float *quat_multiply(float *result, float *a, float *b) {
  result[0] = a[3] * b[0] + a[0] * b[3] + a[1] * b[2] - a[2] * b[1];
  result[1] = a[3] * b[1] + a[1] * b[3] + a[2] * b[0] - a[0] * b[2];
  result[2] = a[3] * b[2] + a[2] * b[3] + a[0] * b[1] - a[1] * b[0];
  result[3] = a[3] * b[3] - a[0] * b[0] - a[1] * b[1] - a[2] * b[2];
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quat_multiply>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
mulss  0xc(%rax),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm2
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
mulss  0xc(%rax),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm2
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x4(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
mulss  0xc(%rax),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm2
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x8(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
mulss  (%rax),%xmm1
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm2
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm2
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0xc(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O0):
define float* @quat_multiply(float* %0, float* %1, float* %2) {
%4 = alloca float*
%5 = alloca float*
%6 = alloca float*
store float* %0, float** %4
store float* %1, float** %5
store float* %2, float** %6
%7 = load float*, float** %5
%8 = getelementptr inbounds float, float* %7, i64 3
%9 = load float, float* %8
%10 = load float*, float** %6
%11 = getelementptr inbounds float, float* %10, i64 0
%12 = load float, float* %11
%13 = load float*, float** %5
%14 = getelementptr inbounds float, float* %13, i64 0
%15 = load float, float* %14
%16 = load float*, float** %6
%17 = getelementptr inbounds float, float* %16, i64 3
%18 = load float, float* %17
%19 = fmul float %15, %18
%20 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %9, float %12, float %19)
%21 = load float*, float** %5
%22 = getelementptr inbounds float, float* %21, i64 1
%23 = load float, float* %22
%24 = load float*, float** %6
%25 = getelementptr inbounds float, float* %24, i64 2
%26 = load float, float* %25
%27 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %23, float %26, float %20)
%28 = load float*, float** %5
%29 = getelementptr inbounds float, float* %28, i64 2
%30 = load float, float* %29
%31 = load float*, float** %6
%32 = getelementptr inbounds float, float* %31, i64 1
%33 = load float, float* %32
%34 = fneg float %30
%35 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %34, float %33, float %27)
%36 = load float*, float** %4
%37 = getelementptr inbounds float, float* %36, i64 0
store float %35, float* %37
%38 = load float*, float** %5
%39 = getelementptr inbounds float, float* %38, i64 3
%40 = load float, float* %39
%41 = load float*, float** %6
%42 = getelementptr inbounds float, float* %41, i64 1
%43 = load float, float* %42
%44 = load float*, float** %5
%45 = getelementptr inbounds float, float* %44, i64 1
%46 = load float, float* %45
%47 = load float*, float** %6
%48 = getelementptr inbounds float, float* %47, i64 3
%49 = load float, float* %48
%50 = fmul float %46, %49
%51 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %40, float %43, float %50)
%52 = load float*, float** %5
%53 = getelementptr inbounds float, float* %52, i64 2
%54 = load float, float* %53
%55 = load float*, float** %6
%56 = getelementptr inbounds float, float* %55, i64 0
%57 = load float, float* %56
%58 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %54, float %57, float %51)
%59 = load float*, float** %5
%60 = getelementptr inbounds float, float* %59, i64 0
%61 = load float, float* %60
%62 = load float*, float** %6
%63 = getelementptr inbounds float, float* %62, i64 2
%64 = load float, float* %63
%65 = fneg float %61
%66 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %65, float %64, float %58)
%67 = load float*, float** %4
%68 = getelementptr inbounds float, float* %67, i64 1
store float %66, float* %68
%69 = load float*, float** %5
%70 = getelementptr inbounds float, float* %69, i64 3
%71 = load float, float* %70
%72 = load float*, float** %6
%73 = getelementptr inbounds float, float* %72, i64 2
%74 = load float, float* %73
%75 = load float*, float** %5
%76 = getelementptr inbounds float, float* %75, i64 2
%77 = load float, float* %76
%78 = load float*, float** %6
%79 = getelementptr inbounds float, float* %78, i64 3
%80 = load float, float* %79
%81 = fmul float %77, %80
%82 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %71, float %74, float %81)
%83 = load float*, float** %5
%84 = getelementptr inbounds float, float* %83, i64 0
%85 = load float, float* %84
%86 = load float*, float** %6
%87 = getelementptr inbounds float, float* %86, i64 1
%88 = load float, float* %87
%89 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %85, float %88, float %82)
