在 Linux 内核中，存在一种特殊的物理内存: “ZERO PAGE(零页)”，正如它的名字所言，零页是一个内容全部为 0 的物理页. 在 Linux 内存管理里，零页的用途很广，多被用于优化和安全目的. ZERO PAGE 支持多个进程的虚拟内存同时映射，也支持同一个进程的多个虚拟区域映射到其上, ZERO PAGE 只能读而不能写，如果进程对 ZERO PAGE 发起写操作会引起缺页异常，异常处理会为其新分配一个物理页，然后将新写的内容写到新的物理页上. 从优化内存和安全的角度看，ZERO PAGE 具有如下功能:
- 加速分配: 当进程请求新的内存页时，如果这些页需要初始化为零，内核可以将这些请求映射到已经存在的、内容全为零的 ZERO PAGE. 这种方法避免了立即分配和清零新的物理内存页，从而节省了内存和处理时间
- 减少物理内存使用: 多个进程可能会共享相同的 ZERO PAGE，因为它们内容完全相同, 这种共享减少了物理内存的使用，因为不需要为每个进程单独分配内存.
- 防止数据泄露: 新分配的内存通常需要清零，以防止程序意外访问到先前分配给其他进程的内存中的数据. 通过映射到已清零的 ZERO PAGE，内核能够确保新分配的内存不会包含任何遗留数据，从而防止潜在的数据泄露
当进程只需对虚拟内存进行读操作，那么系统会将这些虚拟内存都映射到 ZERO PAGE 上，这样既可以加速内存的访问，也节省了物理内存，这样做的前提是内核将映射到 ZERO PAGE 的页表都修改为只读或者写保护. 但当进程需要对虚拟内存执行写操作时，MMU 检查到权限异常而触发缺页异常，在缺页异常处理函数里为虚拟内存分配新的物理页，然后建立页表将虚拟内存映射到物理内存上，待缺页异常返回之后，进程重新执行发送缺页的指令，那么此时进程可以正确的将数据写入到新的物理内存，那么接下来进程所有的读写操作都来自新物理页.
如果进程的虚拟区域映射到 ZERO PAGE 之后，进程调用 fork 系统调用生成子进程，那么子进程同样也会继承这份映射关系，只要子进程不对虚拟内存发起写操作，那么所有的读操作都来自 ZERO PAGE，并且不会引起缺页. 一旦子进程对虚拟内存发起写操作，那么会触发缺页，此时的行为正式 COW(Copy-On-Write), 但与一般的 COW 不同的是其不需要拷贝父进程虚拟区域的内容，而是直接分配一个新的物理页，并建立页表映射到新物理页即可.
ZERO PAGE 仅仅支持匿名内存，另外零页的大小可以是 PAGE_SIZE，也可以是 PMD_SIZE. PMD_SIZE 的情况适用于匿名透明大页场景. 系统是否支持零页可以通过一定的手段进行控制，但不同的架构可以实现存在差异，如下图所示:
