Programacion paralela en C : Memoria compartida

Si el otro día hablábamos de los inicios en programación paralela, hoy os vengo a hablar del paso de datos cuando realizamos un programa con varios procesos. Como repaso del otro día podemos decir que hay dos tipos de intercambio de datos, memoria compartida ( todos acceden a la misma posición de memoria) y paso de mensajes (se envía los datos a un proceso en concreto).

¿Qué es la memoria compartida?

Cuando nosotros creamos un proceso, se reserva una zona de memoria con acceso exclusivo para nuestro proceso, de tal manera que si otro proceso quiere acceder a esta zona de memoria, generalmente nos dará un error. El error suele aparecer con cierta frecuencia cuando no manejamos bien los punteros en C y es el famoso segmentation fault.

Sin embargo hay una manera de indicarle al sistema operativo, que esa zona de memoria sí va a poder ser accedida por varios procesos. Para ello tenemos que utilizar una función especial, no nos valen las funciones de reserva de memoria dinámica habituales (malloc y calloc).

Para ello vamos a utilizar las funciones del tipo shm, abreviatura de Shared Memory (memoria compartida):

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/shm.h> //Memoria compartida
#include <sys/ipc.h>
#include <string.h>

#define TAM 1024

int main(){
    int pid,memoriaID;
    char *punteroAMemoriaCompartida = NULL;
    puts("Vamos a usar memoria compartida con varios procesos");
    
    if((memoriaID = shmget(1315511,TAM,0664|IPC_CREAT))==-1) { //El primer valor es un identificador unico, puede dar problemas
        fprintf(stderr,"Error al reservar la memoria");
    } //Creo la memoria compartida
    
    pid = fork();
    switch(pid) {
        case -1:
            fprintf(stderr,"Error al hacer el fork");
        break;
        case 0: //El hijo
            punteroAMemoriaCompartida = shmat(memoriaID,(void *)0,0); //Asociacion
            puts("Soy el hijo");
            strcpy(punteroAMemoriaCompartida,"Somos Binarios");
        break;
        default:
            sleep(5); //Se explicara mas adelante
            punteroAMemoriaCompartida = shmat(memoriaID,NULL,0); //Asociacion
            puts("Soy el padre");
            printf("Texto en memoria compartida: %s\n",punteroAMemoriaCompartida);
            
            shmdt(&punteroAMemoriaCompartida); //Desasociacion
            if(shmctl(memoriaID,IPC_RMID,NULL)==-1){
                fprintf(stderr,"Error al liberar la memoria");
            }
        break;          
    }   
    return 0;
}

Con este código, vemos como se reserva una zona de memoria compartida (hay un pequeño “truco” con el sleep que más adelante será comentado). En este caso el hijo escribe Somos Binarios en memoria compartida y el padre lo lee y lo muestra por pantalla: