Specify dimension list at beginning of data.
[pspp] / spv-file-format.texi
1 @node SPSS Viewer Format
2 @section SPSS Viewer Format
3
4 SPSS Viewer or @file{.spv} files, here called SPV files, are written
5 by SPSS 16 and later to represent the contents of its output editor.
6 This section documents the format.  This description is detailed
7 enough to read SPV files, but it is probably not sufficient to
8 write them.
9
10 An an aside, SPSS 15 and earlier versions use a completely different
11 output format based on the Microsoft Compound Document Format.  This
12 format is not documented.
13
14 An SPV file is a Zip archive that can be read with @command{zipinfo}
15 and @command{unzip} and similar programs.  The final member in the Zip
16 archive is a file named @file{META-INF/MANIFEST.MF}.  This structure
17 makes SPV files resemble Java ``JAR'' files, but whereas a JAR
18 manifest contains a sequence of colon-delimited key/value pairs, an
19 SPV manifest contains the string @samp{allowPivoting=true}, without a
20 new-line.
21
22 The rest of the members in an SPV file's Zip archive fall into two
23 categories: structure and details.  ``Structure'' member names begin
24 with @file{outputViewer@var{nnnnnnnnnn}}, where each @var{n} is a
25 decimal digit, and end with @file{.xml}, and often include the string
26 @file{_heading} in between.  Each of these members represents some
27 kind of output item (a table, a heading, a block of text, etc.) or a
28 group of them.  The member whose output goes at the beginning of the
29 document is numbered 0, the next member in the output is numbered 1,
30 and so on.
31
32 Structure members contain XML.  This XML is sometimes self-contained,
33 but it often references other members in the Zip archive named as
34 follows:
35
36 @table @asis
37 @item @file{@var{prefix}_table.xml} and @file{@var{prefix}_tableData.bin}
38 @itemx @file{@var{prefix}_lightTableData.bin}
39 The structure of a table plus its data.  Older SPV files pair a
40 @file{@var{prefix}_table.xml} file that describes the table's
41 structure with a binary @file{@var{prefix}_tableData.bin} file that
42 gives its data.  Newer SPV files (the majority of those in the corpus)
43 instead include a single @file{@var{prefix}_lightTableData.bin} file
44 that incorporates both into a single binary format.
45
46 @item @file{@var{prefix}_warning.xml} and @file{@var{prefix}_warningData.bin}
47 @itemx @file{@var{prefix}_lightWarningData.bin}
48 Same format used for tables, with a different name.
49
50 @item @file{@var{prefix}_notes.xml} and @file{@var{prefix}_notesData.bin}
51 @itemx @file{@var{prefix}_lightNotesData.bin}
52 Same format used for tables, with a different name.
53
54 @item @file{@var{prefix}_chartData.bin} and @file{@var{prefix}_chart.xml}
55 The structure of a chart plus its data.  Charts do not have a
56 ``light'' format.
57
58 @item @var{prefix}_model.xml
59 @itemx @var{prefix}_pmml.xml
60 @itemx @var{prefix}_stats.xml
61 Not yet investigated.  The corpus contains only one example of each.
62 @end table
63
64 The @file{@var{prefix}} in the names of the detail members is
65 typically an 11-digit decimal number that increases for each item,
66 tending to skip values.  Older SPV files use different naming
67 conventions.  Structure member refer to detail members by name, and so
68 their exact names do not appear to matter as long as they are unique.
69
70 @node SPV Structure Member Format
71 @subsection Structure Member Format
72
73 Structure members XML files claim conformance with a collection of XML
74 Schemas.  These schemas are distributed, under a nonfree license, with
75 SPSS binaries.  Fortunately, the schemas are not necessary to
76 understand the structure members.  To a degree, the schemas can even
77 be deceptive because they document elements and attributes that are
78 not in the corpus and lack documentation of elements and attributes
79 that are commonly found in the corpus.
