doc: Document that type-7 records must appear in ascending numerical order.
[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 Extension (type 7) records, in ascending numerical order of their
64 subtypes.
65
66 @item
67 Dictionary termination record.
68
69 @item
70 Data record.
71 @end itemize
72
73 Each type of record is described separately below.
74
75 @menu
76 * File Header Record::
77 * Variable Record::
78 * Value Labels Records::
79 * Document Record::
80 * Machine Integer Info Record::
81 * Machine Floating-Point Info Record::
82 * Multiple Response Sets Records::
83 * Variable Display Parameter Record::
84 * Long Variable Names Record::
85 * Very Long String Record::
86 * Character Encoding Record::
87 * Long String Value Labels Record::
88 * Data File and Variable Attributes Records::
89 * Extended Number of Cases Record::
90 * Miscellaneous Informational Records::
91 * Dictionary Termination Record::
92 * Data Record::
93 @end menu
94
95 @node File Header Record
96 @section File Header Record
97
98 The file header is always the first record in the file.  It has the
99 following format:
100
101 @example
102 char                rec_type[4];
103 char                prod_name[60];
104 int32               layout_code;
105 int32               nominal_case_size;
106 int32               compressed;
107 int32               weight_index;
108 int32               ncases;
109 flt64               bias;
110 char                creation_date[9];
111 char                creation_time[8];
112 char                file_label[64];
113 char                padding[3];
114 @end example
115
116 @table @code
117 @item char rec_type[4];
118 Record type code, set to @samp{$FL2}.
119
120 @item char prod_name[60];
121 Product identification string.  This always begins with the characters
122 @samp{@@(#) SPSS DATA FILE}.  PSPP uses the remaining characters to
123 give its version and the operating system name; for example, @samp{GNU
124 pspp 0.1.4 - sparc-sun-solaris2.5.2}.  The string is truncated if it
125 would be longer than 60 characters; otherwise it is padded on the right
126 with spaces.
127
128 @anchor{layout_code}
129 @item int32 layout_code;
130 Normally set to 2, although a few system files have been spotted in
131 the wild with a value of 3 here.  PSPP use this value to determine the
132 file's integer endianness (@pxref{System File Format}).
133
134 @item int32 nominal_case_size;
135 Number of data elements per case.  This is the number of variables,
136 except that long string variables add extra data elements (one for every
137 8 characters after the first 8).  However, string variables do not
138 contribute to this value beyond the first 255 bytes.   Further, system
139 files written by some systems set this value to -1.  In general, it is
140 unsafe for systems reading system files to rely upon this value.
141
142 @item int32 compressed;
143 Set to 1 if the data in the file is compressed, 0 otherwise.
144
145 @item int32 weight_index;
146 If one of the variables in the data set is used as a weighting
147 variable, set to the dictionary index of that variable, plus 1
148 (@pxref{Dictionary Index}).  Otherwise, set to 0.
149
150 @item int32 ncases;
151 Set to the number of cases in the file if it is known, or -1 otherwise.
152
153 In the general case it is not possible to determine the number of cases
154 that will be output to a system file at the time that the header is
155 written.  The way that this is dealt with is by writing the entire
156 system file, including the header, then seeking back to the beginning of
157 the file and writing just the @code{ncases} field.  For files in which
158 this is not valid, the seek operation fails.  In this case,
159 @code{ncases} remains -1.
160
161 @anchor{bias}
162 @item flt64 bias;
163 Compression bias, ordinarily set to 100.  Only integers between
164 @code{1 - bias} and @code{251 - bias} can be compressed.
165
166 By assuming that its value is 100, PSPP uses @code{bias} to determine
167 the file's floating-point format and endianness (@pxref{System File
168 Format}).  If the compression bias is not 100, PSPP cannot auto-detect
169 the floating-point format and assumes that it is IEEE 754 format with
170 the same endianness as the system file's integers, which is correct
171 for all known system files.
172
173 @item char creation_date[9];
174 Date of creation of the system file, in @samp{dd mmm yy}
175 format, with the month as standard English abbreviations, using an
176 initial capital letter and following with lowercase.  If the date is not
177 available then this field is arbitrarily set to @samp{01 Jan 70}.
178
179 @item char creation_time[8];
180 Time of creation of the system file, in @samp{hh:mm:ss}
181 format and using 24-hour time.  If the time is not available then this
182 field is arbitrarily set to @samp{00:00:00}.
183
184 @item char file_label[64];
185 File label declared by the user, if any (@pxref{FILE LABEL,,,pspp,
186 PSPP Users Guide}).  Padded on the right with spaces.
187
188 @item char padding[3];
189 Ignored padding bytes to make the structure a multiple of 32 bits in
190 length.  Set to zeros.
191 @end table
192
193 @node Variable Record
194 @section Variable Record
195
196 There must be one variable record for each numeric variable and each
197 string variable with width 8 bytes or less.  String variables wider
198 than 8 bytes have one variable record for each 8 bytes, rounding up.
