这纯粹是学术问题，与任何操作系统无关
我们有x86 CPU和操作内存，这种内存类似于一些内存池，由可寻址的内存单元组成，这些内存单元可以通过CPU的MOV指令使用它们的地址进行读取或写入（我们可以将内存从/移动到这个内存池）。
假设我们的程序是内核，我们可以完全访问整个内存池。然而，如果我们的程序不是直接在硬件上运行，内核会在物理内存池中的某个位置创建一些"虚拟"内存池，我们的进程会将其视为物理内存池，并可以对其进行写入、读取或更改其大小，通常通过调用sbrk或brk（在Linux上）。
我的问题是，这个虚拟池是如何实现的？我知道我可以阅读整个linux源代码，也许有一年我会找到它，但我也可以在这里问：）
我想这三种潜在的解决方案之一正在被使用：
- 解释程序的指令（非常无效且不太可能）：内核只会读取程序的字节码，并单独解释每条指令，例如，如果它看到访问内存的请求，进程就不允许访问它
- 创建一些需要使用的操作系统级API，以便读取/写入内存，并禁止访问原始内存，这可能同样无效
- 硬件功能（可能是最好的，但不知道它是如何工作的）：内核会说"亲爱的CPU，现在我将从一些没有特权的进程向您发送指令，请将您的指令限制在内存区域
0x00ABC023 - 0xDEADBEEF"CPU不会让用户进程对内存做任何错误的事情，除非内核批准的范围
我之所以这么问，是为了了解在内核后面运行程序时是否有任何开销（我们不要考虑内核本身实现的多线程导致的开销），或者在CPU上本地运行程序时（没有操作系统），以及可能使用类似技术的计算机虚拟化导致的内存访问开销。
当您提到一个硬件功能时，您是在正确的轨道上。这是一种被称为保护模式的功能，由Intel在80286型号上引入x86。随着时间的推移，x86有4种模式。
处理器开始以真实模式运行，稍后特权软件（例如ring0，您的内核）可以在这些模式之间切换。
虚拟寻址是使用处理器支持的分页机制（x86分页是如何工作的？）来实现和强制执行的。
在正常系统上，内存保护在MMU或内存管理单元强制执行，MMU是一个可配置地将虚拟地址映射到物理地址的硬件块。只有内核才被允许直接配置它，非法操作或去往未映射页面的操作会给内核带来异常，然后内核可以对有问题的进程进行约束，或者根据需要从磁盘中获取丢失的页面。
虚拟机通常使用CPU硬件功能来捕获和模拟特权操作或那些与硬件状态交互过多的操作，同时允许普通操作直接运行，从而降低总体速度。如果这些都不可用，那么整个事情必须效仿，这确实很慢。