80
81 Structure members use a different XML namespace for each schema, but
82 these namespaces are not entirely consistent: in some SPV files, for
83 example, the @code{viewer-tree} schema is associated with namespace
84 @indicateurl{http://xml.spss.com/spss/viewer-tree} and in other with
85 @indicateurl{http://xml.spss.com/spss/viewer/viewer-tree} (note the
86 additional @file{viewer/} directory.  In any case, the schema URIs are
87 not resolvable to obtain the schemas themselves.
88
89 One may ignore all of the above in interpreting a structure member.
90 The actual XML has a simple and straightforward form that does not
91 require a reader to take schemas or namespaces into account.
92
93 @table @code
94 @item heading
95 Parent: Document root or @code{heading} @*
96 Contents: [@code{pageSetup}] @code{label} [@code{container} | @code{heading}]*
97
98 The root of a structure member is a @code{heading}, which represents a
99 section of output beginning with a title (the @code{label}) and
100 ordinarily followed by content containers or further nested
101 (sub)-sections of output.
102
103 The document root heading may also contain a @code{pageSetup} element.
104
105 The following attributes have been observed on both document root and
106 nested @code{heading} elements:
107
108 @table @asis
109 @item Optional attribute: @code{creator-version}
110 The version of the software that created this SPV file.  A string of
111 the form @code{xxyyzzww} represents software version xx.yy.zz.ww,
112 e.g.@: @code{21000001} is version 21.0.0.1.  Trailing pairs of zeros
113 are sometimes omitted, so that @code{21}, @code{210000}, and
114 @code{21000000} are all version 21.0.0.0 (and the corpus contains all
115 three of those forms).
116 @end table
117
118 The following attributes have been observed on document root
119 @code{heading} elements only:
120
121 @table @asis
122 @item Optional attribute: @code{creator}
123 The directory of the software that created this SPV file,
124 e.g. @file{C:\PROGRA~1\IBM\SPSS\STATIS~1\22} or
125 @file{/Applications/IBM/SPSS/Statistics/22/SPSSStatistics.app/Contents/Resources/Java/../../bin}.
126
127 @item Optional attribute: @code{creation-date-time}
128 The date and time at which the SPV file was written, in a
129 locale-specific format, e.g. @code{Friday, May 16, 2014 6:47:37 PM
130 PDT} or @code{lunedì 17 marzo 2014 3.15.48 CET} or even @code{Friday,
131 December 5, 2014 5:00:19 o'clock PM EST}.
132
133 @item Optional attribute: @code{lockReader}
134 Whether a reader should be allowed to edit the output.  The possible
135 values are @code{true} and @code{false}, but the corpus only contains
136 @code{false}.
137
138 @item Optional attribute: @code{schemaLocation}
139 This is actually an XML Namespace attribute.  A reader may ignore it.
140 @end table
141
142 The following attributes have been observed only on nested
143 @code{heading} elements:
144
145 @table @asis
146 @item Required attribute: @code{commandName}
147 The locale-invariant name of the command that produced the output,
148 e.g.@: @code{Frequencies}, @code{T-Test}, @code{Non Par Corr}.
149
150 @item Optional attribute: @code{visibility}
151 To what degree the output represented by the element is visible.  The
152 only observed value is @code{collapsed}.
153
154 @item Optional attribute: @code{locale}
155 The locale used for output, in Windows format, which is similar to the
156 format used in Unix with the underscore replaced by a hyphen, e.g.@:
157 @code{en-US}, @code{en-GB}, @code{el-GR}, @code{sr-Cryl-RS}.
158
159 @item Optional attribute: @code{olang}
160 The output language, e.g.@: @code{en}, @code{it}, @code{es},
161 @code{de}, @code{pt-BR}.