199 The first variable record for a long string specifies the variable's
200 correct dictionary information.  Subsequent variable records for a
201 long string are filled with dummy information: a type of -1, no
202 variable label or missing values, print and write formats that are
203 ignored, and an empty string as name.  A few system files have been
204 encountered that include a variable label on dummy variable records,
205 so readers should take care to parse dummy variable records in the
206 same way as other variable records.
207
208 @anchor{Dictionary Index}
209 The @dfn{dictionary index} of a variable is its offset in the set of
210 variable records, including dummy variable records for long string
211 variables.  The first variable record has a dictionary index of 0, the
212 second has a dictionary index of 1, and so on.
213
214 The system file format does not directly support string variables
215 wider than 255 bytes.  Such very long string variables are represented
216 by a number of narrower string variables.  @xref{Very Long String
217 Record}, for details.
218
219 @example
220 int32               rec_type;
221 int32               type;
222 int32               has_var_label;
223 int32               n_missing_values;
224 int32               print;
225 int32               write;
226 char                name[8];
227
228 /* @r{Present only if @code{has_var_label} is 1.} */
229 int32               label_len;
230 char                label[];
231
232 /* @r{Present only if @code{n_missing_values} is nonzero}. */
233 flt64               missing_values[];
234 @end example
235
236 @table @code
237 @item int32 rec_type;
238 Record type code.  Always set to 2.
239
240 @item int32 type;
241 Variable type code.  Set to 0 for a numeric variable.  For a short
242 string variable or the first part of a long string variable, this is set
243 to the width of the string.  For the second and subsequent parts of a
244 long string variable, set to -1, and the remaining fields in the
245 structure are ignored.
246
247 @item int32 has_var_label;
248 If this variable has a variable label, set to 1; otherwise, set to 0.
249
250 @item int32 n_missing_values;
251 If the variable has no missing values, set to 0.  If the variable has
252 one, two, or three discrete missing values, set to 1, 2, or 3,
253 respectively.  If the variable has a range for missing variables, set to
254 -2; if the variable has a range for missing variables plus a single
255 discrete value, set to -3.
256
257 @item int32 print;
258 Print format for this variable.  See below.
259
260 @item int32 write;
261 Write format for this variable.  See below.
262
263 @item char name[8];
264 Variable name.  The variable name must begin with a capital letter or
265 the at-sign (@samp{@@}).  Subsequent characters may also be digits, octothorpes
266 (@samp{#}), dollar signs (@samp{$}), underscores (@samp{_}), or full
267 stops (@samp{.}).  The variable name is padded on the right with spaces.
268
269 @item int32 label_len;
270 This field is present only if @code{has_var_label} is set to 1.  It is
271 set to the length, in characters, of the variable label.  The
272 documented maximum length varies from 120 to 255 based on SPSS
273 version, but some files have been seen with longer labels.  PSPP
274 accepts longer labels and truncates them to 255 bytes on input.
275
276 @item char label[];
277 This field is present only if @code{has_var_label} is set to 1.  It has
278 length @code{label_len}, rounded up to the nearest multiple of 32 bits.
279 The first @code{label_len} characters are the variable's variable label.
280
281 @item flt64 missing_values[];
282 This field is present only if @code{n_missing_values} is nonzero.  It
283 has the same number of 8-byte elements as the absolute value of
284 @code{n_missing_values}.  Each element is interpreted as a number for
285 numeric variables (with HIGHEST and LOWEST indicated as described in
286 the chapter introduction).  For string variables of width less than 8
287 bytes, elements are right-padded with spaces; for string variables
288 wider than 8 bytes, only the first 8 bytes of each missing value are
289 specified, with the remainder implicitly all spaces.
290
291 For discrete missing values, each element represents one missing
292 value.  When a range is present, the first element denotes the minimum
293 value in the range, and the second element denotes the maximum value
294 in the range.  When a range plus a value are present, the third
295 element denotes the additional discrete missing value.
296 @end table
297
298 The @code{print} and @code{write} members of sysfile_variable are output
299 formats coded into @code{int32} types.  The least-significant byte
300 of the @code{int32} represents the number of decimal places, and the
301 next two bytes in order of increasing significance represent field width
302 and format type, respectively.  The most-significant byte is not
303 used and should be set to zero.
304
305 Format types are defined as follows:
306
307 @quotation
308 @multitable {Value} {@code{DATETIME}}
309 @headitem Value
310 @tab Meaning
311 @item 0
312 @tab Not used.
313 @item 1
314 @tab @code{A}
315 @item 2
316 @tab @code{AHEX}
317 @item 3
318 @tab @code{COMMA}
319 @item 4
320 @tab @code{DOLLAR}
321 @item 5
322 @tab @code{F}
323 @item 6
324 @tab @code{IB}
325 @item 7
326 @tab @code{PIBHEX}
327 @item 8
328 @tab @code{P}
329 @item 9
330 @tab @code{PIB}
331 @item 10
332 @tab @code{PK}
333 @item 11
334 @tab @code{RB}
335 @item 12
336 @tab @code{RBHEX}
337 @item 13
338 @tab Not used.
339 @item 14
340 @tab Not used.
