🧠 Simulação da Pipeline do CPython

Este projeto tem como objetivo aprofundar os estudos sobre o que acontece em baixo nível quando um script Python é executado.

A simulação cobre desde o processo de tokenização até a geração de bytecode, oferecendo uma visão didática da pipeline de execução. Questões mais avançadas, como o funcionamento interno da stack machine do Python ou a conversão final para código de máquina, não são abordadas neste momento.

📌 Código-fonte analisado: print(3 + 4)

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🛠️ Ferramentas Utilizadas

• Python 3.12
• Interpretador CPython
• Bibliotecas da standard library que expõem a camada de baixo nível:
  • tokenize: usada para entender como o Python separa os tokens
  • dis: usada para visualizar os bytecodes gerados após a AST

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🗂️ Estrutura do Projeto

📁 /compilacao

• lexer.py: utiliza o módulo tokenize para gerar strings de tokens
• parser.py + ast_node.py: responsáveis pela construção da AST (Abstract Syntax Tree).
  • ast_node.py define os nós da árvore
  • parser.py monta a árvore a partir dos tokens
• bytecode.py: contém as instruções compreendidas pela VM simulada
• compiler.py: faz a compilação da AST em bytecode

📁 /maquina_virtual

• vm.py: simula uma máquina virtual Python que interpreta os bytecodes e executa as operações

📁 /exemplos

• Scripts de exemplo que mostram como visualizar bytecodes e tokens gerados pelo CPython

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🧩 Conceitos Importantes

• A recursão é essencial para a construção da AST. O CPython percorre os tokens recursivamente para gerar os nós da árvore sintática.
• A PVM (Python Virtual Machine) funciona como um grande loop switch/case que interpreta opcodes, empilha e desempilha valores na stack.

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📝 Observações

Este projeto busca entender melhor como o CPython realiza seu trabalho por trás dos panos. Existem outros interpretadores como o PyPy (que utiliza JIT), Jython, entre outros — que não foram abordados aqui.

Futuramente, pretendo estudar esses outros interpretadores para realizar comparações mais técnicas com o CPython.