void normalize3_c(float v[3], float d[3]) {
  float b, c, x;
  union {
    float f;
    int i;
  } a;
  x = v[0] * v[0];
  x += v[1] * v[1];
  x += v[2] * v[2];
  a.f = x;
  a.i = 0x5F3759DF - (a.i >> 1);
  c = x * a.f;
  b = (3.0f - c * a.f) * 0.5;
  a.f = a.f * b;
  c = x * a.f;
  b = (3.0f - c * a.f) * 0.5;
  a.f = a.f * b;
  d[0] = v[0] * a.f;
  d[1] = v[1] * a.f;
  d[2] = v[2] * a.f;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<normalize3_c>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mulss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm2
movss  -0x1c(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm2
movss  -0x1c(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
movss  -0x1c(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%ecx
sar    $0x1,%ecx
mov    $0x5f3759df,%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
movss  -0x1c(%rbp),%xmm0
mulss  -0x20(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x18(%rbp)
movss  -0x18(%rbp),%xmm0
movss  -0x20(%rbp),%xmm1
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
mulss  %xmm1,%xmm0
movss  0xe53(%rip),%xmm1
addss  %xmm1,%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  0xe3b(%rip),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x14(%rbp)
movss  -0x20(%rbp),%xmm0
mulss  -0x14(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
movss  -0x1c(%rbp),%xmm0
mulss  -0x20(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x18(%rbp)
movss  -0x18(%rbp),%xmm0
movss  -0x20(%rbp),%xmm1
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
mulss  %xmm1,%xmm0
movss  0xdf5(%rip),%xmm1
addss  %xmm1,%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  0xddd(%rip),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x14(%rbp)
movss  -0x20(%rbp),%xmm0
mulss  -0x14(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
mulss  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
mulss  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x4(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
mulss  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x8(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<normalize3_c>:
movss  (%rdi),%xmm0
movss  0x4(%rdi),%xmm1
movaps %xmm0,%xmm2
mulss  %xmm0,%xmm2
mulss  %xmm1,%xmm1
addss  %xmm2,%xmm1
movss  0x8(%rdi),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm2
addss  %xmm1,%xmm2
movd   %xmm2,%eax
sar    %eax
mov    $0x5f3759df,%ecx
sub    %eax,%ecx
movd   %ecx,%xmm1
movaps %xmm2,%xmm3
mulss  %xmm1,%xmm3
mulss  %xmm1,%xmm3
movss  0xeb7(%rip),%xmm4
movaps %xmm4,%xmm5
subss  %xmm3,%xmm5
movss  0xeac(%rip),%xmm3
mulss  %xmm3,%xmm5
mulss  %xmm1,%xmm5
mulss  %xmm5,%xmm2
mulss  %xmm5,%xmm2
subss  %xmm2,%xmm4
mulss  %xmm3,%xmm4
mulss  %xmm5,%xmm4
mulss  %xmm4,%xmm0
movss  %xmm0,(%rsi)
movss  0x4(%rdi),%xmm0
mulss  %xmm4,%xmm0
movss  %xmm0,0x4(%rsi)
mulss  0x8(%rdi),%xmm4
movss  %xmm4,0x8(%rsi)
ret

LLVM IR (-O0):
%union.anon = type { float }
define void @normalize3_c(float* %0, float* %1) {
%3 = alloca float*
%4 = alloca float*
%5 = alloca float
%6 = alloca float
%7 = alloca float
%8 = alloca %union.anon
store float* %0, float** %3
store float* %1, float** %4
%9 = load float*, float** %3
%10 = getelementptr inbounds float, float* %9, i64 0
%11 = load float, float* %10
%12 = load float*, float** %3
%13 = getelementptr inbounds float, float* %12, i64 0
%14 = load float, float* %13
%15 = fmul float %11, %14
store float %15, float* %7
%16 = load float*, float** %3
%17 = getelementptr inbounds float, float* %16, i64 1
%18 = load float, float* %17
%19 = load float*, float** %3
%20 = getelementptr inbounds float, float* %19, i64 1
%21 = load float, float* %20
%22 = load float, float* %7
%23 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %18, float %21, float %22)
store float %23, float* %7
%24 = load float*, float** %3
%25 = getelementptr inbounds float, float* %24, i64 2
%26 = load float, float* %25
%27 = load float*, float** %3
%28 = getelementptr inbounds float, float* %27, i64 2
%29 = load float, float* %28
%30 = load float, float* %7
