float *vec4_multiply_mat4(float *result, float *a, float *m) {
  float x = a[0];
  float y = a[1];
  float z = a[2];
  float w = a[3];
  result[0] = m[0] * x + m[4] * y + m[8] * z + m[12] * w;
  result[1] = m[1] * x + m[5] * y + m[9] * z + m[13] * w;
  result[2] = m[2] * x + m[6] * y + m[10] * z + m[14] * w;
  result[3] = m[3] * x + m[7] * y + m[11] * z + m[15] * w;
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<vec4_multiply_mat4>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
movss  -0x1c(%rbp),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x10(%rax),%xmm1
mulss  -0x20(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x20(%rax),%xmm1
movss  -0x24(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x30(%rax),%xmm0
movss  -0x28(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
movss  -0x1c(%rbp),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x14(%rax),%xmm1
mulss  -0x20(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x24(%rax),%xmm1
movss  -0x24(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x34(%rax),%xmm0
movss  -0x28(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x4(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
movss  -0x1c(%rbp),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x18(%rax),%xmm1
mulss  -0x20(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x28(%rax),%xmm1
movss  -0x24(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x38(%rax),%xmm0
movss  -0x28(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x8(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0xc(%rax),%xmm0
movss  -0x1c(%rbp),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x1c(%rax),%xmm1
mulss  -0x20(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x2c(%rax),%xmm1
movss  -0x24(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  0x3c(%rax),%xmm0
movss  -0x28(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0xc(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<vec4_multiply_mat4>:
mov    %rdi,%rax
movss  (%rsi),%xmm2
movss  0x4(%rsi),%xmm3
movss  0x8(%rsi),%xmm0
movss  0xc(%rsi),%xmm1
movss  0x10(%rdx),%xmm4
mulss  %xmm3,%xmm4
movss  (%rdx),%xmm5
mulss  %xmm2,%xmm5
addss  %xmm4,%xmm5
movss  0x20(%rdx),%xmm4
mulss  %xmm0,%xmm4
addss  %xmm5,%xmm4
movss  0x30(%rdx),%xmm5
mulss  %xmm1,%xmm5
addss  %xmm4,%xmm5
movss  %xmm5,(%rdi)
movss  0x14(%rdx),%xmm4
mulss  %xmm3,%xmm4
movss  0x4(%rdx),%xmm5
mulss  %xmm2,%xmm5
addss  %xmm4,%xmm5
movss  0x24(%rdx),%xmm4
mulss  %xmm0,%xmm4
addss  %xmm5,%xmm4
movss  0x34(%rdx),%xmm5
mulss  %xmm1,%xmm5
addss  %xmm4,%xmm5
movss  %xmm5,0x4(%rdi)
movss  0x18(%rdx),%xmm4
mulss  %xmm3,%xmm4
movss  0x8(%rdx),%xmm5
mulss  %xmm2,%xmm5
addss  %xmm4,%xmm5
movss  0x28(%rdx),%xmm4
mulss  %xmm0,%xmm4
addss  %xmm5,%xmm4
movss  0x38(%rdx),%xmm5
mulss  %xmm1,%xmm5
addss  %xmm4,%xmm5
movss  %xmm5,0x8(%rdi)
mulss  0x1c(%rdx),%xmm3
mulss  0xc(%rdx),%xmm2
addss  %xmm3,%xmm2
mulss  0x2c(%rdx),%xmm0
addss  %xmm2,%xmm0
mulss  0x3c(%rdx),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,0xc(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define float* @vec4_multiply_mat4(float* %0, float* %1, float* %2) {
%4 = alloca float*
%5 = alloca float*
%6 = alloca float*
%7 = alloca float
%8 = alloca float
%9 = alloca float
%10 = alloca float
store float* %0, float** %4
store float* %1, float** %5
store float* %2, float** %6
%11 = load float*, float** %5
%12 = getelementptr inbounds float, float* %11, i64 0
%13 = load float, float* %12
store float %13, float* %7
%14 = load float*, float** %5
%15 = getelementptr inbounds float, float* %14, i64 1
%16 = load float, float* %15
store float %16, float* %8
%17 = load float*, float** %5
%18 = getelementptr inbounds float, float* %17, i64 2
%19 = load float, float* %18
store float %19, float* %9
%20 = load float*, float** %5
%21 = getelementptr inbounds float, float* %20, i64 3
%22 = load float, float* %21
store float %22, float* %10
%23 = load float*, float** %6
%24 = getelementptr inbounds float, float* %23, i64 0
%25 = load float, float* %24
%26 = load float, float* %7
%27 = load float*, float** %6
%28 = getelementptr inbounds float, float* %27, i64 4
%29 = load float, float* %28
%30 = load float, float* %8
%31 = fmul float %29, %30
%32 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %25, float %26, float %31)
%33 = load float*, float** %6
%34 = getelementptr inbounds float, float* %33, i64 8
%35 = load float, float* %34
%36 = load float, float* %9
%37 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %35, float %36, float %32)
%38 = load float*, float** %6
%39 = getelementptr inbounds float, float* %38, i64 12
%40 = load float, float* %39
%41 = load float, float* %10
%42 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %40, float %41, float %37)
%43 = load float*, float** %4
%44 = getelementptr inbounds float, float* %43, i64 0
store float %42, float* %44
%45 = load float*, float** %6
%46 = getelementptr inbounds float, float* %45, i64 1
%47 = load float, float* %46
%48 = load float, float* %7
%49 = load float*, float** %6
%50 = getelementptr inbounds float, float* %49, i64 5
%51 = load float, float* %50
%52 = load float, float* %8
%53 = fmul float %51, %52
%54 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %47, float %48, float %53)
%55 = load float*, float** %6
%56 = getelementptr inbounds float, float* %55, i64 9
%57 = load float, float* %56
%58 = load float, float* %9
%59 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %57, float %58, float %54)
%60 = load float*, float** %6
