Как на самом деле Grand Central Dispatch использует операционную систему?

Это библиотека, но есть некоторые оптимизации ядра, позволяющие управлять на уровне системы. В частности, происходит то, что существует дополнительный интерфейс pthread_workqueue, который позволяет GCD сообщать ядру, что он хочет, чтобы поток выполнял некоторую конкретную функцию, но на самом деле не запускает поток (в основном это продолжение). В этот момент ядро ​​может выбрать запуск этого продолжения или нет в зависимости от загрузки системы.

Итак, да, существует глобальная общесистемная инфраструктура, которая управляет потоками GCD в ядре, и второй ответ правильный. Ошибка, которую вы делаете, состоит в том, что вы думаете, что там происходит синхронизация, которая будет чего-то стоить. Планировщик будет работать независимо от того, что сделал GCD, используется новый интерфейс, который позволяет планировщику не только решать, запускать ли потоки на основе их относительного приоритета, но и следует ли создавать или уничтожать потоки как хорошо.

Это (значительная) оптимизация, но она не является строго необходимой, и порт FreeBSD на самом деле не поддерживает общесистемные вещи. Если вы хотите посмотреть на фактические интерфейсы, вот pthread_workqueue.h, реализация находится в pthread от Apple .c, и вы можете увидеть точку входа в заглушку, которую ядро ​​использует для запуска рабочих очередей в своих asm-заглушках в start_wqthread.s. Вы также можете ползти через xnu, чтобы увидеть, как он вызывает заглушку, если вы действительно хотите.