sys-file-reader: Add support for record 7, subtype 10.
[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 System files use a few floating point values for special purposes:
37
38 @table @asis
39 @item SYSMIS
40 The system-missing value is represented by the largest possible
41 negative number in the floating point format (@code{-DBL_MAX}).
42
43 @item HIGHEST
44 HIGHEST is used as the high end of a missing value range with an
45 unbounded maximum.  It is represented by the largest possible positive
46 number (@code{DBL_MAX}).
47
48 @item LOWEST
49 LOWEST is used as the low end of a missing value range with an
50 unbounded minimum.  It was originally represented by the
51 second-largest negative number (in IEEE 754 format,
52 @code{0xffeffffffffffffe}).  System files written by SPSS 21 and later
53 instead use the largest negative number (@code{-DBL_MAX}), the same
54 value as SYSMIS.  This does not lead to ambiguity because LOWEST
55 appears in system files only in missing value ranges, which never
56 contain SYSMIS.
57 @end table
58
59 System files are divided into records, each of which begins with a
60 4-byte record type, usually regarded as an @code{int32}.
61
62 The records must appear in the following order:
63
64 @itemize @bullet
65 @item
66 File header record.
67
68 @item
69 Variable records.
70
71 @item
72 All pairs of value labels records and value label variables records,
73 if present.
74
75 @item
76 Document record, if present.
77
78 @item
79 Extension (type 7) records, in ascending numerical order of their
80 subtypes.
81
82 @item
83 Dictionary termination record.
84
85 @item
86 Data record.
87 @end itemize
88
89 Each type of record is described separately below.
90
91 @menu
92 * File Header Record::
93 * Variable Record::
94 * Value Labels Records::
95 * Document Record::
96 * Machine Integer Info Record::
97 * Machine Floating-Point Info Record::
98 * Multiple Response Sets Records::
99 * Extra Product Info Record::
100 * Variable Display Parameter Record::
101 * Long Variable Names Record::
102 * Very Long String Record::
103 * Character Encoding Record::
104 * Long String Value Labels Record::
105 * Data File and Variable Attributes Records::
106 * Extended Number of Cases Record::
107 * Miscellaneous Informational Records::
108 * Dictionary Termination Record::
109 * Data Record::
110 @end menu
111
112 @node File Header Record
113 @section File Header Record
114
115 The file header is always the first record in the file.  It has the
116 following format:
117
118 @example
119 char                rec_type[4];
120 char                prod_name[60];
121 int32               layout_code;
122 int32               nominal_case_size;
123 int32               compressed;
124 int32               weight_index;
125 int32               ncases;
126 flt64               bias;
127 char                creation_date[9];
128 char                creation_time[8];
129 char                file_label[64];
130 char                padding[3];
131 @end example
132
133 @table @code
134 @item char rec_type[4];
135 Record type code, set to @samp{$FL2}, that is, either @code{24 46 4c
136 32} if the file uses an ASCII-based character encoding, or @code{5b c6
137 d3 f2} if the file uses an EBCDIC-based character encoding.
138
139 @item char prod_name[60];
140 Product identification string.  This always begins with the characters
141 @samp{@@(#) SPSS DATA FILE}.  PSPP uses the remaining characters to
142 give its version and the operating system name; for example, @samp{GNU
143 pspp 0.1.4 - sparc-sun-solaris2.5.2}.  The string is truncated if it
144 would be longer than 60 characters; otherwise it is padded on the right
145 with spaces.
146
147 @anchor{layout_code}
148 @item int32 layout_code;
149 Normally set to 2, although a few system files have been spotted in
150 the wild with a value of 3 here.  PSPP use this value to determine the
151 file's integer endianness (@pxref{System File Format}).
152
153 @item int32 nominal_case_size;
154 Number of data elements per case.  This is the number of variables,
155 except that long string variables add extra data elements (one for every
156 8 characters after the first 8).  However, string variables do not
157 contribute to this value beyond the first 255 bytes.   Further, system
158 files written by some systems set this value to -1.  In general, it is
159 unsafe for systems reading system files to rely upon this value.
160
161 @item int32 compressed;
162 Set to 1 if the data in the file is compressed, 0 otherwise.
163
164 @item int32 weight_index;
165 If one of the variables in the data set is used as a weighting
166 variable, set to the dictionary index of that variable, plus 1
167 (@pxref{Dictionary Index}).  Otherwise, set to 0.
168
169 @item int32 ncases;
170 Set to the number of cases in the file if it is known, or -1 otherwise.
171
172 In the general case it is not possible to determine the number of cases
173 that will be output to a system file at the time that the header is
174 written.  The way that this is dealt with is by writing the entire
175 system file, including the header, then seeking back to the beginning of
176 the file and writing just the @code{ncases} field.  For files in which
177 this is not valid, the seek operation fails.  In this case,
178 @code{ncases} remains -1.
179
180 @anchor{bias}
181 @item flt64 bias;
182 Compression bias, ordinarily set to 100.  Only integers between
183 @code{1 - bias} and @code{251 - bias} can be compressed.
184
185 By assuming that its value is 100, PSPP uses @code{bias} to determine
186 the file's floating-point format and endianness (@pxref{System File
187 Format}).  If the compression bias is not 100, PSPP cannot auto-detect
188 the floating-point format and assumes that it is IEEE 754 format with
189 the same endianness as the system file's integers, which is correct
190 for all known system files.
191
192 @item char creation_date[9];
193 Date of creation of the system file, in @samp{dd mmm yy}
194 format, with the month as standard English abbreviations, using an
195 initial capital letter and following with lowercase.  If the date is not
196 available then this field is arbitrarily set to @samp{01 Jan 70}.
