sys-file-writer: Write variable names in mrsets in lowercase.
[pspp] / 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{$}), in mixed
680 upper and lower case.
681
682 @item
683 An equals sign (@samp{=}).
684
685 @item
686 @samp{C} for a multiple category set, @samp{D} for a multiple
687 dichotomy set with CATEGORYLABELS=VARLABELS, or @samp{E} for a
688 multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES.
689
690 @item
691 For a multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES, a
692 space, followed by a number expressed as decimal digits, followed by a
693 space.  If LABELSOURCE=VARLABEL was specified on MRSETS, then the
694 number is 11; otherwise it is 1.@footnote{This part of the format may
695 not be fully understood, because only a single example of each
696 possibility has been examined.}
697
698 @item
699 For either kind of multiple dichotomy set, the counted value, as a
700 positive integer count specified as decimal digits, followed by a
701 space, followed by as many string bytes as specified in the count.  If
702 the set contains numeric variables, the string consists of the counted
703 integer value expressed as decimal digits.  If the set contains string
704 variables, the string contains the counted string value.  Either way,
705 the string may be padded on the right with spaces (older versions of
706 SPSS seem to always pad to a width of 8 bytes; newer versions don't).
707
708 @item
709 A space.
710
711 @item
712 The multiple response set's label, using the same format as for the
713 counted value for multiple dichotomy sets.  A string of length 0 means
714 that the set does not have a label.  A string of length 0 is also
715 written if LABELSOURCE=VARLABEL was specified.
716
717 @item
718 A space.
719
720 @item
721 The short names of the variables in the set, converted to lowercase,
722 each separated from the previous by a single space.
723
724 @item
725 A line feed (byte 0x0a).
726 @end itemize
727 @end table
728
729 Example: Given appropriate variable definitions, consider the
730 following MRSETS command:
731
732 @example
733 MRSETS /MCGROUP NAME=$a LABEL='my mcgroup' VARIABLES=a b c
734        /MDGROUP NAME=$b VARIABLES=g e f d VALUE=55
735        /MDGROUP NAME=$c LABEL='mdgroup #2' VARIABLES=h i j VALUE='Yes'
736        /MDGROUP NAME=$d LABEL='third mdgroup' CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
737         VARIABLES=k l m VALUE=34
738        /MDGROUP NAME=$e CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES LABELSOURCE=VARLABEL
739         VARIABLES=n o p VALUE='choice'.
740 @end example
741
742 The above would generate the following multiple response set record of
743 subtype 7:
744
745 @example
746 $a=C 10 my mcgroup a b c
747 $b=D2 55 0  g e f d
748 $c=D3 Yes 10 mdgroup #2 h i j
749 @end example
750
751 It would also generate the following multiple response set record with
752 subtype 19:
753
754 @example
755 $d=E 1 2 34 13 third mdgroup k l m
756 $e=E 11 6 choice 0  n o p
757 @end example
758
759 @node Variable Display Parameter Record
760 @section Variable Display Parameter Record
761
762 The variable display parameter record, if present, has the following
763 format:
764
765 @example
766 /* @r{Header.} */
767 int32               rec_type;
768 int32               subtype;
769 int32               size;
770 int32               count;
771
772 /* @r{Repeated @code{count} times}. */
773 int32               measure;
774 int32               width;           /* @r{Not always present.} */
775 int32               alignment;
776 @end example
777
778 @table @code
779 @item int32 rec_type;
780 Record type.  Always set to 7.
781
782 @item int32 subtype;
783 Record subtype.  Always set to 11.
784
785 @item int32 size;
786 The size of @code{int32}.  Always set to 4.
787
788 @item int32 count;
789 The number of sets of variable display parameters (ordinarily the
790 number of variables in the dictionary), times 2 or 3.
791 @end table
792
793 The remaining members are repeated @code{count} times, in the same
794 order as the variable records.  No element corresponds to variable
795 records that continue long string variables.  The meanings of these
796 members are as follows:
797
798 @table @code
799 @item int32 measure;
800 The measurement type of the variable:
801 @table @asis
802 @item 1
803 Nominal Scale
804 @item 2
805 Ordinal Scale
806 @item 3
807 Continuous Scale
808 @end table
809
810 SPSS 14 sometimes writes a @code{measure} of 0 for string variables.
811 PSPP interprets this as nominal scale.
812
813 @item int32 width;
814 The width of the display column for the variable in characters.
815
816 This field is present if @var{count} is 3 times the number of
817 variables in the dictionary.  It is omitted if @var{count} is 2 times
818 the number of variables.
