doc: Update description of character encoding information in system files.
[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} Character code.  The following values have
553 been actually observed in system files:
554
555 @table @asis
556 @item 2
557 7-bit ASCII.
558
559 @item 1250
560 The @code{windows-1250} code page for Central European and Eastern
561 European languages.
562
563 @item 1252
564 The @code{windows-1252} code page for Western European languages.
565
566 @item 28591
567 ISO 8859-1.
568
569 @item 65001
570 UTF-8.
571 @end table
572
573 The following additional values are known to be defined:
574
575 @table @asis
576 @item 1
577 EBCDIC.
578
579 @item 3
580 8-bit ``ASCII''.
581
582 @item 4
583 DEC Kanji.
584 @end table
585
586 Other Windows code page numbers are known to be generally valid.
587
588 Old versions of SPSS always wrote value 2 in this field, regardless of
589 the encoding in use.  Newer versions also write the character encoding
590 as a string (see @ref{Character Encoding Record}).
591 @end table
592
593 @node Machine Floating-Point Info Record
594 @section Machine Floating-Point Info Record
595
596 The floating-point info record, if present, has the following format:
597
598 @example
599 /* @r{Header.} */
600 int32               rec_type;
601 int32               subtype;
602 int32               size;
603 int32               count;
604
605 /* @r{Data.} */
606 flt64               sysmis;
607 flt64               highest;
608 flt64               lowest;
609 @end example
610
611 @table @code
612 @item int32 rec_type;
613 Record type.  Always set to 7.
614
615 @item int32 subtype;
616 Record subtype.  Always set to 4.
617
618 @item int32 size;
619 Size of each piece of data in the data part, in bytes.  Always set to 8.
620
621 @item int32 count;
622 Number of pieces of data in the data part.  Always set to 3.
623
624 @item flt64 sysmis;
625 The system missing value.
626
627 @item flt64 highest;
628 The value used for HIGHEST in missing values.
629
630 @item flt64 lowest;
631 The value used for LOWEST in missing values.
632 @end table
633
634 @node Multiple Response Sets Records
635 @section Multiple Response Sets Records
636
637 The system file format has two different types of records that
638 represent multiple response sets (@pxref{MRSETS,,,pspp, PSPP Users
639 Guide}).  The first type of record describes multiple response sets
640 that can be understood by SPSS before version 14.  The second type of
641 record, with a closely related format, is used for multiple dichotomy
642 sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES feature added in
643 version 14.
644
645 @example
646 /* @r{Header.} */
647 int32               rec_type;
648 int32               subtype;
649 int32               size;
650 int32               count;
651
652 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
653 char                mrsets[];
654 @end example
655
656 @table @code
657 @item int32 rec_type;
658 Record type.  Always set to 7.
659
660 @item int32 subtype;
661 Record subtype.  Set to 7 for records that describe multiple response
662 sets understood by SPSS before version 14, or to 19 for records that
663 describe dichotomy sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
664 feature added in version 14.
665
666 @item int32 size;
667 The size of each element in the @code{mrsets} member. Always set to 1.
668
669 @item int32 count;
670 The total number of bytes in @code{mrsets}.
671
672 @item char mrsets[];
673 A series of multiple response sets, each of which consists of the
674 following:
675
676 @itemize @bullet
677 @item
678 The set's name (an identifier that begins with @samp{$}).
679
680 @item
681 An equals sign (@samp{=}).
682
683 @item
684 @samp{C} for a multiple category set, @samp{D} for a multiple
685 dichotomy set with CATEGORYLABELS=VARLABELS, or @samp{E} for a
686 multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES.
