Como o kernel bloqueia a execução de instruções CPU não autorizadas?

A gente sempre ouve falar que o sistema operacional impede que um processo veja a memória do outro ou que o programa fale diretamente com o hardware, mas normalmente não explicam o "como". Eu sempre achei isso meio mágico até que eu resolvi ir atrás da resposta, e é bem interessante. Vou me basear n