes is read and interpreted, until
1275 the end of the file or a code with value 252 is reached.
1276 @setfilename ignored