687
688 @item
689 For a multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES, a
690 space, followed by a number expressed as decimal digits, followed by a
691 space.  If LABELSOURCE=VARLABEL was specified on MRSETS, then the
692 number is 11; otherwise it is 1.@footnote{This part of the format may
693 not be fully understood, because only a single example of each
694 possibility has been examined.}
695
696 @item
697 For either kind of multiple dichotomy set, the counted value, as a
698 positive integer count specified as decimal digits, followed by a
699 space, followed by as many string bytes as specified in the count.  If
700 the set contains numeric variables, the string consists of the counted
701 integer value expressed as decimal digits.  If the set contains string
702 variables, the string contains the counted string value.  Either way,
703 the string may be padded on the right with spaces (older versions of
704 SPSS seem to always pad to a width of 8 bytes; newer versions don't).
705
706 @item
707 A space.
708
709 @item
710 The multiple response set's label, using the same format as for the
711 counted value for multiple dichotomy sets.  A string of length 0 means
712 that the set does not have a label.  A string of length 0 is also
713 written if LABELSOURCE=VARLABEL was specified.
714
715 @item
716 A space.
717
718 @item
719 The names of the variables in the set, each separated from the
720 previous by a single space.
721
722 @item
723 A line feed (byte 0x0a).
724 @end itemize
725 @end table
726
727 Example: Given appropriate variable definitions, consider the
728 following MRSETS command:
729
730 @example
731 MRSETS /MCGROUP NAME=$a LABEL='my mcgroup' VARIABLES=a b c
732        /MDGROUP NAME=$b VARIABLES=g e f d VALUE=55
733        /MDGROUP NAME=$c LABEL='mdgroup #2' VARIABLES=h i j VALUE='Yes'
734        /MDGROUP NAME=$d LABEL='third mdgroup' CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
735         VARIABLES=k l m VALUE=34
736        /MDGROUP NAME=$e CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES LABELSOURCE=VARLABEL
737         VARIABLES=n o p VALUE='choice'.
738 @end example
739
740 The above would generate the following multiple response set record of
741 subtype 7:
742
743 @example
744 $a=C 10 my mcgroup a b c
745 $b=D2 55 0  g e f d
746 $c=D3 Yes 10 mdgroup #2 h i j
747 @end example
748
749 It would also generate the following multiple response set record with
750 subtype 19:
751
752 @example
753 $d=E 1 2 34 13 third mdgroup k l m
754 $e=E 11 6 choice 0  n o p
755 @end example
756
757 @node Variable Display Parameter Record
758 @section Variable Display Parameter Record
759
760 The variable display parameter record, if present, has the following
761 format:
762
763 @example
764 /* @r{Header.} */
765 int32               rec_type;
766 int32               subtype;
767 int32               size;
768 int32               count;
769
770 /* @r{Repeated @code{count} times}. */
771 int32               measure;
772 int32               width;           /* @r{Not always present.} */
773 int32               alignment;
774 @end example
775
776 @table @code
777 @item int32 rec_type;
778 Record type.  Always set to 7.
779
780 @item int32 subtype;
781 Record subtype.  Always set to 11.
782
783 @item int32 size;
784 The size of @code{int32}.  Always set to 4.
785
786 @item int32 count;
787 The number of sets of variable display parameters (ordinarily the
788 number of variables in the dictionary), times 2 or 3.
789 @end table
790
791 The remaining members are repeated @code{count} times, in the same
792 order as the variable records.  No element corresponds to variable
793 records that continue long string variables.  The meanings of these
794 members are as follows:
795
796 @table @code
797 @item int32 measure;
798 The measurement type of the variable:
799 @table @asis
800 @item 1
801 Nominal Scale
802 @item 2
803 Ordinal Scale
804 @item 3
805 Continuous Scale
806 @end table
807
808 SPSS 14 sometimes writes a @code{measure} of 0 for string variables.
809 PSPP interprets this as nominal scale.
810
811 @item int32 width;
812 The width of the display column for the variable in characters.
813
814 This field is present if @var{count} is 3 times the number of
815 variables in the dictionary.  It is omitted if @var{count} is 2 times
816 the number of variables.
