void matrix4MulVecRes3f(float *mat, float *v, float *out) {
  float s = mat[12] * v[0] + mat[13] * v[1] + mat[14] * v[2] + mat[15] * v[3];
  out[0] = (mat[0] * v[0] + mat[1] * v[1] + mat[2] * v[2] + mat[3] * v[3]) / s;
  out[1] = (mat[4] * v[0] + mat[5] * v[1] + mat[6] * v[2] + mat[7] * v[3]) / s;
  out[2] =
      (mat[8] * v[0] + mat[9] * v[1] + mat[10] * v[2] + mat[11] * v[3]) / s;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix4MulVecRes3f>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
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
movss  %xmm0,-0x1c(%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
divss  -0x1c(%rbp),%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
divss  -0x1c(%rbp),%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
divss  -0x1c(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x8(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix4MulVecRes3f>:
movss  (%rsi),%xmm1
movss  0x4(%rsi),%xmm2
movss  0x34(%rdi),%xmm0
mulss  %xmm2,%xmm0
movss  0x30(%rdi),%xmm3
mulss  %xmm1,%xmm3
addss  %xmm0,%xmm3
movss  0x8(%rsi),%xmm4
movss  0x38(%rdi),%xmm5
mulss  %xmm4,%xmm5
addss  %xmm3,%xmm5
movss  0xc(%rsi),%xmm3
movss  0x3c(%rdi),%xmm0
mulss  %xmm3,%xmm0
addss  %xmm5,%xmm0
mulss  0x4(%rdi),%xmm2
mulss  (%rdi),%xmm1
addss  %xmm2,%xmm1
mulss  0x8(%rdi),%xmm4
addss  %xmm1,%xmm4
mulss  0xc(%rdi),%xmm3
addss  %xmm4,%xmm3
divss  %xmm0,%xmm3
movss  %xmm3,(%rdx)
movss  0x14(%rdi),%xmm1
mulss  0x4(%rsi),%xmm1
movss  0x10(%rdi),%xmm2
mulss  (%rsi),%xmm2
addss  %xmm1,%xmm2
movss  0x18(%rdi),%xmm1
mulss  0x8(%rsi),%xmm1
addss  %xmm2,%xmm1
movss  0x1c(%rdi),%xmm2
mulss  0xc(%rsi),%xmm2
addss  %xmm1,%xmm2
divss  %xmm0,%xmm2
movss  %xmm2,0x4(%rdx)
movss  0x20(%rdi),%xmm1
movss  0x24(%rdi),%xmm2
mulss  0x4(%rsi),%xmm2
mulss  (%rsi),%xmm1
movss  0x28(%rdi),%xmm3
mulss  0x8(%rsi),%xmm3
addss  %xmm2,%xmm1
movss  0x2c(%rdi),%xmm2
mulss  0xc(%rsi),%xmm2
addss  %xmm1,%xmm3
addss  %xmm3,%xmm2
divss  %xmm0,%xmm2
movss  %xmm2,0x8(%rdx)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @matrix4MulVecRes3f(float* %0, float* %1, float* %2) {
%4 = alloca float*
%5 = alloca float*
%6 = alloca float*
%7 = alloca float
store float* %0, float** %4
store float* %1, float** %5
store float* %2, float** %6
%8 = load float*, float** %4
%9 = getelementptr inbounds float, float* %8, i64 12
%10 = load float, float* %9
%11 = load float*, float** %5
%12 = getelementptr inbounds float, float* %11, i64 0
%13 = load float, float* %12
%14 = load float*, float** %4
%15 = getelementptr inbounds float, float* %14, i64 13
%16 = load float, float* %15
%17 = load float*, float** %5
%18 = getelementptr inbounds float, float* %17, i64 1
%19 = load float, float* %18
%20 = fmul float %16, %19
%21 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %10, float %13, float %20)
%22 = load float*, float** %4
%23 = getelementptr inbounds float, float* %22, i64 14
%24 = load float, float* %23
%25 = load float*, float** %5
%26 = getelementptr inbounds float, float* %25, i64 2
%27 = load float, float* %26
%28 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %24, float %27, float %21)
%29 = load float*, float** %4
%30 = getelementptr inbounds float, float* %29, i64 15
%31 = load float, float* %30
%32 = load float*, float** %5
%33 = getelementptr inbounds float, float* %32, i64 3
%34 = load float, float* %33
%35 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %31, float %34, float %28)
store float %35, float* %7
%36 = load float*, float** %4
%37 = getelementptr inbounds float, float* %36, i64 0
%38 = load float, float* %37
%39 = load float*, float** %5
%40 = getelementptr inbounds float, float* %39, i64 0
%41 = load float, float* %40
%42 = load float*, float** %4
%43 = getelementptr inbounds float, float* %42, i64 1
%44 = load float, float* %43
%45 = load float*, float** %5
%46 = getelementptr inbounds float, float* %45, i64 1
%47 = load float, float* %46
%48 = fmul float %44, %47
%49 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %38, float %41, float %48)
%50 = load float*, float** %4
%51 = getelementptr inbounds float, float* %50, i64 2
%52 = load float, float* %51
%53 = load float*, float** %5
%54 = getelementptr inbounds float, float* %53, i64 2
%55 = load float, float* %54
%56 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %52, float %55, float %49)
%57 = load float*, float** %4
%58 = getelementptr inbounds float, float* %57, i64 3
%59 = load float, float* %58
%60 = load float*, float** %5
%61 = getelementptr inbounds float, float* %60, i64 3
%62 = load float, float* %61
%63 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %59, float %62, float %56)
%64 = load float, float* %7
%65 = fdiv float %63, %64
%66 = load float*, float** %6
%67 = getelementptr inbounds float, float* %66, i64 0
store float %65, float* %67
%68 = load float*, float** %4
%69 = getelementptr inbounds float, float* %68, i64 4
%70 = load float, float* %69
%71 = load float*, float** %5
%72 = getelementptr inbounds float, float* %71, i64 0
%73 = load float, float* %72
%74 = load float*, float** %4
%75 = getelementptr inbounds float, float* %74, i64 5
%76 = load float, float* %75
%77 = load float*, float** %5
%78 = getelementptr inbounds float, float* %77, i64 1
%79 = load float, float* %78
%80 = fmul float %76, %79
%81 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %70, float %73, float %80)
%82 = load float*, float** %4
%83 = getelementptr inbounds float, float* %82, i64 6
%84 = load float, float* %83
