การแสดงผลระดับกลาง ( IR ) คือโครงสร้างข้อมูลหรือรหัสที่ใช้ภายในโดยคอมไพเลอร์หรือเครื่องเสมือนเพื่อแสดงรหัสต้นฉบับ IR ถูกออกแบบมาเพื่อให้เอื้อต่อการประมวลผลเพิ่มเติม เช่นการเพิ่มประสิทธิภาพและการแปล [ ^{1 ] IR}ที่ "ดี" ต้องมีความถูกต้องแม่นยำ – สามารถแสดงรหัสต้นฉบับได้โดยไม่สูญเสียข้อมูล^{[ 2 ]} – และเป็นอิสระจากภาษาต้นฉบับหรือภาษาเป้าหมายใดๆ^{[ 1 ]} IR อาจมีได้หลายรูปแบบ: โครงสร้างข้อมูล ในหน่วยความจำ หรือรหัสแบบทูเปิลหรือสแต็ก พิเศษ ที่โปรแกรมสามารถอ่านได้^{[ 3 ]}ในกรณีหลังนี้ เรียกอีกอย่างว่าภาษา ระดับกลาง

ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือคอมไพเลอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ เช่นตัวแปลภาษา CPythonจะแปลงข้อความเชิงเส้นที่มนุษย์อ่านได้ซึ่งแสดงถึงโปรแกรม ให้เป็นโครงสร้างกราฟ ระดับกลาง ที่ช่วยให้สามารถวิเคราะห์การไหลและจัดเรียงใหม่ก่อนการประมวลผล การใช้การแสดงผลระดับกลางเช่นนี้ทำให้ระบบคอมไพเลอร์ เช่นGNU Compiler CollectionและLLVMสามารถใช้งานได้กับภาษาต้นฉบับที่แตกต่างกันมากมาย เพื่อสร้างโค้ด สำหรับ สถาปัตยกรรม เป้าหมาย ที่ หลากหลาย

ภาษาตัวกลางคือภาษาของเครื่องจักรนามธรรมที่ออกแบบมาเพื่อช่วยในการวิเคราะห์โปรแกรมคอมพิวเตอร์คำนี้มาจากวิธีการใช้ในคอมไพเลอร์ซึ่งรหัสต้นฉบับของโปรแกรมจะถูกแปลงเป็นรูปแบบที่เหมาะสมกว่าสำหรับการปรับปรุงรหัสก่อนที่จะนำไปใช้สร้าง รหัส วัตถุหรือ รหัส เครื่อง สำหรับเครื่องเป้าหมาย การออกแบบภาษาตัวกลางโดยทั่วไปจะแตกต่างจาก ภาษาเครื่องที่ใช้งานได้จริงในสามประการพื้นฐาน:

• คำสั่งแต่ละคำสั่งแสดงถึงการดำเนินการพื้นฐานเพียงอย่างเดียว ตัวอย่างเช่นโหมดการกำหนดแอดเดรสแบบ "shift-add" ซึ่งพบได้ทั่วไปในไมโครโปรเซสเซอร์นั้นไม่มีอยู่ในคำสั่งนี้
• ข้อมูล เกี่ยวกับการควบคุมการไหลของโปรแกรมอาจไม่รวมอยู่ในชุดคำสั่ง
• จำนวนรีจิสเตอร์ของโปรเซสเซอร์ที่มีอยู่อาจมีจำนวนมาก หรืออาจไม่มีขีดจำกัด

