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# macOS GCD - Grand Central Dispatch

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## Información Básica

**Grand Central Dispatch (GCD),** también conocido como **libdispatch**, está disponible tanto en macOS como en iOS. Es una tecnología desarrollada por Apple para optimizar el soporte de aplicaciones para la ejecución concurrente (multihilo) en hardware multicore.

**GCD** proporciona y gestiona **colas FIFO** a las que tu aplicación puede **enviar tareas** en forma de **objetos de bloque**. Los bloques enviados a las colas de despacho son **ejecutados en un grupo de hilos** completamente gestionado por el sistema. GCD crea automáticamente hilos para ejecutar las tareas en las colas de despacho y programa esas tareas para que se ejecuten en los núcleos disponibles.

{% hint style="success" %}
En resumen, para ejecutar código en **paralelo**, los procesos pueden enviar **bloques de código a GCD**, que se encargará de su ejecución. Por lo tanto, los procesos no crean nuevos hilos; **GCD ejecuta el código dado con su propio grupo de hilos**.
{% endhint %}

Esto es muy útil para gestionar la ejecución paralela con éxito, reduciendo en gran medida el número de hilos que crean los procesos y optimizando la ejecución paralela. Esto es ideal para tareas que requieren **gran paralelismo** (¿fuerza bruta?) o para tareas que no deberían bloquear el hilo principal: Por ejemplo, el hilo principal en iOS maneja las interacciones de la UI, así que cualquier otra funcionalidad que pudiera hacer que la aplicación se cuelgue (buscar, acceder a una web, leer un archivo...) se gestiona de esta manera.

## Objective-C

En Objective-C hay diferentes funciones para enviar un bloque para ser ejecutado en paralelo:

* [**dispatch\_async**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1453057-dispatch\_async): Envía un bloque para ejecución asincrónica en una cola de despacho y retorna inmediatamente.
* [**dispatch\_sync**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1452870-dispatch\_sync): Envía un objeto de bloque para ejecución y retorna después de que ese bloque termine de ejecutarse.
* [**dispatch\_once**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1447169-dispatch\_once): Ejecuta un objeto de bloque solo una vez durante la vida de una aplicación.
* [**dispatch\_async\_and\_wait**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/3191901-dispatch\_async\_and\_wait): Envía un elemento de trabajo para ejecución y retorna solo después de que termine de ejecutarse. A diferencia de [**`dispatch_sync`**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1452870-dispatch\_sync), esta función respeta todos los atributos de la cola cuando ejecuta el bloque.

Estas funciones esperan estos parámetros: [**`dispatch_queue_t`**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/dispatch\_queue\_t) **`queue,`** [**`dispatch_block_t`**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/dispatch\_block\_t) **`block`**

Esta es la **estructura de un Bloque**:
```c
struct Block {
void *isa; // NSConcreteStackBlock,...
int flags;
int reserved;
void *invoke;
struct BlockDescriptor *descriptor;
// captured variables go here
};
```
Y este es un ejemplo de uso de **paralelismo** con **`dispatch_async`**:
```objectivec
#import <Foundation/Foundation.h>

// Define a block
void (^backgroundTask)(void) = ^{
// Code to be executed in the background
for (int i = 0; i < 10; i++) {
NSLog(@"Background task %d", i);
sleep(1);  // Simulate a long-running task
}
};

int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// Create a dispatch queue
dispatch_queue_t backgroundQueue = dispatch_queue_create("com.example.backgroundQueue", NULL);

// Submit the block to the queue for asynchronous execution
dispatch_async(backgroundQueue, backgroundTask);

// Continue with other work on the main queue or thread
for (int i = 0; i < 10; i++) {
NSLog(@"Main task %d", i);
sleep(1);  // Simulate a long-running task
}
}
return 0;
}
```
## Swift

**`libswiftDispatch`** es una biblioteca que proporciona **enlaces Swift** al framework Grand Central Dispatch (GCD), que originalmente está escrito en C.
La biblioteca **`libswiftDispatch`** envuelve las APIs de GCD en C en una interfaz más amigable para Swift, facilitando y haciéndolo más intuitivo para los desarrolladores de Swift trabajar con GCD.

* **`DispatchQueue.global().sync{ ... }`**
* **`DispatchQueue.global().async{ ... }`**
* **`let onceToken = DispatchOnce(); onceToken.perform { ... }`**
* **`async await`**
* **`var (data, response) = await URLSession.shared.data(from: URL(string: "https://api.example.com/getData"))`**

**Ejemplo de código**:
```swift
import Foundation

// Define a closure (the Swift equivalent of a block)
let backgroundTask: () -> Void = {
for i in 0..<10 {
print("Background task \(i)")
sleep(1)  // Simulate a long-running task
}
}

// Entry point
autoreleasepool {
// Create a dispatch queue
let backgroundQueue = DispatchQueue(label: "com.example.backgroundQueue")

// Submit the closure to the queue for asynchronous execution
backgroundQueue.async(execute: backgroundTask)

// Continue with other work on the main queue
for i in 0..<10 {
print("Main task \(i)")
sleep(1)  // Simulate a long-running task
}
}
```
## Frida

El siguiente script de Frida puede ser utilizado para **engancharse a varias funciones de `dispatch`** y extraer el nombre de la cola, el backtrace y el bloque: [**https://github.com/seemoo-lab/frida-scripts/blob/main/scripts/libdispatch.js**](https://github.com/seemoo-lab/frida-scripts/blob/main/scripts/libdispatch.js)
```bash
frida -U <prog_name> -l libdispatch.js

dispatch_sync
Calling queue: com.apple.UIKit._UIReusePool.reuseSetAccess
Callback function: 0x19e3a6488 UIKitCore!__26-[_UIReusePool addObject:]_block_invoke
Backtrace:
0x19e3a6460 UIKitCore!-[_UIReusePool addObject:]
0x19e3a5db8 UIKitCore!-[UIGraphicsRenderer _enqueueContextForReuse:]
0x19e3a57fc UIKitCore!+[UIGraphicsRenderer _destroyCGContext:withRenderer:]
[...]
```
## Ghidra

Actualmente Ghidra no entiende ni la estructura **`dispatch_block_t`** de ObjectiveC, ni la **`swift_dispatch_block`**.

Así que si quieres que las entienda, podrías simplemente **declararlas**:

<figure><img src="../../.gitbook/assets/image (688).png" alt="" width="563"><figcaption></figcaption></figure>

<figure><img src="../../.gitbook/assets/image (690).png" alt="" width="563"><figcaption></figcaption></figure>

<figure><img src="../../.gitbook/assets/image (691).png" alt="" width="563"><figcaption></figcaption></figure>

Luego, encuentra un lugar en el código donde se **utilicen**:

{% hint style="success" %}
Toma nota de todas las referencias hechas a "block" para entender cómo podrías descubrir que la estructura se está utilizando.
{% endhint %}

<figure><img src="../../.gitbook/assets/image (692).png" alt="" width="563"><figcaption></figcaption></figure>

Haz clic derecho en la variable -> Retype Variable y selecciona en este caso **`swift_dispatch_block`**:

<figure><img src="../../.gitbook/assets/image (693).png" alt="" width="563"><figcaption></figcaption></figure>

Ghidra reescribirá automáticamente todo:

<figure><img src="../../.gitbook/assets/image (694).png" alt="" width="563"><figcaption></figcaption></figure>

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