197
198 @item char creation_time[8];
199 Time of creation of the system file, in @samp{hh:mm:ss}
200 format and using 24-hour time.  If the time is not available then this
201 field is arbitrarily set to @samp{00:00:00}.
202
203 @item char file_label[64];
204 File label declared by the user, if any (@pxref{FILE LABEL,,,pspp,
205 PSPP Users Guide}).  Padded on the right with spaces.
206
207 A product that identifies itself as @code{VOXCO INTERVIEWER 4.3} uses
208 CR-only line ends in this field, rather than the more usual LF-only or
209 CR LF line ends.
210
211 @item char padding[3];
212 Ignored padding bytes to make the structure a multiple of 32 bits in
213 length.  Set to zeros.
214 @end table
215
216 @node Variable Record
217 @section Variable Record
218
219 There must be one variable record for each numeric variable and each
220 string variable with width 8 bytes or less.  String variables wider
221 than 8 bytes have one variable record for each 8 bytes, rounding up.
222 The first variable record for a long string specifies the variable's
223 correct dictionary information.  Subsequent variable records for a
224 long string are filled with dummy information: a type of -1, no
225 variable label or missing values, print and write formats that are
226 ignored, and an empty string as name.  A few system files have been
227 encountered that include a variable label on dummy variable records,
228 so readers should take care to parse dummy variable records in the
229 same way as other variable records.
230
231 @anchor{Dictionary Index}
232 The @dfn{dictionary index} of a variable is its offset in the set of
233 variable records, including dummy variable records for long string
234 variables.  The first variable record has a dictionary index of 0, the
235 second has a dictionary index of 1, and so on.
236
237 The system file format does not directly support string variables
238 wider than 255 bytes.  Such very long string variables are represented
239 by a number of narrower string variables.  @xref{Very Long String
240 Record}, for details.
241
242 @example
243 int32               rec_type;
244 int32               type;
245 int32               has_var_label;
246 int32               n_missing_values;
247 int32               print;
248 int32               write;
249 char                name[8];
250
251 /* @r{Present only if @code{has_var_label} is 1.} */
252 int32               label_len;
253 char                label[];
254
255 /* @r{Present only if @code{n_missing_values} is nonzero}. */
256 flt64               missing_values[];
257 @end example
258
259 @table @code
260 @item int32 rec_type;
261 Record type code.  Always set to 2.
262
263 @item int32 type;
264 Variable type code.  Set to 0 for a numeric variable.  For a short
265 string variable or the first part of a long string variable, this is set
266 to the width of the string.  For the second and subsequent parts of a
267 long string variable, set to -1, and the remaining fields in the
268 structure are ignored.
269
270 @item int32 has_var_label;
271 If this variable has a variable label, set to 1; otherwise, set to 0.
272
273 @item int32 n_missing_values;
274 If the variable has no missing values, set to 0.  If the variable has
275 one, two, or three discrete missing values, set to 1, 2, or 3,
276 respectively.  If the variable has a range for missing variables, set to
277 -2; if the variable has a range for missing variables plus a single
278 discrete value, set to -3.
279
280 @item int32 print;
281 Print format for this variable.  See below.
282
283 @item int32 write;
284 Write format for this variable.  See below.
285
286 @item char name[8];
287 Variable name.  The variable name must begin with a capital letter or
288 the at-sign (@samp{@@}).  Subsequent characters may also be digits, octothorpes
289 (@samp{#}), dollar signs (@samp{$}), underscores (@samp{_}), or full
290 stops (@samp{.}).  The variable name is padded on the right with spaces.
291
292 @item int32 label_len;
293 This field is present only if @code{has_var_label} is set to 1.  It is
294 set to the length, in characters, of the variable label.  The
295 documented maximum length varies from 120 to 255 based on SPSS
296 version, but some files have been seen with longer labels.  PSPP
297 accepts longer labels and truncates them to 255 bytes on input.
298
299 @item char label[];
300 This field is present only if @code{has_var_label} is set to 1.  It has
301 length @code{label_len}, rounded up to the nearest multiple of 32 bits.
302 The first @code{label_len} characters are the variable's variable label.
303
304 @item flt64 missing_values[];
305 This field is present only if @code{n_missing_values} is nonzero.  It
306 has the same number of 8-byte elements as the absolute value of
307 @code{n_missing_values}.  Each element is interpreted as a number for
308 numeric variables (with HIGHEST and LOWEST indicated as described in
309 the chapter introduction).  For string variables of width less than 8
310 bytes, elements are right-padded with spaces; for string variables
311 wider than 8 bytes, only the first 8 bytes of each missing value are
312 specified, with the remainder implicitly all spaces.
313
314 For discrete missing values, each element represents one missing
315 value.  When a range is present, the first element denotes the minimum
316 value in the range, and the second element denotes the maximum value
317 in the range.  When a range plus a value are present, the third
318 element denotes the additional discrete missing value.
319 @end table
320
321 The @code{print} and @code{write} members of sysfile_variable are output
322 formats coded into @code{int32} types.  The least-significant byte
323 of the @code{int32} represents the number of decimal places, and the
324 next two bytes in order of increasing significance represent field width
325 and format type, respectively.  The most-significant byte is not
326 used and should be set to zero.
327
328 Format types are defined as follows:
329
330 @quotation
331 @multitable {Value} {@code{DATETIME}}
332 @headitem Value
333 @tab Meaning
334 @item 0
335 @tab Not used.
