ディレクティブの主な問題は、直接評価されるため、 ngModelandディレクティブで mustache バインディングを使用できないことです。ngOptionsスコープ プロパティ (ngModel および alloptionsModel) に直接バインドできます。

directive('dimension', function() {
  return {
    restrict: 'E',
    scope: {
      ngModel: '=',
      alloptionsModel: '='
    },
    template:
        '<div>' + 
          '<label ng-transclude></label>' +
          '<fieldset>' +
              '<div class="form-group">' +
                '<select ng-model="ngModel" ng-options="x for x in alloptionsModel" multiple class="form-control"></select>' +
              '</div>' +
           '</fieldset>' +
        '</div>',
    replace: true,
    transclude: true
  };
});

実際の例については、この plunkrを参照してください。

編集 コンパイルルートに関しては、何も問題はありません。selectの項目テンプレートに到達するときに明らかに当てはまるテンプレートを動的に作成する必要がある場合に役立ちます。

compile: function(tElement, tAttrs) {
  var select = tElement.find('select'),
      value = tAttrs.value ? 'x.' + tAttrs.value : 'x',
      label = tAttrs.label ? 'x.' + tAttrs.label : 'x',
      ngOptions = value + ' as ' + label + ' for x in alloptionsModel';

      select.attr('ng-options', ngOptions);
}

// In the HTML file
<dimension ng-model="inputs.users" 
           alloptions-model="allusers"
           label="name">
  Users
</dimension>

plunkrをコンパイル機能で更新しました。