本RFC介紹JSIR，一種為JavaScript設計的高階中介表示（IR）：

JSIR已在Google生產環境中開發並部署，用於代碼分析與轉換的應用場景。

JSIR是開源的，代碼庫位於GitHub - google/jsir。

編譯器產業正朝向建立高階、語言專屬的中介表示發展。例如Rust與Swift編譯器會在降低至LLVM之前，先在其高階IR上執行某些分析。類似的專案還有Clang IR、Mojo與Carbon等。

為什麼JavaScript特別需要高階IR？雖然許多JavaScript工具依賴AST（如ESTree），但複雜分析需要控制流圖（CFG）與資料流分析能力，JSIR透過MLIR框架提供這些功能。

許多JavaScript工具需要輸出JavaScript代碼。

轉譯：Babel將新版JavaScript轉換為舊版以提升瀏覽器相容性。

優化：Closure Compiler優化JavaScript代碼，使其更短更快，減少下載時間並提升效能。

打包：Webpack將多個JavaScript檔案打包成單一檔案。

這些工具都需操作能回生成JavaScript的表示，因此皆以AST為基礎。

JavaScript社群擁有大量基於AST的開源工具，例如Babel提供AST遍歷與作用域工具，ESLint依賴espree提供AST與相關工具。

AST Explorer列出了眾多JavaScript AST格式，甚至有標準AST格式——ESTree。

然而，目前尚無工具提供IR而非AST的表示，JSIR正是為填補此空白而生。

JSIR在Google用於代碼分析與轉換，例如：

利用JSIR能完全還原至原始碼的能力，將Hermes字節碼反編譯回JavaScript代碼。

利用其源碼到源碼轉換能力進行JavaScript反混淆。

我們最新的論文結合Gemini大型語言模型與JSIR進行反混淆，已被ICSE 2026 SEIP軌道接受，將於2026年4月15日發表。

JSIR旨在為JavaScript社群提供公開、穩定且完整的基於IR的工具。其定義公開且穩定，且與ESTree高度對應，幾乎所有JSIR操作均有一對一的ESTree節點映射。

JSIR不適用於低階優化（例如JIT會定義更低階的IR，可能由JSIR降低而來），而是高階IR，保留所有原始碼層級資訊，支援源碼到源碼轉換與反編譯等應用。

JSIR設計目標之一是能完美將JSIR轉回JavaScript AST，實現無損的雙向轉換。

IR相較AST的關鍵優勢是能執行資料流分析，因此JSIR基於MLIR資料流分析框架，提供易於定義格與轉移函數的資料流分析框架。

JSIR的成功將證明MLIR能定義通用語言的IR，目前核心IR定義已被JSIR、ClangIR與Mojo等專案證明有效。

接下來，我們將測試更多MLIR的進階功能，例如建立資料流分析API包裝層以提升易用性，並希望將改進回饋至上游。也計畫使用並改進符號表、記憶體效應等功能，使MLIR成為未來建構任何編譯器的首選。