336 @item 1
337 @tab @code{A}
338 @item 2
339 @tab @code{AHEX}
340 @item 3
341 @tab @code{COMMA}
342 @item 4
343 @tab @code{DOLLAR}
344 @item 5
345 @tab @code{F}
346 @item 6
347 @tab @code{IB}
348 @item 7
349 @tab @code{PIBHEX}
350 @item 8
351 @tab @code{P}
352 @item 9
353 @tab @code{PIB}
354 @item 10
355 @tab @code{PK}
356 @item 11
357 @tab @code{RB}
358 @item 12
359 @tab @code{RBHEX}
360 @item 13
361 @tab Not used.
362 @item 14
363 @tab Not used.
364 @item 15
365 @tab @code{Z}
366 @item 16
367 @tab @code{N}
368 @item 17
369 @tab @code{E}
370 @item 18
371 @tab Not used.
372 @item 19
373 @tab Not used.
374 @item 20
375 @tab @code{DATE}
376 @item 21
377 @tab @code{TIME}
378 @item 22
379 @tab @code{DATETIME}
380 @item 23
381 @tab @code{ADATE}
382 @item 24
383 @tab @code{JDATE}
384 @item 25
385 @tab @code{DTIME}
386 @item 26
387 @tab @code{WKDAY}
388 @item 27
389 @tab @code{MONTH}
390 @item 28
391 @tab @code{MOYR}
392 @item 29
393 @tab @code{QYR}
394 @item 30
395 @tab @code{WKYR}
396 @item 31
397 @tab @code{PCT}
398 @item 32
399 @tab @code{DOT}
400 @item 33
401 @tab @code{CCA}
402 @item 34
403 @tab @code{CCB}
404 @item 35
405 @tab @code{CCC}
406 @item 36
407 @tab @code{CCD}
408 @item 37
409 @tab @code{CCE}
410 @item 38
411 @tab @code{EDATE}
412 @item 39
413 @tab @code{SDATE}
414 @end multitable
415 @end quotation
416
417 A few system files have been observed in the wild with invalid
418 @code{write} fields, in particular with value 0.  Readers should
419 probably treat invalid @code{print} or @code{write} fields as some
420 default format.
421
422 @node Value Labels Records
423 @section Value Labels Records
424
425 The value label records documented in this section are used for
426 numeric and short string variables only.  Long string variables may
427 have value labels, but their value labels are recorded using a
428 different record type (@pxref{Long String Value Labels Record}).
429
430 The value label record has the following format:
431
432 @example
433 int32               rec_type;
434 int32               label_count;
435
436 /* @r{Repeated @code{label_cnt} times}. */
437 char                value[8];
438 char                label_len;
439 char                label[];
440 @end example
441
442 @table @code
443 @item int32 rec_type;
444 Record type.  Always set to 3.
445
446 @item int32 label_count;
447 Number of value labels present in this record.
448 @end table
449
450 The remaining fields are repeated @code{count} times.  Each
451 repetition specifies one value label.
452
453 @table @code
454 @item char value[8];
455 A numeric value or a short string value padded as necessary to 8 bytes
456 in length.  Its type and width cannot be determined until the
457 following value label variables record (see below) is read.
458
459 @item char label_len;
460 The label's length, in bytes.  The documented maximum length varies
461 from 60 to 120 based on SPSS version.  PSPP supports value labels up
462 to 255 bytes long.
463
464 @item char label[];
465 @code{label_len} bytes of the actual label, followed by up to 7 bytes
466 of padding to bring @code{label} and @code{label_len} together to a
467 multiple of 8 bytes in length.
468 @end table
469
470 The value label record is always immediately followed by a value label
471 variables record with the following format:
472
473 @example
474 int32               rec_type;
475 int32               var_count;
476 int32               vars[];
477 @end example
478
479 @table @code
480 @item int32 rec_type;
481 Record type.  Always set to 4.
482
483 @item int32 var_count;
484 Number of variables that the associated value labels from the value
485 label record are to be applied.
486
487 @item int32 vars[];
488 A list of dictionary indexes of variables to which to apply the value
489 labels (@pxref{Dictionary Index}).  There are @code{var_count}
490 elements.
491
492 String variables wider than 8 bytes may not be specified in this list.
493 @end table
494
495 @node Document Record
496 @section Document Record
497
498 The document record, if present, has the following format:
499
500 @example
501 int32               rec_type;
502 int32               n_lines;
503 char                lines[][80];
504 @end example
505
506 @table @code
507 @item int32 rec_type;
508 Record type.  Always set to 6.
509
510 @item int32 n_lines;
511 Number of lines of documents present.
512
513 @item char lines[][80];
514 Document lines.  The number of elements is defined by @code{n_lines}.
515 Lines shorter than 80 characters are padded on the right with spaces.
516 @end table
517
518 @node Machine Integer Info Record
519 @section Machine Integer Info Record
520
521 The integer info record, if present, has the following format:
522
523 @example
524 /* @r{Header.} */
525 int32               rec_type;
526 int32               subtype;
527 int32               size;
528 int32               count;
529
530 /* @r{Data.} */
531 int32               version_major;
532 int32               version_minor;
533 int32               version_revision;
534 int32               machine_code;
535 int32               floating_point_rep;
536 int32               compression_code;
537 int32               endianness;
538 int32               character_code;
539 @end example
540
541 @table @code
542 @item int32 rec_type;
543 Record type.  Always set to 7.
544
545 @item int32 subtype;
546 Record subtype.  Always set to 3.
547
548 @item int32 size;
549 Size of each piece of data in the data part, in bytes.  Always set to 4.
550
551 @item int32 count;
552 Number of pieces of data in the data part.  Always set to 8.
553
554 @item int32 version_major;
555 PSPP major version number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z}, this
556 is @var{x}.