รูปแบบที่นิยมใช้สำหรับภาษาขั้นกลางคือรหัสสามที่อยู่

คำนี้ยังใช้เพื่ออ้างถึงภาษาที่ใช้เป็นตัวกลางโดยภาษาโปรแกรมระดับสูง บางภาษา ซึ่งไม่ได้สร้างโค้ดวัตถุหรือโค้ดเครื่องเอง แต่สร้างเฉพาะภาษาตัวกลางเท่านั้น ภาษาตัวกลางนี้จะถูกส่งไปยังคอมไพเลอร์สำหรับภาษานั้นๆ ซึ่งจะสร้างโค้ดวัตถุหรือโค้ดเครื่องที่เสร็จสมบูรณ์ออกมา โดยปกติแล้วจะทำเช่นนี้เพื่อลดความยุ่งยากในกระบวนการปรับแต่งหรือเพื่อเพิ่มความสามารถในการพกพาโดยใช้ภาษาตัวกลางที่มีคอมไพเลอร์สำหรับโปรเซสเซอร์และระบบปฏิบัติการ หลายระบบ เช่น ภาษา Cภาษาที่ใช้สำหรับกรณีนี้มีความซับซ้อนอยู่ระหว่างภาษาโปรแกรมระดับสูงและ ภาษาโปรแกรม ระดับต่ำเช่นภาษาแอสเซมบลี

แม้ว่า C จะไม่ได้ถูกออกแบบมาให้เป็นภาษาตัวกลางอย่างชัดเจน แต่ธรรมชาติของC ในฐานะที่เป็นนามธรรมของภาษา แอสเซมบลีและความแพร่หลายในฐานะภาษาระบบมาตรฐาน ในระบบ ปฏิบัติการ แบบ Unixและระบบปฏิบัติการอื่นๆ ทำให้มันกลายเป็นภาษาตัวกลางที่ได้รับความนิยม ตัวอย่างเช่นEiffel , Sather , Esterel , ภาษา Lisp บางสำเนียง ( Lush , Gambit ), Slang ซึ่งเป็นส่วนย่อยของ Smalltalk ใน Squeak, Nim , Cython , SystemTap , Vala , V และอื่นๆ ต่างก็ใช้ C เป็นภาษาตัวกลาง นอกจากนี้ยังมีการออกแบบ C เวอร์ชันต่างๆ เพื่อให้มีคุณสมบัติของ C ในฐานะภาษาแอสเซมบลี แบบพกพาได้ เช่นC--และC Intermediate Language

ภาษาใดๆ ที่กำหนดเป้าหมายไปยังเครื่องเสมือนหรือเครื่อง p-codeสามารถถือว่าเป็นภาษาตัวกลางได้:

• ไบต์โค้ด Java
• ภาษา Common Intermediate Language ( CIL ) ของ Microsoft เป็นภาษาระดับกลางที่ออกแบบมาเพื่อให้คอมไพเลอร์ทั้งหมดสำหรับ.NET Frameworkใช้ร่วมกัน ก่อนที่จะทำการคอมไพล์แบบคงที่หรือแบบไดนามิกเป็นโค้ดเครื่องจักร
• ในขณะที่ภาษาตัวกลางส่วนใหญ่ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับภาษาที่มีการกำหนดประเภทข้อมูลแบบคงที่ แต่ภาษาตัวกลาง Parrotถูกออกแบบมาเพื่อรองรับภาษาที่มีการกำหนดประเภทข้อมูลแบบไดนามิก ซึ่งในเบื้องต้นคือ Perl และ Python
• TIMIเป็นมาตรฐานที่ใช้โดยคอมไพเลอร์บนแพลตฟอร์มIBM i
• รหัส OสำหรับBCPL
• โค้ดMATLAB ที่คอมไพล์ไว้ล่วงหน้า
• รหัสพีของ Microsoft
• รหัส p ของปาสคาล

ชุดคอมไพเลอร์ GNU (GCC) ใช้ภาษาตัวกลางหลายภาษาภายในเพื่อลดความซับซ้อนในการพกพาและการคอมไพล์ข้ามแพลตฟอร์มภาษาเหล่านี้ได้แก่

• ภาษาการถ่ายโอนทะเบียน (RTL) ในอดีต
• ภาษาต้นไม้ทั่วไป
• GIMPLE ที่ใช้ SSAเป็นพื้นฐาน (ระดับต่ำกว่า GENERIC; เป็นอินพุตสำหรับตัวเพิ่มประสิทธิภาพส่วน ใหญ่ ; มีสัญกรณ์ "ไบต์โค้ด" ที่กระชับ)

