void matrix4MulVecf(float *mat, float *v, float *out) {
  out[0] = mat[0] * v[0] + mat[1] * v[1] + mat[2] * v[2] + mat[3] * v[3];
  out[1] = mat[4] * v[0] + mat[5] * v[1] + mat[6] * v[2] + mat[7] * v[3];
  out[2] = mat[8] * v[0] + mat[9] * v[1] + mat[10] * v[2] + mat[11] * v[3];
  out[3] = mat[12] * v[0] + mat[13] * v[1] + mat[14] * v[2] + mat[15] * v[3];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix4MulVecf>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
mulss  0x4(%rax),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x10(%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x14(%rax),%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
mulss  0x4(%rax),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x18(%rax),%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x1c(%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x4(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x20(%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x24(%rax),%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
mulss  0x4(%rax),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x28(%rax),%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x2c(%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x8(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x30(%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x34(%rax),%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
mulss  0x4(%rax),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x38(%rax),%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x3c(%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0xc(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix4MulVecf>:
movss  (%rdi),%xmm0
movss  0x4(%rdi),%xmm1
mulss  0x4(%rsi),%xmm1
mulss  (%rsi),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  0x8(%rdi),%xmm1
mulss  0x8(%rsi),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  0xc(%rdi),%xmm0
mulss  0xc(%rsi),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rdx)
movss  0x10(%rdi),%xmm0
movss  0x14(%rdi),%xmm1
mulss  0x4(%rsi),%xmm1
mulss  (%rsi),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  0x18(%rdi),%xmm1
mulss  0x8(%rsi),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  0x1c(%rdi),%xmm0
mulss  0xc(%rsi),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,0x4(%rdx)
movss  0x20(%rdi),%xmm0
movss  0x24(%rdi),%xmm1
mulss  0x4(%rsi),%xmm1
mulss  (%rsi),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  0x28(%rdi),%xmm1
mulss  0x8(%rsi),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  0x2c(%rdi),%xmm0
mulss  0xc(%rsi),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,0x8(%rdx)
movss  0x30(%rdi),%xmm0
movss  0x34(%rdi),%xmm1
mulss  0x4(%rsi),%xmm1
mulss  (%rsi),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  0x38(%rdi),%xmm1
mulss  0x8(%rsi),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  0x3c(%rdi),%xmm0
mulss  0xc(%rsi),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,0xc(%rdx)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @matrix4MulVecf(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** %4
%8 = getelementptr inbounds float, float* %7, i64 0
%9 = load float, float* %8
%10 = load float*, float** %5
%11 = getelementptr inbounds float, float* %10, i64 0
%12 = load float, float* %11
%13 = load float*, float** %4
%14 = getelementptr inbounds float, float* %13, i64 1
%15 = load float, float* %14
%16 = load float*, float** %5
%17 = getelementptr inbounds float, float* %16, i64 1
%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** %4
%22 = getelementptr inbounds float, float* %21, i64 2
%23 = load float, float* %22
%24 = load float*, float** %5
%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** %4
%29 = getelementptr inbounds float, float* %28, i64 3
%30 = load float, float* %29
%31 = load float*, float** %5
%32 = getelementptr inbounds float, float* %31, i64 3
%33 = load float, float* %32
%34 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %30, float %33, float %27)
%35 = load float*, float** %6
%36 = getelementptr inbounds float, float* %35, i64 0
store float %34, float* %36
%37 = load float*, float** %4
%38 = getelementptr inbounds float, float* %37, i64 4
%39 = load float, float* %38
%40 = load float*, float** %5
%41 = getelementptr inbounds float, float* %40, i64 0
%42 = load float, float* %41
%43 = load float*, float** %4
%44 = getelementptr inbounds float, float* %43, i64 5
%45 = load float, float* %44
%46 = load float*, float** %5
%47 = getelementptr inbounds float, float* %46, i64 1
%48 = load float, float* %47
%49 = fmul float %45, %48
%50 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %39, float %42, float %49)
%51 = load float*, float** %4
%52 = getelementptr inbounds float, float* %51, i64 6
%53 = load float, float* %52
%54 = load float*, float** %5
%55 = getelementptr inbounds float, float* %54, i64 2
%56 = load float, float* %55
%57 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %53, float %56, float %50)
%58 = load float*, float** %4
%59 = getelementptr inbounds float, float* %58, i64 7
%60 = load float, float* %59
%61 = load float*, float** %5
%62 = getelementptr inbounds float, float* %61, i64 3
%63 = load float, float* %62
%64 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %60, float %63, float %57)
%65 = load float*, float** %6
%66 = getelementptr inbounds float, float* %65, i64 1
store float %64, float* %66
%67 = load float*, float** %4
%68 = getelementptr inbounds float, float* %67, i64 8
%69 = load float, float* %68
%70 = load float*, float** %5
%71 = getelementptr inbounds float, float* %70, i64 0
%72 = load float, float* %71
%73 = load float*, float** %4
%74 = getelementptr inbounds float, float* %73, i64 9
%75 = load float, float* %74