557
558 @item int32 version_minor;
559 PSPP minor version number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z}, this
560 is @var{y}.
561
562 @item int32 version_revision;
563 PSPP version revision number.  In version @var{x}.@var{y}.@var{z},
564 this is @var{z}.
565
566 @item int32 machine_code;
567 Machine code.  PSPP always set this field to value to -1, but other
568 values may appear.
569
570 @item int32 floating_point_rep;
571 Floating point representation code.  For IEEE 754 systems this is 1.
572 IBM 370 sets this to 2, and DEC VAX E to 3.
573
574 @item int32 compression_code;
575 Compression code.  Always set to 1.
576
577 @item int32 endianness;
578 Machine endianness.  1 indicates big-endian, 2 indicates little-endian.
579
580 @item int32 character_code;
581 @anchor{character-code} Character code.  The following values have
582 been actually observed in system files:
583
584 @table @asis
585 @item 1
586 EBCDIC.
587
588 @item 2
589 7-bit ASCII.
590
591 @item 1250
592 The @code{windows-1250} code page for Central European and Eastern
593 European languages.
594
595 @item 1252
596 The @code{windows-1252} code page for Western European languages.
597
598 @item 28591
599 ISO 8859-1.
600
601 @item 65001
602 UTF-8.
603 @end table
604
605 The following additional values are known to be defined:
606
607 @table @asis
608 @item 3
609 8-bit ``ASCII''.
610
611 @item 4
612 DEC Kanji.
613 @end table
614
615 Other Windows code page numbers are known to be generally valid.
616
617 Old versions of SPSS for Unix and Windows always wrote value 2 in this
618 field, regardless of the encoding in use.  Newer versions also write
619 the character encoding as a string (see @ref{Character Encoding
620 Record}).
621 @end table
622
623 @node Machine Floating-Point Info Record
624 @section Machine Floating-Point Info Record
625
626 The floating-point info record, if present, has the following format:
627
628 @example
629 /* @r{Header.} */
630 int32               rec_type;
631 int32               subtype;
632 int32               size;
633 int32               count;
634
635 /* @r{Data.} */
636 flt64               sysmis;
637 flt64               highest;
638 flt64               lowest;
639 @end example
640
641 @table @code
642 @item int32 rec_type;
643 Record type.  Always set to 7.
644
645 @item int32 subtype;
646 Record subtype.  Always set to 4.
647
648 @item int32 size;
649 Size of each piece of data in the data part, in bytes.  Always set to 8.
650
651 @item int32 count;
652 Number of pieces of data in the data part.  Always set to 3.
653
654 @item flt64 sysmis;
655 The system missing value.
656
657 @item flt64 highest;
658 The value used for HIGHEST in missing values.
659
660 @item flt64 lowest;
661 The value used for LOWEST in missing values.
662 @end table
663
664 @node Multiple Response Sets Records
665 @section Multiple Response Sets Records
666
667 The system file format has two different types of records that
668 represent multiple response sets (@pxref{MRSETS,,,pspp, PSPP Users
669 Guide}).  The first type of record describes multiple response sets
670 that can be understood by SPSS before version 14.  The second type of
671 record, with a closely related format, is used for multiple dichotomy
672 sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES feature added in
673 version 14.
674
675 @example
676 /* @r{Header.} */
677 int32               rec_type;
678 int32               subtype;
679 int32               size;
680 int32               count;
681
682 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
683 char                mrsets[];
684 @end example
685
686 @table @code
687 @item int32 rec_type;
688 Record type.  Always set to 7.
689
690 @item int32 subtype;
691 Record subtype.  Set to 7 for records that describe multiple response
692 sets understood by SPSS before version 14, or to 19 for records that
693 describe dichotomy sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
694 feature added in version 14.
695
696 @item int32 size;
697 The size of each element in the @code{mrsets} member. Always set to 1.
698
699 @item int32 count;
700 The total number of bytes in @code{mrsets}.
701
702 @item char mrsets[];
703 A series of multiple response sets, each of which consists of the
704 following:
705
706 @itemize @bullet
707 @item
708 The set's name (an identifier that begins with @samp{$}), in mixed
709 upper and lower case.
710
711 @item
712 An equals sign (@samp{=}).
713
714 @item
715 @samp{C} for a multiple category set, @samp{D} for a multiple
716 dichotomy set with CATEGORYLABELS=VARLABELS, or @samp{E} for a
717 multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES.
718
719 @item
720 For a multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES, a
721 space, followed by a number expressed as decimal digits, followed by a
722 space.  If LABELSOURCE=VARLABEL was specified on MRSETS, then the
723 number is 11; otherwise it is 1.@footnote{This part of the format may
724 not be fully understood, because only a single example of each
725 possibility has been examined.}
726
727 @item
728 For either kind of multiple dichotomy set, the counted value, as a
729 positive integer count specified as decimal digits, followed by a
730 space, followed by as many string bytes as specified in the count.  If
731 the set contains numeric variables, the string consists of the counted
732 integer value expressed as decimal digits.  If the set contains string
733 variables, the string contains the counted string value.  Either way,
734 the string may be padded on the right with spaces (older versions of
735 SPSS seem to always pad to a width of 8 bytes; newer versions don't).
736
737 @item
738 A space.
739
740 @item
741 The multiple response set's label, using the same format as for the
742 counted value for multiple dichotomy sets.  A string of length 0 means
743 that the set does not have a label.  A string of length 0 is also
744 written if LABELSOURCE=VARLABEL was specified.
