无系统调用时Linux信号的处理机制疑问

我查阅过多本Linux书籍与教程，得知内核会在从内核态切换至用户态时处理信号。这一逻辑本合理，但测试如下代码后产生疑问：

> cat sig_timing.c
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

volatile bool done = false;

static void sig_handler(int signo)
{
    printf("Received signal %d (%s), current errno:%s\n", signo, strsignal(signo), strerror(errno));
    done = true;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    signal(SIGALRM, sig_handler);
    alarm(3);
    while (!done) {
        strlen("Hello World!");
    }

    return 0;
}

> gcc sig_timing.c
> ./a.out
Received signal 14 (Alarm clock), current errno:Success

主函数注册信号后进入无系统调用的死循环，按理应无机会进入内核及完成内核态到用户态的切换，也就无法触发信号处理函数，但实际却触发了。此前听到的解释针对多CPU场景：发送信号的内核线程会向目标进程所在CPU发送跨CPU消息引发硬件中断，使其进入内核再返回用户态。我想了解：在无超线程的单CPU场景下，用户态死循环中的进程能否得到信号处理？

在单CPU无超线程的场景下，用户态死循环的进程依然会被处理信号，核心原因是Linux的周期性时钟中断机制：

• Linux系统会周期性触发硬件时钟中断（默认通常为1ms一次），无论当前CPU正在执行用户态还是内核态代码，都会被该中断打断并强制进入内核态。
• 时钟中断触发后，内核会执行调度、计时等一系列核心逻辑，其中就包含检查当前进程是否有待处理的未决信号。如果发现存在待处理信号，内核会在从中断处理流程返回用户态之前，安排执行对应的信号处理函数。
• 回到测试代码：alarm(3)会让内核在3秒后向进程发送SIGALRM信号。在这3秒内，进程持续执行用户态死循环，但期间会被无数次时钟中断打断进入内核。当内核在某次时钟中断处理时检测到SIGALRM信号已到达，就会在返回用户态时触发信号处理函数，最终出现代码运行中信号被处理的结果。

简言之，单CPU场景下无需跨CPU消息，周期性的硬件时钟中断会强制进程进入内核，让内核获得处理信号的机会，因此死循环的用户态进程依然能响应信号。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者my_question