162 @end table
163
164 @item label
165 Parent: @code{heading} or @code{container} @*
166 Contents: text
167
168 Every @code{heading} and @code{container} holds a @code{label} as its
169 first child.  The root @code{heading} in a structure member always
170 contains the string ``Output''.  Otherwise, the text in @code{label}
171 describes what it labels, often by naming the statistical procedure
172 that was executed, e.g.@: ``Frequencies'' or ``T-Test''.  Labels are
173 often very generic, especially within a @code{container}, e.g.@:
174 ``Title'' or ``Warnings'' or ``Notes''.  Label text is localized
175 according to the output language, e.g. in Italian a frequency table
176 procedure is labeled ``Frequenze''.
177
178 The corpus contains one example of an empty label, one that contains
179 no text.
180
181 @item container
182 Parent: @code{heading} @*
183 Contents: @code{label} [@code{table} | @code{text}]
184
185 A @code{container} serves to label a @code{table} or a @code{text}
186 item.
187
188 @table @asis
189 @item Required attribute: @code{visibility}
190 Either @code{visible} or @code{hidden}, this indicates whether the
191 container's content is displayed.
192
193 @item Optional attribute: @code{text-align}
194 Presumably indicates the alignment of text within the container.  The
195 only observed value is @code{left}.  Observed with nested @code{table}
196 and @code{text} elements.
197
198 @item Optional attribute: @code{width}
199 The width of the container in the form @code{@var{n}px}, e.g.@:
200 @code{1097px}.
201 @end table
202
203 @item text
204 Parent: @code{container} @*
205 Contents: @code{html}
206
207 This @code{text} element is nested inside a @code{container}.  There
208 is a different @code{text} element that is nested inside a
209 @code{pageParagraph}.
210
211 @table @asis
212 @item Required attribute: @code{type}
213 One of @code{title}, @code{log}, or @code{text}.
214
215 @item Optional attribute: @code{commandName}
216 As on the @code{heading} element.  For output not specific to a
217 command, this is simply @code{log}.  The corpus contains one example
218 of where @code{commandName} is present but set to the empty string.
219
220 @item Optional attribute: @code{creator-version}
221 As on the @code{heading} element.
222 @end table
223
224 @item html
225 Parent: @code{text} @*
226 Contents: cdata
227
228 The cdata contains an HTML document.  In some cases, the document
229 starts with @code{<html>} and ends with @code{</html}; in others the
230 @code{html} element is implied.  Generally the HTML includes a
231 @code{head} element with a CSS stylesheet.  The HTML body often begins
232 with @code{<BR>}.  The actual content ranges from trivial to simple:
233 just discarding the CSS and tags yields readable results.
234
235 @table @asis
236 @item Required attribute: @code{lang}
237 This always contains @code{en} in the corpus.
238 @end table
239
240 @item table
241 Parent: @code{container} @*
242 Contents: @code{tableStructure}
243
244 @table @asis
245 @item Required attribute: @code{commandName}
246 As on the @code{heading} element.
247
248 @item Required attribute: @code{type}
249 One of @code{table}, @code{note}, or @code{warning}.
250
251 @item Required attribute: @code{subType}
252 The locale-invariant name for the particular kind of output that this
253 table represents in the procedure.  This can be the same as
254 @code{commandName} e.g.@: @code{Frequencies}, or different, e.g.@:
255 @code{Case Processing Summary}.  Generic subtypes @code{Notes} and
256 @code{Warnings} are often used.
257
258 @item Required attribute: @code{tableId}
259 A number that uniquely identifies the table within the SPV file,
260 typically a large negative number such as @code{-4147135649387905023}.
261
262 @item Optional attribute: @code{creator-version}
263 As on the @code{heading} element.  In the corpus, this is only present
264 for version 21 and up and always includes all 8 digits.
265 @end table
266
267 @item tableStructure
268 Parent: @code{table}
269 Contents: @code{dataPath}
270
271 @item dataPath
272 Parent: @code{tableStructure}
273 Contents: text
274
275 Contains the name of the Zip member that holds the table details,
276 e.g.@: @code{0000000001437_lightTableData.bin}.