745
746 @item
747 A space.
748
749 @item
750 The short names of the variables in the set, converted to lowercase,
751 each separated from the previous by a single space.
752
753 @item
754 A line feed (byte 0x0a).
755 @end itemize
756 @end table
757
758 Example: Given appropriate variable definitions, consider the
759 following MRSETS command:
760
761 @example
762 MRSETS /MCGROUP NAME=$a LABEL='my mcgroup' VARIABLES=a b c
763        /MDGROUP NAME=$b VARIABLES=g e f d VALUE=55
764        /MDGROUP NAME=$c LABEL='mdgroup #2' VARIABLES=h i j VALUE='Yes'
765        /MDGROUP NAME=$d LABEL='third mdgroup' CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
766         VARIABLES=k l m VALUE=34
767        /MDGROUP NAME=$e CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES LABELSOURCE=VARLABEL
768         VARIABLES=n o p VALUE='choice'.
769 @end example
770
771 The above would generate the following multiple response set record of
772 subtype 7:
773
774 @example
775 $a=C 10 my mcgroup a b c
776 $b=D2 55 0  g e f d
777 $c=D3 Yes 10 mdgroup #2 h i j
778 @end example
779
780 It would also generate the following multiple response set record with
781 subtype 19:
782
783 @example
784 $d=E 1 2 34 13 third mdgroup k l m
785 $e=E 11 6 choice 0  n o p
786 @end example
787
788 @node Extra Product Info Record
789 @section Extra Product Info Record
790
791 This optional record appears to contain a text string that describes
792 the program that wrote the file and the source of the data.  (This is
793 redundant with the file label and product info found in the file
794 header record.)
795
796 @example
797 /* @r{Header.} */
798 int32               rec_type;
799 int32               subtype;
800 int32               size;
801 int32               count;
802
803 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
804 char                info[];
805 @end example
806
807 @table @code
808 @item int32 rec_type;
809 Record type.  Always set to 7.
810
811 @item int32 subtype;
812 Record subtype.  Always set to 10.
813
814 @item int32 size;
815 The size of each element in the @code{info} member. Always set to 1.
816
817 @item int32 count;
818 The total number of bytes in @code{info}.
819
820 @item char info[];
821 A text string.  A product that identifies itself as @code{VOXCO
822 INTERVIEWER 4.3} uses CR-only line ends in this field, rather than the
823 more usual LF-only or CR LF line ends.
824 @end table
825
826 @node Variable Display Parameter Record
827 @section Variable Display Parameter Record
828
829 The variable display parameter record, if present, has the following
830 format:
831
832 @example
833 /* @r{Header.} */
834 int32               rec_type;
835 int32               subtype;
836 int32               size;
837 int32               count;
838
839 /* @r{Repeated @code{count} times}. */
840 int32               measure;
841 int32               width;           /* @r{Not always present.} */
842 int32               alignment;
843 @end example
844
845 @table @code
846 @item int32 rec_type;
847 Record type.  Always set to 7.
848
849 @item int32 subtype;
850 Record subtype.  Always set to 11.
851
852 @item int32 size;
853 The size of @code{int32}.  Always set to 4.
854
855 @item int32 count;
856 The number of sets of variable display parameters (ordinarily the
857 number of variables in the dictionary), times 2 or 3.
858 @end table
859
860 The remaining members are repeated @code{count} times, in the same
861 order as the variable records.  No element corresponds to variable
862 records that continue long string variables.  The meanings of these
863 members are as follows:
864
865 @table @code
866 @item int32 measure;
867 The measurement type of the variable:
868 @table @asis
869 @item 1
870 Nominal Scale
871 @item 2
872 Ordinal Scale
873 @item 3
874 Continuous Scale
875 @end table
876
877 SPSS sometimes writes a @code{measure} of 0.  PSPP interprets this as
878 nominal scale.
879
880 @item int32 width;
881 The width of the display column for the variable in characters.
882
883 This field is present if @var{count} is 3 times the number of
884 variables in the dictionary.  It is omitted if @var{count} is 2 times
885 the number of variables.
886
887 @item int32 alignment;
888 The alignment of the variable for display purposes:
889
890 @table @asis
891 @item 0
892 Left aligned
893 @item 1
894 Right aligned
895 @item 2
896 Centre aligned
897 @end table
898 @end table
899
900 @node Long Variable Names Record
901 @section Long Variable Names Record
902
903 If present, the long variable names record has the following format:
904
905 @example
906 /* @r{Header.} */
907 int32               rec_type;
908 int32               subtype;
909 int32               size;
910 int32               count;
911
912 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
913 char                var_name_pairs[];
914 @end example
915
916 @table @code
917 @item int32 rec_type;
918 Record type.  Always set to 7.
919
920 @item int32 subtype;
921 Record subtype.  Always set to 13.
922
923 @item int32 size;
924 The size of each element in the @code{var_name_pairs} member. Always set to 1.
925
926 @item int32 count;
927 The total number of bytes in @code{var_name_pairs}.
928
929 @item char var_name_pairs[];
930 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
931 of a variable, and @var{value} is its long variable name.
932 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
933 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
934 Record}).
935 The @var{value} field is at most 64 bytes long.
936 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
937 Each tuple is separated by a byte whose value is 09.  There is no
938 trailing separator following the last tuple.