%31 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %26, float %29, float %30)
store float %31, float* %7
%32 = load float, float* %7
%33 = bitcast %union.anon* %8 to float*
store float %32, float* %33
%34 = bitcast %union.anon* %8 to i32*
%35 = load i32, i32* %34
%36 = ashr i32 %35, 1
%37 = sub nsw i32 1597463007, %36
%38 = bitcast %union.anon* %8 to i32*
store i32 %37, i32* %38
%39 = load float, float* %7
%40 = bitcast %union.anon* %8 to float*
%41 = load float, float* %40
%42 = fmul float %39, %41
store float %42, float* %6
%43 = load float, float* %6
%44 = bitcast %union.anon* %8 to float*
%45 = load float, float* %44
%46 = fneg float %43
%47 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %46, float %45, float 3.000000e+00)
%48 = fpext float %47 to double
%49 = fmul double %48, 5.000000e-01
%50 = fptrunc double %49 to float
store float %50, float* %5
%51 = bitcast %union.anon* %8 to float*
%52 = load float, float* %51
%53 = load float, float* %5
%54 = fmul float %52, %53
%55 = bitcast %union.anon* %8 to float*
store float %54, float* %55
%56 = load float, float* %7
%57 = bitcast %union.anon* %8 to float*
%58 = load float, float* %57
%59 = fmul float %56, %58
store float %59, float* %6
%60 = load float, float* %6
%61 = bitcast %union.anon* %8 to float*
%62 = load float, float* %61
%63 = fneg float %60
%64 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %63, float %62, float 3.000000e+00)
%65 = fpext float %64 to double
%66 = fmul double %65, 5.000000e-01
%67 = fptrunc double %66 to float
store float %67, float* %5
%68 = bitcast %union.anon* %8 to float*
%69 = load float, float* %68
%70 = load float, float* %5
%71 = fmul float %69, %70
%72 = bitcast %union.anon* %8 to float*
store float %71, float* %72
%73 = load float*, float** %3
%74 = getelementptr inbounds float, float* %73, i64 0
%75 = load float, float* %74
%76 = bitcast %union.anon* %8 to float*
%77 = load float, float* %76
%78 = fmul float %75, %77
%79 = load float*, float** %4
%80 = getelementptr inbounds float, float* %79, i64 0
store float %78, float* %80
%81 = load float*, float** %3
%82 = getelementptr inbounds float, float* %81, i64 1
%83 = load float, float* %82
%84 = bitcast %union.anon* %8 to float*
%85 = load float, float* %84
%86 = fmul float %83, %85
%87 = load float*, float** %4
%88 = getelementptr inbounds float, float* %87, i64 1
store float %86, float* %88
%89 = load float*, float** %3
%90 = getelementptr inbounds float, float* %89, i64 2
%91 = load float, float* %90
%92 = bitcast %union.anon* %8 to float*
%93 = load float, float* %92
%94 = fmul float %91, %93
%95 = load float*, float** %4
%96 = getelementptr inbounds float, float* %95, i64 2
store float %94, float* %96
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @normalize3_c(float* nocapture %0, float* nocapture writeonly %1) {
%3 = load float, float* %0
%4 = fmul float %3, %3
%5 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 1
%6 = load float, float* %5
%7 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %6, float %6, float %4)
%8 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 2
%9 = load float, float* %8
%10 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %9, float %9, float %7)
%11 = bitcast float %10 to i32
%12 = ashr i32 %11, 1
%13 = sub nsw i32 1597463007, %12
%14 = bitcast i32 %13 to float
%15 = fneg float %10
%16 = fmul float %15, %14
%17 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %16, float %14, float 3.000000e+00)
%18 = fmul float %17, 5.000000e-01
%19 = fmul float %18, %14
%20 = fmul float %19, %15
%21 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %20, float %19, float 3.000000e+00)
%22 = fmul float %21, 5.000000e-01
%23 = fmul float %19, %22
%24 = fmul float %3, %23
store float %24, float* %1
%25 = load float, float* %5
%26 = fmul float %25, %23
%27 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 1
store float %26, float* %27
%28 = load float, float* %8
%29 = fmul float %28, %23
%30 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 2
store float %29, float* %30
ret void
}