中端（compiler middle end）

假設前端交給你一份正確但天真的程式描述——每一個乘法、每一次多餘的載入，都照字面寫著。通常有快得多的方式算出同樣的答案。中端就是編譯器中專門尋找這些「更快但等價」版本的部分。用白話講，它就是最佳化器。

中端完全在中介表示法（IR）上工作，從不碰原始文字或機器指令。它組織成一連串的 pass，每個 pass 是一個自成一體的轉換：一個摺疊常數、一個刪除死碼、一個把工作搬出迴圈、一個內聯小函式。pass 在管線中執行並互相餵料——內聯一個函式會暴露出新的可摺疊常數、摺疊常數又暴露出新的死碼——所以最佳化器會反覆繞行它的 pass，持續尋找機會。整個工作受一條規則約束：每次改寫都必須保留程式的可觀察行為。最佳化器可以改變答案如何被算出，但絕不改變答案本身（這就是 as-if 規則）。

它重要在於：這是 -O2 下你大部分速度的來源，也是令人意外的行為所在：中端會「刪除」程式碼、「重排」程式碼，並積極利用前端給出的承諾——你的程式沒有未定義行為。因為它與語言、目標都無關，一個好的中端（如 LLVM 的）能服務多種語言與多種晶片。一個提醒：更多 pass 不一定產生更快的程式碼——最佳化器用啟發式估計成本，它可能猜錯，這正是為什麼「量測」勝過「假設」。