277
278 @item pageSetup
279 Parent: @code{heading} @*
280 Contents: @code{pageHeader} @code{pageFooter}
281
282 @table @asis
283 @item Required attribute: @code{initial-page-number}
284 Always @code{1}.
285
286 @item Optional attribute: @code{chart-size}
287 Always @code{as-is} or a localization (!) of it (e.g.@: @code{dimensione
288 attuale}, @code{Wie vorgegeben}).
289
290 @item Optional attribute: @code{margin-left}
291 @itemx Optional attribute: @code{margin-right}
292 @itemx Optional attribute: @code{margin-top}
293 @itemx Optional attribute: @code{margin-bottom}
294 Margin sizes in the form @code{@var{size}in}, e.g.@: @code{0.25in}.
295
296 @item Optional attribute: @code{paper-height}
297 @itemx Optional attribute: @code{paper-width}
298 Paper sizes in the form @code{@var{size}in}, e.g.@: @code{8.5in} by
299 @code{11in} for letter paper or @code{8.267in} by @code{11.692in} for
300 A4 paper.
301
302 @item Optional attribute: @code{reference-orientation}
303 Always @code{0deg}.
304
305 @item Optional attribute: @code{space-after}
306 Always @code{12pt}.
307 @end table
308
309 @item pageHeader
310 @itemx pageFooter
311 Parent: @code{pageSetup} @*
312 Contents: @code{pageParagraph}*
313
314 No attributes.
315
316 @item pageParagraph
317 Parent: @code{pageHeader} or @code{pageFooter} @*
318 Contents: @code{text}
319
320 Text to go at the top or bottom of a page, respectively.
321
322 @item text
323 Parent: @code{pageParagraph} @*
324 Contents: [cdata]
325
326 This @code{text} element is nested inside a @code{pageParagraph}.  There
327 is a different @code{text} element that is nested inside a
328 @code{container}.
329
330 The element is either empty, or contains cdata that holds almost-XHTML
331 text: in the corpus, either an @code{html} or @code{p} element.  It is
332 @emph{almost}-XHTML because the @code{html} element designates the
333 default namespace as
334 @code{http://xml.spss.com/spss/viewer/viewer-tree} instead of an XHTML
335 namespace.
336
337 The cdata can contain substitution variables: @code{&[Page]} for the
338 page number and @code{&[PageTitle]} for the page title.
339
340 Typical contents (indented for clarity):
341
342 @example
343 <html xmlns="http://xml.spss.com/spss/viewer/viewer-tree">
344     <head></head>
345     <body>
346         <p style="text-align:right; margin-top: 0">Page &[Page]</p>
347     </body>
348 </html>
349 @end example
350
351 @table @asis
352 @item Required attribute: @code{type}
353 Always @code{text}.
354 @end table
355 @end table
356
357 @node SPV Light Detail Member Format
358 @subsection Light Detail Member Format
359
360 A ``light'' detail member @file{.bin} consists of a number of sections
361 concatenated together, terminated by a byte 01:
362
363 @example
364 light-member := header title styles dimensions data 01
365 @end example
366
367 The first section is a 0x27-byte header:
368
369 @example
370 header := 01 00 version 01 (00 | 01) byte*21 00 00 table-id byte*4
371 version := i1 | i3
372 table-id := int
373 @end example
374
375 @code{header} includes @code{version}, a version number that affects
376 the interpretation of some of the other data in the member.  We will
377 refer to ``version 1'' and ``version 3'' members later on.  It also
378 @code{table-id} is a binary version of @code{tableId} attribute in the
379 structure member that refers to the detail member.  For example, if
380 @code{tableId} is @code{-4154297861994971133}, then @code{table-id}
381 would be 0xdca00003.  The meaning of the other variable parts of the
382 header is not known.