%61 = getelementptr inbounds float, float* %60, i64 13
%62 = load float, float* %61
%63 = load float, float* %10
%64 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %62, float %63, float %59)
%65 = load float*, float** %4
%66 = getelementptr inbounds float, float* %65, i64 1
store float %64, float* %66
%67 = load float*, float** %6
%68 = getelementptr inbounds float, float* %67, i64 2
%69 = load float, float* %68
%70 = load float, float* %7
%71 = load float*, float** %6
%72 = getelementptr inbounds float, float* %71, i64 6
%73 = load float, float* %72
%74 = load float, float* %8
%75 = fmul float %73, %74
%76 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %69, float %70, float %75)
%77 = load float*, float** %6
%78 = getelementptr inbounds float, float* %77, i64 10
%79 = load float, float* %78
%80 = load float, float* %9
%81 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %79, float %80, float %76)
%82 = load float*, float** %6
%83 = getelementptr inbounds float, float* %82, i64 14
%84 = load float, float* %83
%85 = load float, float* %10
%86 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %84, float %85, float %81)
%87 = load float*, float** %4
%88 = getelementptr inbounds float, float* %87, i64 2
store float %86, float* %88
%89 = load float*, float** %6
%90 = getelementptr inbounds float, float* %89, i64 3
%91 = load float, float* %90
%92 = load float, float* %7
%93 = load float*, float** %6
%94 = getelementptr inbounds float, float* %93, i64 7
%95 = load float, float* %94
%96 = load float, float* %8
%97 = fmul float %95, %96
%98 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %91, float %92, float %97)
%99 = load float*, float** %6
%100 = getelementptr inbounds float, float* %99, i64 11
%101 = load float, float* %100
%102 = load float, float* %9
%103 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %101, float %102, float %98)
%104 = load float*, float** %6
%105 = getelementptr inbounds float, float* %104, i64 15
%106 = load float, float* %105
%107 = load float, float* %10
%108 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %106, float %107, float %103)
%109 = load float*, float** %4
%110 = getelementptr inbounds float, float* %109, i64 3
store float %108, float* %110
%111 = load float*, float** %4
ret float* %111
}

LLVM IR (-O2):
define float* @vec4_multiply_mat4(float* returned writeonly %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2) {
%4 = load float, float* %1
%5 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 1
%6 = load float, float* %5
%7 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 2
%8 = load float, float* %7
%9 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 3
%10 = load float, float* %9
%11 = load float, float* %2
%12 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 4
%13 = load float, float* %12
%14 = fmul float %6, %13
%15 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %11, float %4, float %14)
%16 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 8
%17 = load float, float* %16
%18 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %17, float %8, float %15)
%19 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 12
%20 = load float, float* %19
%21 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %20, float %10, float %18)
store float %21, float* %0
%22 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 1
%23 = load float, float* %22
%24 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 5
%25 = load float, float* %24
%26 = fmul float %6, %25
%27 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %23, float %4, float %26)
%28 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 9
%29 = load float, float* %28
%30 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %29, float %8, float %27)
%31 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 13
%32 = load float, float* %31
%33 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %32, float %10, float %30)
%34 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 1
store float %33, float* %34
%35 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 2
%36 = load float, float* %35
%37 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 6
%38 = load float, float* %37
%39 = fmul float %6, %38
%40 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %36, float %4, float %39)
%41 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 10
%42 = load float, float* %41
%43 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %42, float %8, float %40)
%44 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 14
%45 = load float, float* %44
%46 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %45, float %10, float %43)
%47 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 2
store float %46, float* %47
%48 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 3
%49 = load float, float* %48
%50 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 7
%51 = load float, float* %50
%52 = fmul float %6, %51
%53 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %49, float %4, float %52)
%54 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 11
%55 = load float, float* %54
%56 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %55, float %8, float %53)
%57 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 15
%58 = load float, float* %57
%59 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %58, float %10, float %56)
%60 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 3
store float %59, float* %60
ret float* %0
}