341 @item 15
342 @tab @code{Z}
343 @item 16
344 @tab @code{N}
345 @item 17
346 @tab @code{E}
347 @item 18
348 @tab Not used.
349 @item 19
350 @tab Not used.
351 @item 20
352 @tab @code{DATE}
353 @item 21
354 @tab @code{TIME}
355 @item 22
356 @tab @code{DATETIME}
357 @item 23
358 @tab @code{ADATE}
359 @item 24
360 @tab @code{JDATE}
361 @item 25
362 @tab @code{DTIME}
363 @item 26
364 @tab @code{WKDAY}
365 @item 27
366 @tab @code{MONTH}
367 @item 28
368 @tab @code{MOYR}
369 @item 29
370 @tab @code{QYR}
371 @item 30
372 @tab @code{WKYR}
373 @item 31
374 @tab @code{PCT}
375 @item 32
376 @tab @code{DOT}
377 @item 33
378 @tab @code{CCA}
379 @item 34
380 @tab @code{CCB}
381 @item 35
382 @tab @code{CCC}
383 @item 36
384 @tab @code{CCD}
385 @item 37
386 @tab @code{CCE}
387 @item 38
388 @tab @code{EDATE}
389 @item 39
390 @tab @code{SDATE}
391 @end multitable
392 @end quotation
393
394 @node Value Labels Records
395 @section Value Labels Records
396
397 The value label records documented in this section are used for
398 numeric and short string variables only.  Long string variables may
399 have value labels, but their value labels are recorded using a
400 different record type (@pxref{Long String Value Labels Record}).
401
402 The value label record has the following format:
403
404 @example
405 int32               rec_type;
406 int32               label_count;
407
408 /* @r{Repeated @code{label_cnt} times}. */
409 char                value[8];
410 char                label_len;
411 char                label[];
412 @end example
413
414 @table @code
415 @item int32 rec_type;
416 Record type.  Always set to 3.
417
418 @item int32 label_count;
419 Number of value labels present in this record.
420 @end table
421
422 The remaining fields are repeated @code{count} times.  Each
423 repetition specifies one value label.
424
425 @table @code
426 @item char value[8];
427 A numeric value or a short string value padded as necessary to 8 bytes
428 in length.  Its type and width cannot be determined until the
429 following value label variables record (see below) is read.
430
431 @item char label_len;
432 The label's length, in bytes.  The documented maximum length varies
433 from 60 to 120 based on SPSS version.  PSPP supports value labels up
434 to 255 bytes long.
435
436 @item char label[];
437 @code{label_len} bytes of the actual label, followed by up to 7 bytes
438 of padding to bring @code{label} and @code{label_len} together to a
439 multiple of 8 bytes in length.
440 @end table
441
442 The value label record is always immediately followed by a value label
443 variables record with the following format:
444
445 @example
446 int32               rec_type;
447 int32               var_count;
448 int32               vars[];
449 @end example
450
451 @table @code
452 @item int32 rec_type;
453 Record type.  Always set to 4.
454
455 @item int32 var_count;
456 Number of variables that the associated value labels from the value
457 label record are to be applied.
458
459 @item int32 vars[];
460 A list of dictionary indexes of variables to which to apply the value
461 labels (@pxref{Dictionary Index}).  There are @code{var_count}
462 elements.
463
464 String variables wider than 8 bytes may not be specified in this list.
465 @end table
466
467 @node Document Record
468 @section Document Record
469
470 The document record, if present, has the following format:
471
472 @example
473 int32               rec_type;
474 int32               n_lines;
475 char                lines[][80];
476 @end example
477
478 @table @code
479 @item int32 rec_type;
480 Record type.  Always set to 6.
481
482 @item int32 n_lines;
483 Number of lines of documents present.
484
485 @item char lines[][80];
486 Document lines.  The number of elements is defined by @code{n_lines}.
487 Lines shorter than 80 characters are padded on the right with spaces.
488 @end table
489
490 @node Machine Integer Info Record
491 @section Machine Integer Info Record
492
493 The integer info record, if present, has the following format:
494
495 @example
496 /* @r{Header.} */
497 int32               rec_type;
498 int32               subtype;
499 int32               size;
500 int32               count;
501
502 /* @r{Data.} */
503 int32               version_major;
504 int32               version_minor;
505 int32               version_revision;
506 int32               machine_code;
507 int32               floating_point_rep;
508 int32               compression_code;
509 int32               endianness;
510 int32               character_code;
511 @end example
512
513 @table @code
514 @item int32 rec_type;
515 Record type.  Always set to 7.
516
517 @item int32 subtype;
518 Record subtype.  Always set to 3.
519
520 @item int32 size;
521 Size of each piece of data in the data part, in bytes.  Always set to 4.
522
523 @item int32 count;
524 Number of pieces of data in the data part.  Always set to 8.
525
526 @item int32 version_major;
527 PSPP major version number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z}, this
528 is @var{x}.
529
530 @item int32 version_minor;
531 PSPP minor version number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z}, this
532 is @var{y}.