819
820 @item int32 alignment;
821 The alignment of the variable for display purposes:
822
823 @table @asis
824 @item 0
825 Left aligned
826 @item 1
827 Right aligned
828 @item 2
829 Centre aligned
830 @end table
831 @end table
832
833 @node Long Variable Names Record
834 @section Long Variable Names Record
835
836 If present, the long variable names record has the following format:
837
838 @example
839 /* @r{Header.} */
840 int32               rec_type;
841 int32               subtype;
842 int32               size;
843 int32               count;
844
845 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
846 char                var_name_pairs[];
847 @end example
848
849 @table @code
850 @item int32 rec_type;
851 Record type.  Always set to 7.
852
853 @item int32 subtype;
854 Record subtype.  Always set to 13.
855
856 @item int32 size;
857 The size of each element in the @code{var_name_pairs} member. Always set to 1.
858
859 @item int32 count;
860 The total number of bytes in @code{var_name_pairs}.
861
862 @item char var_name_pairs[];
863 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
864 of a variable, and @var{value} is its long variable name.
865 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
866 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
867 Record}).
868 The @var{value} field is at most 64 bytes long.
869 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
870 Each tuple is separated by a byte whose value is 09.  There is no
871 trailing separator following the last tuple.
872 The total length is @code{count} bytes.
873 @end table
874
875 @node Very Long String Record
876 @section Very Long String Record
877
878 Old versions of SPSS limited string variables to a width of 255 bytes.
879 For backward compatibility with these older versions, the system file
880 format represents a string longer than 255 bytes, called a @dfn{very
881 long string}, as a collection of strings no longer than 255 bytes
882 each.  The strings concatenated to make a very long string are called
883 its @dfn{segments}; for consistency, variables other than very long
884 strings are considered to have a single segment.
885
886 A very long string with a width of @var{w} has @var{n} =
887 (@var{w} + 251) / 252 segments, that is, one segment for every
888 252 bytes of width, rounding up.  It would be logical, then, for each
889 of the segments except the last to have a width of 252 and the last
890 segment to have the remainder, but this is not the case.  In fact,
891 each segment except the last has a width of 255 bytes.  The last
892 segment has width @var{w} - (@var{n} - 1) * 252; some versions
893 of SPSS make it slightly wider, but not wide enough to make the last
894 segment require another 8 bytes of data.
895
896 Data is packed tightly into segments of a very long string, 255 bytes
897 per segment.  Because 255 bytes of segment data are allocated for
898 every 252 bytes of the very long string's width (approximately), some
899 unused space is left over at the end of the allocated segments.  Data
900 in unused space is ignored.
901
902 Example: Consider a very long string of width 20,000.  Such a very
903 long string has 20,000 / 252 = 80 (rounding up) segments.  The first
904 79 segments have width 255; the last segment has width 20,000 - 79 *
905 252 = 92 or slightly wider (up to 96 bytes, the next multiple of 8).
906 The very long string's data is actually stored in the 19,890 bytes in
907 the first 78 segments, plus the first 110 bytes of the 79th segment
908 (19,890 + 110 = 20,000).  The remaining 145 bytes of the 79th segment
909 and all 92 bytes of the 80th segment are unused.
910
911 The very long string record explains how to stitch together segments
912 to obtain very long string data.  For each of the very long string
913 variables in the dictionary, it specifies the name of its first
914 segment's variable and the very long string variable's actual width.
915 The remaining segments immediately follow the named variable in the
916 system file's dictionary.
917
918 The very long string record, which is present only if the system file
919 contains very long string variables, has the following format:
920
921 @example
922 /* @r{Header.} */
923 int32               rec_type;
924 int32               subtype;
925 int32               size;
926 int32               count;
927
928 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
929 char                string_lengths[];
930 @end example
931
932 @table @code
933 @item int32 rec_type;
934 Record type.  Always set to 7.
935
936 @item int32 subtype;
937 Record subtype.  Always set to 14.
938
939 @item int32 size;
940 The size of each element in the @code{string_lengths} member. Always set to 1.
941
942 @item int32 count;
943 The total number of bytes in @code{string_lengths}.
944
945 @item char string_lengths[];
946 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
947 of a variable, and @var{value} is its length.
