float *vec2_multiply_mat2(float *result, float *a, float *m) {
  float x = a[0];
  float y = a[1];
  result[0] = m[0] * x + m[2] * y;
  result[1] = m[1] * x + m[3] * y;
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<vec2_multiply_mat2>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
movss  -0x1c(%rbp),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm1
mulss  -0x20(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
movss  -0x1c(%rbp),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm1
mulss  -0x20(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x4(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<vec2_multiply_mat2>:
mov    %rdi,%rax
movss  (%rsi),%xmm0
movss  0x4(%rsi),%xmm1
movss  0x8(%rdx),%xmm2
mulss  %xmm1,%xmm2
movss  (%rdx),%xmm3
mulss  %xmm0,%xmm3
addss  %xmm2,%xmm3
movss  %xmm3,(%rdi)
mulss  0xc(%rdx),%xmm1
mulss  0x4(%rdx),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,0x4(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define float* @vec2_multiply_mat2(float* %0, float* %1, float* %2) {
%4 = alloca float*
%5 = alloca float*
%6 = alloca float*
%7 = alloca float
%8 = alloca float
store float* %0, float** %4
store float* %1, float** %5
store float* %2, float** %6
%9 = load float*, float** %5
%10 = getelementptr inbounds float, float* %9, i64 0
%11 = load float, float* %10
store float %11, float* %7
%12 = load float*, float** %5
%13 = getelementptr inbounds float, float* %12, i64 1
%14 = load float, float* %13
store float %14, float* %8
%15 = load float*, float** %6
%16 = getelementptr inbounds float, float* %15, i64 0
%17 = load float, float* %16
%18 = load float, float* %7
%19 = load float*, float** %6
%20 = getelementptr inbounds float, float* %19, i64 2
%21 = load float, float* %20
%22 = load float, float* %8
%23 = fmul float %21, %22
%24 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %17, float %18, float %23)
%25 = load float*, float** %4
%26 = getelementptr inbounds float, float* %25, i64 0
store float %24, float* %26
%27 = load float*, float** %6
%28 = getelementptr inbounds float, float* %27, i64 1
%29 = load float, float* %28
%30 = load float, float* %7
%31 = load float*, float** %6
%32 = getelementptr inbounds float, float* %31, i64 3
%33 = load float, float* %32
%34 = load float, float* %8
%35 = fmul float %33, %34
%36 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %29, float %30, float %35)
%37 = load float*, float** %4
%38 = getelementptr inbounds float, float* %37, i64 1
store float %36, float* %38
%39 = load float*, float** %4
ret float* %39
}

LLVM IR (-O2):
define float* @vec2_multiply_mat2(float* returned writeonly %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2) {
%4 = load float, float* %1
%5 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 1
%6 = load float, float* %5
%7 = load float, float* %2
%8 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 2
%9 = load float, float* %8
%10 = fmul float %6, %9
%11 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %7, float %4, float %10)
store float %11, float* %0
%12 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 1
%13 = load float, float* %12
%14 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 3
%15 = load float, float* %14
%16 = fmul float %6, %15
%17 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %13, float %4, float %16)
%18 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 1
store float %17, float* %18
ret float* %0
}