doc: Improve description of extension subtype 5.
[pspp] / doc / dev / system-file-format.texi
index d1d00873f3b3666aa97f8f1e10553a5815d268bb..ca7c668287634dde3cc9fe5df2b909a593323860 100644 (file)
@@ -1,3 +1,13 @@
+@c PSPP - a program for statistical analysis.
+@c Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
+@c Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
+@c under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3
+@c or any later version published by the Free Software Foundation;
+@c with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts.
+@c A copy of the license is included in the section entitled "GNU
+@c Free Documentation License".
+@c
+
 @node System File Format
 @appendix System File Format
 
@@ -6,7 +16,7 @@ that describes how they may be interpreted.  This chapter describes
 the format of a system file.
 
 System files use four data types: 8-bit characters, 32-bit integers,
-64-bit integers, 
+64-bit integers,
 and 64-bit floating points, called here @code{char}, @code{int32},
 @code{int64}, and
 @code{flt64}, respectively.  Data is not necessarily aligned on a word
@@ -30,20 +40,118 @@ files and translates as necessary.  PSPP also detects the
 floating-point format in use, as well as the endianness of IEEE 754
 floating-point numbers, and translates as needed.  However, only IEEE
 754 numbers with the same endianness as integer data in the same file
-has actually been observed in system files, and it is likely that
+have actually been observed in system files, and it is likely that
 other formats are obsolete or were never used.
 
-The PSPP system-missing value is represented by the largest possible
-negative number in the floating point format (@code{-DBL_MAX}).  Two
-other values are important for use as missing values: @code{HIGHEST},
-represented by the largest possible positive number (@code{DBL_MAX}),
-and @code{LOWEST}, represented by the second-largest negative number
-(in IEEE 754 format, @code{0xffeffffffffffffe}).
+System files use a few floating point values for special purposes:
+
+@table @asis
+@item SYSMIS
+The system-missing value is represented by the largest possible
+negative number in the floating point format (@code{-DBL_MAX}).
+
+@item HIGHEST
+HIGHEST is used as the high end of a missing value range with an
+unbounded maximum.  It is represented by the largest possible positive
+number (@code{DBL_MAX}).
+
+@item LOWEST
+LOWEST is used as the low end of a missing value range with an
+unbounded minimum.  It was originally represented by the
+second-largest negative number (in IEEE 754 format,
+@code{0xffeffffffffffffe}).  System files written by SPSS 21 and later
+instead use the largest negative number (@code{-DBL_MAX}), the same
+value as SYSMIS.  This does not lead to ambiguity because LOWEST
+appears in system files only in missing value ranges, which never
+contain SYSMIS.
+@end table
+
+System files may use most character encodings based on an 8-bit unit.
+UTF-16 and UTF-32, based on wider units, appear to be unacceptable.
+@code{rec_type} in the file header record is sufficient to distinguish
+between ASCII and EBCDIC based encodings.  The best way to determine
+the specific encoding in use is to consult the character encoding
+record (@pxref{Character Encoding Record}), if present, and failing
+that the @code{character_code} in the machine integer info record
+(@pxref{Machine Integer Info Record}).  The same encoding should be
+used for the dictionary and the data in the file, although it is
+possible to artificially synthesize files that use different encodings
+(@pxref{Character Encoding Record}).
+
+@menu
+* System File Record Structure::
+* File Header Record::
+* Variable Record::
+* Value Labels Records::
+* Document Record::
+* Machine Integer Info Record::
+* Machine Floating-Point Info Record::
+* Multiple Response Sets Records::
+* Extra Product Info Record::
+* Variable Display Parameter Record::
+* Long Variable Names Record::
+* Very Long String Record::
+* Character Encoding Record::
+* Long String Value Labels Record::
+* Long String Missing Values Record::
+* Data File and Variable Attributes Records::
+* Extended Number of Cases Record::
+* Other Informational Records::
+* Dictionary Termination Record::
+* Data Record::
+@end menu
+
+@node System File Record Structure
+@section System File Record Structure
 
-System files are divided into records, each of which begins with a
-4-byte record type, usually regarded as an @code{int32}.
+System files are divided into records with the following format:
 
-The records must appear in the following order:
+@example
+int32               type;
+char                data[];
+@end example
+
+This header does not identify the length of the @code{data} or any
+information about what it contains, so the system file reader must
+understand the format of @code{data} based on @code{type}.  However,
+records with type 7, called @dfn{extension records}, have a stricter
+format:
+
+@example
+int32               type;
+int32               subtype;
+int32               size;
+int32               count;
+char                data[size * count];
+@end example
+
+@table @code
+@item int32 rec_type;
+Record type.  Always set to 7.
+
+@item int32 subtype;
+Record subtype.  This value identifies a particular kind of extension
+record.
+
+@item int32 size;
+The size of each piece of data that follows the header, in bytes.
+Known extension records use 1, 4, or 8, for @code{char}, @code{int32},
+and @code{flt64} format data, respectively.
+
+@item int32 count;
+The number of pieces of data that follow the header.
+
+@item char data[size * count];
+Data, whose format and interpretation depend on the subtype.
+@end table
+
+An extension record contains exactly @code{size * count} bytes of
+data, which allows a reader that does not understand an extension
+record to skip it.  Extension records provide only nonessential
+information, so this allows for files written by newer software to
+preserve backward compatibility with older or less capable readers.
+
+Records in a system file must appear in the following order:
 
