Насколько эффективна гипотетическая ОС в едином адресном пространстве?

Спасибо. А есть ли где-то сравнительные бенчмарки для OS-9, чтобы понять, о каком порядке величин выигрыша идёт речь?

Например, сравнение среднего числа тактов на системный вызов Linux с таковым для OS-9? Или сравнение одних и тех же программ с интенсивным IO (раз OS-9 UNIX-подобная). Последний вид бенчмарка был бы особенно интересен.

Семён Приходько, увы, прямые бенчмарки делать было бессмысленно. Эта ОС из класса RTOS, там многие подсистемы работают совсем не так, как в линуксе. Но по системным вызовам все примерно одинаково, также через TRAP-прерывания реализуется, также примерно в mmu таблицы устроены. Да, немного медленнее, так как в os-9 разделены уровни микроядра и драйверов, но это особенность самой операционки, тоже через пресловутый mmu.
Здесь же проблема все равно останется, кеши при переключении контекстов защиты все равно останутся.

защита же все равно будет через MMU.

Что-то не срастается защита через MMU и "системные вызовы не будут отличаться от вызова обычных (виртуальных) функций", потому что если код и данные ядра защищены MMU, то системный вызов должен отличаться от вызова функции, как минимум чтобы повысить привилегии.

jcmvbkbc, да, здесь вы правы, повышение привелегий возможно только через прерывание на нужный уровень. Я хотел сказать, что на современном этапе без mmu защищенную систему не построить, или она от DOS/windows chicago ничем не будет отличаться. Другой вопрос, что ядро может защищать через mmu неаллокированные участки памяти, при этом этом трансляцию можно и не делать, а изменять только нужные участки.
Например в той же os-9 при переключении контекста процесса обновляется только таблица доступа к куче процесса и страницам аллокированной памяти, плюс для исполняемого кода ставится биты на чтение и исполнение.
Другими словами, ядро разрешает всем читать и исполнять код из страниц, куда загружены исполняемые коды, а для данных процесса постоянно изменяет защиту с каждым переключением планировщика. Если процесс пытается обратиться не туда, происходит NMI с решением, кому и куда отдать управление и что предпринять. Память в системе вся прямая, никакой трансляции нет, ну или почти нет :-).

Я хотел сказать, что на современном этапе без mmu защищенную систему не построить

Ну почему же? Например, если пользовательские приложения -- это байткод, для которого интерпретатор/JIT гарантирует правильность обращений к памяти. Фантом, например, так сделан.

Другой вопрос, что ядро может защищать через mmu неаллокированные участки памяти, при этом этом трансляцию можно и не делать

Если в системе есть полный MMU (а не MPU, который трансляцию делать не умеет), то с точки зрения производительности я не вижу причин ограничиваться только защитой и не использовать трансляцию.

Даже в байткоде я бы не сильно расчитывал на полную гарантию, а уж тем более, если говорим про JIT. Пример к последним уязвимостям на javascript с чтением из кеша тому подтверждение. Тем более компиляция в нативный код.
Использовать или нет трансляцию, зависит от организации кода и данных, если код компилируется полностью перемещаемым (реентерабельным), то трансляция не очень то и нужна по факту, ведь в этом случае коду все равно по каким адресам его расположили. А трансляция может быть использована для других целей, например объединить несколько областей памяти в одну, или подменить адреса flash на ram.