>>> Т.е не ясно, почему 1й вариант, а не 2й.
>> Там четыре варианта в зависимости от целевого ядра.
>> Поиграйтесь флагом -march на https://godbolt.org/z/j9q4oG
>
>Так варианты машинного кода не объясняют причину, почему выбрана именно такая. В моём случай "ясно", это когда я найду что-то вроде:

Ну как-бы очевидно что компилятор руководствуется подобными правилами, которые более-менее скрупулезно закодированные у него внутри.
С явным описанием таких правил у Штеуда достаточно плохо, по многим инструкциям нет даже базовой информации.
Если хотите поднатореть в этом больше чем позволяют официальные штеуд-мануалы и (например) рекомендации Agner Fog, то это болезненный и малополезный путь.

> Почему GCC не заинлайнил функцию из 5-ти строк, вызываемую из единственного места, загадка.

Чудес не бывает.
Вероятно, она объявлена не static и visibilty для DSO оставлен по-умолчанию, что заставляет GCC допускать возможность переопределения функции в другом DSO.
Либо еще какие-то проблемы с опциями оптимизации.