void quat_multiply(float *dst, float *b) {
  float ax = dst[0], ay = dst[1], az = dst[2], aw = dst[3];
  float bx = b[0], by = b[1], bz = b[2], bw = b[3];
  dst[0] = ax * bw + aw * bx + ay * bz - az * by;
  dst[1] = ay * bw + aw * by + az * bx - ax * bz;
  dst[2] = az * bw + aw * bz + ax * by - ay * bx;
  dst[3] = aw * bw - ax * bx - ay * by - az * bz;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quat_multiply>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x30(%rbp)
movss  -0x14(%rbp),%xmm0
movss  -0x30(%rbp),%xmm2
movss  -0x20(%rbp),%xmm1
mulss  -0x24(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  -0x18(%rbp),%xmm1
movss  -0x2c(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  -0x1c(%rbp),%xmm0
movss  -0x28(%rbp),%xmm2
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
movss  -0x18(%rbp),%xmm0
movss  -0x30(%rbp),%xmm2
movss  -0x20(%rbp),%xmm1
mulss  -0x28(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  -0x1c(%rbp),%xmm1
movss  -0x24(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  -0x14(%rbp),%xmm0
movss  -0x2c(%rbp),%xmm2
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x4(%rax)
movss  -0x1c(%rbp),%xmm0
movss  -0x30(%rbp),%xmm2
movss  -0x20(%rbp),%xmm1
mulss  -0x2c(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  -0x14(%rbp),%xmm1
movss  -0x28(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  -0x18(%rbp),%xmm0
movss  -0x24(%rbp),%xmm2
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x8(%rax)
movss  -0x20(%rbp),%xmm0
movss  -0x30(%rbp),%xmm2
movss  -0x14(%rbp),%xmm1
mulss  -0x24(%rbp),%xmm1
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  -0x18(%rbp),%xmm1
movss  -0x28(%rbp),%xmm2
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  -0x1c(%rbp),%xmm0
movss  -0x2c(%rbp),%xmm2
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0xc(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quat_multiply>:
movups (%rdi),%xmm1
movsd  0x4(%rsi),%xmm0
movaps 0xef1(%rip),%xmm4
movaps %xmm1,%xmm2
xorps  %xmm4,%xmm2
movaps %xmm1,%xmm3
shufps $0xe9,%xmm1,%xmm3
xorps  %xmm4,%xmm3
movss  (%rsi),%xmm5
movaps %xmm5,%xmm4
movaps %xmm0,%xmm6
shufps $0xc5,%xmm5,%xmm6
movlhps %xmm0,%xmm5
shufps $0xd4,%xmm0,%xmm4
shufps $0x28,%xmm4,%xmm5
movaps %xmm2,%xmm7
shufps $0xf4,%xmm1,%xmm7
shufps $0x2a,%xmm7,%xmm7
mulps  %xmm5,%xmm7
movss  0xc(%rsi),%xmm5
shufps $0x0,%xmm5,%xmm5
mulps  %xmm1,%xmm5
addps  %xmm7,%xmm5
shufps $0xd4,%xmm3,%xmm2
shufps $0x42,%xmm3,%xmm2
movlhps %xmm1,%xmm3
shufps $0x29,%xmm3,%xmm1
shufps $0x2,%xmm0,%xmm4
mulps  %xmm1,%xmm4
addps  %xmm5,%xmm4
shufps $0x24,%xmm6,%xmm0
mulps  %xmm2,%xmm0
addps  %xmm4,%xmm0
movups %xmm0,(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @quat_multiply(float* %0, float* %1) {
%3 = alloca float*
%4 = alloca float*
%5 = alloca float
%6 = alloca float
%7 = alloca float
%8 = alloca float
%9 = alloca float
%10 = alloca float
%11 = alloca float
%12 = alloca float
store float* %0, float** %3
store float* %1, float** %4
%13 = load float*, float** %3
%14 = getelementptr inbounds float, float* %13, i64 0
%15 = load float, float* %14
store float %15, float* %5
%16 = load float*, float** %3
%17 = getelementptr inbounds float, float* %16, i64 1
%18 = load float, float* %17
store float %18, float* %6
%19 = load float*, float** %3
%20 = getelementptr inbounds float, float* %19, i64 2
%21 = load float, float* %20
store float %21, float* %7
%22 = load float*, float** %3
%23 = getelementptr inbounds float, float* %22, i64 3
%24 = load float, float* %23
store float %24, float* %8
%25 = load float*, float** %4
%26 = getelementptr inbounds float, float* %25, i64 0
%27 = load float, float* %26
store float %27, float* %9
%28 = load float*, float** %4
%29 = getelementptr inbounds float, float* %28, i64 1
%30 = load float, float* %29
store float %30, float* %10
%31 = load float*, float** %4
%32 = getelementptr inbounds float, float* %31, i64 2
%33 = load float, float* %32
store float %33, float* %11
%34 = load float*, float** %4
%35 = getelementptr inbounds float, float* %34, i64 3
%36 = load float, float* %35
store float %36, float* %12
%37 = load float, float* %5
%38 = load float, float* %12
%39 = load float, float* %8
%40 = load float, float* %9
%41 = fmul float %39, %40
%42 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %37, float %38, float %41)
%43 = load float, float* %6
%44 = load float, float* %11
%45 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %43, float %44, float %42)
%46 = load float, float* %7
%47 = load float, float* %10
%48 = fneg float %46
%49 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %48, float %47, float %45)
%50 = load float*, float** %3
%51 = getelementptr inbounds float, float* %50, i64 0
store float %49, float* %51
%52 = load float, float* %6
%53 = load float, float* %12
%54 = load float, float* %8