383
384 @example
385 title := value 01?              /* @r{localized title} */
386          value 01? 31           /* @r{subtype} */
387          value 01? 00? 58       /* @r{locale-invariant title} */
388          (31 value | 58)        /* @r{caption} */
389          int[n] footnote*[n]    /* @r{footnotes} */
390 footnote := value (31 value | 58) byte*4
391 @end example
392
393 @example
394 styles := 00 font*8
395           int[x1] byte*[x1]
396           int[x2] byte*[x2]
397           int[x3] byte*[x3]
398           int[x4] int*[x4]
399           string[encoding]
400           (i0 | i-1) (00 | 01) 00 (00 | 01)
401           int
402           byte[decimal] byte[grouping]
403           int[x5] string*[x5]    /* @r{custom currency} */
404           int[x6] byte*[x6]
405 @end example
406
407 In every example in the corpus, @code{x1} is 240.  The meaning of the
408 bytes that follow it is unknown.
409
410 In every example in the corpus, @code{x2} is 18 and the bytes that
411 follow it are @code{00 00 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 02 00 00 00
412 00}.  The meaning of these bytes is unknown.
413
414 Observed values of @code{x3} vary from 16 to 150.  The bytes that
415 follow it vary somewhat.
416
417 Observed values of @code{x4} vary from 0 to 17.  Out of 7060 examples
418 in the corpus, it is nonzero only 36 times.
419
420 @code{encoding} is a character encoding, usually a Windows code page
421 such as @code{en_US.windows-1252} or @code{it_IT.windows-1252}.  The
422 encoding string is itself encoded in US-ASCII.  The rest of the
423 character strings in the file use this encoding.
424
425 @code{decimal} is the decimal point character.  The observed values
426 are @samp{.} and @samp{,}.
427
428 @code{grouping} is the grouping character.  The observed values are
429 @samp{,}, @samp{.}, @samp{'}, @samp{ }, and zero (presumably
430 indicating that digits should not be grouped).
431
432 @code{x5} is observed as either 0 or 5.  When it is 5, the following
433 strings are CCA through CCE format strings.  Most commonly these are
434 all @code{-,,,} but other strings occur.
435
436 @example
437 font := byte[index] 31 string[typeface]
438         00 00
439         (10 | 20 | 40 | 50 | 70 | 80)[f1]
440         41
441         (i0 | i1 | i2)[f2]
442         00
443         (i0 | i2 | i64173)[f3]
444         (i0 | i1 | i2 | i3)[f4]
445         string[fgcolor] string[bgcolor]
446         i0 i0 00
447         (v3: int[f5] int[f6] int[f7] int[f8])
448 @end example
449
450 Each @code{font}, in order, represents the font style for a different
451 element: title, caption, footnote, row labels, column labels, corner
452 labels, data, and layers.
453
454 @code{index} is the 1-based index of the @code{font}, i.e. 1 for the
455 first @code{font}, through 8 for the final @code{font}.
456
457 @code{typeface} is the string name of the font.  In the corpus, this
458 is @code{SansSerif} in over 99% of instances and @code{Times New
459 Roman} in the rest.
460
461 @code{fgcolor} and @code{bgcolor} are the foreground color and
462 background color, respectively.  In the corpus, these are always
463 @code{#000000} and @code{#ffffff}, respectively.
464
465 The meaning of the remaining data is unknown.  It seems likely to
466 include font sizes, horizontal and vertical alignment, attributes such
467 as bold or italic, and margins.  @code{f1} is @code{40} most of the
468 time.  @code{f2} is @code{i1} most of the time for the title and
469 @code{i0} most of the time for other fonts.
470
471 The table below lists the values observed in the corpus.  When a cell
472 contains a single value, then 99+% of the corpus contains that value.
