void normalize_quat(float *q) {
  int i;
  float mag;
  {
    mag = ((*(q + 0) * *(q + 0) + *(q + 1) * *(q + 1)) + *(q + 2) * *(q + 2)) +
          *(q + 3) * *(q + 3);
    i = 0;
    while (i < 4) {
      *(q + i) /= mag;
      i++;
    }
    return;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<normalize_quat>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
mulss  0x4(%rax),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x4,-0xc(%rbp)
jge    11a5 <normalize_quat+0xa5>
movss  -0x10(%rbp),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
divss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1172 <normalize_quat+0x72>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<normalize_quat>:
movups (%rdi),%xmm0
movaps %xmm0,%xmm1
mulps  %xmm0,%xmm1
shufps $0x55,%xmm1,%xmm1
movaps %xmm0,%xmm2
mulss  %xmm0,%xmm2
addss  %xmm1,%xmm2
movaps %xmm0,%xmm1
unpckhpd %xmm0,%xmm1
mulss  %xmm1,%xmm1
addss  %xmm2,%xmm1
movaps %xmm0,%xmm2
shufps $0xff,%xmm0,%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm2
addss  %xmm1,%xmm2
shufps $0x0,%xmm2,%xmm2
divps  %xmm2,%xmm0
movups %xmm0,(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @normalize_quat(float* %0) {
%2 = alloca float*
%3 = alloca i32
%4 = alloca float
store float* %0, float** %2
%5 = load float*, float** %2
%6 = getelementptr inbounds float, float* %5, i64 0
%7 = load float, float* %6
%8 = load float*, float** %2
%9 = getelementptr inbounds float, float* %8, i64 0
%10 = load float, float* %9
%11 = load float*, float** %2
%12 = getelementptr inbounds float, float* %11, i64 1
%13 = load float, float* %12
%14 = load float*, float** %2
%15 = getelementptr inbounds float, float* %14, i64 1
%16 = load float, float* %15
%17 = fmul float %13, %16
%18 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %7, float %10, float %17)
%19 = load float*, float** %2
%20 = getelementptr inbounds float, float* %19, i64 2
%21 = load float, float* %20
%22 = load float*, float** %2
%23 = getelementptr inbounds float, float* %22, i64 2
%24 = load float, float* %23
%25 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %21, float %24, float %18)
%26 = load float*, float** %2
%27 = getelementptr inbounds float, float* %26, i64 3
%28 = load float, float* %27
%29 = load float*, float** %2
%30 = getelementptr inbounds float, float* %29, i64 3
%31 = load float, float* %30
%32 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %28, float %31, float %25)
store float %32, float* %4
store i32 0, i32* %3
br label %33
33: ; preds = %36, %1
%34 = load i32, i32* %3
%35 = icmp slt i32 %34, 4
br i1 %35, label %36, label %46
36: ; preds = %33
%37 = load float, float* %4
%38 = load float*, float** %2
%39 = load i32, i32* %3
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds float, float* %38, i64 %40
%42 = load float, float* %41
%43 = fdiv float %42, %37
store float %43, float* %41
%44 = load i32, i32* %3
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %3
br label %33
46: ; preds = %33
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @normalize_quat(float* nocapture %0) {
%2 = bitcast float* %0 to <4 x float>*
%3 = load <4 x float>, <4 x float>* %2
%4 = fmul <4 x float> %3, %3
%5 = extractelement <4 x float> %4, i64 1
%6 = extractelement <4 x float> %3, i64 0
%7 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %6, float %6, float %5)
%8 = extractelement <4 x float> %3, i64 2
%9 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %8, float %8, float %7)
%10 = extractelement <4 x float> %3, i64 3
%11 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %10, float %10, float %9)
%12 = insertelement <4 x float> poison, float %11, i64 0
%13 = shufflevector <4 x float> %12, <4 x float> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%14 = fdiv <4 x float> %3, %13
%15 = bitcast float* %0 to <4 x float>*
store <4 x float> %14, <4 x float>* %15
ret void
}