%76 = load float*, float** %5
%77 = getelementptr inbounds float, float* %76, i64 1
%78 = load float, float* %77
%79 = fmul float %75, %78
%80 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %69, float %72, float %79)
%81 = load float*, float** %4
%82 = getelementptr inbounds float, float* %81, i64 10
%83 = load float, float* %82
%84 = load float*, float** %5
%85 = getelementptr inbounds float, float* %84, i64 2
%86 = load float, float* %85
%87 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %83, float %86, float %80)
%88 = load float*, float** %4
%89 = getelementptr inbounds float, float* %88, i64 11
%90 = load float, float* %89
%91 = load float*, float** %5
%92 = getelementptr inbounds float, float* %91, i64 3
%93 = load float, float* %92
%94 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %90, float %93, float %87)
%95 = load float*, float** %6
%96 = getelementptr inbounds float, float* %95, i64 2
store float %94, float* %96
%97 = load float*, float** %4
%98 = getelementptr inbounds float, float* %97, i64 12
%99 = load float, float* %98
%100 = load float*, float** %5
%101 = getelementptr inbounds float, float* %100, i64 0
%102 = load float, float* %101
%103 = load float*, float** %4
%104 = getelementptr inbounds float, float* %103, i64 13
%105 = load float, float* %104
%106 = load float*, float** %5
%107 = getelementptr inbounds float, float* %106, i64 1
%108 = load float, float* %107
%109 = fmul float %105, %108
%110 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %99, float %102, float %109)
%111 = load float*, float** %4
%112 = getelementptr inbounds float, float* %111, i64 14
%113 = load float, float* %112
%114 = load float*, float** %5
%115 = getelementptr inbounds float, float* %114, i64 2
%116 = load float, float* %115
%117 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %113, float %116, float %110)
%118 = load float*, float** %4
%119 = getelementptr inbounds float, float* %118, i64 15
%120 = load float, float* %119
%121 = load float*, float** %5
%122 = getelementptr inbounds float, float* %121, i64 3
%123 = load float, float* %122
%124 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %120, float %123, float %117)
%125 = load float*, float** %6
%126 = getelementptr inbounds float, float* %125, i64 3
store float %124, float* %126
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @matrix4MulVecf(float* nocapture %0, float* nocapture %1, float* nocapture writeonly %2) {
%4 = load float, float* %0
%5 = load float, float* %1
%6 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 1
%7 = load float, float* %6
%8 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 1
%9 = load float, float* %8
%10 = fmul float %7, %9
%11 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %4, float %5, float %10)
%12 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 2
%13 = load float, float* %12
%14 = getelementptr inbounds float, float* %1, 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* %0, i64 3
%18 = load float, float* %17
%19 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 3
%20 = load float, float* %19
%21 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %18, float %20, float %16)
store float %21, float* %2
%22 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 4
%23 = load float, float* %22
%24 = load float, float* %1
%25 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 5
%26 = load float, float* %25
%27 = load float, float* %8
%28 = fmul float %26, %27
%29 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %23, float %24, float %28)
%30 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 6
%31 = load float, float* %30
%32 = load float, float* %14
%33 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %31, float %32, float %29)
%34 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 7
%35 = load float, float* %34
%36 = load float, float* %19
%37 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %35, float %36, float %33)
%38 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 1
store float %37, float* %38
%39 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 8
%40 = load float, float* %39
%41 = load float, float* %1
%42 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 9
%43 = load float, float* %42
%44 = load float, float* %8
%45 = fmul float %43, %44
%46 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %40, float %41, float %45)
%47 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 10
%48 = load float, float* %47
%49 = load float, float* %14
%50 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %48, float %49, float %46)
%51 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 11
%52 = load float, float* %51
%53 = load float, float* %19
%54 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %52, float %53, float %50)
%55 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 2
store float %54, float* %55
%56 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 12
%57 = load float, float* %56
%58 = load float, float* %1
%59 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 13
%60 = load float, float* %59
%61 = load float, float* %8
%62 = fmul float %60, %61
%63 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %57, float %58, float %62)
%64 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 14
%65 = load float, float* %64
%66 = load float, float* %14
%67 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %65, float %66, float %63)
%68 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 15
%69 = load float, float* %68
%70 = load float, float* %19
%71 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %69, float %70, float %67)
%72 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 3
store float %71, float* %72
ret void
}