void quat_mul(float *r, float *p, float *q) {
  float tmp[3];
  {
    (r)[0] = (p)[1] * (q)[2] - (p)[2] * (q)[1];
    (r)[1] = (p)[2] * (q)[0] - (p)[0] * (q)[2];
    (r)[2] = (p)[0] * (q)[1] - (p)[1] * (q)[0];
  };
  {
    (tmp)[0] = (p)[0] * (q[3]);
    (tmp)[1] = (p)[1] * (q[3]);
    (tmp)[2] = (p)[2] * (q[3]);
  };
  {
    (r)[0] = (r)[0] + (tmp)[0];
    (r)[1] = (r)[1] + (tmp)[1];
    (r)[2] = (r)[2] + (tmp)[2];
  };
  {
    (tmp)[0] = (q)[0] * (p[3]);
    (tmp)[1] = (q)[1] * (p[3]);
    (tmp)[2] = (q)[2] * (p[3]);
  };
  {
    (r)[0] = (r)[0] + (tmp)[0];
    (r)[1] = (r)[1] + (tmp)[1];
    (r)[2] = (r)[2] + (tmp)[2];
  };
  r[3] = p[3] * q[3] - ((p)[0] * (q)[0] + (p)[1] * (q)[1] + (p)[2] * (q)[2]);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quat_mul>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
mulss  0x4(%rax),%xmm1
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
mulss  0x8(%rax),%xmm1
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x4(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
mulss  (%rax),%xmm1
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x8(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mulss  0xc(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mulss  0xc(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mulss  0xc(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
addss  -0x24(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
addss  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x4(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
addss  -0x1c(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x8(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mulss  0xc(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mulss  0xc(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mulss  0xc(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
addss  -0x24(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
addss  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x4(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
addss  -0x1c(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x8(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm3
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm4
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
mulss  0x4(%rax),%xmm1
mulss  %xmm4,%xmm3
addss  %xmm1,%xmm3
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm4
mulss  %xmm4,%xmm1
addss  %xmm3,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0xc(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quat_mul>:
movss  0x4(%rdx),%xmm0
mulss  0x8(%rsi),%xmm0
movss  0x4(%rsi),%xmm1
mulss  0x8(%rdx),%xmm1
subss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi)
movss  0x8(%rdx),%xmm0
mulss  (%rsi),%xmm0
movss  0x8(%rsi),%xmm2
mulss  (%rdx),%xmm2
subss  %xmm0,%xmm2
movss  %xmm2,0x4(%rdi)
movss  (%rdx),%xmm0
mulss  0x4(%rsi),%xmm0
movss  (%rsi),%xmm3
mulss  0x4(%rdx),%xmm3
subss  %xmm0,%xmm3
movss  %xmm3,0x8(%rdi)
movss  0xc(%rdx),%xmm0
movss  (%rsi),%xmm4
mulss  %xmm0,%xmm4
movss  0x4(%rsi),%xmm5
mulss  %xmm0,%xmm5
mulss  0x8(%rsi),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm4
movss  %xmm4,(%rdi)
addss  %xmm2,%xmm5
movss  %xmm5,0x4(%rdi)
addss  %xmm3,%xmm0
movss  %xmm0,0x8(%rdi)
movss  0xc(%rsi),%xmm1
movss  (%rdx),%xmm2
mulss  %xmm1,%xmm2
movss  0x4(%rdx),%xmm3
mulss  %xmm1,%xmm3
mulss  0x8(%rdx),%xmm1
addss  %xmm4,%xmm2
movss  %xmm2,(%rdi)
addss  %xmm5,%xmm3
movss  %xmm3,0x4(%rdi)
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,0x8(%rdi)
movss  0xc(%rsi),%xmm0
movss  0x4(%rsi),%xmm1
mulss  0x4(%rdx),%xmm1
movss  (%rsi),%xmm2
mulss  (%rdx),%xmm2
addss  %xmm1,%xmm2
movss  0x8(%rsi),%xmm1
mulss  0x8(%rdx),%xmm1
addss  %xmm2,%xmm1
mulss  0xc(%rdx),%xmm0
subss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,0xc(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @quat_mul(float* %0, float* %1, float* %2) {
%4 = alloca float*
%5 = alloca float*
%6 = alloca float*
%7 = alloca [3 x float]
