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Carbon(カーボン)は、旧来のMac OSのToolbox API(Application Programming Interface)をMac OS X用に整理・移植したAPIであり、従来のMac OS用アプリケーションをMac OS X向けに移植しやすくするために開発された。

◆ 概要

QuickTimeチームがAPIをMac OS Xに移植するために互換レイヤーを作成したものが元型となっている。それがスティーブ・ジョブズの目に留まり、汎用の互換フレームワークのアイディアとして採用された。Toolbox APIの中で明らかにレガシーなもの、あまり使われていないものを廃し、また内部構造が32bitを前提として再設計されている(Toolboxは16bitコードで、PowerPCの性能の足枷となっていた)。

Carbon APIを利用したアプリケーションのことをCarbonアプリケーションと呼ぶ。Cocoa は同じ Mac OS Xに搭載されているほぼ等価な機能をもつ API であるが、Cocoa API を使うためには Objective-C のコードを書かなければならないのに対して、Carbon API は旧来のインターフェイスを持っており C/C++ からも使うことができる。基本的にToolboxとソースコード互換を目指しており、単に移植を行なうだけであれば、それほど大きな設計変更は必要ない。

Carbonアプリケーションには、

・ 一つのバイナリでMac OS Xでも旧来のMac OSでも実行できる『PEF Carbon』

・ Mac OS X専用の『Mach-O Carbon』

の2種類が存在する。

PEFとはPrefered Executable Formatのこと。CFM(Code Fragment Manager) Carbonともいう。PEFは従来から使用されてきたフォーマットであるため新旧両方のオペレーティングシステムで動かせる。

Mach-O CarbonはMac OS X用に最適化されているのでCFM Carbonより幾分高速に動作する 。また、QuartzをはじめとするMac OS X特有のAPIを利用するためには、Mach-O形式が最も適する。このフォーマットはdyldとも呼ばれる。

Mac OS Xが普及してしばらくはCFM Carbonが大半だったが、開発環境が最適化されていくにつれてMach-O Carbonがほとんどとなってきた。(Xcodeの利用による)Mach-O化はUniversal Binary化には必須である。

※CFMやMach-OはABI (Application Binary Interface) のことで、API (Application Programming Interface) とは無関係。

Carbonにより、旧来のMac OSのアプリケーションのMac OS Xへの移植が容易になり、新旧両方のオペレーティングシステムでアプリケーションの実行が出来るため、最も普及している。CarbonアプリケーションはMac OS Xにもネイティブになり、その多大なる恩恵を受けることが出来る。

ただし、CFM Carbonのアプリケーションでも、実行にはCarbonLibと呼ばれる機能拡張書類が必要であり、これがなければ旧来のMac OSでは動作しない。逆に言えば、CarbonLibがあればMac OS 8.6から最新のMac OS X上で実行できるようになる。

CFM Carbonでは一つのプログラムで新旧両方のOSで実行できるが、CarbonLibが欠かせない。Mach-O Carbonは、一つのプログラムだけの場合、Mac OS X以外では実行できない。これらの欠点を補うため、Mac OS 9から導入されたアプリケーションパッケージを利用して一つのフォルダの中に CarbonアプリケーションとClassicアプリケーション(Mac OS 9まででしか動作しないアプリケーション)の両方を入れ、一つのアプリケーションのように見せかけ、新旧両方のOSで確実に実行できるようにすることがある。

なお、NeXTSTEP由来のCocoaは旧Mac OSのToolbox API由来のCarbonと必ずしも対立するものではない。Mac OS Xでは、CarbonベースのライブラリをラップしてCocoaアプリケーションとして実装したもの、Cocoaベースのコンポーネントが組み込まれたCarbonアプリケーションなど、様々な実装形態のソフトウェアが存在し、両APIは密接な相互依存関係にある。

◆ 現状と将来

当初のAppleの説明では、Carbonに対応したアプリケーションは、CarbonLibをインストールしたMac OS 9とMac OS Xで(それぞれのOSに特有の機能を除けば)同じように動作可能というものであった。しかし実際には、CarbonLibには問題も多く、デベロッパはMac OS 9とMac OS X用にコードを書き分けねばならない場面も多かった。そのため、Mac OS Xへの移行も完了した今日では、Mac OS 9とMac OS Xの両方で動作可能な実行環境としてのCarbonは役目を終えたとも言える。

現在のCarbonはCocoaを模したHIObject(カスタムコントロールを作成するための機能セット)の導入や、Mac OS X全体の共有基盤といえるCore Foundationとの互換性強化など、Cocoa同等の開発基盤として、徐々に構造の近代化が計られている。

しかしながらMac OS X v10.5での64ビット対応はUI部分が見送られ[外部リンク] Choosing a Development Path for Your Carbon User Interface、64ビット完全対応にはCocoaへの移行が必須となるなど、アップルはCocoaをメインとする姿勢を強めている。Mac OS X v10.6では従来CarbonベースだったQuickTimeとFinderがCocoaで作り直されている。ただし、現状ではCarbonはCocoaからの機能呼び出し用としても多く用いられており、Carbonは何らかの形で将来もMac OS Xに長く残るとみられる。

なおMac OS XはPowerPC CPUのみならず、Intel CPU上へも移植された。Intel版Mac OS XではCFM Carbonのアプリケーションはネイティブには動作せず、Rosettaと呼ばれる環境の上で動作することになる。CocoaアプリケーションとMach-O Carbonアプリケーションは再コンパイルすることでネイティブに動作する。

◆ 脚注

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・Carbon page1