Я до сих пор не знаю ответа на этот вопрос. Еще одна подсказка заключается в том, что однажды во время стресс-теста ядро ОС (Ubuntu 16.4 на Intel) зафиксировало ошибку внутреннего утверждения где-то глубоко внутри кода обработки аренды ядра. Похоже, это указывает на возможную внутреннюю проблему ОС с обработкой сигналов во время блокировки сигналов во время арендных перерывов.
Тем не менее, было возможно изменить дизайн приложения таким образом, чтобы код, который необходимо было защитить от прерывания по SIGRTMIN + 6 был перемещен в другой процесс. Оставшаяся программа, которая теперь никогда не пытается заблокировать SIGRTMIN + 6, работает нормально - ее обработчик сигналов корректно перехватывает все сигналы от прерывателей сигнала.