 @itemize @bullet
 @item
@@ -60,7 +168,13 @@ if present.
 Document record, if present.
 
 @item
-Any records not explicitly included in this list, in any order.
+Extension (type 7) records, in ascending numerical order of their
+subtypes.
+
+System files written by SPSS include at most one of each kind of
+extension record.  This is generally true of system files written by
+other software as well, with known exceptions noted below in the
+individual sections about each type of record.
 
 @item
 Dictionary termination record.
@@ -69,39 +183,26 @@ Dictionary termination record.
 Data record.
 @end itemize
 
-Each type of record is described separately below.
+We advise authors of programs that read system files to tolerate
+format variations.  Various kinds of misformatting and corruption have
+been observed in system files written by SPSS and other software
+alike.  In particular, because extension records provide nonessential
+information, it is generally better to ignore an extension record
+entirely than to refuse to read a system file.
 
-@menu
-* File Header Record::
-* Variable Record::
-* Value Labels Records::
-* Document Record::
-* Machine Integer Info Record::
-* Machine Floating-Point Info Record::
-* Variable Display Parameter Record::
-* Long Variable Names Record::
-* Very Long String Record::
-* Character Encoding Record::
-* Long String Value Labels Record::
-* Data File and Variable Attributes Records::
-* Extended Number of Cases Record::
-* Miscellaneous Informational Records::
-* Dictionary Termination Record::
-* Data Record::
-@end menu
+The following sections describe the known kinds of records.
 
 @node File Header Record
 @section File Header Record
 
-The file header is always the first record in the file.  It has the
-following format:
+A system file begins with the file header, with the following format:
 
 @example
 char                rec_type[4];
 char                prod_name[60];
 int32               layout_code;
 int32               nominal_case_size;
-int32               compressed;
+int32               compression;
 int32               weight_index;
 int32               ncases;
 flt64               bias;
@@ -113,7 +214,15 @@ char                padding[3];
 
 @table @code
 @item char rec_type[4];
-Record type code, set to @samp{$FL2}.
+Record type code, either @samp{$FL2} for system files with
+uncompressed data or data compressed with simple bytecode compression,
+or @samp{$FL3} for system files with ZLIB compressed data.
+
+This is truly a character field that uses the character encoding as
+other strings.  Thus, in a file with an ASCII-based character encoding
+this field contains @code{24 46 4c 32} or @code{24 46 4c 33}, and in a
+file with an EBCDIC-based encoding this field contains @code{5b c6 d3
+f2}.  (No EBCDIC-based ZLIB-compressed files have been observed.)
 
 @item char prod_name[60];
 Product identification string.  This always begins with the characters
@@ -123,6 +232,12 @@ pspp 0.1.4 - sparc-sun-solaris2.5.2}.  The string is truncated if it
 would be longer than 60 characters; otherwise it is padded on the right
 with spaces.
 
+The product name field allow readers to behave differently based on
+quirks in the way that particular software writes system files.
+@xref{Value Labels Records}, for the detail of the quirk that the PSPP
+system file reader tolerates in files written by ReadStat, which has
+@code{https://github.com/WizardMac/ReadStat} in @code{prod_name}.
+
 @anchor{layout_code}
 @item int32 layout_code;
 Normally set to 2, although a few system files have been spotted in
@@ -133,12 +248,15 @@ file's integer endianness (@pxref{System File Format}).
 Number of data elements per case.  This is the number of variables,
 except that long string variables add extra data elements (one for every
 8 characters after the first 8).  However, string variables do not
-contribute to this value beyond the first 255 bytes.   Further, system
-files written by some systems set this value to -1.  In general, it is
+contribute to this value beyond the first 255 bytes.   Further, some
+software always writes -1 or 0 in this field.  In general, it is
 unsafe for systems reading system files to rely upon this value.
 
-@item int32 compressed;
-Set to 1 if the data in the file is compressed, 0 otherwise.
+@item int32 compression;
+Set to 0 if the data in the file is not compressed, 1 if the data is
+compressed with simple bytecode compression, 2 if the data is ZLIB
+compressed.  This field has value 2 if and only if @code{rec_type} is
+@samp{$FL3}.
 