939 The total length is @code{count} bytes.
940 @end table
941
942 @node Very Long String Record
943 @section Very Long String Record
944
945 Old versions of SPSS limited string variables to a width of 255 bytes.
946 For backward compatibility with these older versions, the system file
947 format represents a string longer than 255 bytes, called a @dfn{very
948 long string}, as a collection of strings no longer than 255 bytes
949 each.  The strings concatenated to make a very long string are called
950 its @dfn{segments}; for consistency, variables other than very long
951 strings are considered to have a single segment.
952
953 A very long string with a width of @var{w} has @var{n} =
954 (@var{w} + 251) / 252 segments, that is, one segment for every
955 252 bytes of width, rounding up.  It would be logical, then, for each
956 of the segments except the last to have a width of 252 and the last
957 segment to have the remainder, but this is not the case.  In fact,
958 each segment except the last has a width of 255 bytes.  The last
959 segment has width @var{w} - (@var{n} - 1) * 252; some versions
960 of SPSS make it slightly wider, but not wide enough to make the last
961 segment require another 8 bytes of data.
962
963 Data is packed tightly into segments of a very long string, 255 bytes
964 per segment.  Because 255 bytes of segment data are allocated for
965 every 252 bytes of the very long string's width (approximately), some
966 unused space is left over at the end of the allocated segments.  Data
967 in unused space is ignored.
968
969 Example: Consider a very long string of width 20,000.  Such a very
970 long string has 20,000 / 252 = 80 (rounding up) segments.  The first
971 79 segments have width 255; the last segment has width 20,000 - 79 *
972 252 = 92 or slightly wider (up to 96 bytes, the next multiple of 8).
973 The very long string's data is actually stored in the 19,890 bytes in
974 the first 78 segments, plus the first 110 bytes of the 79th segment
975 (19,890 + 110 = 20,000).  The remaining 145 bytes of the 79th segment
976 and all 92 bytes of the 80th segment are unused.
977
978 The very long string record explains how to stitch together segments
979 to obtain very long string data.  For each of the very long string
980 variables in the dictionary, it specifies the name of its first
981 segment's variable and the very long string variable's actual width.
982 The remaining segments immediately follow the named variable in the
983 system file's dictionary.
984
985 The very long string record, which is present only if the system file
986 contains very long string variables, has the following format:
987
988 @example
989 /* @r{Header.} */
990 int32               rec_type;
991 int32               subtype;
992 int32               size;
993 int32               count;
994
995 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
996 char                string_lengths[];
997 @end example
998
999 @table @code
1000 @item int32 rec_type;
1001 Record type.  Always set to 7.
1002
1003 @item int32 subtype;
1004 Record subtype.  Always set to 14.
1005
1006 @item int32 size;
1007 The size of each element in the @code{string_lengths} member. Always set to 1.
1008
1009 @item int32 count;
1010 The total number of bytes in @code{string_lengths}.
1011
1012 @item char string_lengths[];
1013 A list of @var{key}--@var{value} tuples, where @var{key} is the name
1014 of a variable, and @var{value} is its length.
1015 The @var{key} field is at most 8 bytes long and must match the
1016 name of a variable which appears in the variable record (@pxref{Variable
1017 Record}).
1018 The @var{value} field is exactly 5 bytes long. It is a zero-padded,
1019 ASCII-encoded string that is the length of the variable.
1020 The @var{key} and @var{value} fields are separated by a @samp{=} byte.
1021 Tuples are delimited by a two-byte sequence @{00, 09@}.
1022 After the last tuple, there may be a single byte 00, or @{00, 09@}.
1023 The total length is @code{count} bytes.
1024 @end table
1025
1026 @node Character Encoding Record
1027 @section Character Encoding Record
1028
1029 This record, if present, indicates the character encoding for string data,
1030 long variable names, variable labels, value labels and other strings in the
1031 file.
1032
1033 @example
1034 /* @r{Header.} */
1035 int32               rec_type;
1036 int32               subtype;
1037 int32               size;
1038 int32               count;
1039
1040 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1041 char                encoding[];
1042 @end example
1043
1044 @table @code
1045 @item int32 rec_type;
1046 Record type.  Always set to 7.
1047
1048 @item int32 subtype;
1049 Record subtype.  Always set to 20.
1050
1051 @item int32 size;
1052 The size of each element in the @code{encoding} member. Always set to 1.
1053
1054 @item int32 count;
1055 The total number of bytes in @code{encoding}.
1056
1057 @item char encoding[];
1058 The name of the character encoding.  Normally this will be an official
1059 IANA character set name or alias.
1060 See @url{http://www.iana.org/assignments/character-sets}.
1061 Character set names are not case-sensitive, but SPSS appears to write
1062 them in all-uppercase.
1063 @end table
1064
1065 This record is not present in files generated by older software.  See
1066 also the @code{character_code} field in the machine integer info
1067 record (@pxref{character-code}).
1068
1069 When the character encoding record and the machine integer info record
1070 are both present, all system files observed in practice indicate the
1071 same character encoding, e.g.@: 1252 as @code{character_code} and
1072 @code{windows-1252} as @code{encoding}, 65001 and @code{UTF-8}, etc.
1073
1074 If, for testing purposes, a file is crafted with different
1075 @code{character_code} and @code{encoding}, it seems that
1076 @code{character_code} controls the encoding for all strings in the
1077 system file before the dictionary termination record, including
1078 strings in data (e.g.@: string missing values), and @code{encoding}
1079 controls the encoding for strings following the dictionary termination
1080 record.
1081
1082 @node Long String Value Labels Record
1083 @section Long String Value Labels Record
1084
1085 This record, if present, specifies value labels for long string
1086 variables.
