#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
float cosf(float);
float sinf(float);
float sqrtf(float);
float *mat3_rotation_axis(float *result, float *a, float angle) {
  float c = cosf(angle);
  float s = sinf(angle);
  float one_c = 1.0f - c;
  float x = a[0];
  float y = a[4];
  float z = a[8];
  float xx = x * x;
  float xy = x * y;
  float xz = x * z;
  float yy = y * y;
  float yz = y * z;
  float zz = z * z;
  float l = xx + yy + zz;
  float sqrt_l = sqrtf(l);
  result[0] = (xx + (yy + zz) * c) / l;
  result[1] = (xy * one_c + a[2] * sqrt_l * s) / l;
  result[2] = (xz * one_c - a[1] * sqrt_l * s) / l;
  result[3] = (xy * one_c - a[2] * sqrt_l * s) / l;
  result[4] = (yy + (xx + zz) * c) / l;
  result[5] = (yz * one_c + a[0] * sqrt_l * s) / l;
  result[6] = (xz * one_c + a[1] * sqrt_l * s) / l;
  result[7] = (yz * one_c - a[0] * sqrt_l * s) / l;
  result[8] = (zz + (xx + yy) * c) / l;
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mat3_rotation_axis>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movss  %xmm0,-0x14(%rbp)
movss  -0x14(%rbp),%xmm0
call   1040 <cosf@plt>
movss  %xmm0,-0x18(%rbp)
movss  -0x14(%rbp),%xmm0
call   1030 <sinf@plt>
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
movss  0xe95(%rip),%xmm0
subss  -0x18(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x10(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x20(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x2c(%rbp)
movss  -0x24(%rbp),%xmm0
mulss  -0x24(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x30(%rbp)
movss  -0x24(%rbp),%xmm0
mulss  -0x28(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x34(%rbp)
movss  -0x24(%rbp),%xmm0
mulss  -0x2c(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x38(%rbp)
movss  -0x28(%rbp),%xmm0
mulss  -0x28(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x3c(%rbp)
movss  -0x28(%rbp),%xmm0
mulss  -0x2c(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x40(%rbp)
movss  -0x2c(%rbp),%xmm0
mulss  -0x2c(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x44(%rbp)
movss  -0x30(%rbp),%xmm0
addss  -0x3c(%rbp),%xmm0
addss  -0x44(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x48(%rbp)
movss  -0x48(%rbp),%xmm0
call   1050 <sqrtf@plt>
movss  %xmm0,-0x4c(%rbp)
movss  -0x30(%rbp),%xmm1
movss  -0x3c(%rbp),%xmm0
addss  -0x44(%rbp),%xmm0
movss  -0x18(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
divss  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
movss  -0x34(%rbp),%xmm0
movss  -0x20(%rbp),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm1
mulss  -0x4c(%rbp),%xmm1
mulss  -0x1c(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
divss  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x4(%rax)
movss  -0x38(%rbp),%xmm0
movss  -0x20(%rbp),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm1
mulss  -0x4c(%rbp),%xmm1
mulss  -0x1c(%rbp),%xmm1
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
divss  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x8(%rax)
movss  -0x34(%rbp),%xmm0
movss  -0x20(%rbp),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm1
mulss  -0x4c(%rbp),%xmm1
mulss  -0x1c(%rbp),%xmm1
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
divss  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0xc(%rax)
movss  -0x3c(%rbp),%xmm1
movss  -0x30(%rbp),%xmm0
addss  -0x44(%rbp),%xmm0
movss  -0x18(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
divss  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x10(%rax)
movss  -0x40(%rbp),%xmm0
movss  -0x20(%rbp),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm1
mulss  -0x4c(%rbp),%xmm1
mulss  -0x1c(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
divss  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x14(%rax)
movss  -0x38(%rbp),%xmm0
movss  -0x20(%rbp),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm1
mulss  -0x4c(%rbp),%xmm1
mulss  -0x1c(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
divss  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x18(%rax)
movss  -0x40(%rbp),%xmm0
movss  -0x20(%rbp),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm1
mulss  -0x4c(%rbp),%xmm1
mulss  -0x1c(%rbp),%xmm1
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
divss  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x1c(%rax)