533
534 @item int32 version_revision;
535 PSPP version revision number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z},
536 this is @var{z}.
537
538 @item int32 machine_code;
539 Machine code.  PSPP always set this field to value to -1, but other
540 values may appear.
541
542 @item int32 floating_point_rep;
543 Floating point representation code.  For IEEE 754 systems this is 1.
544 IBM 370 sets this to 2, and DEC VAX E to 3.
545
546 @item int32 compression_code;
547 Compression code.  Always set to 1.
548
549 @item int32 endianness;
550 Machine endianness.  1 indicates big-endian, 2 indicates little-endian.
551
552 @item int32 character_code;
553 @anchor{character-code} Character code.  The following values have
554 been actually observed in system files:
555
556 @table @asis
557 @item 2
558 7-bit ASCII.
559
560 @item 1250
561 The @code{windows-1250} code page for Central European and Eastern
562 European languages.
563
564 @item 1252
565 The @code{windows-1252} code page for Western European languages.
566
567 @item 28591
568 ISO 8859-1.
569
570 @item 65001
571 UTF-8.
572 @end table
573
574 The following additional values are known to be defined:
575
576 @table @asis
577 @item 1
578 EBCDIC.
579
580 @item 3
581 8-bit ``ASCII''.
582
583 @item 4
584 DEC Kanji.
585 @end table
586
587 Other Windows code page numbers are known to be generally valid.
588
589 Old versions of SPSS always wrote value 2 in this field, regardless of
590 the encoding in use.  Newer versions also write the character encoding
591 as a string (see @ref{Character Encoding Record}).
592 @end table
593
594 @node Machine Floating-Point Info Record
595 @section Machine Floating-Point Info Record
596
597 The floating-point info record, if present, has the following format:
598
599 @example
600 /* @r{Header.} */
601 int32               rec_type;
602 int32               subtype;
603 int32               size;
604 int32               count;
605
606 /* @r{Data.} */
607 flt64               sysmis;
608 flt64               highest;
609 flt64               lowest;
610 @end example
611
612 @table @code
613 @item int32 rec_type;
614 Record type.  Always set to 7.
615
616 @item int32 subtype;
617 Record subtype.  Always set to 4.
618
619 @item int32 size;
620 Size of each piece of data in the data part, in bytes.  Always set to 8.
621
622 @item int32 count;
623 Number of pieces of data in the data part.  Always set to 3.
624
625 @item flt64 sysmis;
626 The system missing value.
627
628 @item flt64 highest;
629 The value used for HIGHEST in missing values.
630
631 @item flt64 lowest;
632 The value used for LOWEST in missing values.
633 @end table
634
635 @node Multiple Response Sets Records
636 @section Multiple Response Sets Records
637
638 The system file format has two different types of records that
639 represent multiple response sets (@pxref{MRSETS,,,pspp, PSPP Users
640 Guide}).  The first type of record describes multiple response sets
641 that can be understood by SPSS before version 14.  The second type of
642 record, with a closely related format, is used for multiple dichotomy
643 sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES feature added in
644 version 14.
645
646 @example
647 /* @r{Header.} */
648 int32               rec_type;
649 int32               subtype;
650 int32               size;
651 int32               count;
652
653 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
654 char                mrsets[];
655 @end example
656
657 @table @code
658 @item int32 rec_type;
659 Record type.  Always set to 7.
660
661 @item int32 subtype;
662 Record subtype.  Set to 7 for records that describe multiple response
663 sets understood by SPSS before version 14, or to 19 for records that
664 describe dichotomy sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
665 feature added in version 14.
666
667 @item int32 size;
668 The size of each element in the @code{mrsets} member. Always set to 1.
669
670 @item int32 count;
671 The total number of bytes in @code{mrsets}.
672
673 @item char mrsets[];
674 A series of multiple response sets, each of which consists of the
675 following:
676
677 @itemize @bullet
678 @item
679 The set's name (an identifier that begins with @samp{$}).
680
681 @item
682 An equals sign (@samp{=}).
683
684 @item
685 @samp{C} for a multiple category set, @samp{D} for a multiple
686 dichotomy set with CATEGORYLABELS=VARLABELS, or @samp{E} for a
687 multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES.
688
689 @item
690 For a multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES, a
691 space, followed by a number expressed as decimal digits, followed by a
692 space.  If LABELSOURCE=VARLABEL was specified on MRSETS, then the
693 number is 11; otherwise it is 1.@footnote{This part of the format may
694 not be fully understood, because only a single example of each
695 possibility has been examined.}
696
697 @item
698 For either kind of multiple dichotomy set, the counted value, as a
699 positive integer count specified as decimal digits, followed by a
700 space, followed by as many string bytes as specified in the count.  If
701 the set contains numeric variables, the string consists of the counted
702 integer value expressed as decimal digits.  If the set contains string
703 variables, the string contains the counted string value.  Either way,
704 the string may be padded on the right with spaces (older versions of
705 SPSS seem to always pad to a width of 8 bytes; newer versions don't).
706
707 @item
708 A space.
709
710 @item
711 The multiple response set's label, using the same format as for the
712 counted value for multiple dichotomy sets.  A string of length 0 means
713 that the set does not have a label.  A string of length 0 is also
714 written if LABELSOURCE=VARLABEL was specified.