%90 = load float*, float** %5
%91 = getelementptr inbounds float, float* %90, i64 1
%92 = load float, float* %91
%93 = load float*, float** %6
%94 = getelementptr inbounds float, float* %93, i64 0
%95 = load float, float* %94
%96 = fneg float %92
%97 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %96, float %95, float %89)
%98 = load float*, float** %4
%99 = getelementptr inbounds float, float* %98, i64 2
store float %97, float* %99
%100 = load float*, float** %5
%101 = getelementptr inbounds float, float* %100, i64 3
%102 = load float, float* %101
%103 = load float*, float** %6
%104 = getelementptr inbounds float, float* %103, i64 3
%105 = load float, float* %104
%106 = load float*, float** %5
%107 = getelementptr inbounds float, float* %106, i64 0
%108 = load float, float* %107
%109 = load float*, float** %6
%110 = getelementptr inbounds float, float* %109, i64 0
%111 = load float, float* %110
%112 = fmul float %108, %111
%113 = fneg float %112
%114 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %102, float %105, float %113)
%115 = load float*, float** %5
%116 = getelementptr inbounds float, float* %115, i64 1
%117 = load float, float* %116
%118 = load float*, float** %6
%119 = getelementptr inbounds float, float* %118, i64 1
%120 = load float, float* %119
%121 = fneg float %117
%122 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %121, float %120, float %114)
%123 = load float*, float** %5
%124 = getelementptr inbounds float, float* %123, i64 2
%125 = load float, float* %124
%126 = load float*, float** %6
%127 = getelementptr inbounds float, float* %126, i64 2
%128 = load float, float* %127
%129 = fneg float %125
%130 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %129, float %128, float %122)
%131 = load float*, float** %4
%132 = getelementptr inbounds float, float* %131, i64 3
store float %130, float* %132
%133 = load float*, float** %4
ret float* %133
}

LLVM IR (-O2):
define float* @quat_multiply(float* returned writeonly %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2) {
%4 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 3
%5 = load float, float* %4
%6 = load float, float* %2
%7 = load float, float* %1
%8 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 3
%9 = load float, float* %8
%10 = fmul float %7, %9
%11 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %5, float %6, float %10)
%12 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 1
%13 = load float, float* %12
%14 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 2
%15 = load float, float* %14
%16 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %13, float %15, float %11)
%17 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 2
%18 = load float, float* %17
%19 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 1
%20 = load float, float* %19
%21 = fneg float %18
%22 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %21, float %20, float %16)
store float %22, float* %0
%23 = load float, float* %4
%24 = load float, float* %19
%25 = load float, float* %12
%26 = load float, float* %8
%27 = fmul float %25, %26
%28 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %23, float %24, float %27)
%29 = load float, float* %17
%30 = load float, float* %2
%31 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %29, float %30, float %28)
%32 = load float, float* %1
%33 = load float, float* %14
%34 = fneg float %32
%35 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %34, float %33, float %31)
%36 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 1
store float %35, float* %36
%37 = load float, float* %4
%38 = load float, float* %14
%39 = load float, float* %17
%40 = load float, float* %8
%41 = fmul float %39, %40
%42 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %37, float %38, float %41)
%43 = load float, float* %1
%44 = load float, float* %19
%45 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %43, float %44, float %42)
%46 = load float, float* %12
%47 = load float, float* %2
%48 = fneg float %46
%49 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %48, float %47, float %45)
%50 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 2
store float %49, float* %50
%51 = load float, float* %4
%52 = load float, float* %8
%53 = load float, float* %1
%54 = load float, float* %2
%55 = fneg float %53
%56 = fmul float %54, %55
%57 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %51, float %52, float %56)
%58 = load float, float* %12
%59 = load float, float* %19
%60 = fneg float %58
%61 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %60, float %59, float %57)
%62 = load float, float* %17
%63 = load float, float* %14
%64 = fneg float %62
%65 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %64, float %63, float %61)
%66 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 3
store float %65, float* %66
ret float* %0
}