 @item int32 weight_index;
 If one of the variables in the data set is used as a weighting
@@ -183,6 +301,10 @@ field is arbitrarily set to @samp{00:00:00}.
 File label declared by the user, if any (@pxref{FILE LABEL,,,pspp,
 PSPP Users Guide}).  Padded on the right with spaces.
 
+A product that identifies itself as @code{VOXCO INTERVIEWER 4.3} uses
+CR-only line ends in this field, rather than the more usual LF-only or
+CR LF line ends.
+
 @item char padding[3];
 Ignored padding bytes to make the structure a multiple of 32 bits in
 length.  Set to zeros.
@@ -204,16 +326,20 @@ so readers should take care to parse dummy variable records in the
 same way as other variable records.
 
 @anchor{Dictionary Index}
-The @dfn{dictionary index} of a variable is its offset in the set of
+The @dfn{dictionary index} of a variable is a 1-based offset in the set of
 variable records, including dummy variable records for long string
-variables.  The first variable record has a dictionary index of 0, the
-second has a dictionary index of 1, and so on.
+variables.  The first variable record has a dictionary index of 1, the
+second has a dictionary index of 2, and so on.
 
 The system file format does not directly support string variables
 wider than 255 bytes.  Such very long string variables are represented
 by a number of narrower string variables.  @xref{Very Long String
 Record}, for details.
 
+A system file should contain at least one variable and thus at least
+one variable record, but system files have been observed in the wild
+without any variables (thus, no data either).
+
 @example
 int32               rec_type;
 int32               type;
@@ -252,6 +378,10 @@ respectively.  If the variable has a range for missing variables, set to
 -2; if the variable has a range for missing variables plus a single
 discrete value, set to -3.
 
+A long string variable always has the value 0 here.  A separate record
+indicates missing values for long string variables (@pxref{Long String
+Missing Values Record}).
+
 @item int32 print;
 Print format for this variable.  See below.
 
@@ -264,10 +394,19 @@ the at-sign (@samp{@@}).  Subsequent characters may also be digits, octothorpes
 (@samp{#}), dollar signs (@samp{$}), underscores (@samp{_}), or full
 stops (@samp{.}).  The variable name is padded on the right with spaces.
 
+The @samp{name} fields should be unique within a system file.  System
+files written by SPSS that contain very long string variables with
+similar names sometimes contain duplicate names that are later
+eliminated by resolving the very long string names (@pxref{Very Long
+String Record}).  PSPP handles duplicates by assigning them new,
+unique names.
+
 @item int32 label_len;
 This field is present only if @code{has_var_label} is set to 1.  It is
-set to the length, in characters, of the variable label, which must be a
-number between 0 and 120.
+set to the length, in characters, of the variable label.  The
+documented maximum length varies from 120 to 255 based on SPSS
+version, but some files have been seen with longer labels.  PSPP
+accepts labels of any length.
 
 @item char label[];
 This field is present only if @code{has_var_label} is set to 1.  It has
@@ -291,6 +430,7 @@ in the range.  When a range plus a value are present, the third
 element denotes the additional discrete missing value.
 @end table
 
+@anchor{System File Output Formats}
 The @code{print} and @code{write} members of sysfile_variable are output
 formats coded into @code{int32} types.  The least-significant byte
 of the @code{int32} represents the number of decimal places, and the
@@ -384,9 +524,18 @@ Format types are defined as follows:
 @tab @code{EDATE}
 @item 39
 @tab @code{SDATE}
+@item 40
+@tab @code{MTIME}
+@item 41
+@tab @code{YMDHMS}
 @end multitable
 @end quotation
 
+A few system files have been observed in the wild with invalid
+@code{write} fields, in particular with value 0.  Readers should
+probably treat invalid @code{print} or @code{write} fields as some
+default format.
+
 @node Value Labels Records
 @section Value Labels Records
 
@@ -395,13 +544,21 @@ numeric and short string variables only.  Long string variables may
 have value labels, but their value labels are recorded using a
 different record type (@pxref{Long String Value Labels Record}).
 
+ReadStat (@pxref{File Header Record}) writes value labels that label a
+single value more than once.  In more detail, it emits value labels
+whose values are longer than string variables' widths, that are
+identical in the actual width of the variable, e.g.@: labels for
+values @code{ABC123} and @code{ABC456} for a string variable with
+width 3.  For files written by this software, PSPP ignores such
+labels.
+
 The value label record has the following format:
 
 @example
 int32               rec_type;
 int32               label_count;
 
-/* @r{Repeated @code{label_cnt} times}. */
+/* @r{Repeated @code{n_label} times}. */
 char                value[8];
 char                label_len;
 char                label[];
@@ -425,7 +582,9 @@ in length.  Its type and width cannot be determined until the
 following value label variables record (see below) is read.
 