715
716 @item
717 A space.
718
719 @item
720 The names of the variables in the set, each separated from the
721 previous by a single space.
722
723 @item
724 A line feed (byte 0x0a).
725 @end itemize
726 @end table
727
728 Example: Given appropriate variable definitions, consider the
729 following MRSETS command:
730
731 @example
732 MRSETS /MCGROUP NAME=$a LABEL='my mcgroup' VARIABLES=a b c
733        /MDGROUP NAME=$b VARIABLES=g e f d VALUE=55
734        /MDGROUP NAME=$c LABEL='mdgroup #2' VARIABLES=h i j VALUE='Yes'
735        /MDGROUP NAME=$d LABEL='third mdgroup' CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
736         VARIABLES=k l m VALUE=34
737        /MDGROUP NAME=$e CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES LABELSOURCE=VARLABEL
738         VARIABLES=n o p VALUE='choice'.
739 @end example
740
741 The above would generate the following multiple response set record of
742 subtype 7:
743
744 @example
745 $a=C 10 my mcgroup a b c
746 $b=D2 55 0  g e f d
747 $c=D3 Yes 10 mdgroup #2 h i j
748 @end example
749
750 It would also generate the following multiple response set record with
751 subtype 19:
752
753 @example
754 $d=E 1 2 34 13 third mdgroup k l m
755 $e=E 11 6 choice 0  n o p
756 @end example
757
758 @node Variable Display Parameter Record
759 @section Variable Display Parameter Record
760
761 The variable display parameter record, if present, has the following
762 format:
763
764 @example
765 /* @r{Header.} */
766 int32               rec_type;
767 int32               subtype;
768 int32               size;
769 int32               count;
770
771 /* @r{Repeated @code{count} times}. */
772 int32               measure;
773 int32               width;           /* @r{Not always present.} */
774 int32               alignment;
775 @end example
776
777 @table @code
778 @item int32 rec_type;
779 Record type.  Always set to 7.
780
781 @item int32 subtype;
782 Record subtype.  Always set to 11.
783
784 @item int32 size;
785 The size of @code{int32}.  Always set to 4.
786
787 @item int32 count;
788 The number of sets of variable display parameters (ordinarily the
789 number of variables in the dictionary), times 2 or 3.
790 @end table
791
792 The remaining members are repeated @code{count} times, in the same
793 order as the variable records.  No element corresponds to variable
794 records that continue long string variables.  The meanings of these
795 members are as follows:
796
797 @table @code
798 @item int32 measure;
799 The measurement type of the variable:
800 @table @asis
801 @item 1
802 Nominal Scale
803 @item 2
804 Ordinal Scale
805 @item 3
806 Continuous Scale
807 @end table
808
809 SPSS 14 sometimes writes a @code{measure} of 0 for string variables.
810 PSPP interprets this as nominal scale.
811
812 @item int32 width;
813 The width of the display column for the variable in characters.
814
815 This field is present if @var{count} is 3 times the number of
816 variables in the dictionary.  It is omitted if @var{count} is 2 times
817 the number of variables.
818
819 @item int32 alignment;
820 The alignment of the variable for display purposes:
821
822 @table @asis
823 @item 0
824 Left aligned
825 @item 1
826 Right aligned
827 @item 2
828 Centre aligned
829 @end table
830 @end table
831
832 @node Long Variable Names Record
833 @section Long Variable Names Record
834
835 If present, the long variable names record has the following format:
836
837 @example
838 /* @r{Header.} */
839 int32               rec_type;
840 int32               subtype;
841 int32               size;
842 int32               count;
843
844 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
845 char                var_name_pairs[];
846 @end example
847
848 @table @code
849 @item int32 rec_type;
850 Record type.  Always set to 7.
851
852 @item int32 subtype;
853 Record subtype.  Always set to 13.
854
855 @item int32 size;
856 The size of each element in the @code{var_name_pairs} member. Always set to 1.
857
858 @item int32 count;
859 The total number of bytes in @code{var_name_pairs}.
860
861 @item char var_name_pairs[];
862 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
863 of a variable, and @var{value} is its long variable name.
864 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
865 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
866 Record}).
867 The @var{value} field is at most 64 bytes long.
868 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
869 Each tuple is separated by a byte whose value is 09.  There is no
870 trailing separator following the last tuple.
871 The total length is @code{count} bytes.
872 @end table
873
874 @node Very Long String Record
875 @section Very Long String Record
876
877 Old versions of SPSS limited string variables to a width of 255 bytes.
878 For backward compatibility with these older versions, the system file
879 format represents a string longer than 255 bytes, called a @dfn{very
880 long string}, as a collection of strings no longer than 255 bytes
881 each.  The strings concatenated to make a very long string are called
882 its @dfn{segments}; for consistency, variables other than very long
883 strings are considered to have a single segment.
