dynamic cast не оптимизируется для тех случаев, в которых это нужно. Он либо вообще будет убран, поскольку тип заранее известен, но тогда он и не нужен, либо будет медленным, так как нужно учитывать множественное наследование. Не рассуждайте вообще, проверяйте. Я проверял, используя оптимизацию -O3 -flto https://github.com/ComdivByZero/test-ext-oop-insert-sort-eff...

> Как пример - оптимизация memmove в gcc - вполне себе библиотечные функции
> напрочь выносятся с заменой на оптимизированный машинный код.

Нет. Gcc давно трактует эту функцию как встроенную, то есть, поддерживаемую на уровне языка, а не библиотеки. Проведите эксперимент, объявите свою функцию memmove с другими параметрами, и посмотрите, что выдаст компилятор.