void transformDirection(float dst[3], const float mat[16], const float vec[3]) {
  double tmp[3];
  int i;
  for (i = 0; i < 3; i++) {
    tmp[i] = mat[i * 4 + 0] * vec[0] + mat[i * 4 + 1] * vec[1] +
             mat[i * 4 + 2] * vec[2];
  }
  for (i = 0; i < 3; i++) {
    dst[i] = (float)tmp[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<transformDirection>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x34(%rbp)
jge    11a6 <transformDirection+0xa6>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    $0x0,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mulss  0x4(%rax),%xmm0
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movslq -0x34(%rbp),%rax
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp,%rax,8)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1117 <transformDirection+0x17>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x34(%rbp)
jge    11e0 <transformDirection+0xe0>
movslq -0x34(%rbp),%rax
movsd  -0x30(%rbp,%rax,8),%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11ad <transformDirection+0xad>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<transformDirection>:
movss  (%rdx),%xmm1
movss  0x4(%rdx),%xmm2
movss  0x8(%rdx),%xmm0
movss  0x4(%rsi),%xmm3
mulss  %xmm2,%xmm3
movss  (%rsi),%xmm4
mulss  %xmm1,%xmm4
addss  %xmm3,%xmm4
movss  0x8(%rsi),%xmm3
mulss  %xmm0,%xmm3
addss  %xmm4,%xmm3
movss  0x14(%rsi),%xmm4
mulss  %xmm2,%xmm4
movss  0x10(%rsi),%xmm5
mulss  %xmm1,%xmm5
addss  %xmm4,%xmm5
movss  0x18(%rsi),%xmm4
mulss  %xmm0,%xmm4
mulss  0x24(%rsi),%xmm2
mulss  0x20(%rsi),%xmm1
addss  %xmm5,%xmm4
addss  %xmm2,%xmm1
mulss  0x28(%rsi),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm3,(%rdi)
movss  %xmm4,0x4(%rdi)
movss  %xmm0,0x8(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @transformDirection(float* %0, float* %1, float* %2) {
%4 = alloca float*
%5 = alloca float*
%6 = alloca float*
%7 = alloca [3 x double]
%8 = alloca i32
store float* %0, float** %4
store float* %1, float** %5
store float* %2, float** %6
store i32 0, i32* %8
br label %9
9: ; preds = %50, %3
%10 = load i32, i32* %8
%11 = icmp slt i32 %10, 3
br i1 %11, label %12, label %53
12: ; preds = %9
%13 = load float*, float** %5
%14 = load i32, i32* %8
%15 = mul nsw i32 %14, 4
%16 = add nsw i32 %15, 0
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds float, float* %13, i64 %17
%19 = load float, float* %18
%20 = load float*, float** %6
%21 = getelementptr inbounds float, float* %20, i64 0
%22 = load float, float* %21
%23 = load float*, float** %5
%24 = load i32, i32* %8
%25 = mul nsw i32 %24, 4
%26 = add nsw i32 %25, 1
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds float, float* %23, i64 %27
%29 = load float, float* %28
%30 = load float*, float** %6
%31 = getelementptr inbounds float, float* %30, i64 1
%32 = load float, float* %31
%33 = fmul float %29, %32
%34 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %19, float %22, float %33)
%35 = load float*, float** %5
%36 = load i32, i32* %8
%37 = mul nsw i32 %36, 4
%38 = add nsw i32 %37, 2
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds float, float* %35, i64 %39
%41 = load float, float* %40
%42 = load float*, float** %6
%43 = getelementptr inbounds float, float* %42, i64 2
%44 = load float, float* %43
%45 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %41, float %44, float %34)
%46 = fpext float %45 to double
%47 = load i32, i32* %8
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %7, i64 0, i64 %48
store double %46, double* %49
br label %50
50: ; preds = %12
%51 = load i32, i32* %8
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %8
br label %9
53: ; preds = %9
store i32 0, i32* %8
br label %54
54: ; preds = %67, %53
%55 = load i32, i32* %8
%56 = icmp slt i32 %55, 3
br i1 %56, label %57, label %70
57: ; preds = %54
%58 = load i32, i32* %8
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %7, i64 0, i64 %59
%61 = load double, double* %60
%62 = fptrunc double %61 to float
%63 = load float*, float** %4
%64 = load i32, i32* %8
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds float, float* %63, i64 %65
store float %62, float* %66
br label %67
67: ; preds = %57
%68 = load i32, i32* %8
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %8
br label %54
70: ; preds = %54
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @transformDirection(float* nocapture writeonly %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2) {
%4 = load float, float* %2
%5 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 1
%6 = load float, float* %5
%7 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 2
%8 = load float, float* %7
%9 = load float, float* %1
%10 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 1
%11 = load float, float* %10
%12 = fmul float %11, %6
%13 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %9, float %4, float %12)
%14 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 2
%15 = load float, float* %14
%16 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %15, float %8, float %13)
%17 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 4
%18 = load float, float* %17
%19 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 5
%20 = load float, float* %19
%21 = fmul float %20, %6
%22 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %18, float %4, float %21)
%23 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 6
%24 = load float, float* %23
%25 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %24, float %8, float %22)
%26 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 8
%27 = load float, float* %26
%28 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 9
%29 = load float, float* %28
%30 = fmul float %29, %6
%31 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %27, float %4, float %30)
%32 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 10
%33 = load float, float* %32
%34 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %33, float %8, float %31)
store float %16, float* %0
%35 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 1
store float %25, float* %35
%36 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 2
store float %34, float* %36
ret void
}