884
885 A very long string with a width of @var{w} has @var{n} =
886 (@var{w} + 251) / 252 segments, that is, one segment for every
887 252 bytes of width, rounding up.  It would be logical, then, for each
888 of the segments except the last to have a width of 252 and the last
889 segment to have the remainder, but this is not the case.  In fact,
890 each segment except the last has a width of 255 bytes.  The last
891 segment has width @var{w} - (@var{n} - 1) * 252; some versions
892 of SPSS make it slightly wider, but not wide enough to make the last
893 segment require another 8 bytes of data.
894
895 Data is packed tightly into segments of a very long string, 255 bytes
896 per segment.  Because 255 bytes of segment data are allocated for
897 every 252 bytes of the very long string's width (approximately), some
898 unused space is left over at the end of the allocated segments.  Data
899 in unused space is ignored.
900
901 Example: Consider a very long string of width 20,000.  Such a very
902 long string has 20,000 / 252 = 80 (rounding up) segments.  The first
903 79 segments have width 255; the last segment has width 20,000 - 79 *
904 252 = 92 or slightly wider (up to 96 bytes, the next multiple of 8).
905 The very long string's data is actually stored in the 19,890 bytes in
906 the first 78 segments, plus the first 110 bytes of the 79th segment
907 (19,890 + 110 = 20,000).  The remaining 145 bytes of the 79th segment
908 and all 92 bytes of the 80th segment are unused.
909
910 The very long string record explains how to stitch together segments
911 to obtain very long string data.  For each of the very long string
912 variables in the dictionary, it specifies the name of its first
913 segment's variable and the very long string variable's actual width.
914 The remaining segments immediately follow the named variable in the
915 system file's dictionary.
916
917 The very long string record, which is present only if the system file
918 contains very long string variables, has the following format:
919
920 @example
921 /* @r{Header.} */
922 int32               rec_type;
923 int32               subtype;
924 int32               size;
925 int32               count;
926
927 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
928 char                string_lengths[];
929 @end example
930
931 @table @code
932 @item int32 rec_type;
933 Record type.  Always set to 7.
934
935 @item int32 subtype;
936 Record subtype.  Always set to 14.
937
938 @item int32 size;
939 The size of each element in the @code{string_lengths} member. Always set to 1.
940
941 @item int32 count;
942 The total number of bytes in @code{string_lengths}.
943
944 @item char string_lengths[];
945 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
946 of a variable, and @var{value} is its length.
947 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
948 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
949 Record}).
950 The @var{value} field is exactly 5 bytes long. It is a zero-padded,
951 ASCII-encoded string that is the length of the variable.
952 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
953 Tuples are delimited by a two-byte sequence @{00, 09@}.
954 After the last tuple, there may be a single byte 00, or @{00, 09@}.
955 The total length is @code{count} bytes.
956 @end table
957
958 @node Character Encoding Record
959 @section Character Encoding Record
960
961 This record, if present, indicates the character encoding for string data,
962 long variable names, variable labels, value labels and other strings in the
963 file.
964
965 @example
966 /* @r{Header.} */
967 int32               rec_type;
968 int32               subtype;
969 int32               size;
970 int32               count;
971
972 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
973 char                encoding[];
974 @end example
975
976 @table @code
977 @item int32 rec_type;
978 Record type.  Always set to 7.
979
980 @item int32 subtype;
981 Record subtype.  Always set to 20.
982
983 @item int32 size;
984 The size of each element in the @code{encoding} member. Always set to 1.
985
986 @item int32 count;
987 The total number of bytes in @code{encoding}.
988
989 @item char encoding[];
990 The name of the character encoding.  Normally this will be an official IANA characterset name or alias.
991 See @url{http://www.iana.org/assignments/character-sets}.
992 @end table
993
994 This record is not present in files generated by older software.  See
995 also the @code{character_code} field in the machine integer info
996 record (@pxref{character-code}).
997
998 When the character encoding record and the machine integer info record
999 are both present, all system files observed in practice indicate the
1000 same character encoding, e.g.@: 1252 as @code{character_code} and
1001 @code{windows-1252} as @code{encoding}, 65001 and @code{UTF-8}, etc.
1002
1003 If, for testing purposes, a file is crafted with different
1004 @code{character_code} and @code{encoding}, it seems that
1005 @code{character_code} controls the encoding for all strings in the
1006 system file before the dictionary termination record, including
1007 strings in data (e.g.@: string missing values), and @code{encoding}
1008 controls the encoding for strings following the dictionary termination
1009 record.
1010
1011 @node Long String Value Labels Record
1012 @section Long String Value Labels Record
1013
1014 This record, if present, specifies value labels for long string
1015 variables.
