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# macOS GCD - Grand Central Dispatch

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## Informações Básicas

**Grand Central Dispatch (GCD),** também conhecido como **libdispatch**, está disponível tanto no macOS quanto no iOS. É uma tecnologia desenvolvida pela Apple para otimizar o suporte de aplicativos para execução concorrente (multithreaded) em hardware multicore.

**GCD** fornece e gerencia **filas FIFO** para as quais seu aplicativo pode **submeter tarefas** na forma de **objetos de bloco**. Blocos submetidos às filas de despacho são **executados em um pool de threads** totalmente gerenciado pelo sistema. O GCD cria automaticamente threads para executar as tarefas nas filas de despacho e agenda essas tarefas para serem executadas nos núcleos disponíveis.

{% hint style="success" %}
Resumindo, para executar código em **paralelo**, processos podem enviar **blocos de código para o GCD**, que cuidará de sua execução. Portanto, processos não criam novas threads; **o GCD executa o código fornecido com seu próprio pool de threads**.
{% endhint %}

Isso é muito útil para gerenciar a execução paralela com sucesso, reduzindo grandemente o número de threads que os processos criam e otimizando a execução paralela. Isso é ideal para tarefas que requerem **grande paralelismo** (força bruta?) ou para tarefas que não devem bloquear a thread principal: Por exemplo, a thread principal no iOS lida com interações de UI, então qualquer outra funcionalidade que possa fazer o aplicativo travar (pesquisando, acessando a web, lendo um arquivo...) é gerenciada dessa maneira.

## Objective-C

No Objective-C existem diferentes funções para enviar um bloco para ser executado em paralelo:

* [**dispatch\_async**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1453057-dispatch\_async): Submete um bloco para execução assíncrona em uma fila de despacho e retorna imediatamente.
* [**dispatch\_sync**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1452870-dispatch\_sync): Submete um objeto de bloco para execução e retorna após esse bloco terminar de executar.
* [**dispatch\_once**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1447169-dispatch\_once): Executa um objeto de bloco apenas uma vez durante a vida útil de um aplicativo.
* [**dispatch\_async\_and\_wait**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/3191901-dispatch\_async\_and\_wait): Submete um item de trabalho para execução e retorna apenas após terminar de executar. Ao contrário de [**`dispatch_sync`**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1452870-dispatch\_sync), esta função respeita todos os atributos da fila ao executar o bloco.

Essas funções esperam estes parâmetros: [**`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 é a **estrutura de um Bloco**:
```c
struct Block {
void *isa; // NSConcreteStackBlock,...
int flags;
int reserved;
void *invoke;
struct BlockDescriptor *descriptor;
// captured variables go here
};
```
E este é um exemplo de uso de **paralelismo** com **`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`** é uma biblioteca que fornece **ligações Swift** para o framework Grand Central Dispatch (GCD), que é originalmente escrito em C.
A biblioteca **`libswiftDispatch`** encapsula as APIs do GCD em C em uma interface mais amigável para Swift, tornando mais fácil e intuitivo para desenvolvedores Swift trabalharem com o 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"))`**

**Exemplo 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

O seguinte script Frida pode ser usado para **se infiltrar em várias funções `dispatch`** e extrair o nome da fila, o backtrace e o bloco: [**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

Atualmente, o Ghidra não entende nem a estrutura **`dispatch_block_t`** do ObjectiveC, nem a **`swift_dispatch_block`**.

Então, se você quiser que ele as entenda, você pode simplesmente **declará-las**:

<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>

Depois, encontre um local no código onde elas são **usadas**:

{% hint style="success" %}
Observe todas as referências feitas a "block" para entender como você poderia descobrir que a struct está sendo usada.
{% endhint %}

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

Clique com o botão direito na variável -> Retype Variable e selecione neste caso **`swift_dispatch_block`**:

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

O Ghidra irá reescrever tudo automaticamente:

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

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