%55 = load float, float* %10
%56 = fmul float %54, %55
%57 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %52, float %53, float %56)
%58 = load float, float* %7
%59 = load float, float* %9
%60 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %58, float %59, float %57)
%61 = load float, float* %5
%62 = load float, float* %11
%63 = fneg float %61
%64 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %63, float %62, float %60)
%65 = load float*, float** %3
%66 = getelementptr inbounds float, float* %65, i64 1
store float %64, float* %66
%67 = load float, float* %7
%68 = load float, float* %12
%69 = load float, float* %8
%70 = load float, float* %11
%71 = fmul float %69, %70
%72 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %67, float %68, float %71)
%73 = load float, float* %5
%74 = load float, float* %10
%75 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %73, float %74, float %72)
%76 = load float, float* %6
%77 = load float, float* %9
%78 = fneg float %76
%79 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %78, float %77, float %75)
%80 = load float*, float** %3
%81 = getelementptr inbounds float, float* %80, i64 2
store float %79, float* %81
%82 = load float, float* %8
%83 = load float, float* %12
%84 = load float, float* %5
%85 = load float, float* %9
%86 = fmul float %84, %85
%87 = fneg float %86
%88 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %82, float %83, float %87)
%89 = load float, float* %6
%90 = load float, float* %10
%91 = fneg float %89
%92 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %91, float %90, float %88)
%93 = load float, float* %7
%94 = load float, float* %11
%95 = fneg float %93
%96 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %95, float %94, float %92)
%97 = load float*, float** %3
%98 = getelementptr inbounds float, float* %97, i64 3
store float %96, float* %98
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @quat_multiply(float* nocapture %0, float* nocapture %1) {
%3 = bitcast float* %0 to <4 x float>*
%4 = load <4 x float>, <4 x float>* %3
%5 = load float, float* %1
%6 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 1
%7 = bitcast float* %6 to <2 x float>*
%8 = load <2 x float>, <2 x float>* %7
%9 = shufflevector <2 x float> %8, <2 x float> poison, <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 undef, i32 undef>
%10 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 3
%11 = load float, float* %10
%12 = extractelement <4 x float> %4, i64 0
%13 = fneg float %12
%14 = shufflevector <4 x float> %4, <4 x float> undef, <2 x i32> <i32 1, i32 2>
%15 = fneg <2 x float> %14
%16 = shufflevector <2 x float> %15, <2 x float> poison, <4 x i32> <i32 0, i32 undef, i32 undef, i32 undef>
%17 = insertelement <4 x float> poison, float %5, i64 0
%18 = shufflevector <2 x float> %8, <2 x float> poison, <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 undef, i32 undef>
%19 = shufflevector <4 x float> %17, <4 x float> %18, <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 5, i32 undef>
%20 = insertelement <4 x float> %19, float %5, i64 3
%21 = extractelement <4 x float> %4, i64 3
%22 = insertelement <4 x float> poison, float %21, i64 0
%23 = insertelement <4 x float> %22, float %13, i64 1
%24 = shufflevector <4 x float> %23, <4 x float> poison, <4 x i32> <i32 0, i32 0, i32 0, i32 1>
%25 = fmul <4 x float> %20, %24
%26 = insertelement <4 x float> poison, float %11, i64 0
%27 = shufflevector <4 x float> %26, <4 x float> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%28 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %4, <4 x float> %27, <4 x float> %25)
%29 = shufflevector <4 x float> %4, <4 x float> %16, <4 x i32> <i32 1, i32 2, i32 0, i32 4>
%30 = extractelement <2 x float> %8, i64 1
%31 = insertelement <4 x float> poison, float %30, i64 0
%32 = insertelement <4 x float> %31, float %5, i64 1
%33 = shufflevector <4 x float> %32, <4 x float> %9, <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 4, i32 4>
%34 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %29, <4 x float> %33, <4 x float> %28)
%35 = extractelement <2 x float> %15, i64 1
%36 = insertelement <4 x float> poison, float %35, i64 0
%37 = insertelement <4 x float> %36, float %13, i64 1
%38 = shufflevector <2 x float> %15, <2 x float> poison, <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 undef, i32 undef>
%39 = shufflevector <4 x float> %37, <4 x float> %38, <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 4, i32 5>
%40 = insertelement <4 x float> %18, float %5, i64 2
%41 = shufflevector <4 x float> %40, <4 x float> %9, <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 5>
%42 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %39, <4 x float> %41, <4 x float> %34)
%43 = bitcast float* %0 to <4 x float>*
store <4 x float> %42, <4 x float>* %43
ret void
}