 @item char label_len;
-The label's length, in bytes.
+The label's length, in bytes.  The documented maximum length varies
+from 60 to 120 based on SPSS version.  PSPP supports value labels up
+to 255 bytes long.
 
 @item char label[];
 @code{label_len} bytes of the actual label, followed by up to 7 bytes
@@ -451,7 +610,7 @@ Number of variables that the associated value labels from the value
 label record are to be applied.
 
 @item int32 vars[];
-A list of dictionary indexes of variables to which to apply the value
+A list of 1-based dictionary indexes of variables to which to apply the value
 labels (@pxref{Dictionary Index}).  There are @code{var_count}
 elements.
 
@@ -474,7 +633,8 @@ char                lines[][80];
 Record type.  Always set to 6.
 
 @item int32 n_lines;
-Number of lines of documents present.
+Number of lines of documents present.  This should be greater than
+zero, but ReadStats writes system files with zero @code{n_lines}.
 
 @item char lines[][80];
 Document lines.  The number of elements is defined by @code{n_lines}.
@@ -538,20 +698,53 @@ Floating point representation code.  For IEEE 754 systems this is 1.
 IBM 370 sets this to 2, and DEC VAX E to 3.
 
 @item int32 compression_code;
-Compression code.  Always set to 1.
+Compression code.  Always set to 1, regardless of whether or how the
+file is compressed.
 
 @item int32 endianness;
 Machine endianness.  1 indicates big-endian, 2 indicates little-endian.
 
 @item int32 character_code;
-@anchor{character-code}
-Character code.  1 indicates EBCDIC, 2 indicates 7-bit ASCII, 3
-indicates 8-bit ASCII, 4 indicates DEC Kanji.
-Windows code page numbers are also valid.
-
-Experience has shown that in many files, this field is ignored or incorrect.
-For a more reliable indication of the file's character encoding
-see @ref{Character Encoding Record}.
+@anchor{character-code} Character code.  The following values have
+been actually observed in system files:
+
+@table @asis
+@item 1
+EBCDIC.
+
+@item 2
+7-bit ASCII.
+
+@item 1250
+The @code{windows-1250} code page for Central European and Eastern
+European languages.
+
+@item 1252
+The @code{windows-1252} code page for Western European languages.
+
+@item 28591
+ISO 8859-1.
+
+@item 65001
+UTF-8.
+@end table
+
+The following additional values are known to be defined:
+
+@table @asis
+@item 3
+8-bit ``ASCII''.
+
+@item 4
+DEC Kanji.
+@end table
+
+Other Windows code page numbers are known to be generally valid.
+
+Old versions of SPSS for Unix and Windows always wrote value 2 in this
+field, regardless of the encoding in use.  Newer versions also write
+the character encoding as a string (see @ref{Character Encoding
+Record}).
 @end table
 
 @node Machine Floating-Point Info Record
@@ -586,13 +779,185 @@ Size of each piece of data in the data part, in bytes.  Always set to 8.
 Number of pieces of data in the data part.  Always set to 3.
 
