void floats_mat_transform_xyz(const float M[16], const float xyz[3],
                              float r[3]) {
  r[0] = M[0] * xyz[0] + M[1] * xyz[1] + M[2] * xyz[2] + M[3];
  r[1] = M[4] * xyz[0] + M[5] * xyz[1] + M[6] * xyz[2] + M[7];
  r[2] = M[8] * xyz[0] + M[9] * xyz[1] + M[10] * xyz[2] + M[11];
}


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

x86 assembly (clang, -O2):
<floats_mat_transform_xyz>:
movss  (%rdi),%xmm0
movss  0x4(%rdi),%xmm1
mulss  0x4(%rsi),%xmm1
mulss  (%rsi),%xmm0
movss  0x8(%rdi),%xmm2
mulss  0x8(%rsi),%xmm2
addss  %xmm1,%xmm0
addss  %xmm0,%xmm2
addss  0xc(%rdi),%xmm2
movss  %xmm2,(%rdx)
movss  0x10(%rdi),%xmm0
movss  0x14(%rdi),%xmm1
mulss  0x4(%rsi),%xmm1
mulss  (%rsi),%xmm0
movss  0x18(%rdi),%xmm2
mulss  0x8(%rsi),%xmm2
addss  %xmm1,%xmm0
addss  %xmm0,%xmm2
addss  0x1c(%rdi),%xmm2
movss  %xmm2,0x4(%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
addss  0x2c(%rdi),%xmm1
movss  %xmm1,0x8(%rdx)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @floats_mat_transform_xyz(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 = fadd float %27, %30
%32 = load float*, float** %6
%33 = getelementptr inbounds float, float* %32, i64 0
store float %31, float* %33
%34 = load float*, float** %4
%35 = getelementptr inbounds float, float* %34, i64 4
%36 = load float, float* %35
%37 = load float*, float** %5
%38 = getelementptr inbounds float, float* %37, i64 0
%39 = load float, float* %38
%40 = load float*, float** %4
%41 = getelementptr inbounds float, float* %40, i64 5
%42 = load float, float* %41
%43 = load float*, float** %5
%44 = getelementptr inbounds float, float* %43, i64 1
%45 = load float, float* %44
%46 = fmul float %42, %45
%47 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %36, float %39, float %46)
%48 = load float*, float** %4
%49 = getelementptr inbounds float, float* %48, i64 6
%50 = load float, float* %49
%51 = load float*, float** %5
%52 = getelementptr inbounds float, float* %51, i64 2
%53 = load float, float* %52
%54 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %50, float %53, float %47)
%55 = load float*, float** %4
%56 = getelementptr inbounds float, float* %55, i64 7
%57 = load float, float* %56
%58 = fadd float %54, %57
%59 = load float*, float** %6
%60 = getelementptr inbounds float, float* %59, i64 1
store float %58, float* %60
%61 = load float*, float** %4
%62 = getelementptr inbounds float, float* %61, i64 8
%63 = load float, float* %62
%64 = load float*, float** %5
%65 = getelementptr inbounds float, float* %64, i64 0
%66 = load float, float* %65
%67 = load float*, float** %4
%68 = getelementptr inbounds float, float* %67, i64 9
%69 = load float, float* %68
%70 = load float*, float** %5
%71 = getelementptr inbounds float, float* %70, i64 1
%72 = load float, float* %71
%73 = fmul float %69, %72
%74 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %63, float %66, float %73)
%75 = load float*, float** %4
%76 = getelementptr inbounds float, float* %75, i64 10
%77 = load float, float* %76
%78 = load float*, float** %5
%79 = getelementptr inbounds float, float* %78, i64 2
%80 = load float, float* %79
%81 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %77, float %80, float %74)
%82 = load float*, float** %4
%83 = getelementptr inbounds float, float* %82, i64 11
%84 = load float, float* %83
%85 = fadd float %81, %84
%86 = load float*, float** %6
%87 = getelementptr inbounds float, float* %86, i64 2
store float %85, float* %87
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @floats_mat_transform_xyz(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 = fadd float %16, %18
store float %19, float* %2
%20 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 4
%21 = load float, float* %20
%22 = load float, float* %1
%23 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 5
%24 = load float, float* %23
%25 = load float, float* %8
%26 = fmul float %24, %25
%27 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %21, float %22, float %26)
%28 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 6
%29 = load float, float* %28
%30 = load float, float* %14
%31 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %29, float %30, float %27)
%32 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 7
%33 = load float, float* %32
%34 = fadd float %31, %33
%35 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 1
store float %34, float* %35
%36 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 8
%37 = load float, float* %36
%38 = load float, float* %1
%39 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 9
%40 = load float, float* %39
%41 = load float, float* %8
%42 = fmul float %40, %41
%43 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %37, float %38, float %42)
%44 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 10
%45 = load float, float* %44
%46 = load float, float* %14
%47 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %45, float %46, float %43)
%48 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 11
%49 = load float, float* %48
%50 = fadd float %47, %49
%51 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 2
store float %50, float* %51
ret void
}