%85 = load float*, float** %5
%86 = getelementptr inbounds float, float* %85, i64 2
%87 = load float, float* %86
%88 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %84, float %87, float %81)
%89 = load float*, float** %4
%90 = getelementptr inbounds float, float* %89, i64 7
%91 = load float, float* %90
%92 = load float*, float** %5
%93 = getelementptr inbounds float, float* %92, i64 3
%94 = load float, float* %93
%95 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %91, float %94, float %88)
%96 = load float, float* %7
%97 = fdiv float %95, %96
%98 = load float*, float** %6
%99 = getelementptr inbounds float, float* %98, i64 1
store float %97, float* %99
%100 = load float*, float** %4
%101 = getelementptr inbounds float, float* %100, i64 8
%102 = load float, float* %101
%103 = load float*, float** %5
%104 = getelementptr inbounds float, float* %103, i64 0
%105 = load float, float* %104
%106 = load float*, float** %4
%107 = getelementptr inbounds float, float* %106, i64 9
%108 = load float, float* %107
%109 = load float*, float** %5
%110 = getelementptr inbounds float, float* %109, i64 1
%111 = load float, float* %110
%112 = fmul float %108, %111
%113 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %102, float %105, float %112)
%114 = load float*, float** %4
%115 = getelementptr inbounds float, float* %114, i64 10
%116 = load float, float* %115
%117 = load float*, float** %5
%118 = getelementptr inbounds float, float* %117, i64 2
%119 = load float, float* %118
%120 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %116, float %119, float %113)
%121 = load float*, float** %4
%122 = getelementptr inbounds float, float* %121, i64 11
%123 = load float, float* %122
%124 = load float*, float** %5
%125 = getelementptr inbounds float, float* %124, i64 3
%126 = load float, float* %125
%127 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %123, float %126, float %120)
%128 = load float, float* %7
%129 = fdiv float %127, %128
%130 = load float*, float** %6
%131 = getelementptr inbounds float, float* %130, i64 2
store float %129, float* %131
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @matrix4MulVecRes3f(float* nocapture %0, float* nocapture %1, float* nocapture writeonly %2) {
%4 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 12
%5 = load float, float* %4
%6 = load float, float* %1
%7 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 13
%8 = load float, float* %7
%9 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 1
%10 = load float, float* %9
%11 = fmul float %8, %10
%12 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %5, float %6, float %11)
%13 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 14
%14 = load float, float* %13
%15 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 2
%16 = load float, float* %15
%17 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %14, float %16, float %12)
%18 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 15
%19 = load float, float* %18
%20 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 3
%21 = load float, float* %20
%22 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %19, float %21, float %17)
%23 = load float, float* %0
%24 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 1
%25 = load float, float* %24
%26 = fmul float %10, %25
%27 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %23, float %6, float %26)
%28 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 2
%29 = load float, float* %28
%30 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %29, float %16, float %27)
%31 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 3
%32 = load float, float* %31
%33 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %32, float %21, float %30)
%34 = fdiv float %33, %22
store float %34, float* %2
%35 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 4
%36 = load float, float* %35
%37 = load float, float* %1
%38 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 5
%39 = load float, float* %38
%40 = load float, float* %9
%41 = fmul float %39, %40
%42 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %36, float %37, float %41)
%43 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 6
%44 = load float, float* %43
%45 = load float, float* %15
%46 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %44, float %45, float %42)
%47 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 7
%48 = load float, float* %47
%49 = load float, float* %20
%50 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %48, float %49, float %46)
%51 = fdiv float %50, %22
%52 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 1
store float %51, float* %52
%53 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 8
%54 = load float, float* %53
%55 = load float, float* %1
%56 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 9
%57 = load float, float* %56
%58 = load float, float* %9
%59 = fmul float %57, %58
%60 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %54, float %55, float %59)
%61 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 10
%62 = load float, float* %61
%63 = load float, float* %15
%64 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %62, float %63, float %60)
%65 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 11
%66 = load float, float* %65
%67 = load float, float* %20
%68 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %66, float %67, float %64)
%69 = fdiv float %68, %22
%70 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 2
store float %69, float* %70
ret void
}