movss  -0x44(%rbp),%xmm1
movss  -0x30(%rbp),%xmm0
addss  -0x3c(%rbp),%xmm0
movss  -0x18(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
divss  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x20(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mat3_rotation_axis>:
push   %r14
push   %rbx
sub    $0x38,%rsp
movss  %xmm0,0xc(%rsp)
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%rbx
call   1040 <cosf@plt>
movss  %xmm0,0x10(%rsp)
movss  0xc(%rsp),%xmm0
call   1030 <sinf@plt>
movaps %xmm0,%xmm9
movss  0xe9a(%rip),%xmm10
subss  0x10(%rsp),%xmm10
movss  (%r14),%xmm13
movss  0x10(%r14),%xmm6
movss  0x20(%r14),%xmm11
movaps %xmm13,%xmm3
mulss  %xmm13,%xmm3
movaps %xmm13,%xmm5
mulss  %xmm6,%xmm5
mulss  %xmm11,%xmm13
movaps %xmm6,%xmm12
mulss  %xmm6,%xmm12
mulss  %xmm11,%xmm6
mulss  %xmm11,%xmm11
movaps %xmm3,%xmm4
addss  %xmm12,%xmm4
movaps %xmm4,%xmm7
addss  %xmm11,%xmm7
xorps  %xmm0,%xmm0
ucomiss %xmm0,%xmm7
jb     11cb <mat3_rotation_axis+0x9b>
xorps  %xmm0,%xmm0
sqrtss %xmm7,%xmm0
jmp    1255 <mat3_rotation_axis+0x125>
movaps %xmm7,%xmm0
movss  %xmm11,0xc(%rsp)
movss  %xmm9,0x34(%rsp)
movss  %xmm6,0x30(%rsp)
movss  %xmm4,0x2c(%rsp)
movss  %xmm7,0x28(%rsp)
movss  %xmm13,0x24(%rsp)
movss  %xmm10,0x20(%rsp)
movss  %xmm3,0x1c(%rsp)
movss  %xmm12,0x18(%rsp)
movss  %xmm5,0x14(%rsp)
call   1050 <sqrtf@plt>
movss  0x14(%rsp),%xmm5
movss  0x18(%rsp),%xmm12
movss  0x1c(%rsp),%xmm3
movss  0x20(%rsp),%xmm10
movss  0x24(%rsp),%xmm13
movss  0x28(%rsp),%xmm7
movss  0x2c(%rsp),%xmm4
movss  0x30(%rsp),%xmm6
movss  0x34(%rsp),%xmm9
movss  0xc(%rsp),%xmm11
movaps %xmm12,%xmm1
addss  %xmm11,%xmm1
movss  0x10(%rsp),%xmm8
mulss  %xmm8,%xmm1
addss  %xmm3,%xmm1
divss  %xmm7,%xmm1
movss  %xmm1,(%rbx)
movss  0x8(%r14),%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm1
mulss  %xmm9,%xmm1
mulss  %xmm10,%xmm5
addss  %xmm5,%xmm1
divss  %xmm7,%xmm1
movss  %xmm1,0x4(%rbx)
movss  0x4(%r14),%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm1
mulss  %xmm9,%xmm1
mulss  %xmm10,%xmm13
movaps %xmm13,%xmm2
subss  %xmm1,%xmm2
divss  %xmm7,%xmm2
movss  %xmm2,0x8(%rbx)
movss  0x8(%r14),%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm1
mulss  %xmm9,%xmm1
subss  %xmm1,%xmm5
divss  %xmm7,%xmm5
movss  %xmm5,0xc(%rbx)
addss  %xmm11,%xmm3
mulss  %xmm8,%xmm3
addss  %xmm12,%xmm3
divss  %xmm7,%xmm3
movss  %xmm3,0x10(%rbx)
movss  (%r14),%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm1
mulss  %xmm9,%xmm1
mulss  %xmm10,%xmm6
addss  %xmm6,%xmm1
divss  %xmm7,%xmm1
movss  %xmm1,0x14(%rbx)
movss  0x4(%r14),%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm1
mulss  %xmm9,%xmm1
addss  %xmm13,%xmm1
divss  %xmm7,%xmm1
movss  %xmm1,0x18(%rbx)
mulss  (%r14),%xmm0
mulss  %xmm9,%xmm0
subss  %xmm0,%xmm6
divss  %xmm7,%xmm6
movss  %xmm6,0x1c(%rbx)
mulss  %xmm8,%xmm4
addss  %xmm11,%xmm4
divss  %xmm7,%xmm4
movss  %xmm4,0x20(%rbx)
mov    %rbx,%rax
add    $0x38,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
define float* @mat3_rotation_axis(float* %0, float* %1, float %2) {
%4 = alloca float*
%5 = alloca float*
%6 = alloca float
%7 = alloca float
%8 = alloca float
%9 = alloca float
%10 = alloca float
%11 = alloca float
%12 = alloca float
%13 = alloca float
%14 = alloca float
%15 = alloca float
%16 = alloca float
%17 = alloca float
%18 = alloca float
%19 = alloca float
%20 = alloca float
store float* %0, float** %4
store float* %1, float** %5
store float %2, float* %6
%21 = load float, float* %6
%22 = call float @cosf(float %21)
store float %22, float* %7
%23 = load float, float* %6
%24 = call float @sinf(float %23)
store float %24, float* %8
%25 = load float, float* %7
%26 = fsub float 1.000000e+00, %25
store float %26, float* %9
%27 = load float*, float** %5
%28 = getelementptr inbounds float, float* %27, i64 0
%29 = load float, float* %28
store float %29, float* %10
%30 = load float*, float** %5
%31 = getelementptr inbounds float, float* %30, i64 4
%32 = load float, float* %31
store float %32, float* %11
%33 = load float*, float** %5
%34 = getelementptr inbounds float, float* %33, i64 8
%35 = load float, float* %34
store float %35, float* %12
%36 = load float, float* %10
%37 = load float, float* %10
%38 = fmul float %36, %37
store float %38, float* %13
%39 = load float, float* %10
%40 = load float, float* %11
%41 = fmul float %39, %40
store float %41, float* %14
%42 = load float, float* %10
%43 = load float, float* %12
%44 = fmul float %42, %43
store float %44, float* %15
%45 = load float, float* %11
%46 = load float, float* %11
%47 = fmul float %45, %46
store float %47, float* %16
%48 = load float, float* %11
%49 = load float, float* %12
%50 = fmul float %48, %49
store float %50, float* %17
%51 = load float, float* %12
%52 = load float, float* %12
%53 = fmul float %51, %52
store float %53, float* %18
%54 = load float, float* %13
%55 = load float, float* %16
%56 = fadd float %54, %55
%57 = load float, float* %18
%58 = fadd float %56, %57
store float %58, float* %19
%59 = load float, float* %19
%60 = call float @sqrtf(float %59)
store float %60, float* %20
%61 = load float, float* %13
%62 = load float, float* %16
%63 = load float, float* %18
%64 = fadd float %62, %63
%65 = load float, float* %7
%66 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %64, float %65, float %61)
%67 = load float, float* %19
%68 = fdiv float %66, %67
%69 = load float*, float** %4
%70 = getelementptr inbounds float, float* %69, i64 0
store float %68, float* %70
%71 = load float, float* %14
%72 = load float, float* %9
%73 = load float*, float** %5
%74 = getelementptr inbounds float, float* %73, i64 2
%75 = load float, float* %74
%76 = load float, float* %20
%77 = fmul float %75, %76
%78 = load float, float* %8
%79 = fmul float %77, %78
%80 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %71, float %72, float %79)
%81 = load float, float* %19
%82 = fdiv float %80, %81
%83 = load float*, float** %4
%84 = getelementptr inbounds float, float* %83, i64 1
store float %82, float* %84
%85 = load float, float* %15
%86 = load float, float* %9
%87 = load float*, float** %5
%88 = getelementptr inbounds float, float* %87, i64 1
%89 = load float, float* %88
%90 = load float, float* %20
%91 = fmul float %89, %90
%92 = load float, float* %8
%93 = fmul float %91, %92
%94 = fneg float %93
%95 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %85, float %86, float %94)
%96 = load float, float* %19
%97 = fdiv float %95, %96
%98 = load float*, float** %4
%99 = getelementptr inbounds float, float* %98, i64 2
store float %97, float* %99
%100 = load float, float* %14
%101 = load float, float* %9
%102 = load float*, float** %5
%103 = getelementptr inbounds float, float* %102, i64 2
%104 = load float, float* %103
%105 = load float, float* %20
%106 = fmul float %104, %105
%107 = load float, float* %8
%108 = fmul float %106, %107
%109 = fneg float %108
%110 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %100, float %101, float %109)
%111 = load float, float* %19
%112 = fdiv float %110, %111
%113 = load float*, float** %4
%114 = getelementptr inbounds float, float* %113, i64 3
store float %112, float* %114
%115 = load float, float* %16
%116 = load float, float* %13
%117 = load float, float* %18
%118 = fadd float %116, %117
%119 = load float, float* %7
%120 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %118, float %119, float %115)
%121 = load float, float* %19
%122 = fdiv float %120, %121
%123 = load float*, float** %4
%124 = getelementptr inbounds float, float* %123, i64 4
store float %122, float* %124
%125 = load float, float* %17
%126 = load float, float* %9
%127 = load float*, float** %5
%128 = getelementptr inbounds float, float* %127, i64 0
%129 = load float, float* %128
%130 = load float, float* %20
%131 = fmul float %129, %130
%132 = load float, float* %8
%133 = fmul float %131, %132
%134 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %125, float %126, float %133)
%135 = load float, float* %19
%136 = fdiv float %134, %135
%137 = load float*, float** %4
%138 = getelementptr inbounds float, float* %137, i64 5
store float %136, float* %138
%139 = load float, float* %15
%140 = load float, float* %9
%141 = load float*, float** %5
%142 = getelementptr inbounds float, float* %141, i64 1
%143 = load float, float* %142
%144 = load float, float* %20
%145 = fmul float %143, %144
%146 = load float, float* %8
%147 = fmul float %145, %146
%148 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %139, float %140, float %147)
%149 = load float, float* %19
%150 = fdiv float %148, %149