 @item flt64 sysmis;
-The system missing value.
+@itemx flt64 highest;
+@itemx flt64 lowest;
+The system missing value, the value used for HIGHEST in missing
+values, and the value used for LOWEST in missing values, respectively.
+@xref{System File Format}, for more information.
+
+The SPSSWriter library in PHP, which identifies itself as @code{FOM
+SPSS 1.0.0} in the file header record @code{prod_name} field, writes
+unexpected values to these fields, but it uses the same values
+consistently throughout the rest of the file.
+@end table
+
+@node Multiple Response Sets Records
+@section Multiple Response Sets Records
+
+The system file format has two different types of records that
+represent multiple response sets (@pxref{MRSETS,,,pspp, PSPP Users
+Guide}).  The first type of record describes multiple response sets
+that can be understood by SPSS before version 14.  The second type of
+record, with a closely related format, is used for multiple dichotomy
+sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES feature added in
+version 14.
+
+@example
+/* @r{Header.} */
+int32               rec_type;
+int32               subtype;
+int32               size;
+int32               count;
+
+/* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
+char                mrsets[];
+@end example
+
+@table @code
+@item int32 rec_type;
+Record type.  Always set to 7.
+
+@item int32 subtype;
+Record subtype.  Set to 7 for records that describe multiple response
+sets understood by SPSS before version 14, or to 19 for records that
+describe dichotomy sets that use the CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
+feature added in version 14.
+
+@item int32 size;
+The size of each element in the @code{mrsets} member. Always set to 1.
+
+@item int32 count;
+The total number of bytes in @code{mrsets}.
+
+@item char mrsets[];
+Zero or more line feeds (byte 0x0a), followed by a series of multiple
+response sets, each of which consists of the following:
+
+@itemize @bullet
+@item
+The set's name (an identifier that begins with @samp{$}), in mixed
+upper and lower case.
+
+@item
+An equals sign (@samp{=}).
+
+@item
+@samp{C} for a multiple category set, @samp{D} for a multiple
+dichotomy set with CATEGORYLABELS=VARLABELS, or @samp{E} for a
+multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES.
+
+@item
+For a multiple dichotomy set with CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES, a
+space, followed by a number expressed as decimal digits, followed by a
+space.  If LABELSOURCE=VARLABEL was specified on MRSETS, then the
+number is 11; otherwise it is 1.@footnote{This part of the format may
+not be fully understood, because only a single example of each
+possibility has been examined.}
+
+@item
+For either kind of multiple dichotomy set, the counted value, as a
+positive integer count specified as decimal digits, followed by a
+space, followed by as many string bytes as specified in the count.  If
+the set contains numeric variables, the string consists of the counted
+integer value expressed as decimal digits.  If the set contains string
+variables, the string contains the counted string value.  Either way,
+the string may be padded on the right with spaces (older versions of
+SPSS seem to always pad to a width of 8 bytes; newer versions don't).
+
+@item
+A space.
+
+@item
+The multiple response set's label, using the same format as for the
+counted value for multiple dichotomy sets.  A string of length 0 means
+that the set does not have a label.  A string of length 0 is also
+written if LABELSOURCE=VARLABEL was specified.
+
+@item
+A space.
+
+@item
+The short names of the variables in the set, converted to lowercase,
+each separated from the previous by a single space.
+
+Even though a multiple response set must have at least two variables,
+some system files contain multiple response sets with no variables or
+one variable.  The source and meaning of these multiple response sets is
+unknown.  (Perhaps they arise from creating a multiple response set
+then deleting all the variables that it contains?)
+
+@item
+One line feed (byte 0x0a).  Sometimes multiple, even hundreds, of line
+feeds are present.
+@end itemize
+@end table
+
+Example: Given appropriate variable definitions, consider the
+following MRSETS command:
+
+@example
+MRSETS /MCGROUP NAME=$a LABEL='my mcgroup' VARIABLES=a b c
+       /MDGROUP NAME=$b VARIABLES=g e f d VALUE=55
+       /MDGROUP NAME=$c LABEL='mdgroup #2' VARIABLES=h i j VALUE='Yes'
+       /MDGROUP NAME=$d LABEL='third mdgroup' CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES
+        VARIABLES=k l m VALUE=34
+       /MDGROUP NAME=$e CATEGORYLABELS=COUNTEDVALUES LABELSOURCE=VARLABEL
+        VARIABLES=n o p VALUE='choice'.
+@end example
 
-@item flt64 highest;
-The value used for HIGHEST in missing values.
+The above would generate the following multiple response set record of
+subtype 7:
 
-@item flt64 lowest;
-The value used for LOWEST in missing values.
+@example
+$a=C 10 my mcgroup a b c
+$b=D2 55 0  g e f d
+$c=D3 Yes 10 mdgroup #2 h i j
+@end example
+
+It would also generate the following multiple response set record with
+subtype 19:
+
+@example
+$d=E 1 2 34 13 third mdgroup k l m
+$e=E 11 6 choice 0  n o p
+@end example
+
+@node Extra Product Info Record
+@section Extra Product Info Record
+
+This optional record appears to contain a text string that describes
+the program that wrote the file and the source of the data.  (This is
+redundant with the file label and product info found in the file
+header record.)
+
+@example
+/* @r{Header.} */
+int32               rec_type;
+int32               subtype;
+int32               size;
+int32               count;
+
+/* @r{Exactly @code{count} bytes of data.} */
+char                info[];
+@end example
+
+@table @code
+@item int32 rec_type;
+Record type.  Always set to 7.
+
+@item int32 subtype;
+Record subtype.  Always set to 10.
+
+@item int32 size;
+The size of each element in the @code{info} member. Always set to 1.
+
+@item int32 count;
+The total number of bytes in @code{info}.
+
+@item char info[];
+A text string.  A product that identifies itself as @code{VOXCO
+INTERVIEWER 4.3} uses CR-only line ends in this field, rather than the
+more usual LF-only or CR LF line ends.
 @end table
 
 @node Variable Display Parameter Record
@@ -646,8 +1011,8 @@ Ordinal Scale
 Continuous Scale
 @end table
 
-SPSS 14 sometimes writes a @code{measure} of 0.  PSPP interprets this
-as nominal scale.
+SPSS sometimes writes a @code{measure} of 0.  PSPP interprets this as
+nominal scale.
 
 @item int32 width;
 The width of the display column for the variable in characters.
@@ -827,12 +1192,29 @@ The size of each element in the @code{encoding} member. Always set to 1.
 The total number of bytes in @code{encoding}.
 
