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Ein '''Zwischencode''' – im weitesten Sinne auch '''Zwischensprache''' genannt – ist der [[Programmcode]], der im Verlauf eines [[Compiler|Übersetzungsprozesses]] auf einer [[Abstraktion]]sebene zwischen der höheren Ausgangs[[Programmiersprache|sprache]] und der in der Regel maschinennahen Zielsprache generiert wird. Es handelt sich in erster Linie um einen im [[Compilerbau]] etablierten konzeptionellen Zwischenschritt, der nicht immer mit der Erzeugung von Produkten verbunden ist.

== Geschichte ==
[[Martin Richards (Informatiker)|Martin Richards]] entwickelte in den späten 1960er Jahren für seine Programmiersprache [[Basic Combined Programming Language|BCPL]], den Vorläufer von [[C (Programmiersprache)|C]] und [[C++]], einen Zwischencode namens O-Code (O für [[Objektcode]]), der den eigentlichen [[Compiler]] maschinenunabhängig machte. Dies ermöglichte die leichte [[Portierung (Software)|Portierung]] dieses Compilers auf unterschiedliche [[Prozessor]]en. Der O-Code konnte dann [[interpreter|interpretiert]] oder in maschinenspezifischen Code übersetzt werden.

Die [[UCSD Pascal|UCSD-Pascal]]-Umgebungen aus den späten 1970er Jahren verwendeten [[p-Code]]. Der Versuch, vollständig [[Plattformunabhängigkeit|portable]] [[Computerprogramm]]e auf Basis eines interpretierten [[Bytecode]]s zu ermöglichen, scheiterte jedoch weitgehend aufgrund der geringen Geschwindigkeit der damaligen [[Computer]]systeme – man konnte und wollte sich zu dieser Zeit Verlangsamung durch die zusätzliche Indirektion nicht leisten.

== Vorteile ==
Es kann vorteilhaft sein, nicht direkt Code für den Prozessor des [[Laufzeitsystem]]s zu erzeugen, sondern zunächst nur Zwischencode für einen idealen (bzw. virtuellen) Prozessor, der oft nur durch [[Software]] simuliert wird. Gründe können u. a. sein:
* Portabilität bzw. Plattformunabhängigkeit (siehe auch [[Java VM]])
* Vereinfachung des Übersetzungsprozesses (siehe auch [[p-Code]]),
* allgemeine Optimierungen ([[Effizienz (Informatik)|effizienz]]<nowiki></nowiki>steigernde Codetransformationen) können bereits auf dem Zwischencode vorgenommen werden,
* der Zielprozessor ist noch nicht bequem genug zu programmieren, z. B. weil man gerne [[Gleitkommaoperation|Gleitkommabefehle]] hätte, der Prozessor aber keine [[Gleitkommaeinheit|FPU]] besitzt – ein weiterer Übersetzungsschritt fügt dann Code ein, der diese Befehle mit den vorhandenen Ganzzahlbefehlen simuliert.

== Static Single Assignment ==
Eine spezielle Klasse von Zwischencode ist die {{lang|en|'''Static-Single-Assignment'''}}-Darstellung (auch ''Static Single Assignment Form'', abgekürzt ''SSA''). Sie zeichnet sich dadurch aus, dass im Zwischencode jeder [[Variable (Programmierung)|Variable]]n nur einmal ein Wert [[Zuweisung|zugewiesen]] wird. Dadurch werden [[Datenabhängigkeit]]en zwischen Befehlen explizit dargestellt, was für viele Optimierungen von Vorteil ist. Die SSA-Darstellung ist im Allgemeinen nur mit Hilfe von [[Phi-Funktion (Compilerbau)|Phi-Funktionen]] möglich. Die Quellprogramme vieler Programmiersprachen lassen sich ohne größeren Aufwand in eine SSA-Darstellung transformieren. Viele moderne Compiler – darunter die Compiler der [[GNU Compiler Collection]] – verwenden daher SSA-basierten Zwischencode.
Beispiel:

Originalcode:

y:= 1
y:= 2
x:= y

Zwischencode:

y1 := 1
y2 := 2
x1 := y2

== Sprachen ==
Obwohl C nicht als Zwischencode gedacht war, wurde es eine populäre Zwischensprache, da es eine Abstraktion von [[Assemblersprache|Assembler]] und wegen seiner allgemeinen Verfügbarkeit auch die De-facto-Systemsprache von [[Unixoides System|unixartigen]] und anderen [[Betriebssystem]]en ist. So wird C u. a. von folgenden Sprachen als Zwischencode benutzt: [[Eiffel (Programmiersprache)|Eiffel]], [[Sather]], [[Esterel (Programmiersprache)|Esterel]], einige [[Lisp]]-Dialekte ([[Lush (Programmiersprache)|Lush]], [[Scheme#Implementierungen und Entwicklungswerkzeuge|Gambit]]), [[Haskell (Programmiersprache)|Haskell]] ([[Haskell (Programmiersprache)#Implementierungen|Glasgow Haskell Compiler]]), [[Squeak|Squeaks]] Smalltalk-subset Slang, [[Cython]], [[Seed7]], [[Vala (Programmiersprache)|Vala]]. Einige Varianten von C wurden entwickelt, um aus C eine bessere portable [[Assemblersprache]] zu machen: [[C−−]] und [[C Intermediate Language]].

[[Microsoft]]s [[Common Intermediate Language]] ist ein Zwischencode, der von allen [[.Net-Framework]]-Compilern benutzt wird, bevor er statisch oder dynamisch weiter zu [[Maschinencode]] kompiliert wird.

Die [[GNU Compiler Collection]]  (GCC) benutzt intern mehrere Zwischencodes, um die Portabilität und [[Cross-Compiler|Cross-Compilation]] zu unterstützen. Zu diesen Sprachen gehören
* die historische [[GNU Compiler Collection #Backend|Register Transfer Language]] (RTL)
* das sprachunabhängige Baumformat [[GNU Compiler Collection #Frontends|GENERIC]]
* das [[#Static Single Assignment|SSA]]-basierte [[GNU Compiler Collection#Frontends|GIMPLE]].

Die meisten Zwischencodesprachen wurden für [[Statische Typisierung|statisch typisiert]]e Sprachen entwickelt. Im Unterschied dazu wurde [[Parrot]] zur Unterstützung der [[Dynamische Typisierung|dynamisch typisierten]] Sprachen [[Perl (Programmiersprache)|Perl]] und [[Python (Programmiersprache)|Python]] entwickelt.

== Siehe auch ==
* [[Warren’s Abstract Machine]], eine virtuelle Maschine für Prolog
* [[Virtualisierung (Informatik)|Virtualisierung]]

[[Kategorie:Compilerbau]]

Zwischencode - Versionsgeschichte

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