%151 = load float*, float** %4
%152 = getelementptr inbounds float, float* %151, i64 6
store float %150, float* %152
%153 = load float, float* %17
%154 = load float, float* %9
%155 = load float*, float** %5
%156 = getelementptr inbounds float, float* %155, i64 0
%157 = load float, float* %156
%158 = load float, float* %20
%159 = fmul float %157, %158
%160 = load float, float* %8
%161 = fmul float %159, %160
%162 = fneg float %161
%163 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %153, float %154, float %162)
%164 = load float, float* %19
%165 = fdiv float %163, %164
%166 = load float*, float** %4
%167 = getelementptr inbounds float, float* %166, i64 7
store float %165, float* %167
%168 = load float, float* %18
%169 = load float, float* %13
%170 = load float, float* %16
%171 = fadd float %169, %170
%172 = load float, float* %7
%173 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %171, float %172, float %168)
%174 = load float, float* %19
%175 = fdiv float %173, %174
%176 = load float*, float** %4
%177 = getelementptr inbounds float, float* %176, i64 8
store float %175, float* %177
%178 = load float*, float** %4
ret float* %178
}

LLVM IR (-O2):
define float* @mat3_rotation_axis(float* returned writeonly %0, float* nocapture %1, float %2) {
%4 = tail call float @cosf(float %2)
%5 = tail call float @sinf(float %2)
%6 = fsub float 1.000000e+00, %4
%7 = load float, float* %1
%8 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 4
%9 = load float, float* %8
%10 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 8
%11 = load float, float* %10
%12 = fmul float %7, %7
%13 = fmul float %7, %9
%14 = fmul float %7, %11
%15 = fmul float %9, %9
%16 = fmul float %9, %11
%17 = fmul float %11, %11
%18 = fadd float %12, %15
%19 = fadd float %18, %17
%20 = tail call float @sqrtf(float %19)
%21 = fadd float %15, %17
%22 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %21, float %4, float %12)
%23 = fdiv float %22, %19
store float %23, float* %0
%24 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 2
%25 = load float, float* %24
%26 = fmul float %20, %25
%27 = fmul float %5, %26
%28 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %13, float %6, float %27)
%29 = fdiv float %28, %19
%30 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 1
store float %29, float* %30
%31 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 1
%32 = load float, float* %31
%33 = fneg float %32
%34 = fmul float %20, %33
%35 = fmul float %5, %34
%36 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %14, float %6, float %35)
%37 = fdiv float %36, %19
%38 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 2
store float %37, float* %38
%39 = load float, float* %24
%40 = fneg float %39
%41 = fmul float %20, %40
%42 = fmul float %5, %41
%43 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %13, float %6, float %42)
%44 = fdiv float %43, %19
%45 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 3
store float %44, float* %45
%46 = fadd float %12, %17
%47 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %46, float %4, float %15)
%48 = fdiv float %47, %19
%49 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 4
store float %48, float* %49
%50 = load float, float* %1
%51 = fmul float %20, %50
%52 = fmul float %5, %51
%53 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %16, float %6, float %52)
%54 = fdiv float %53, %19
%55 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 5
store float %54, float* %55
%56 = load float, float* %31
%57 = fmul float %20, %56
%58 = fmul float %5, %57
%59 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %14, float %6, float %58)
%60 = fdiv float %59, %19
%61 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 6
store float %60, float* %61
%62 = load float, float* %1
%63 = fneg float %62
%64 = fmul float %20, %63
%65 = fmul float %5, %64
%66 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %16, float %6, float %65)
%67 = fdiv float %66, %19
%68 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 7
store float %67, float* %68
%69 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %18, float %4, float %17)
%70 = fdiv float %69, %19
%71 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 8
store float %70, float* %71
ret float* %0
}