 @item char encoding[];
-The name of the character encoding.  Normally this will be an official IANA characterset name or alias.
+The name of the character encoding.  Normally this will be an official
+IANA character set name or alias.
 See @url{http://www.iana.org/assignments/character-sets}.
+Character set names are not case-sensitive, but SPSS appears to write
+them in all-uppercase.
 @end table
 
-This record is not present in files generated by older software.
-See also @ref{character-code}.
+This record is not present in files generated by older software.  See
+also the @code{character_code} field in the machine integer info
+record (@pxref{character-code}).
+
+When the character encoding record and the machine integer info record
+are both present, all system files observed in practice indicate the
+same character encoding, e.g.@: 1252 as @code{character_code} and
+@code{windows-1252} as @code{encoding}, 65001 and @code{UTF-8}, etc.
+
+If, for testing purposes, a file is crafted with different
+@code{character_code} and @code{encoding}, it seems that
+@code{character_code} controls the encoding for all strings in the
+system file before the dictionary termination record, including
+strings in data (e.g.@: string missing values), and @code{encoding}
+controls the encoding for strings following the dictionary termination
+record.
 
 @node Long String Value Labels Record
 @section Long String Value Labels Record
@@ -907,6 +1289,74 @@ between 0 and 120, is the number of bytes in @code{label}.  The
 @end table
 @end table
 
+@node Long String Missing Values Record
+@section Long String Missing Values Record
+
+This record, if present, specifies missing values for long string
+variables.
+
+@example
+/* @r{Header.} */
+int32               rec_type;
+int32               subtype;
+int32               size;
+int32               count;
+
+/* @r{Repeated up to exactly @code{count} bytes.} */
+int32               var_name_len;
+char                var_name[];
+char                n_missing_values;
+long_string_missing_value   values[];
+@end example
+
+@table @code
+@item int32 rec_type;
+Record type.  Always set to 7.
+
+@item int32 subtype;
+Record subtype.  Always set to 22.
+
+@item int32 size;
+Always set to 1.
+
+@item int32 count;
+The number of bytes following the header until the next header.
+
+@item int32 var_name_len;
+@itemx char var_name[];
+The number of bytes in the name of the long string variable that has
+missing values, plus the variable name itself, which consists of
+exactly @code{var_name_len} bytes.  The variable name is not padded to
+any particular boundary, nor is it null-terminated.
+
+@item char n_missing_values;
+The number of missing values, either 1, 2, or 3.  (This is, unusually,
+a single byte instead of a 32-bit number.)
+
+@item long_string_missing_value values[];
+The missing values themselves.  This array contains exactly
+@code{n_missing_values} elements, each of which has the following
+substructure:
+
+@example
+int32               value_len;
+char                value[];
+@end example
+
+@table @code
+@item int32 value_len;
+The length of the missing value string, in bytes.  This value should
+be 8, because long string variables are at least 8 bytes wide (by
+definition), only the first 8 bytes of a long string variable's
+missing values are allowed to be non-spaces, and any spaces within the
+first 8 bytes are included in the missing value here.
+
+@item char value[];
+The missing value string, exactly @code{value_len} bytes, without
+any padding or null terminator.
+@end table
+@end table
+
 @node Data File and Variable Attributes Records
 @section Data File and Variable Attributes Records
 
@@ -944,7 +1394,7 @@ The total number of bytes in @code{attributes}.
 @item char attributes[];
 The attributes, in a text-based format.
 
-In record type 17, this field contains a single attribute set.  An
+In record subtype 17, this field contains a single attribute set.  An
 attribute set is a sequence of one or more attributes concatenated
 together.  Each attribute consists of a name, which has the same
 syntax as a variable name, followed by, inside parentheses, a sequence
@@ -956,12 +1406,17 @@ way to embed a line feed in a value.  There is no distinction between
 an attribute with a single value and an attribute array with one
 element.
 
-In record type 18, this field contains a sequence of one or more
+In record subtype 18, this field contains a sequence of one or more
 variable attribute sets.  If more than one variable attribute set is
 present, each one after the first is delimited from the previous by
-@code{/}.  Each variable attribute set consists of a variable name,
+@code{/}.  Each variable attribute set consists of a long
+variable name,
 followed by @code{:}, followed by an attribute set with the same
-syntax as on record type 17.
+syntax as on record subtype 17.
+
+System files written by @code{Stata 14.1/-savespss- 1.77 by
+S.Radyakin} may include multiple records with subtype 18, one per
+variable that has variable attributes.
 