473 When a cell contains a pair of values, then the first value is seen in
474 about two-third of the corpus and the second value in about the
475 remaining one-third.  In fonts that include multiple pairs, values are
476 correlated, that is, for font 3, f5 = 24, f6 = 24, f7 = 2 appears
477 about two-thirds of the time, as does the combination of f4 = 0, f6 =
478 10 for font 7.
479
480 @example
481 font  f1  f2     f3   f4     f5    f6  f7  f8
482
483    1  40   1      0    0      8 10/11   1   8
484    2  40   0      2    1      8 10/11   1   1
485    3  40   0      2    1  24/11 24/ 8 2/3   4
486    4  40   0      2    3      8 10/11   1   1
487    5  40   0      0    1      8 10/11   1   4
488    6  40   0      2    1      8 10/11   1   4
489    7  40   0  64173  0/1      8 10/11   1   1
490    8  40   0      2    3      8 10/11   1   4
491 @end example
492
493 @example
494 dimensions := int[n-dims] dimension*[n-dims]
495 dimension := value[name]
496              byte[d1]
497              (00 | 01 | 02)[d2]
498              (i0 | i2)[d3]
499              (00 | 01)[d4]
500              (00 | 01)[d5]
501              01
502              int[d6]
503              int[n-categories] category*[n-categories]
504 @end example
505
506 @code{name} is the name of the dimension, e.g. @code{Variables},
507 @code{Statistics}, or a variable name.
508
509 @code{d1} is usually 0 but many other values have been observed.
510
511 @code{d3} is 2 over 99% of the time.
512
513 @code{d5} is 0 over 99% of the time.
514
515 @code{d6} is either -1 or the 0-based index of the dimension, e.g.@: 0
516 for the first dimension, 1 for the second, and so on.  The latter is
517 the case 98% of the time in the corpus.
518
519 @example
520 category := value[name] (terminal | group)
521 terminal-category := 00 00 00 i2 int[index] i0
522 @end example
523
524 @code{name} is the name of the category (or group).
525
526 @code{category} can represent a terminal category.  In that case,
527 @code{index} is a nonnegative integer less than @code{n-categories} in
528 the @code{dimension} in which the @code{category} is nested (directly
529 or indirectly).
530
531 Alternatively, @code{category} can represent a @code{group} of nested
532 categories:
533
534 @example
535 group := (00 | 01)[merge] 00 01 (i0 | i2)[data]
536          i-1 int[n-subcategories] category*[n-subcategories]
537 @end example
538
539 Ordinarily a group has some nested content, so that
540 @code{n-subcategories} is positive, but a few instances of groups with
541 @code{n-subcategories} 0 has been observed.
542
543 If @code{merge} is 00, the most common value, then the group is really
544 a distinct group that should be represented as such in the visual
545 representation and user interface.  If @code{merge} is 01, however,
546 the categories in this group should be shown and treated as if they
547 were direct children of the group's parent group (or if it has no
548 parent group, then direct children of the dimension), and this group's
549 name is irrelevant and should not be displayed.  (Merged groups can be
550 nested!)
551
552 @code{data} appears to be i2 when all of the categories within a group
553 are terminal categories that directly represent data values for a
554 variable (e.g. in a frequency table or crosstabulation, a group of
555 values in a variable being tabulated) and i0 otherwise, but this might
556 be naive.
557
558 @example
559 data := int[layers] int[rows] int[columns] int*[n-dimensions]
560 @end example
561
562 The values of @code{layers}, @code{rows}, and @code{columns} each
563 specifies the number of dimensions represented in layers or rows or
564 columns, respectively, and their values sum to the number of
565 dimensions.
566
567 The @code{n-dimensions} integers are a permutation of the 0-based
568 dimension numbers.  The first @code{layers} of them specify each of
569 the dimensions represented by layers, the next @code{rows} of them
570 specify the dimensions represented by rows, and the final
571 @code{columns} of them specify the dimensions represented by columns.
572 When there is more than one dimension of a given kind, the inner
573 dimensions are given first.