1.物理頁面的分配
函式__get_free_pages用於物理頁塊的分配，其定義如下：

unsigned long __get_free_pages(int gfp_mask, unsigned long order);
其中gfp_mask是分配標誌，表示對所分配記憶體期間的特殊要求。常用的標誌為GFP_KERNEL和GFP_ATOMIC，前者表示在分配記憶體期間可以睡眠，在程序中使用；後者表示不可睡眠，在中斷處理程式中使用。
order是指數，所請求的頁塊大小為2的order次冪個物理頁面，即頁塊在free_area陣列中的索引。

該函式所作工作如下：
（1）檢查所請求的頁塊是否能夠滿足

if(order >= 10) goto nopage;

（2）檢查系統中空閒物理頁的總數是否以低於允許的界限

if(nr_free_pages > freepages.min){
if(!low_on_memory) goto ok_to_allocate
if(nr_free_pages >= freepages.high) {
low_on_memory = 0 ;
goto ok_to_allocate;
}
}

因為實體記憶體是十分緊張的系統資源，很容易被用完。而一旦記憶體被用完，當出現特殊情況時系統將無法處理，因此必須留下足夠的記憶體以備急需。另外，當系統中空閒記憶體數量太少時，要喚醒核心交換守護程序，讓其將核心中的某些頁交換到外存，從而保證系統中有足夠的空閒頁塊。為此，Linux系統定義了一個結構變數freepages，

struct freepages_v1 {
unsigned int min; //系統中的空閒物理頁面絕對不能少於該值
unsigned int low; //系統中的空閒物理頁面少於該值時加強交換
unsigned int high;//系統中的空閒物理頁面少於該值時啟動後臺交換
}freepages_t;
freepages_t freepages;

在系統初始化時，變數freepages被賦予了初值，其各個界限值的大小是根據實際實體記憶體計算出來的。
全域性變數nr_free_pages中記錄的是系統中當前空閒的物理頁面。
如果空閒物理頁數大於freepages.min的界限，則正常分配；否則，換頁。
(3)正常分配。從free_area陣列的第order項開始。
a.如果該連結串列中有滿足要求的頁塊，則執行以下操作：
a）將其從連結串列中摘下；
b）將free_area陣列的點陣圖中該頁塊所對應的位取反，表示頁塊已用；
c）修改全域性變數nr_free_pages（減去分配出去的頁數）
d）根據該頁塊在mem_map陣列中的位置，算出其初始實體地址，返回。

b.如果該連結串列中沒有滿足的頁塊，則在free_area陣列中順序向上查詢。其結果有以下兩種情況：
a）整個free_area陣列中都沒有滿足要求的頁塊，此次無法分配，返回。
b）找到一個滿足要求的頁塊，則執行以下操作：
（a）將其從連結串列中摘下；
（b）將free_area陣列的點陣圖中該頁塊所對應的位取反，表示頁塊已用；
（c）修改全域性變數nr_free_pages（減去分配出去的頁數）；
（d）因為頁塊比申請的頁塊要大，所以要將他分成適當大小的塊。因為所有的頁塊都有2的冪次的頁陣列成，所以這個分割的過程比較簡單，只需要將它平分就可以，其方法如下：
i.將其平分為兩個夥伴，將小夥伴加入free_pages陣列中相應的連結串列，修改點陣圖中相應的位；
ii.如果大夥伴仍比深情的頁塊大，則轉i，繼續劃分。
iii.大夥伴的大小正是所要的大小，修改點陣圖中相應的位，根據其在mem_map陣列中的位置，算出它的其實實體地址，返回。
（4）換頁。通過下列語句呼叫函式try_to_free_pages(),啟動換頁程式。

try_to_free_pages(gfp_mask)

該函式所作的工作十分簡單，喚醒核心守護程序kswapd：

wake_up_process(kswapd_process);

其中kswapd_process是指向核心交換守護程序kswapd的指標。（kewapd將在交換機制提到）

2.物理頁面的回收
分配頁塊的過程將大的頁塊分為小的頁塊，將會使記憶體更為零散。頁回收的過程與頁分配的過程正好相反，只要可能，就把小頁塊合併成大頁塊。
函式free_pages用於頁塊的回收，其定義如下：

void free_pages(unsigned long addr, unsigned long order)

其中addr是要回收的頁塊的首地址；order指出要回收的頁塊的大小為2的order次冪個物理頁。
該函式所作工作如下：
（1）根據頁塊的首地址addr算出該頁塊的第一頁在mem_map陣列中的索引。
（2）如果該頁核心在使用，則不允許收回。
（3）將頁塊第一頁對應的page結構中的_count域減1，表示引用該頁的程序數減1個。如果_count域的值不是0，則說明還有別的程序使用該頁塊，因此不能回收它，簡單的返回。
（4）清除頁塊第一頁對應的page結構中flags域的PG_referenced位，表示該頁塊不再被引用。
（5）調整全域性變數nr_free_pages，將其值加上回收的物理頁數。
（6）將頁塊加入到陣列free_area的相應連結串列中。
要加入連結串列由order引數指定，即將頁塊加入到free_area[order]連結串列中。檢查free_area[order]的點陣圖map，看該頁塊的夥伴是否已在連結串列中（在點陣圖中，兩夥伴使用同一位,實則就是每一個頁塊用一位表示其狀態，當夥伴拆開後分成兩個頁塊就由各自頁塊的map表示其各自的狀態）。
a）其夥伴不在連結串列中，說明該頁塊的夥伴還在使用，不需要合併。此時只需要將點陣圖中該頁塊相應的位取反，表示頁塊已經自由，將其加入到free_area[order]連結串列的頭部。
b）其夥伴在連結串列中，說明頁塊及其夥伴均獲取自由，可以將它們合併成更大的頁塊。將頁塊的夥伴從連結串列中摘下，將他們在點陣圖中對應的位取反，表示頁塊已不可用；計算新的大頁塊在mem_map陣列中的索引（頁塊索引和夥伴索引的小索引）；order++，轉加入過程，將大頁塊加入到陣列free_area的相應連結串列中。