948 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
949 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
950 Record}).
951 The @var{value} field is exactly 5 bytes long. It is a zero-padded,
952 ASCII-encoded string that is the length of the variable.
953 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
954 Tuples are delimited by a two-byte sequence @{00, 09@}.
955 After the last tuple, there may be a single byte 00, or @{00, 09@}.
956 The total length is @code{count} bytes.
957 @end table
958
959 @node Character Encoding Record
960 @section Character Encoding Record
961
962 This record, if present, indicates the character encoding for string data,
963 long variable names, variable labels, value labels and other strings in the
964 file.
965
966 @example
967 /* @r{Header.} */
968 int32               rec_type;
969 int32               subtype;
970 int32               size;
971 int32               count;
972
973 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
974 char                encoding[];
975 @end example
976
977 @table @code
978 @item int32 rec_type;
979 Record type.  Always set to 7.
980
981 @item int32 subtype;
982 Record subtype.  Always set to 20.
983
984 @item int32 size;
985 The size of each element in the @code{encoding} member. Always set to 1.
986
987 @item int32 count;
988 The total number of bytes in @code{encoding}.
989
990 @item char encoding[];
991 The name of the character encoding.  Normally this will be an official
992 IANA character set name or alias.
993 See @url{http://www.iana.org/assignments/character-sets}.
994 Character set names are not case-sensitive, but SPSS appears to write
995 them in all-uppercase.
996 @end table
997
998 This record is not present in files generated by older software.  See
999 also the @code{character_code} field in the machine integer info
1000 record (@pxref{character-code}).
1001
1002 When the character encoding record and the machine integer info record
1003 are both present, all system files observed in practice indicate the
1004 same character encoding, e.g.@: 1252 as @code{character_code} and
1005 @code{windows-1252} as @code{encoding}, 65001 and @code{UTF-8}, etc.
1006
1007 If, for testing purposes, a file is crafted with different
1008 @code{character_code} and @code{encoding}, it seems that
1009 @code{character_code} controls the encoding for all strings in the
1010 system file before the dictionary termination record, including
1011 strings in data (e.g.@: string missing values), and @code{encoding}
1012 controls the encoding for strings following the dictionary termination
1013 record.
1014
1015 @node Long String Value Labels Record
1016 @section Long String Value Labels Record
1017
1018 This record, if present, specifies value labels for long string
1019 variables.
1020
1021 @example
1022 /* @r{Header.} */
1023 int32               rec_type;
1024 int32               subtype;
1025 int32               size;
1026 int32               count;
1027
1028 /* @r{Repeated up to exactly @code{count} bytes.} */
1029 int32               var_name_len;
1030 char                var_name[];
1031 int32               var_width;
1032 int32               n_labels;
1033 long_string_label   labels[];
1034 @end example
1035
1036 @table @code
1037 @item int32 rec_type;
1038 Record type.  Always set to 7.
1039
1040 @item int32 subtype;
1041 Record subtype.  Always set to 21.
1042
1043 @item int32 size;
1044 Always set to 1.
1045
1046 @item int32 count;
1047 The number of bytes following the header until the next header.
1048
1049 @item int32 var_name_len;
1050 @itemx char var_name[];
1051 The number of bytes in the name of the variable that has long string
1052 value labels, plus the variable name itself, which consists of exactly
1053 @code{var_name_len} bytes.  The variable name is not padded to any
1054 particular boundary, nor is it null-terminated.
1055
1056 @item int32 var_width;
1057 The width of the variable, in bytes, which will be between 9 and
1058 32767.
1059
1060 @item int32 n_labels;
1061 @itemx long_string_label labels[];
1062 The long string labels themselves.  The @code{labels} array contains
1063 exactly @code{n_labels} elements, each of which has the following
1064 substructure:
1065
1066 @example
1067 int32               value_len;
1068 char                value[];
1069 int32               label_len;
1070 char                label[];
1071 @end example
1072
1073 @table @code
1074 @item int32 value_len;
1075 @itemx char value[];
1076 The string value being labeled.  @code{value_len} is the number of
1077 bytes in @code{value}; it is equal to @code{var_width}.  The
1078 @code{value} array is not padded or null-terminated.
1079
1080 @item int32 label_len;
1081 @itemx char label[];
1082 The label for the string value.  @code{label_len}, which must be
1083 between 0 and 120, is the number of bytes in @code{label}.  The
1084 @code{label} array is not padded or null-terminated.
1085 @end table
1086 @end table
1087
1088 @node Data File and Variable Attributes Records
1089 @section Data File and Variable Attributes Records
1090
1091 The data file and variable attributes records represent custom
1092 attributes for the system file or for individual variables in the
1093 system file, as defined on the DATAFILE ATTRIBUTE (@pxref{DATAFILE
1094 ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}) and VARIABLE ATTRIBUTE commands
1095 (@pxref{VARIABLE ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}), respectively.
1096
1097 @example
1098 /* @r{Header.} */
1099 int32               rec_type;
1100 int32               subtype;
1101 int32               size;
1102 int32               count;
1103
1104 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1105 char                attributes[];
1106 @end example
1107
1108 @table @code
1109 @item int32 rec_type;
1110 Record type.  Always set to 7.
1111
1112 @item int32 subtype;
1113 Record subtype.  Always set to 17 for a data file attribute record or
1114 to 18 for a variable attributes record.
1115
1116 @item int32 size;
1117 The size of each element in the @code{attributes} member. Always set to 1.
1118
1119 @item int32 count;
1120 The total number of bytes in @code{attributes}.
1121
1122 @item char attributes[];
1123 The attributes, in a text-based format.
1124
1125 In record type 17, this field contains a single attribute set.  An
1126 attribute set is a sequence of one or more attributes concatenated
1127 together.  Each attribute consists of a name, which has the same
1128 syntax as a variable name, followed by, inside parentheses, a sequence
1129 of one or more values.  Each value consists of a string enclosed in
1130 single quotes (@code{'}) followed by a line feed (byte 0x0a).  A value
1131 may contain single quote characters, which are not themselves escaped
1132 or quoted or required to be present in pairs.  There is no apparent
1133 way to embed a line feed in a value.  There is no distinction between
1134 an attribute with a single value and an attribute array with one
1135 element.
1136
1137 In record type 18, this field contains a sequence of one or more
1138 variable attribute sets.  If more than one variable attribute set is
1139 present, each one after the first is delimited from the previous by
1140 @code{/}.  Each variable attribute set consists of a long
1141 variable name,
1142 followed by @code{:}, followed by an attribute set with the same
1143 syntax as on record type 17.
1144
1145 The total length is @code{count} bytes.
1146 @end table
1147
1148 @subheading Example
1149
1150 A system file produced with the following VARIABLE ATTRIBUTE commands
1151 in effect:
1152
1153 @example
1154 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=fred[1]('23') fred[2]('34').
1155 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=bert('123').
1156 @end example
1157
1158 @noindent
1159 will contain a variable attribute record with the following contents:
1160
1161 @example
1162 00000000  07 00 00 00 12 00 00 00  01 00 00 00 22 00 00 00  |............"...|
1163 00000010  64 75 6d 6d 79 3a 66 72  65 64 28 27 32 33 27 0a  |dummy:fred('23'.|
1164 00000020  27 33 34 27 0a 29 62 65  72 74 28 27 31 32 33 27  |'34'.)bert('123'|
1165 00000030  0a 29                                             |.)              |
1166 @end example
1167
1168 @node Extended Number of Cases Record
1169 @section Extended Number of Cases Record
1170
1171 The file header record expresses the number of cases in the system
1172 file as an int32 (@pxref{File Header Record}).  This record allows the
1173 number of cases in the system file to be expressed as a 64-bit number.
1174
1175 @example
1176 int32               rec_type;
1177 int32               subtype;
1178 int32               size;
1179 int32               count;
1180 int64               unknown;
1181 int64               ncases64;
1182 @end example
1183
1184 @table @code
1185 @item int32 rec_type;
1186 Record type.  Always set to 7.
1187
1188 @item int32 subtype;
1189 Record subtype.  Always set to 16.
1190
1191 @item int32 size;
1192 Size of each element.  Always set to 8.
1193
1194 @item int32 count;
1195 Number of pieces of data in the data part.  Alway set to 2.
1196
1197 @item int64 unknown;
1198 Meaning unknown.  Always set to 1.
1199
1200 @item int64 ncases64;
1201 Number of cases in the file as a 64-bit integer.  Presumably this
1202 could be -1 to indicate that the number of cases is unknown, for the
1203 same reason as @code{ncases} in the file header record, but this has
1204 not been observed in the wild.