817
818 @item int32 alignment;
819 The alignment of the variable for display purposes:
820
821 @table @asis
822 @item 0
823 Left aligned
824 @item 1
825 Right aligned
826 @item 2
827 Centre aligned
828 @end table
829 @end table
830
831 @node Long Variable Names Record
832 @section Long Variable Names Record
833
834 If present, the long variable names record has the following format:
835
836 @example
837 /* @r{Header.} */
838 int32               rec_type;
839 int32               subtype;
840 int32               size;
841 int32               count;
842
843 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
844 char                var_name_pairs[];
845 @end example
846
847 @table @code
848 @item int32 rec_type;
849 Record type.  Always set to 7.
850
851 @item int32 subtype;
852 Record subtype.  Always set to 13.
853
854 @item int32 size;
855 The size of each element in the @code{var_name_pairs} member. Always set to 1.
856
857 @item int32 count;
858 The total number of bytes in @code{var_name_pairs}.
859
860 @item char var_name_pairs[];
861 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
862 of a variable, and @var{value} is its long variable name.
863 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
864 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
865 Record}).
866 The @var{value} field is at most 64 bytes long.
867 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
868 Each tuple is separated by a byte whose value is 09.  There is no
869 trailing separator following the last tuple.
870 The total length is @code{count} bytes.
871 @end table
872
873 @node Very Long String Record
874 @section Very Long String Record
875
876 Old versions of SPSS limited string variables to a width of 255 bytes.
877 For backward compatibility with these older versions, the system file
878 format represents a string longer than 255 bytes, called a @dfn{very
879 long string}, as a collection of strings no longer than 255 bytes
880 each.  The strings concatenated to make a very long string are called
881 its @dfn{segments}; for consistency, variables other than very long
882 strings are considered to have a single segment.
883
884 A very long string with a width of @var{w} has @var{n} =
885 (@var{w} + 251) / 252 segments, that is, one segment for every
886 252 bytes of width, rounding up.  It would be logical, then, for each
887 of the segments except the last to have a width of 252 and the last
888 segment to have the remainder, but this is not the case.  In fact,
889 each segment except the last has a width of 255 bytes.  The last
890 segment has width @var{w} - (@var{n} - 1) * 252; some versions
891 of SPSS make it slightly wider, but not wide enough to make the last
892 segment require another 8 bytes of data.
893
894 Data is packed tightly into segments of a very long string, 255 bytes
895 per segment.  Because 255 bytes of segment data are allocated for
896 every 252 bytes of the very long string's width (approximately), some
897 unused space is left over at the end of the allocated segments.  Data
898 in unused space is ignored.
899
900 Example: Consider a very long string of width 20,000.  Such a very
901 long string has 20,000 / 252 = 80 (rounding up) segments.  The first
902 79 segments have width 255; the last segment has width 20,000 - 79 *
903 252 = 92 or slightly wider (up to 96 bytes, the next multiple of 8).
904 The very long string's data is actually stored in the 19,890 bytes in
905 the first 78 segments, plus the first 110 bytes of the 79th segment
906 (19,890 + 110 = 20,000).  The remaining 145 bytes of the 79th segment
907 and all 92 bytes of the 80th segment are unused.
908
909 The very long string record explains how to stitch together segments
910 to obtain very long string data.  For each of the very long string
911 variables in the dictionary, it specifies the name of its first
912 segment's variable and the very long string variable's actual width.
913 The remaining segments immediately follow the named variable in the
914 system file's dictionary.
915
916 The very long string record, which is present only if the system file
917 contains very long string variables, has the following format:
918
919 @example
920 /* @r{Header.} */
921 int32               rec_type;
922 int32               subtype;
923 int32               size;
924 int32               count;
925
926 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
927 char                string_lengths[];
928 @end example
929
930 @table @code
931 @item int32 rec_type;
932 Record type.  Always set to 7.
933
934 @item int32 subtype;
935 Record subtype.  Always set to 14.
936
937 @item int32 size;
938 The size of each element in the @code{string_lengths} member. Always set to 1.
939
940 @item int32 count;
941 The total number of bytes in @code{string_lengths}.
942
943 @item char string_lengths[];
944 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
945 of a variable, and @var{value} is its length.
946 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
947 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
948 Record}).
949 The @var{value} field is exactly 5 bytes long. It is a zero-padded,
950 ASCII-encoded string that is the length of the variable.
951 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
952 Tuples are delimited by a two-byte sequence @{00, 09@}.
953 After the last tuple, there may be a single byte 00, or @{00, 09@}.
954 The total length is @code{count} bytes.
955 @end table
956
957 @node Character Encoding Record
958 @section Character Encoding Record
959
960 This record, if present, indicates the character encoding for string data,
961 long variable names, variable labels, value labels and other strings in the
962 file.
