linux核心管理物理記憶體是通過分頁機制實現的，它將整個記憶體劃分成無數個4k（在i386體系結構中）大小的頁，從而分配和**記憶體的基本單位便是記憶體頁了。系統在分配記憶體時不再要求大塊的連續記憶體，但是實際上系統使用記憶體時還是傾向於分配連續的記憶體塊。為了儘量減少不連續情況，核心採用了「夥伴」關係來管理空閒頁面。
linux的夥伴演算法把所有的空閒頁面分為10個塊組，每組中塊的大小是2的冪次方個頁面，即第0組中塊的大小都為20（1個頁面），第9組中塊的大小都為29（512個頁面）。也就是說每一組中塊的大小是相同的，且這些同樣大小的快形成乙個鍊錶。以下例子展示該演算法的工作過程：
假設要求分配的塊大小為128個頁面。該演算法現在塊大小為128個頁面的鍊錶中查詢，看是否有這樣乙個空閒塊。如果有就直接分配，否則查詢下乙個更大的塊，也就是在塊大小為256個頁面的鍊錶中查詢乙個空閒塊。如果存在這樣的空閒塊，核心就把這256個頁面分為兩等份，乙份分配出去，另乙份插入到塊大小為128個頁面的鍊錶中。如果在塊大小為256個頁面的鍊錶中也沒有空閒頁塊，就繼續找更大的塊（512個頁面的塊）。如果存在，核心就從512個頁面的塊中分出128個頁面滿足請求，然後從384個頁面中取出256個頁面插入到塊大小為256個頁面的鍊錶中，把剩下的128個頁面插入到塊大小為128個頁面的鍊錶中。如果連512個頁面的鍊錶中也沒有空閒塊，則放棄分配，返回錯誤資訊。
以上過程的逆過程就是塊的釋放過程，滿足以下條件的兩個塊稱為夥伴：1.兩個塊大小相同；2.兩個塊實體地址連續。夥伴演算法把滿足以上條件的兩個快合併為乙個塊。而且該演算法是迭代的，如果合併後的塊還存在夥伴，則繼續合併。
核心中分配空閒頁面的基本函式時get_free_page/get_free_pages，用於分配單頁或者指定的頁面數。get_free_pages實在核心中分配記憶體，而malloc實在使用者空間中分配。malloc在使用者空間分配記憶體可以以位元組為單位分配，但核心在內部仍然以頁為單位分配。
slab
核心常常會使用到圓圓小於一頁的記憶體塊，而且這些小塊記憶體頻繁地生成和銷毀。為了滿足核心對小記憶體塊的需要，linux採用了一種稱為slab分配器的技術。核心思想是「儲存池」的運用。記憶體片段被看作物件，當被使用完後，並不直接釋放而是被快取到「儲存池」中，以供下次使用。slab並不是脫離夥伴關係而獨立存在的一種記憶體分配方式，仍然是建立在頁面基礎上，它將來自夥伴關係管理的頁面分割成眾多小記憶體塊以供使用。
kmalloc
kmalloc是slab分配器提供的藉口，用於完成核心程式中對小於一頁的小塊記憶體的請求。
vmalloc
夥伴關係只是減輕了外部分片（所謂外部分片是指系統雖然有足夠的記憶體，但卻是分散的碎片，無法滿足對大塊「連續記憶體」的需求）的危害，但並未徹底消除。
解決的思路時利用不連續的記憶體塊組成「看起來很大的記憶體塊」，類似於使用者空間分配虛擬記憶體，記憶體邏輯上連續，其實對映到並不一定連續的物理記憶體上。核心提供vmalloc函式分配核心虛擬記憶體。
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