void quat_invert(float *dst) {
  float a0 = dst[0], a1 = dst[1], a2 = dst[2], a3 = dst[3];
  float dot = a0 * a0 + a1 * a1 + a2 * a2 + a3 * a3;
  float invDot = dot ? 1.0 / dot : 0;
  dst[0] = -a0 * invDot;
  dst[1] = -a1 * invDot;
  dst[2] = -a2 * invDot;
  dst[3] = a3 * invDot;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quat_invert>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x18(%rbp)
movss  -0xc(%rbp),%xmm0
movss  -0xc(%rbp),%xmm2
movss  -0x10(%rbp),%xmm1
mulss  -0x10(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  -0x14(%rbp),%xmm1
movss  -0x14(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  -0x18(%rbp),%xmm0
movss  -0x18(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
movss  -0x1c(%rbp),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomiss %xmm1,%xmm0
jne    11a0 <quat_invert+0xa0>
jp     11a0 <quat_invert+0xa0>
jmp    11bf <quat_invert+0xbf>
movss  -0x1c(%rbp),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm1
movsd  0xe4f(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
jmp    11cc <quat_invert+0xcc>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
jmp    11cc <quat_invert+0xcc>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
movss  -0xc(%rbp),%xmm0
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
mulss  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
movss  -0x10(%rbp),%xmm0
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
mulss  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x4(%rax)
movss  -0x14(%rbp),%xmm0
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
mulss  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x8(%rax)
movss  -0x18(%rbp),%xmm0
mulss  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0xc(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quat_invert>:
movss  (%rdi),%xmm0
movsd  0x4(%rdi),%xmm1
movaps %xmm1,%xmm3
shufps $0x55,%xmm1,%xmm3
movss  0xc(%rdi),%xmm2
movaps %xmm1,%xmm4
mulss  %xmm1,%xmm4
movaps %xmm0,%xmm5
mulss  %xmm0,%xmm5
addss  %xmm4,%xmm5
mulss  %xmm3,%xmm3
addss  %xmm5,%xmm3
movaps %xmm2,%xmm4
mulss  %xmm2,%xmm4
addss  %xmm3,%xmm4
xorps  %xmm3,%xmm3
ucomiss %xmm3,%xmm4
jne    1144 <quat_invert+0x44>
jnp    1150 <quat_invert+0x50>
movss  0xeb4(%rip),%xmm3
divss  %xmm4,%xmm3
movaps 0xeb9(%rip),%xmm4
xorps  %xmm4,%xmm0
xorps  %xmm4,%xmm1
movlhps %xmm1,%xmm0
shufps $0xd4,%xmm1,%xmm2
shufps $0x28,%xmm2,%xmm0
shufps $0x0,%xmm3,%xmm3
mulps  %xmm0,%xmm3
movups %xmm3,(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @quat_invert(float* %0) {
%2 = alloca float*
%3 = alloca float
%4 = alloca float
%5 = alloca float
%6 = alloca float
%7 = alloca float
%8 = alloca float
store float* %0, float** %2
%9 = load float*, float** %2
%10 = getelementptr inbounds float, float* %9, i64 0
%11 = load float, float* %10
store float %11, float* %3
%12 = load float*, float** %2
%13 = getelementptr inbounds float, float* %12, i64 1
%14 = load float, float* %13
store float %14, float* %4
%15 = load float*, float** %2
%16 = getelementptr inbounds float, float* %15, i64 2
%17 = load float, float* %16
store float %17, float* %5
%18 = load float*, float** %2
%19 = getelementptr inbounds float, float* %18, i64 3
%20 = load float, float* %19
store float %20, float* %6
%21 = load float, float* %3
%22 = load float, float* %3
%23 = load float, float* %4
%24 = load float, float* %4
%25 = fmul float %23, %24
%26 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %21, float %22, float %25)
%27 = load float, float* %5
%28 = load float, float* %5
%29 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %27, float %28, float %26)
%30 = load float, float* %6
%31 = load float, float* %6
%32 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %30, float %31, float %29)
store float %32, float* %7
%33 = load float, float* %7
%34 = fcmp une float %33, 0.000000e+00
br i1 %34, label %35, label %39
35: ; preds = %1
%36 = load float, float* %7
%37 = fpext float %36 to double
%38 = fdiv double 1.000000e+00, %37
br label %40
39: ; preds = %1
br label %40
40: ; preds = %39, %35
%41 = phi double [ %38, %35 ], [ 0.000000e+00, %39 ]
%42 = fptrunc double %41 to float
store float %42, float* %8
%43 = load float, float* %3
%44 = fneg float %43
%45 = load float, float* %8
%46 = fmul float %44, %45
%47 = load float*, float** %2
%48 = getelementptr inbounds float, float* %47, i64 0
store float %46, float* %48
%49 = load float, float* %4
%50 = fneg float %49
%51 = load float, float* %8
%52 = fmul float %50, %51
%53 = load float*, float** %2
%54 = getelementptr inbounds float, float* %53, i64 1
store float %52, float* %54
%55 = load float, float* %5
%56 = fneg float %55
%57 = load float, float* %8
%58 = fmul float %56, %57
%59 = load float*, float** %2
%60 = getelementptr inbounds float, float* %59, i64 2
store float %58, float* %60
%61 = load float, float* %6
%62 = load float, float* %8
%63 = fmul float %61, %62
%64 = load float*, float** %2
%65 = getelementptr inbounds float, float* %64, i64 3
store float %63, float* %65
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @quat_invert(float* nocapture %0) {
%2 = load float, float* %0
%3 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 1
%4 = bitcast float* %3 to <2 x float>*
%5 = load <2 x float>, <2 x float>* %4
%6 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 3
%7 = load float, float* %6
%8 = fmul <2 x float> %5, %5
%9 = extractelement <2 x float> %8, i64 0
%10 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %2, float %2, float %9)
%11 = extractelement <2 x float> %5, i64 1
%12 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %11, float %11, float %10)
%13 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %7, float %7, float %12)
%14 = fcmp une float %13, 0.000000e+00
%15 = fdiv float 1.000000e+00, %13
%16 = select i1 %14, float %15, float 0.000000e+00
%17 = fneg float %2
%18 = fneg <2 x float> %5
%19 = insertelement <4 x float> poison, float %17, i64 0
%20 = shufflevector <2 x float> %18, <2 x float> poison, <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 undef, i32 undef>
%21 = shufflevector <4 x float> %19, <4 x float> %20, <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 5, i32 undef>
%22 = insertelement <4 x float> %21, float %7, i64 3
%23 = insertelement <4 x float> poison, float %16, i64 0
%24 = shufflevector <4 x float> %23, <4 x float> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%25 = fmul <4 x float> %22, %24
%26 = bitcast float* %0 to <4 x float>*
store <4 x float> %25, <4 x float>* %26
ret void
}