963
964 @example
965 /* @r{Header.} */
966 int32               rec_type;
967 int32               subtype;
968 int32               size;
969 int32               count;
970
971 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
972 char                encoding[];
973 @end example
974
975 @table @code
976 @item int32 rec_type;
977 Record type.  Always set to 7.
978
979 @item int32 subtype;
980 Record subtype.  Always set to 20.
981
982 @item int32 size;
983 The size of each element in the @code{encoding} member. Always set to 1.
984
985 @item int32 count;
986 The total number of bytes in @code{encoding}.
987
988 @item char encoding[];
989 The name of the character encoding.  Normally this will be an official IANA characterset name or alias.
990 See @url{http://www.iana.org/assignments/character-sets}.
991 @end table
992
993 This record is not present in files generated by older software.  See
994 also the @code{character_code} field in the machine integer info
995 record (@pxref{character-code}).
996
997 When the character encoding record and the machine integer info record
998 are both present, all system files observed in practice indicate the
999 same character encoding, e.g.@: 1252 as @code{character_code} and
1000 @code{windows-1252} as @code{encoding}, 65001 and @code{UTF-8}, etc.
1001
1002 If, for testing purposes, a file is crafted with different
1003 @code{character_code} and @code{encoding}, it seems that
1004 @code{character_code} controls the encoding for all strings in the
1005 system file before the dictionary termination record, including
1006 strings in data (e.g.@: string missing values), and @code{encoding}
1007 controls the encoding for strings following the dictionary termination
1008 record.
1009
1010 @node Long String Value Labels Record
1011 @section Long String Value Labels Record
1012
1013 This record, if present, specifies value labels for long string
1014 variables.
1015
1016 @example
1017 /* @r{Header.} */
1018 int32               rec_type;
1019 int32               subtype;
1020 int32               size;
1021 int32               count;
1022
1023 /* @r{Repeated up to exactly @code{count} bytes.} */
1024 int32               var_name_len;
1025 char                var_name[];
1026 int32               var_width;
1027 int32               n_labels;
1028 long_string_label   labels[];
1029 @end example
1030
1031 @table @code
1032 @item int32 rec_type;
1033 Record type.  Always set to 7.
1034
1035 @item int32 subtype;
1036 Record subtype.  Always set to 21.
1037
1038 @item int32 size;
1039 Always set to 1.
1040
1041 @item int32 count;
1042 The number of bytes following the header until the next header.
1043
1044 @item int32 var_name_len;
1045 @itemx char var_name[];
1046 The number of bytes in the name of the variable that has long string
1047 value labels, plus the variable name itself, which consists of exactly
1048 @code{var_name_len} bytes.  The variable name is not padded to any
1049 particular boundary, nor is it null-terminated.
1050
1051 @item int32 var_width;
1052 The width of the variable, in bytes, which will be between 9 and
1053 32767.
1054
1055 @item int32 n_labels;
1056 @itemx long_string_label labels[];
1057 The long string labels themselves.  The @code{labels} array contains
1058 exactly @code{n_labels} elements, each of which has the following
1059 substructure:
1060
1061 @example
1062 int32               value_len;
1063 char                value[];
1064 int32               label_len;
1065 char                label[];
1066 @end example
1067
1068 @table @code
1069 @item int32 value_len;
1070 @itemx char value[];
1071 The string value being labeled.  @code{value_len} is the number of
1072 bytes in @code{value}; it is equal to @code{var_width}.  The
1073 @code{value} array is not padded or null-terminated.
1074
1075 @item int32 label_len;
1076 @itemx char label[];
1077 The label for the string value.  @code{label_len}, which must be
1078 between 0 and 120, is the number of bytes in @code{label}.  The
1079 @code{label} array is not padded or null-terminated.