1205 @end table
1206
1207 @node Miscellaneous Informational Records
1208 @section Miscellaneous Informational Records
1209
1210 Some specific types of miscellaneous informational records are
1211 documented here, but others are known to exist.  PSPP ignores unknown
1212 miscellaneous informational records when reading system files.
1213
1214 @example
1215 /* @r{Header.} */
1216 int32               rec_type;
1217 int32               subtype;
1218 int32               size;
1219 int32               count;
1220
1221 /* @r{Exactly @code{size * count} bytes of data.} */
1222 char                data[];
1223 @end example
1224
1225 @table @code
1226 @item int32 rec_type;
1227 Record type.  Always set to 7.
1228
1229 @item int32 subtype;
1230 Record subtype.  May take any value.  According to Aapi
1231 H@"am@"al@"ainen, value 5 indicates a set of grouped variables and 6
1232 indicates date info (probably related to USE).
1233
1234 @item int32 size;
1235 Size of each piece of data in the data part.  Should have the value 1,
1236 4, or 8, for @code{char}, @code{int32}, and @code{flt64} format data,
1237 respectively.
1238
1239 @item int32 count;
1240 Number of pieces of data in the data part.
1241
1242 @item char data[];
1243 Arbitrary data.  There must be @code{size} times @code{count} bytes of
1244 data.
1245 @end table
1246
1247 @node Dictionary Termination Record
1248 @section Dictionary Termination Record
1249
1250 The dictionary termination record separates all other records from the
1251 data records.
1252
1253 @example
1254 int32               rec_type;
1255 int32               filler;
1256 @end example
1257
1258 @table @code
1259 @item int32 rec_type;
1260 Record type.  Always set to 999.
1261
1262 @item int32 filler;
1263 Ignored padding.  Should be set to 0.
1264 @end table
1265
1266 @node Data Record
1267 @section Data Record
1268
1269 Data records must follow all other records in the system file.  There must
1270 be at least one data record in every system file.
1271
1272 The format of data records varies depending on whether the data is
1273 compressed.  Regardless, the data is arranged in a series of 8-byte
1274 elements.
1275
1276 When data is not compressed,
1277 each element corresponds to
1278 the variable declared in the respective variable record (@pxref{Variable
1279 Record}).  Numeric values are given in @code{flt64} format; string
1280 values are literal characters string, padded on the right when
1281 necessary to fill out 8-byte units.
1282
1283 Compressed data is arranged in the following manner: the first 8 bytes
1284 in the data section is divided into a series of 1-byte command
1285 codes.  These codes have meanings as described below:
1286
1287 @table @asis
1288 @item 0
1289 Ignored.  If the program writing the system file accumulates compressed
1290 data in blocks of fixed length, 0 bytes can be used to pad out extra
1291 bytes remaining at the end of a fixed-size block.
1292
1293 @item 1 through 251
1294 A number with
1295 value @var{code} - @var{bias}, where
1296 @var{code} is the value of the compression code and @var{bias} is the
1297 variable @code{bias} from the file header.  For example,
1298 code 105 with bias 100.0 (the normal value) indicates a numeric variable
1299 of value 5.
1300 One file has been seen written by SPSS 14 that contained such a code
1301 in a @emph{string} field with the value 0 (after the bias is
1302 subtracted) as a way of encoding null bytes.
1303
1304 @item 252
1305 End of file.  This code may or may not appear at the end of the data
1306 stream.  PSPP always outputs this code but its use is not required.
1307
1308 @item 253
1309 A numeric or string value that is not
1310 compressible.  The value is stored in the 8 bytes following the
1311 current block of command bytes.  If this value appears twice in a block
1312 of command bytes, then it indicates the second group of 8 bytes following the
1313 command bytes, and so on.
1314
1315 @item 254
1316 An 8-byte string value that is all spaces.
1317
1318 @item 255
1319 The system-missing value.
1320 @end table
1321
1322 When the end of the an 8-byte group of command bytes is reached, any
1323 blocks of non-compressible values indicated by code 253 are skipped,
1324 and the next element of command bytes is read and interpreted, until
1325 the end of the file or a code with value 252 is reached.
1326 @setfilename ignored