曾有討論是否可用MLIR表示AST，Mojo正嘗試直接解析至MLIR。

JSIR目標更進一步，打造可回升至原始碼的IR。若成功，將證明MLIR可表示AST，AST與IR的界線可能非常模糊。

若高階IR能保留AST所有資訊，則可質疑是否還需要AST。

Mojo與Carbon皆在IR上執行所有分析，顯示IR已具備取代AST的分析能力，但我們經驗顯示，開發者（尤其非編譯器專家）仍覺AST較易理解與操作。

JSIR重要目標是確保IR能準確轉回AST，配合Babel的AST到原始碼打印器，實現IR到原始碼的可逆轉換，支援源碼到源碼轉換。

內部評估數十億JavaScript樣本，AST與IR的雙向轉換成功率超過99.9%，結果與原始碼相同。

以下將說明達成高保真雙向轉換的重要設計決策。

從最簡單的直線程式碼開始，即無控制流結構的語句列表。

每個簡單的表達式或語句AST節點對應一個JSIR操作，JSIR對直線程式碼相當於AST的後序遍歷輸出。

例如以下JavaScript語句：

對應的AST可見於AST Explorer。

對應的JSIR如下：

若加上縮排，AST節點與JSIR操作的一對一映射更明顯。

將此IR轉回AST時，不能將每個操作視為獨立語句，否則每個SSA值（如%1）會變成區域變數。

但可檢測兩個語句級操作（即兩個jsir.expression_statement操作），並遞迴遍歷其使用-定義鏈。

轉換JSIR基本區塊（mlir::Block）時，事先知道其內容類型：

若區塊為語句，找到單一語句級操作並遍歷使用-定義鏈生成JsStatement AST節點。

若區塊為語句列表，找到所有語句級操作並遍歷使用-定義鏈生成JsStatement AST節點列表。

若區塊為表達式，結尾為jsir.expr_region_end (%expr)操作，遍歷%expr使用-定義鏈生成JsExpression AST節點。

若區塊為表達式列表，結尾為jsir.exprs_region_end (%e1, %e2, ...)操作，遍歷%e1, %e2等使用-定義鏈生成JsExpression AST節點列表。

JSIR區分左值與右值。例如賦值語句中，a為左值，b為右值。

AST中左值與右值表示相同，但IR中表示不同，明確表達語義差異：

左值是對物件或記憶體位置的引用；

（註：符號表示方式可能會調整。）

JSIR與AST幾乎一對一映射，為保留原始控制流結構資訊，為每種控制流結構定義獨立操作（如jshir.if_statement、jshir.while_statement等），巢狀程式區塊用MLIR區域表示。

例如if語句：

其AST與JSIR對應結構均完整保留巢狀結構，轉回AST透過標準遞迴遍歷實現。

while語句中，條件在jshir.while_statement中以區域表示，而非一般SSA值，因為條件每次迴圈都會評估，與if語句只評估一次不同。

邏輯表達式中，jshir.logical_expression的左邊是SSA值，右邊是區域，反映短路行為：左邊先評估，右邊僅在左邊為真時才評估。

JSIR提供基於MLIR資料流分析API的資料流分析API，並提升易用性：

定義JsirStateRef類封裝對AnalysisState的所有寫入，自動將依賴的WorkItem推入工作清單，使用者無需手動呼叫propagateIfChanged()。

定義JsirDataFlowAnalysis與JsirConditionalForwardDataFlowAnalysis基類，支援稀疏（附加於mlir::Value）與密集（附加於mlir::ProgramPoint）狀態分析，使用者無需撰寫兩套分析。

定義JsirGeneralCfgEdge結構統一mlir::Block間分支與區域分支，包括break與continue等早期退出，使用者無需為每個分析載入ConstantPropagation與DeadCodeAnalysis。

我們持續改進JSIR並擴大影響力，期待與MLIR社群交流想法。

目前尚未大量使用MLIR內建方言、操作與功能，未來將實際測試這些功能對通用語言的適用性。

我們相信JSIR資料流分析API的易用性改進可回饋至MLIR內建API，雖無法直接移植，但核心理念可採用，計畫另行RFC詳細討論。

我們樂意將JSIR上游至MLIR，類似WasmSSA，但實務上有幾個問題待解決：

依賴QuickJS用於常數折疊，避免重寫JavaScript語義（如ECMAScript規範中a + b涉及多步型別轉換），不確定LLVM是否接受新增此輕量JavaScript執行引擎依賴。

依賴Babel或SWC作為解析器，目前用Babel（TypeScript寫成）並透過QuickJS從C++執行，正嘗試轉向Rust寫的SWC，不確定MLIR代碼庫是否接受此依賴。

歡迎社群參與與貢獻，試用並回饋改進建議，對上述想法有興趣者也請告知！

JSIR的實現離不開眾多貢獻者的協助。

關於註解的表示，jsir代碼庫中以獨立註解欄位掛載於檔案結構中，但此方式非增量式，若在10K行檔案開頭加空白，可能導致IDE卡頓數秒。