1080 @end table
1081 @end table
1082
1083 @node Data File and Variable Attributes Records
1084 @section Data File and Variable Attributes Records
1085
1086 The data file and variable attributes records represent custom
1087 attributes for the system file or for individual variables in the
1088 system file, as defined on the DATAFILE ATTRIBUTE (@pxref{DATAFILE
1089 ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}) and VARIABLE ATTRIBUTE commands
1090 (@pxref{VARIABLE ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}), respectively.
1091
1092 @example
1093 /* @r{Header.} */
1094 int32               rec_type;
1095 int32               subtype;
1096 int32               size;
1097 int32               count;
1098
1099 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1100 char                attributes[];
1101 @end example
1102
1103 @table @code
1104 @item int32 rec_type;
1105 Record type.  Always set to 7.
1106
1107 @item int32 subtype;
1108 Record subtype.  Always set to 17 for a data file attribute record or
1109 to 18 for a variable attributes record.
1110
1111 @item int32 size;
1112 The size of each element in the @code{attributes} member. Always set to 1.
1113
1114 @item int32 count;
1115 The total number of bytes in @code{attributes}.
1116
1117 @item char attributes[];
1118 The attributes, in a text-based format.
1119
1120 In record type 17, this field contains a single attribute set.  An
1121 attribute set is a sequence of one or more attributes concatenated
1122 together.  Each attribute consists of a name, which has the same
1123 syntax as a variable name, followed by, inside parentheses, a sequence
1124 of one or more values.  Each value consists of a string enclosed in
1125 single quotes (@code{'}) followed by a line feed (byte 0x0a).  A value
1126 may contain single quote characters, which are not themselves escaped
1127 or quoted or required to be present in pairs.  There is no apparent
1128 way to embed a line feed in a value.  There is no distinction between
1129 an attribute with a single value and an attribute array with one
1130 element.
1131
1132 In record type 18, this field contains a sequence of one or more
1133 variable attribute sets.  If more than one variable attribute set is
1134 present, each one after the first is delimited from the previous by
1135 @code{/}.  Each variable attribute set consists of a (potentially
1136 long) variable name,
1137 followed by @code{:}, followed by an attribute set with the same
1138 syntax as on record type 17.
1139
1140 The total length is @code{count} bytes.
1141 @end table
1142
1143 @subheading Example
1144
1145 A system file produced with the following VARIABLE ATTRIBUTE commands
1146 in effect:
1147
1148 @example
1149 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=fred[1]('23') fred[2]('34').
1150 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=bert('123').
1151 @end example
1152
1153 @noindent
1154 will contain a variable attribute record with the following contents:
1155
1156 @example
1157 00000000  07 00 00 00 12 00 00 00  01 00 00 00 22 00 00 00  |............"...|
1158 00000010  64 75 6d 6d 79 3a 66 72  65 64 28 27 32 33 27 0a  |dummy:fred('23'.|
1159 00000020  27 33 34 27 0a 29 62 65  72 74 28 27 31 32 33 27  |'34'.)bert('123'|
1160 00000030  0a 29                                             |.)              |
1161 @end example
1162
1163 @node Extended Number of Cases Record
1164 @section Extended Number of Cases Record
1165
1166 The file header record expresses the number of cases in the system
1167 file as an int32 (@pxref{File Header Record}).  This record allows the
1168 number of cases in the system file to be expressed as a 64-bit number.
1169
1170 @example
1171 int32               rec_type;
1172 int32               subtype;
1173 int32               size;
1174 int32               count;
1175 int64               unknown;
1176 int64               ncases64;
1177 @end example
1178
1179 @table @code
1180 @item int32 rec_type;
1181 Record type.  Always set to 7.
1182
1183 @item int32 subtype;
1184 Record subtype.  Always set to 16.
1185
1186 @item int32 size;
1187 Size of each element.  Always set to 8.
1188
1189 @item int32 count;
1190 Number of pieces of data in the data part.  Alway set to 2.
1191
1192 @item int64 unknown;
1193 Meaning unknown.  Always set to 1.
1194
1195 @item int64 ncases64;
1196 Number of cases in the file as a 64-bit integer.  Presumably this
1197 could be -1 to indicate that the number of cases is unknown, for the
1198 same reason as @code{ncases} in the file header record, but this has
1199 not been observed in the wild.