1016
1017 @example
1018 /* @r{Header.} */
1019 int32               rec_type;
1020 int32               subtype;
1021 int32               size;
1022 int32               count;
1023
1024 /* @r{Repeated up to exactly @code{count} bytes.} */
1025 int32               var_name_len;
1026 char                var_name[];
1027 int32               var_width;
1028 int32               n_labels;
1029 long_string_label   labels[];
1030 @end example
1031
1032 @table @code
1033 @item int32 rec_type;
1034 Record type.  Always set to 7.
1035
1036 @item int32 subtype;
1037 Record subtype.  Always set to 21.
1038
1039 @item int32 size;
1040 Always set to 1.
1041
1042 @item int32 count;
1043 The number of bytes following the header until the next header.
1044
1045 @item int32 var_name_len;
1046 @itemx char var_name[];
1047 The number of bytes in the name of the variable that has long string
1048 value labels, plus the variable name itself, which consists of exactly
1049 @code{var_name_len} bytes.  The variable name is not padded to any
1050 particular boundary, nor is it null-terminated.
1051
1052 @item int32 var_width;
1053 The width of the variable, in bytes, which will be between 9 and
1054 32767.
1055
1056 @item int32 n_labels;
1057 @itemx long_string_label labels[];
1058 The long string labels themselves.  The @code{labels} array contains
1059 exactly @code{n_labels} elements, each of which has the following
1060 substructure:
1061
1062 @example
1063 int32               value_len;
1064 char                value[];
1065 int32               label_len;
1066 char                label[];
1067 @end example
1068
1069 @table @code
1070 @item int32 value_len;
1071 @itemx char value[];
1072 The string value being labeled.  @code{value_len} is the number of
1073 bytes in @code{value}; it is equal to @code{var_width}.  The
1074 @code{value} array is not padded or null-terminated.
1075
1076 @item int32 label_len;
1077 @itemx char label[];
1078 The label for the string value.  @code{label_len}, which must be
1079 between 0 and 120, is the number of bytes in @code{label}.  The
1080 @code{label} array is not padded or null-terminated.
1081 @end table
1082 @end table
1083
1084 @node Data File and Variable Attributes Records
1085 @section Data File and Variable Attributes Records
1086
1087 The data file and variable attributes records represent custom
1088 attributes for the system file or for individual variables in the
1089 system file, as defined on the DATAFILE ATTRIBUTE (@pxref{DATAFILE
1090 ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}) and VARIABLE ATTRIBUTE commands
1091 (@pxref{VARIABLE ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}), respectively.
1092
1093 @example
1094 /* @r{Header.} */
1095 int32               rec_type;
1096 int32               subtype;
1097 int32               size;
1098 int32               count;
1099
1100 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1101 char                attributes[];
1102 @end example
1103
1104 @table @code
1105 @item int32 rec_type;
1106 Record type.  Always set to 7.
1107
1108 @item int32 subtype;
1109 Record subtype.  Always set to 17 for a data file attribute record or
1110 to 18 for a variable attributes record.
1111
1112 @item int32 size;
1113 The size of each element in the @code{attributes} member. Always set to 1.
1114
1115 @item int32 count;
1116 The total number of bytes in @code{attributes}.
1117
1118 @item char attributes[];
1119 The attributes, in a text-based format.
1120
1121 In record type 17, this field contains a single attribute set.  An
1122 attribute set is a sequence of one or more attributes concatenated
1123 together.  Each attribute consists of a name, which has the same
1124 syntax as a variable name, followed by, inside parentheses, a sequence
1125 of one or more values.  Each value consists of a string enclosed in
1126 single quotes (@code{'}) followed by a line feed (byte 0x0a).  A value
1127 may contain single quote characters, which are not themselves escaped
1128 or quoted or required to be present in pairs.  There is no apparent
1129 way to embed a line feed in a value.  There is no distinction between
1130 an attribute with a single value and an attribute array with one
1131 element.
1132
1133 In record type 18, this field contains a sequence of one or more
1134 variable attribute sets.  If more than one variable attribute set is
1135 present, each one after the first is delimited from the previous by
1136 @code{/}.  Each variable attribute set consists of a (potentially
1137 long) variable name,
1138 followed by @code{:}, followed by an attribute set with the same
1139 syntax as on record type 17.
1140
1141 The total length is @code{count} bytes.
1142 @end table
1143
1144 @subheading Example
1145
1146 A system file produced with the following VARIABLE ATTRIBUTE commands
1147 in effect:
1148
1149 @example
1150 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=fred[1]('23') fred[2]('34').
1151 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=bert('123').
1152 @end example
1153
1154 @noindent
1155 will contain a variable attribute record with the following contents:
1156
1157 @example
1158 00000000  07 00 00 00 12 00 00 00  01 00 00 00 22 00 00 00  |............"...|
1159 00000010  64 75 6d 6d 79 3a 66 72  65 64 28 27 32 33 27 0a  |dummy:fred('23'.|
1160 00000020  27 33 34 27 0a 29 62 65  72 74 28 27 31 32 33 27  |'34'.)bert('123'|
1161 00000030  0a 29                                             |.)              |
1162 @end example
1163
1164 @node Extended Number of Cases Record
1165 @section Extended Number of Cases Record
1166
1167 The file header record expresses the number of cases in the system
1168 file as an int32 (@pxref{File Header Record}).  This record allows the
1169 number of cases in the system file to be expressed as a 64-bit number.