store float* %0, float** %4
store float* %1, float** %5
store float* %2, float** %6
%8 = load float*, float** %5
%9 = getelementptr inbounds float, float* %8, i64 1
%10 = load float, float* %9
%11 = load float*, float** %6
%12 = getelementptr inbounds float, float* %11, i64 2
%13 = load float, float* %12
%14 = load float*, float** %5
%15 = getelementptr inbounds float, float* %14, i64 2
%16 = load float, float* %15
%17 = load float*, float** %6
%18 = getelementptr inbounds float, float* %17, i64 1
%19 = load float, float* %18
%20 = fmul float %16, %19
%21 = fneg float %20
%22 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %10, float %13, float %21)
%23 = load float*, float** %4
%24 = getelementptr inbounds float, float* %23, i64 0
store float %22, float* %24
%25 = load float*, float** %5
%26 = getelementptr inbounds float, float* %25, i64 2
%27 = load float, float* %26
%28 = load float*, float** %6
%29 = getelementptr inbounds float, float* %28, i64 0
%30 = load float, float* %29
%31 = load float*, float** %5
%32 = getelementptr inbounds float, float* %31, i64 0
%33 = load float, float* %32
%34 = load float*, float** %6
%35 = getelementptr inbounds float, float* %34, i64 2
%36 = load float, float* %35
%37 = fmul float %33, %36
%38 = fneg float %37
%39 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %27, float %30, float %38)
%40 = load float*, float** %4
%41 = getelementptr inbounds float, float* %40, i64 1
store float %39, float* %41
%42 = load float*, float** %5
%43 = getelementptr inbounds float, float* %42, i64 0
%44 = load float, float* %43
%45 = load float*, float** %6
%46 = getelementptr inbounds float, float* %45, i64 1
%47 = load float, float* %46
%48 = load float*, float** %5
%49 = getelementptr inbounds float, float* %48, i64 1
%50 = load float, float* %49
%51 = load float*, float** %6
%52 = getelementptr inbounds float, float* %51, i64 0
%53 = load float, float* %52
%54 = fmul float %50, %53
%55 = fneg float %54
%56 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %44, float %47, float %55)
%57 = load float*, float** %4
%58 = getelementptr inbounds float, float* %57, i64 2
store float %56, float* %58
%59 = load float*, float** %5
%60 = getelementptr inbounds float, float* %59, i64 0
%61 = load float, float* %60
%62 = load float*, float** %6
%63 = getelementptr inbounds float, float* %62, i64 3
%64 = load float, float* %63
%65 = fmul float %61, %64
%66 = getelementptr inbounds [3 x float], [3 x float]* %7, i64 0, i64 0
store float %65, float* %66
%67 = load float*, float** %5
%68 = getelementptr inbounds float, float* %67, i64 1
%69 = load float, float* %68
%70 = load float*, float** %6
%71 = getelementptr inbounds float, float* %70, i64 3
%72 = load float, float* %71
%73 = fmul float %69, %72
%74 = getelementptr inbounds [3 x float], [3 x float]* %7, i64 0, i64 1
store float %73, float* %74
%75 = load float*, float** %5
%76 = getelementptr inbounds float, float* %75, i64 2
%77 = load float, float* %76
%78 = load float*, float** %6
%79 = getelementptr inbounds float, float* %78, i64 3
%80 = load float, float* %79
%81 = fmul float %77, %80
%82 = getelementptr inbounds [3 x float], [3 x float]* %7, i64 0, i64 2
store float %81, float* %82
%83 = load float*, float** %4
%84 = getelementptr inbounds float, float* %83, i64 0
%85 = load float, float* %84
%86 = getelementptr inbounds [3 x float], [3 x float]* %7, i64 0, i64 0
%87 = load float, float* %86
%88 = fadd float %85, %87
%89 = load float*, float** %4
%90 = getelementptr inbounds float, float* %89, i64 0
store float %88, float* %90
%91 = load float*, float** %4
%92 = getelementptr inbounds float, float* %91, i64 1
%93 = load float, float* %92
%94 = getelementptr inbounds [3 x float], [3 x float]* %7, i64 0, i64 1
%95 = load float, float* %94
%96 = fadd float %93, %95
%97 = load float*, float** %4
%98 = getelementptr inbounds float, float* %97, i64 1
store float %96, float* %98
%99 = load float*, float** %4
