Mellanrepresentationen

Mellanrepresentationen, ofta förkortat IR, är en abstrakt kodform som används av en kompilator mellan front-endens syntaktiska och semantiska analys och back-endens maskinnära kodgenerering. Genom att använda IR kan kompilatorn analysera och optimera program oberoende av det specifika högnivåspråket och av den slutliga maskinarkitekturen. IR gör det också lättare att byta ut eller förbättra delar av kompilatorn utan att påverka hela kedjan.

I praktiken förekommer IR i olika former, bland annat som kontrollflödesgrafer (CFG), tre-adresskod eller i form av SSA-form (Static Single Assignment). SSA-form förenklar dataflödesanalys och optimeringar genom att varje variabel tilldelas exakt en gång. Många moderna kompilatorer använder en plattformsspecifik IR men behåller en gemensam mellanrepresentation för att möjliggöra portabilitet och återanvändbara optimeringspass.

Exempel på verkliga IR inkluderar LLVM IR, som används i LLVM-kompilatorn, samt GCCs GIMPLE och RTL. Andra språk-IR som ofta betraktas som IR är Java bytecode i JVM-sammanhang och WebAssembly i moderna webbramar. Dessa IR-nivåer balanserar detaljeringsgrad och analysmöjligheter, och de ger en gemensam grund för optimeringar som konstantfällning, död kod borttagning, loopoptimering, inline-funktioner och registerallokering.

Designvalen för en IR innebär avvägningar mellan abstraktionsnivå, analysprecision och prestanda, liksom hur väl semantiken från källspråket bevaras genom översättningen till maskinkod. En väl utformad IR är språkneutral, lätt att analysera och tillräckligt detaljerad för att generera effektiva målmaskinkoder.