1170
1171 @example
1172 int32               rec_type;
1173 int32               subtype;
1174 int32               size;
1175 int32               count;
1176 int64               unknown;
1177 int64               ncases64;
1178 @end example
1179
1180 @table @code
1181 @item int32 rec_type;
1182 Record type.  Always set to 7.
1183
1184 @item int32 subtype;
1185 Record subtype.  Always set to 16.
1186
1187 @item int32 size;
1188 Size of each element.  Always set to 8.
1189
1190 @item int32 count;
1191 Number of pieces of data in the data part.  Alway set to 2.
1192
1193 @item int64 unknown;
1194 Meaning unknown.  Always set to 1.
1195
1196 @item int64 ncases64;
1197 Number of cases in the file as a 64-bit integer.  Presumably this
1198 could be -1 to indicate that the number of cases is unknown, for the
1199 same reason as @code{ncases} in the file header record, but this has
1200 not been observed in the wild.
1201 @end table
1202
1203 @node Miscellaneous Informational Records
1204 @section Miscellaneous Informational Records
1205
1206 Some specific types of miscellaneous informational records are
1207 documented here, but others are known to exist.  PSPP ignores unknown
1208 miscellaneous informational records when reading system files.
1209
1210 @example
1211 /* @r{Header.} */
1212 int32               rec_type;
1213 int32               subtype;
1214 int32               size;
1215 int32               count;
1216
1217 /* @r{Exactly @code{size * count} bytes of data.} */
1218 char                data[];
1219 @end example
1220
1221 @table @code
1222 @item int32 rec_type;
1223 Record type.  Always set to 7.
1224
1225 @item int32 subtype;
1226 Record subtype.  May take any value.  According to Aapi
1227 H@"am@"al@"ainen, value 5 indicates a set of grouped variables and 6
1228 indicates date info (probably related to USE).
1229
1230 @item int32 size;
1231 Size of each piece of data in the data part.  Should have the value 1,
1232 4, or 8, for @code{char}, @code{int32}, and @code{flt64} format data,
1233 respectively.
1234
1235 @item int32 count;
1236 Number of pieces of data in the data part.
1237
1238 @item char data[];
1239 Arbitrary data.  There must be @code{size} times @code{count} bytes of
1240 data.
1241 @end table
1242
1243 @node Dictionary Termination Record
1244 @section Dictionary Termination Record
1245
1246 The dictionary termination record separates all other records from the
1247 data records.
1248
1249 @example
1250 int32               rec_type;
1251 int32               filler;
1252 @end example
1253
1254 @table @code
1255 @item int32 rec_type;
1256 Record type.  Always set to 999.
1257
1258 @item int32 filler;
1259 Ignored padding.  Should be set to 0.
1260 @end table
1261
1262 @node Data Record
1263 @section Data Record
1264
1265 Data records must follow all other records in the system file.  There must
1266 be at least one data record in every system file.
1267
1268 The format of data records varies depending on whether the data is
1269 compressed.  Regardless, the data is arranged in a series of 8-byte
1270 elements.
1271
1272 When data is not compressed,
1273 each element corresponds to
1274 the variable declared in the respective variable record (@pxref{Variable
1275 Record}).  Numeric values are given in @code{flt64} format; string
1276 values are literal characters string, padded on the right when
1277 necessary to fill out 8-byte units.
1278
1279 Compressed data is arranged in the following manner: the first 8 bytes
1280 in the data section is divided into a series of 1-byte command
1281 codes.  These codes have meanings as described below:
1282
1283 @table @asis
1284 @item 0
1285 Ignored.  If the program writing the system file accumulates compressed
1286 data in blocks of fixed length, 0 bytes can be used to pad out extra
1287 bytes remaining at the end of a fixed-size block.
1288
1289 @item 1 through 251
1290 A number with
1291 value @var{code} - @var{bias}, where
1292 @var{code} is the value of the compression code and @var{bias} is the
1293 variable @code{bias} from the file header.  For example,
1294 code 105 with bias 100.0 (the normal value) indicates a numeric variable
1295 of value 5.
1296 One file has been seen written by SPSS 14 that contained such a code
1297 in a @emph{string} field with the value 0 (after the bias is
1298 subtracted) as a way of encoding null bytes.
1299
1300 @item 252
1301 End of file.  This code may or may not appear at the end of the data
1302 stream.  PSPP always outputs this code but its use is not required.
1303
1304 @item 253
1305 A numeric or string value that is not
1306 compressible.  The value is stored in the 8 bytes following the
1307 current block of command bytes.  If this value appears twice in a block
1308 of command bytes, then it indicates the second group of 8 bytes following the
1309 command bytes, and so on.
1310
1311 @item 254
1312 An 8-byte string value that is all spaces.
1313
1314 @item 255
1315 The system-missing value.
1316 @end table
1317
1318 When the end of the an 8-byte group of command bytes is reached, any
1319 blocks of non-compressible values indicated by code 253 are skipped,
1320 and the next element of command bytes is read and interpreted, until
1321 the end of the file or a code with value 252 is reached.
1322 @setfilename ignored