Что такое user space и kernel space? На каком уровне реализована защита user space от доступа к железу?

User space — среда пользовательских процессов, kernel space — привилегированная часть ОС. Изоляцию обеспечивают аппаратные уровни привилегий и таблицы памяти, настроенные ядром.

Обычный процесс не может произвольно выполнять привилегированные инструкции или обращаться к памяти ядра: процессор проверяет режим исполнения и права страниц через MMU. Для системных операций приложение использует syscall, после которого ядро проверяет аргументы и разрешения. Доступ к устройствам обычно идёт через драйверы; специальные разрешённые отображения памяти не отменяют общую модель изоляции.