1200 @end table
1201
1202 @node Miscellaneous Informational Records
1203 @section Miscellaneous Informational Records
1204
1205 Some specific types of miscellaneous informational records are
1206 documented here, but others are known to exist.  PSPP ignores unknown
1207 miscellaneous informational records when reading system files.
1208
1209 @example
1210 /* @r{Header.} */
1211 int32               rec_type;
1212 int32               subtype;
1213 int32               size;
1214 int32               count;
1215
1216 /* @r{Exactly @code{size * count} bytes of data.} */
1217 char                data[];
1218 @end example
1219
1220 @table @code
1221 @item int32 rec_type;
1222 Record type.  Always set to 7.
1223
1224 @item int32 subtype;
1225 Record subtype.  May take any value.  According to Aapi
1226 H@"am@"al@"ainen, value 5 indicates a set of grouped variables and 6
1227 indicates date info (probably related to USE).
1228
1229 @item int32 size;
1230 Size of each piece of data in the data part.  Should have the value 1,
1231 4, or 8, for @code{char}, @code{int32}, and @code{flt64} format data,
1232 respectively.
1233
1234 @item int32 count;
1235 Number of pieces of data in the data part.
1236
1237 @item char data[];
1238 Arbitrary data.  There must be @code{size} times @code{count} bytes of
1239 data.
1240 @end table
1241
1242 @node Dictionary Termination Record
1243 @section Dictionary Termination Record
1244
1245 The dictionary termination record separates all other records from the
1246 data records.
1247
1248 @example
1249 int32               rec_type;
1250 int32               filler;
1251 @end example
1252
1253 @table @code
1254 @item int32 rec_type;
1255 Record type.  Always set to 999.
1256
1257 @item int32 filler;
1258 Ignored padding.  Should be set to 0.
1259 @end table
1260
1261 @node Data Record
1262 @section Data Record
1263
1264 Data records must follow all other records in the system file.  There must
1265 be at least one data record in every system file.
1266
1267 The format of data records varies depending on whether the data is
1268 compressed.  Regardless, the data is arranged in a series of 8-byte
1269 elements.
1270
1271 When data is not compressed,
1272 each element corresponds to
1273 the variable declared in the respective variable record (@pxref{Variable
1274 Record}).  Numeric values are given in @code{flt64} format; string
1275 values are literal characters string, padded on the right when
1276 necessary to fill out 8-byte units.
1277
1278 Compressed data is arranged in the following manner: the first 8 bytes
1279 in the data section is divided into a series of 1-byte command
1280 codes.  These codes have meanings as described below:
1281
1282 @table @asis
1283 @item 0
1284 Ignored.  If the program writing the system file accumulates compressed
1285 data in blocks of fixed length, 0 bytes can be used to pad out extra
1286 bytes remaining at the end of a fixed-size block.
1287
1288 @item 1 through 251
1289 A number with
1290 value @var{code} - @var{bias}, where
1291 @var{code} is the value of the compression code and @var{bias} is the
1292 variable @code{bias} from the file header.  For example,
1293 code 105 with bias 100.0 (the normal value) indicates a numeric variable
1294 of value 5.
1295 One file has been seen written by SPSS 14 that contained such a code
1296 in a @emph{string} field with the value 0 (after the bias is
1297 subtracted) as a way of encoding null bytes.
1298
1299 @item 252
1300 End of file.  This code may or may not appear at the end of the data
1301 stream.  PSPP always outputs this code but its use is not required.
1302
1303 @item 253
1304 A numeric or string value that is not
1305 compressible.  The value is stored in the 8 bytes following the
1306 current block of command bytes.  If this value appears twice in a block
1307 of command bytes, then it indicates the second group of 8 bytes following the
1308 command bytes, and so on.
1309
1310 @item 254
1311 An 8-byte string value that is all spaces.
1312
1313 @item 255
1314 The system-missing value.
1315 @end table
1316
1317 When the end of the an 8-byte group of command bytes is reached, any
1318 blocks of non-compressible values indicated by code 253 are skipped,
1319 and the next element of command bytes is read and interpreted, until
1320 the end of the file or a code with value 252 is reached.
1321 @setfilename ignored