%100 = getelementptr inbounds float, float* %99, i64 2
%101 = load float, float* %100
%102 = getelementptr inbounds [3 x float], [3 x float]* %7, i64 0, i64 2
%103 = load float, float* %102
%104 = fadd float %101, %103
%105 = load float*, float** %4
%106 = getelementptr inbounds float, float* %105, i64 2
store float %104, float* %106
%107 = load float*, float** %6
%108 = getelementptr inbounds float, float* %107, i64 0
%109 = load float, float* %108
%110 = load float*, float** %5
%111 = getelementptr inbounds float, float* %110, i64 3
%112 = load float, float* %111
%113 = fmul float %109, %112
%114 = getelementptr inbounds [3 x float], [3 x float]* %7, i64 0, i64 0
store float %113, float* %114
%115 = load float*, float** %6
%116 = getelementptr inbounds float, float* %115, i64 1
%117 = load float, float* %116
%118 = load float*, float** %5
%119 = getelementptr inbounds float, float* %118, i64 3
%120 = load float, float* %119
%121 = fmul float %117, %120
%122 = getelementptr inbounds [3 x float], [3 x float]* %7, i64 0, i64 1
store float %121, float* %122
%123 = load float*, float** %6
%124 = getelementptr inbounds float, float* %123, i64 2
%125 = load float, float* %124
%126 = load float*, float** %5
%127 = getelementptr inbounds float, float* %126, i64 3
%128 = load float, float* %127
%129 = fmul float %125, %128
%130 = getelementptr inbounds [3 x float], [3 x float]* %7, i64 0, i64 2
store float %129, float* %130
%131 = load float*, float** %4
%132 = getelementptr inbounds float, float* %131, i64 0
%133 = load float, float* %132
%134 = getelementptr inbounds [3 x float], [3 x float]* %7, i64 0, i64 0
%135 = load float, float* %134
%136 = fadd float %133, %135
%137 = load float*, float** %4
%138 = getelementptr inbounds float, float* %137, i64 0
store float %136, float* %138
%139 = load float*, float** %4
%140 = getelementptr inbounds float, float* %139, i64 1
%141 = load float, float* %140
%142 = getelementptr inbounds [3 x float], [3 x float]* %7, i64 0, i64 1
%143 = load float, float* %142
%144 = fadd float %141, %143
%145 = load float*, float** %4
%146 = getelementptr inbounds float, float* %145, i64 1
store float %144, float* %146
%147 = load float*, float** %4
%148 = getelementptr inbounds float, float* %147, i64 2
%149 = load float, float* %148
%150 = getelementptr inbounds [3 x float], [3 x float]* %7, i64 0, i64 2
%151 = load float, float* %150
%152 = fadd float %149, %151
%153 = load float*, float** %4
%154 = getelementptr inbounds float, float* %153, i64 2
store float %152, float* %154
%155 = load float*, float** %5
%156 = getelementptr inbounds float, float* %155, i64 3
%157 = load float, float* %156
%158 = load float*, float** %6
%159 = getelementptr inbounds float, float* %158, i64 3
%160 = load float, float* %159
%161 = load float*, float** %5
%162 = getelementptr inbounds float, float* %161, i64 0
%163 = load float, float* %162
%164 = load float*, float** %6
%165 = getelementptr inbounds float, float* %164, i64 0
%166 = load float, float* %165
%167 = load float*, float** %5
%168 = getelementptr inbounds float, float* %167, i64 1
%169 = load float, float* %168
%170 = load float*, float** %6
%171 = getelementptr inbounds float, float* %170, i64 1
%172 = load float, float* %171
%173 = fmul float %169, %172
%174 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %163, float %166, float %173)
%175 = load float*, float** %5
%176 = getelementptr inbounds float, float* %175, i64 2
%177 = load float, float* %176
%178 = load float*, float** %6
%179 = getelementptr inbounds float, float* %178, i64 2
%180 = load float, float* %179
%181 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %177, float %180, float %174)
%182 = fneg float %181
%183 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %157, float %160, float %182)
%184 = load float*, float** %4
%185 = getelementptr inbounds float, float* %184, i64 3
store float %183, float* %185
ret void
}

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