1087
1088 @example
1089 /* @r{Header.} */
1090 int32               rec_type;
1091 int32               subtype;
1092 int32               size;
1093 int32               count;
1094
1095 /* @r{Repeated up to exactly @code{count} bytes.} */
1096 int32               var_name_len;
1097 char                var_name[];
1098 int32               var_width;
1099 int32               n_labels;
1100 long_string_label   labels[];
1101 @end example
1102
1103 @table @code
1104 @item int32 rec_type;
1105 Record type.  Always set to 7.
1106
1107 @item int32 subtype;
1108 Record subtype.  Always set to 21.
1109
1110 @item int32 size;
1111 Always set to 1.
1112
1113 @item int32 count;
1114 The number of bytes following the header until the next header.
1115
1116 @item int32 var_name_len;
1117 @itemx char var_name[];
1118 The number of bytes in the name of the variable that has long string
1119 value labels, plus the variable name itself, which consists of exactly
1120 @code{var_name_len} bytes.  The variable name is not padded to any
1121 particular boundary, nor is it null-terminated.
1122
1123 @item int32 var_width;
1124 The width of the variable, in bytes, which will be between 9 and
1125 32767.
1126
1127 @item int32 n_labels;
1128 @itemx long_string_label labels[];
1129 The long string labels themselves.  The @code{labels} array contains
1130 exactly @code{n_labels} elements, each of which has the following
1131 substructure:
1132
1133 @example
1134 int32               value_len;
1135 char                value[];
1136 int32               label_len;
1137 char                label[];
1138 @end example
1139
1140 @table @code
1141 @item int32 value_len;
1142 @itemx char value[];
1143 The string value being labeled.  @code{value_len} is the number of
1144 bytes in @code{value}; it is equal to @code{var_width}.  The
1145 @code{value} array is not padded or null-terminated.
1146
1147 @item int32 label_len;
1148 @itemx char label[];
1149 The label for the string value.  @code{label_len}, which must be
1150 between 0 and 120, is the number of bytes in @code{label}.  The
1151 @code{label} array is not padded or null-terminated.
1152 @end table
1153 @end table
1154
1155 @node Data File and Variable Attributes Records
1156 @section Data File and Variable Attributes Records
1157
1158 The data file and variable attributes records represent custom
1159 attributes for the system file or for individual variables in the
1160 system file, as defined on the DATAFILE ATTRIBUTE (@pxref{DATAFILE
1161 ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}) and VARIABLE ATTRIBUTE commands
1162 (@pxref{VARIABLE ATTRIBUTE,,,pspp, PSPP Users Guide}), respectively.
1163
1164 @example
1165 /* @r{Header.} */
1166 int32               rec_type;
1167 int32               subtype;
1168 int32               size;
1169 int32               count;
1170
1171 /* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
1172 char                attributes[];
1173 @end example
1174
1175 @table @code
1176 @item int32 rec_type;
1177 Record type.  Always set to 7.
1178
1179 @item int32 subtype;
1180 Record subtype.  Always set to 17 for a data file attribute record or
1181 to 18 for a variable attributes record.
1182
1183 @item int32 size;
1184 The size of each element in the @code{attributes} member. Always set to 1.
1185
1186 @item int32 count;
1187 The total number of bytes in @code{attributes}.
1188
1189 @item char attributes[];
1190 The attributes, in a text-based format.
1191
1192 In record type 17, this field contains a single attribute set.  An
1193 attribute set is a sequence of one or more attributes concatenated
1194 together.  Each attribute consists of a name, which has the same
1195 syntax as a variable name, followed by, inside parentheses, a sequence
1196 of one or more values.  Each value consists of a string enclosed in
1197 single quotes (@code{'}) followed by a line feed (byte 0x0a).  A value
1198 may contain single quote characters, which are not themselves escaped
1199 or quoted or required to be present in pairs.  There is no apparent
1200 way to embed a line feed in a value.  There is no distinction between
1201 an attribute with a single value and an attribute array with one
1202 element.
1203
1204 In record type 18, this field contains a sequence of one or more
1205 variable attribute sets.  If more than one variable attribute set is
1206 present, each one after the first is delimited from the previous by
1207 @code{/}.  Each variable attribute set consists of a long
1208 variable name,
1209 followed by @code{:}, followed by an attribute set with the same
1210 syntax as on record type 17.
1211
1212 The total length is @code{count} bytes.
1213 @end table
1214
1215 @subheading Example
1216
1217 A system file produced with the following VARIABLE ATTRIBUTE commands
1218 in effect:
1219
1220 @example
1221 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=fred[1]('23') fred[2]('34').
1222 VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=bert('123').
1223 @end example
1224
1225 @noindent
1226 will contain a variable attribute record with the following contents:
1227
1228 @example
1229 00000000  07 00 00 00 12 00 00 00  01 00 00 00 22 00 00 00  |............"...|
1230 00000010  64 75 6d 6d 79 3a 66 72  65 64 28 27 32 33 27 0a  |dummy:fred('23'.|
1231 00000020  27 33 34 27 0a 29 62 65  72 74 28 27 31 32 33 27  |'34'.)bert('123'|
1232 00000030  0a 29                                             |.)              |
1233 @end example
1234
1235 @menu
1236 * Variable Roles::
1237 @end menu
1238
1239 @node Variable Roles
1240 @subsection Variable Roles
1241
1242 A variable's role is represented as an attribute named @code{$@@Role}.
1243 This attribute has a single element whose values and their meanings
1244 are:
1245
1246 @table @code
1247 @item 0
1248 Input.  This, the default, is the most common role.
1249 @item 1
1250 Output.
1251 @item 2
1252 Both.
1253 @item 3
1254 None.
1255 @item 4
1256 Partition.
1257 @item 5
1258 Split.
1259 @end table
1260
1261 @node Extended Number of Cases Record
1262 @section Extended Number of Cases Record
1263
1264 The file header record expresses the number of cases in the system
1265 file as an int32 (@pxref{File Header Record}).  This record allows the
1266 number of cases in the system file to be expressed as a 64-bit number.