 The total length is @code{count} bytes.
 @end table
@@ -980,12 +1435,38 @@ VARIABLE ATTRIBUTE VARIABLES=dummy ATTRIBUTE=bert('123').
 will contain a variable attribute record with the following contents:
 
 @example
-00000000  07 00 00 00 12 00 00 00  01 00 00 00 22 00 00 00  |............"...|
-00000010  64 75 6d 6d 79 3a 66 72  65 64 28 27 32 33 27 0a  |dummy:fred('23'.|
-00000020  27 33 34 27 0a 29 62 65  72 74 28 27 31 32 33 27  |'34'.)bert('123'|
-00000030  0a 29                                             |.)              |
+0000  07 00 00 00 12 00 00 00  01 00 00 00 22 00 00 00  |............"...|
+0010  64 75 6d 6d 79 3a 66 72  65 64 28 27 32 33 27 0a  |dummy:fred('23'.|
+0020  27 33 34 27 0a 29 62 65  72 74 28 27 31 32 33 27  |'34'.)bert('123'|
+0030  0a 29                                             |.)              |
 @end example
 
+@menu
+* Variable Roles::
+@end menu
+
+@node Variable Roles
+@subsection Variable Roles
+
+A variable's role is represented as an attribute named @code{$@@Role}.
+This attribute has a single element whose values and their meanings
+are:
+
+@table @code
+@item 0
+Input.  This, the default, is the most common role.
+@item 1
+Output.
+@item 2
+Both.
+@item 3
+None.
+@item 4
+Partition.
+@item 5
+Split.
+@end table
+
 @node Extended Number of Cases Record
 @section Extended Number of Cases Record
 
@@ -1025,44 +1506,31 @@ same reason as @code{ncases} in the file header record, but this has
 not been observed in the wild.
 @end table
 
-@node Miscellaneous Informational Records
-@section Miscellaneous Informational Records
+@node Other Informational Records
+@section Other Informational Records
 
-Some specific types of miscellaneous informational records are
+This chapter documents many specific types of extension records are
 documented here, but others are known to exist.  PSPP ignores unknown
-miscellaneous informational records when reading system files.
+extension records when reading system files.
 
-@example
-/* @r{Header.} */
-int32               rec_type;
-int32               subtype;
-int32               size;
-int32               count;
+The following extension record subtypes have also been observed, with
+the following believed meanings:
 
-/* @r{Exactly @code{size * count} bytes of data.} */
-char                data[];
-@end example
-
-@table @code
-@item int32 rec_type;
-Record type.  Always set to 7.
-
-@item int32 subtype;
-Record subtype.  May take any value.  According to Aapi
-H@"am@"al@"ainen, value 5 indicates a set of grouped variables and 6
-indicates date info (probably related to USE).
+@table @asis
+@item 5
+A named variable set for use in the GUI (according to Aapi
+H@"am@"al@"ainen).
 
-@item int32 size;
-Size of each piece of data in the data part.  Should have the value 1,
-4, or 8, for @code{char}, @code{int32}, and @code{flt64} format data,
-respectively.
+@item 6
+Date info, probably related to USE (according to Aapi H@"am@"al@"ainen).
 
-@item int32 count;
-Number of pieces of data in the data part.
+@item 12
+A UUID in the format described in RFC 4122.  Only two examples
+observed, both written by SPSS 13, and in each case the UUID contained
+both upper and lower case.
 
-@item char data[];
-Arbitrary data.  There must be @code{size} times @code{count} bytes of
-data.
+@item 24
+XML that describes how data in the file should be displayed on-screen.
 @end table
 
 @node Dictionary Termination Record
@@ -1087,22 +1555,23 @@ Ignored padding.  Should be set to 0.
 @node Data Record
 @section Data Record
 
-Data records must follow all other records in the system file.  There must
-be at least one data record in every system file.
+The data record must follow all other records in the system file.
+Every system file must have a data record that specifies data for at
+least one case.  The format of the data record varies depending on the
+value of @code{compression} in the file header record:
 
-The format of data records varies depending on whether the data is
-compressed.  Regardless, the data is arranged in a series of 8-byte
-elements.
-
-When data is not compressed,
-each element corresponds to
+@table @asis
+@item 0: no compression
+Data is arranged as a series of 8-byte elements.
+Each element corresponds to
 the variable declared in the respective variable record (@pxref{Variable
 Record}).  Numeric values are given in @code{flt64} format; string
 values are literal characters string, padded on the right when
 necessary to fill out 8-byte units.
 
-Compressed data is arranged in the following manner: the first 8 bytes
-in the data section is divided into a series of 1-byte command
+@item 1: bytecode compression
+The first 8 bytes
+of the data record is divided into a series of 1-byte command
 codes.  These codes have meanings as described below:
 
 @table @asis
@@ -1118,9 +1587,10 @@ value @var{code} - @var{bias}, where
 variable @code{bias} from the file header.  For example,
 code 105 with bias 100.0 (the normal value) indicates a numeric variable
 of value 5.
-One file has been seen written by SPSS 14 that contained such a code
-in a @emph{string} field with the value 0 (after the bias is
-subtracted) as a way of encoding null bytes.
+
+A code of 0 (after subtracting the bias) in a string field encodes
+null bytes.  This is unusual, since a string field normally encodes
+text data, but it exists in real system files.
 
