本文基于以下软硬件假定：
架构：AARCH64
内核版本：5.14.0-rc5
内核对加解密算法的管理
加解密算法可分为对称算法、非对称算法、hash算法、mac算法以及aead算法等不同的种类。对称算法包括aes、des、3des、sm4、rc4、blowfish等，hash算法包括md5、sha1、sha256、sha512、sha3、sm3等。
同一种算法可以有多种不同的实现，如aes算法可以由纯软件实现，可以由cpu架构的加解密指令加速，还可以通过独立的加解密硬件加速等。此外，有些算法还有不同的加解密模式，基础加解密算法可以与相关的模式进一步组合，形成新的算法实例。
为了支持以上需求，内核分别为其抽象出了算法类型、普通算法、基础算法以及算法模板。其中算法类型用于表示某一类算法，如对称算法使用crypto_skcipher结构体表示，hash算法用crypto_ahash表示等。内核统一使用crypto_alg结构体表示所有的算法实现，并用一个全局链表来管理所有注册到crypto core中的crypto_alg，以下为其示例结构：
内核使用算法名(cra_name)来表示某一特定的算法，而使用算法驱动名(cra_driver_name)来表示算法的特定实现。不同的crypto_alg可以含有相同的cra_name，但其cra_driver_name是唯一的。用户可以使用cra_name或cra_driver_name来调用相关算法，为了在用户使用cra_name参数时选择最优的算法实现，内核对每种crypto_alg都定义了一个优先级。当给定cra_name还有多种不同实现时，则选择其中优先级最高的算法实现。
内核还支持基础对称加解密算法（指该算法在加解密时只操作单个block，而不涉及与block数据组合相关的加解密模式）。它们可通过算法模板（template），与不同的算法模式组合成完整的加解密算法。如aes算法可与ecb、cbc、ctr模式分别组合成ecb(aes)、cbc(aes)和ctr(aes)算法，des算法也可与ecb、cbc、ctr模式组合为ecb(des)、cbc(des)和ctr(des)算法等。内核通过特定的标志CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER来标识这类算法。
最后，为了保证注册算法的正确性，当新算法被注册到crypto core之前，内核会先对其进行自测。为此在自测成功之前，这些算法会由crypto_larval管理，它包含了larval算法和alt算法，当自测成功后，才将alt算法标记为tested，并销毁其对应的larval算法。
数据结构
2.1 crypto_alg结构体
该结构体是加解密算法的基础结构体，主要用于描述算法的通用属性，如算法名称、算法驱动名称、分组大小、数据对齐值等。当一个算法被注册到加解密核心中时，crypto_alg将会通过该节点挂到全局的算法链表crypto_alg_list上。此后，加解密核心就可以通过遍历该链表查找该算法。
2.2 skcipher_alg结构体
以下为该结构体的定义：
设置密钥回调函数、加密回调函数、解密回调函数、算法初始化回调函数、算法退出回调函数、算法支持的最短密钥长度、算法支持的最长密钥长度、算法支持的iv长度、对于块密码算法，该值等于block size、若算法在并行处理多个块时效率更高，则为chunksize的整数倍，否则等于chunksize、基础算法结构体。
2.3 crypto_larval结构体
该结构体在算法注册时用于其自测流程，其结构体定义如下：
算法注册时的临时算法结构体、算法注册时最终使用的实际算法结构体、用于算法自测同步操作的完成量。
加解密算法注册流程
加解密算法注册的主要工作为将对应算法加入全局算法链表中，并触发算法自测流程。由于在自测完成之前，该算法还不能被调用，因此会为其分配一个crypto_larval结构体，用于其在自测时的管理。
3.1 算法校验
crypto_check_alg函数用于校验待注册算法的合法性，如其对齐值、block size等是否位于合理范围。
3.2 __crypto_register_alg实现
该函数首先检查该算法是否已注册，且已注册算法链表中是否有重名的算法，若检查通过则为其分配并初始化一个算法自测使用的crypto_larval结构体。然后将该算法与larval临时算法都添加到全局算法链表中。
3.3 crypto_wait_for_test流程
该函数会通过通知方式触发该算法的自测流程，然后等待自测完成。
3.4 算法自测流程
加解密核心通过cryptomgr_init函数注册加解密算法相关的通知，该通知主要用于触发算法自测和模板示例创建工作。
4 特定算法类型的注册接口
由于不同算法类型会在crypto_alg基础上封装其自身的算法结构体，因此它们也相应地封装了其对应的算法注册接口，我们在注册某特定算法时，通常都是使用该算法类型对应的注册接口完成。
5 基础对称加解密算法注册
基础对称加解密算法指单次加密或解密操作固定为一个block的加解密算法，该算法一般会通过加解密模板，与特定的加解密模式功能生成组合算法。
以内核中的通用aes加解密基础算法aes-generic为例，其注册流程如下：
指示该算法为基础cipher算法、设置基础cipher算法的属性和回调函数。其中crypto_aes_encrypt和crypto_aes_decrypt在单次调用中只能加解密一个block。