1267
1268 @example
1269 int32               rec_type;
1270 int32               subtype;
1271 int32               size;
1272 int32               count;
1273 int64               unknown;
1274 int64               ncases64;
1275 @end example
1276
1277 @table @code
1278 @item int32 rec_type;
1279 Record type.  Always set to 7.
1280
1281 @item int32 subtype;
1282 Record subtype.  Always set to 16.
1283
1284 @item int32 size;
1285 Size of each element.  Always set to 8.
1286
1287 @item int32 count;
1288 Number of pieces of data in the data part.  Alway set to 2.
1289
1290 @item int64 unknown;
1291 Meaning unknown.  Always set to 1.
1292
1293 @item int64 ncases64;
1294 Number of cases in the file as a 64-bit integer.  Presumably this
1295 could be -1 to indicate that the number of cases is unknown, for the
1296 same reason as @code{ncases} in the file header record, but this has
1297 not been observed in the wild.
1298 @end table
1299
1300 @node Miscellaneous Informational Records
1301 @section Miscellaneous Informational Records
1302
1303 Some specific types of miscellaneous informational records are
1304 documented here, but others are known to exist.  PSPP ignores unknown
1305 miscellaneous informational records when reading system files.
1306
1307 @example
1308 /* @r{Header.} */
1309 int32               rec_type;
1310 int32               subtype;
1311 int32               size;
1312 int32               count;
1313
1314 /* @r{Exactly @code{size * count} bytes of data.} */
1315 char                data[];
1316 @end example
1317
1318 @table @code
1319 @item int32 rec_type;
1320 Record type.  Always set to 7.
1321
1322 @item int32 subtype;
1323 Record subtype.  May take any value.  According to Aapi
1324 H@"am@"al@"ainen, value 5 indicates a set of grouped variables and 6
1325 indicates date info (probably related to USE).  Subtype 24 appears to
1326 contain XML that describes how data in the file should be displayed
1327 on-screen.
1328
1329 @item int32 size;
1330 Size of each piece of data in the data part.  Should have the value 1,
1331 4, or 8, for @code{char}, @code{int32}, and @code{flt64} format data,
1332 respectively.
1333
1334 @item int32 count;
1335 Number of pieces of data in the data part.
1336
1337 @item char data[];
1338 Arbitrary data.  There must be @code{size} times @code{count} bytes of
1339 data.
1340 @end table
1341
1342 @node Dictionary Termination Record
1343 @section Dictionary Termination Record
1344
1345 The dictionary termination record separates all other records from the
1346 data records.
1347
1348 @example
1349 int32               rec_type;
1350 int32               filler;
1351 @end example
1352
1353 @table @code
1354 @item int32 rec_type;
1355 Record type.  Always set to 999.
1356
1357 @item int32 filler;
1358 Ignored padding.  Should be set to 0.
1359 @end table
1360
1361 @node Data Record
1362 @section Data Record
1363
1364 Data records must follow all other records in the system file.  There must
1365 be at least one data record in every system file.
1366
1367 The format of data records varies depending on whether the data is
1368 compressed.  Regardless, the data is arranged in a series of 8-byte
1369 elements.
1370
1371 When data is not compressed,
1372 each element corresponds to
1373 the variable declared in the respective variable record (@pxref{Variable
1374 Record}).  Numeric values are given in @code{flt64} format; string
1375 values are literal characters string, padded on the right when
1376 necessary to fill out 8-byte units.
1377
1378 Compressed data is arranged in the following manner: the first 8 bytes
1379 in the data section is divided into a series of 1-byte command
1380 codes.  These codes have meanings as described below:
1381
1382 @table @asis
1383 @item 0
1384 Ignored.  If the program writing the system file accumulates compressed
1385 data in blocks of fixed length, 0 bytes can be used to pad out extra
1386 bytes remaining at the end of a fixed-size block.
1387
1388 @item 1 through 251
1389 A number with
1390 value @var{code} - @var{bias}, where
1391 @var{code} is the value of the compression code and @var{bias} is the
1392 variable @code{bias} from the file header.  For example,
1393 code 105 with bias 100.0 (the normal value) indicates a numeric variable
1394 of value 5.
1395 One file has been seen written by SPSS 14 that contained such a code
1396 in a @emph{string} field with the value 0 (after the bias is
1397 subtracted) as a way of encoding null bytes.
1398
1399 @item 252
1400 End of file.  This code may or may not appear at the end of the data
1401 stream.  PSPP always outputs this code but its use is not required.
1402
1403 @item 253
1404 A numeric or string value that is not
1405 compressible.  The value is stored in the 8 bytes following the
1406 current block of command bytes.  If this value appears twice in a block
1407 of command bytes, then it indicates the second group of 8 bytes following the
1408 command bytes, and so on.
1409
1410 @item 254
1411 An 8-byte string value that is all spaces.
1412
1413 @item 255
1414 The system-missing value.
1415 @end table
1416
1417 When the end of the an 8-byte group of command bytes is reached, any
1418 blocks of non-compressible values indicated by code 253 are skipped,
1419 and the next element of command bytes is read and interpreted, until
1420 the end of the file or a code with value 252 is reached.
1421 @setfilename ignored