 @item 252
 End of file.  This code may or may not appear at the end of the data
@@ -1140,8 +1610,125 @@ An 8-byte string value that is all spaces.
 The system-missing value.
 @end table
 
-When the end of the an 8-byte group of command bytes is reached, any
-blocks of non-compressible values indicated by code 253 are skipped,
-and the next element of command bytes is read and interpreted, until
-the end of the file or a code with value 252 is reached.
+The end of the 8-byte group of bytecodes is followed by any 8-byte
+blocks of non-compressible values indicated by code 253.  After that
+follows another 8-byte group of bytecodes, then those bytecodes'
+non-compressible values.  The pattern repeats to the end of the file
+or a code with value 252.
+
+@item 2: ZLIB compression
+The data record consists of the following, in order:
+
+@itemize @bullet
+@item
+ZLIB data header, 24 bytes long.
+
+@item
+One or more variable-length blocks of ZLIB compressed data.
+
+@item
+ZLIB data trailer, with a 24-byte fixed header plus an additional 24
+bytes for each preceding ZLIB compressed data block.
+@end itemize
+
+The ZLIB data header has the following format:
+
+@example
+int64               zheader_ofs;
+int64               ztrailer_ofs;
+int64               ztrailer_len;
+@end example
+
+@table @code
+@item int64 zheader_ofs;
+The offset, in bytes, of the beginning of this structure within the
+system file.
+
+@item int64 ztrailer_ofs;
+The offset, in bytes, of the first byte of the ZLIB data trailer.
+
+@item int64 ztrailer_len;
+The number of bytes in the ZLIB data trailer.  This and the previous
+field sum to the size of the system file in bytes.
+@end table
+
+The data header is followed by @code{(ztrailer_len - 24) / 24} ZLIB
+compressed data blocks.  Each ZLIB compressed data block begins with a
+ZLIB header as specified in RFC@tie{}1950, e.g.@: hex bytes @code{78
+01} (the only header yet observed in practice).  Each block
+decompresses to a fixed number of bytes (in practice only
+@code{0x3ff000}-byte blocks have been observed), except that the last
+block of data may be shorter.  The last ZLIB compressed data block
+gends just before offset @code{ztrailer_ofs}.
+
+The result of ZLIB decompression is bytecode compressed data as
+described above for compression format 1.
+
+The ZLIB data trailer begins with the following 24-byte fixed header:
+
+@example
+int64               bias;
+int64               zero;
+int32               block_size;
+int32               n_blocks;
+@end example
+
+@table @code
+@item int64 int_bias;
+The compression bias as a negative integer, e.g.@: if @code{bias} in
+the file header record is 100.0, then @code{int_bias} is @minus{}100
+(this is the only value yet observed in practice).
+
+@item int64 zero;
+Always observed to be zero.
+
+@item int32 block_size;
+The number of bytes in each ZLIB compressed data block, except
+possibly the last, following decompression.  Only @code{0x3ff000} has
+been observed so far.
+
+@item int32 n_blocks;
+The number of ZLIB compressed data blocks, always exactly
+@code{(ztrailer_len - 24) / 24}.
+@end table
+
+The fixed header is followed by @code{n_blocks} 24-byte ZLIB data
+block descriptors, each of which describes the compressed data block
+corresponding to its offset.  Each block descriptor has the following
+format:
+
+@example
+int64               uncompressed_ofs;
+int64               compressed_ofs;
+int32               uncompressed_size;
+int32               compressed_size;
+@end example
+
+@table @code
+@item int64 uncompressed_ofs;
+The offset, in bytes, that this block of data would have in a similar
+system file that uses compression format 1.  This is
+@code{zheader_ofs} in the first block descriptor, and in each
+succeeding block descriptor it is the sum of the previous desciptor's
+@code{uncompressed_ofs} and @code{uncompressed_size}.
+
+@item int64 compressed_ofs;
+The offset, in bytes, of the actual beginning of this compressed data
+block.  This is @code{zheader_ofs + 24} in the first block descriptor,
+and in each succeeding block descriptor it is the sum of the previous
+descriptor's @code{compressed_ofs} and @code{compressed_size}.  The
+final block descriptor's @code{compressed_ofs} and
+@code{compressed_size} sum to @code{ztrailer_ofs}.
+
+@item int32 uncompressed_size;
+The number of bytes in this data block, after decompression.  This is
+@code{block_size} in every data block except the last, which may be
+smaller.
+
+@item int32 compressed_size;
+The number of bytes in this data block, as stored compressed in this
+system file.
+@end table
+@end table
+
 @setfilename ignored