GCC สนับสนุนการสร้าง IR เหล่านี้ ซึ่งเป็นเป้าหมายสุดท้าย:

• ชั้นกลางของ HSA
• LLVM Intermediate Representation (แปลงมาจาก GIMPLE ใน llvm-gcc ซึ่งปัจจุบันเลิกใช้งานแล้ว โดยใช้ตัวเพิ่มประสิทธิภาพและตัวสร้างโค้ดของ LLVM)

เฟรมเวิร์กคอมไพเลอร์ LLVMนั้นมีพื้นฐานมาจาก ภาษาตัวกลาง LLVM IRซึ่งการแสดงผลแบบอนุกรมไบนารีที่กระชับนั้นเรียกอีกอย่างว่า "bitcode" และได้รับการพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์โดย Apple ^{[ 4 ] [ 5 ]}เช่นเดียวกับ GIMPLE Bytecode, LLVM Bitcode มีประโยชน์ในการเพิ่มประสิทธิภาพในระหว่างการเชื่อมโยง เช่นเดียวกับ GCC, LLVM ยังกำหนดเป้าหมาย IR บางตัวที่มุ่งเน้นการแจกจ่ายโดยตรง รวมถึงPNaCl IR และSPIR ของ Google การพัฒนาเพิ่มเติมภายใน LLVM คือการใช้Multi-Level Intermediate Representation ( MLIR ) ซึ่งมีศักยภาพในการสร้างโค้ดสำหรับเป้าหมายที่แตกต่างกัน และเพื่อรวมเอาผลลัพธ์ของคอมไพเลอร์ต่างๆ เข้าด้วยกัน^{[ 6 ]}

ภาษาตัวกลาง ILOC ^{[ 7 ]}ใช้ในชั้นเรียนเกี่ยวกับการออกแบบคอมไพเลอร์เป็นภาษาเป้าหมายที่เรียบง่าย^{[ 8 ]}

เครื่องมือ วิเคราะห์แบบคงที่มักใช้การแสดงผลระดับกลาง ตัวอย่างเช่นRadare2เป็นกล่องเครื่องมือสำหรับการวิเคราะห์ไฟล์ไบนารีและการวิศวกรรมย้อนกลับ โดยใช้ภาษาระดับกลาง ESIL ^{[ 9 ]}และ REIL ^{[ 10 ]}เพื่อวิเคราะห์ไฟล์ไบนารี

• แผนผังไวยากรณ์นามธรรม  – การแสดงโครงสร้างไวยากรณ์นามธรรมของซอร์สโค้ดในรูปแบบแผนผังต้นไม้
• หนาม
• ไบต์โค้ด  – ชุดคำสั่งที่ออกแบบมาเพื่อให้โปรแกรมแปลภาษาประมวลผล
• การเขียนกราฟใหม่  – การสร้างกราฟใหม่จากกราฟที่มีอยู่เดิม
• การแปลด้วยเครื่องจักรข้ามภาษา  – ประเภทหนึ่งของการแปลด้วยเครื่องจักร
• ภาษาหลัก  – ภาษาตัวกลางระหว่างภาษาต่างๆ
• คอมไพเลอร์แบบซอร์สโค้ดต่อซอร์สโค้ด  – ตัวแปลรหัสต้นฉบับของคอมพิวเตอร์
• ตารางสัญลักษณ์  – โครงสร้างข้อมูลที่ใช้โดยโปรแกรมแปลภาษา เช่น คอมไพเลอร์หรืออินเตอร์พรีเตอร์
• การเขียนพจน์ใหม่  – การแทนที่พจน์ย่อยในสูตรด้วยพจน์อื่นหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
• อันคอล

• กลุ่ม Stanford SUIF