#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */
typedef int uint64_t;

/* Variables and functions */
uint64_t muldivu64(uint64_t a, uint64_t b, uint64_t c) {
  uint64_t quotient = 0;
  uint64_t remainder = 0;
  uint64_t cur_quotient = b / c;
  uint64_t cur_remainder = b % c;
  while (a) {
    if (a & 1) {
      quotient += cur_quotient;
      remainder += cur_remainder;
      if (remainder >= c) {
        quotient++;
        remainder -= c;
      }
    }
    a >>= 1;
    cur_quotient <<= 1;
    cur_remainder <<= 1;
    if (cur_remainder >= c) {
      cur_quotient++;
      cur_remainder -= c;
    }
  }
  return quotient;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<muldivu64>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
je     11bf <muldivu64+0xbf>
mov    -0x4(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     117f <muldivu64+0x7f>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jl     117a <muldivu64+0x7a>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    117f <muldivu64+0x7f>
mov    -0x4(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jl     11ba <muldivu64+0xba>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    112f <muldivu64+0x2f>
mov    -0x10(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<muldivu64>:
test   %edi,%edi
je     1165 <muldivu64+0x65>
mov    %edx,%r10d
mov    %esi,%eax
cltd
idiv   %r10d
xor    %r8d,%r8d
xor    %esi,%esi
xor    %r9d,%r9d
jmp    1148 <muldivu64+0x48>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %esi,%r11d
mov    %edi,%ecx
sar    %ecx
add    %edx,%edx
xor    %esi,%esi
cmp    %r10d,%edx
setge  %sil
lea    (%rsi,%rax,2),%eax
mov    %r10d,%esi
cmovl  %r8d,%esi
sub    %esi,%edx
mov    %r11d,%esi
cmp    $0x1,%edi
mov    %ecx,%edi
jbe    1161 <muldivu64+0x61>
test   $0x1,%dil
je     1120 <muldivu64+0x20>
add    %eax,%r9d
add    %edx,%esi
mov    %esi,%r11d
sub    %r10d,%r11d
jl     1120 <muldivu64+0x20>
add    $0x1,%r9d
jmp    1123 <muldivu64+0x23>
mov    %r9d,%eax
ret
xor    %eax,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @muldivu64(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %8
%11 = load i32, i32* %5
%12 = load i32, i32* %6
%13 = sdiv i32 %11, %12
store i32 %13, i32* %9
%14 = load i32, i32* %5
%15 = load i32, i32* %6
%16 = srem i32 %14, %15
store i32 %16, i32* %10
br label %17
17: ; preds = %57, %3
%18 = load i32, i32* %4
%19 = icmp ne i32 %18, 0
br i1 %19, label %20, label %58
20: ; preds = %17
%21 = load i32, i32* %4
%22 = and i32 %21, 1
%23 = icmp ne i32 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %41
24: ; preds = %20
%25 = load i32, i32* %9
%26 = load i32, i32* %7
%27 = add nsw i32 %26, %25
store i32 %27, i32* %7
%28 = load i32, i32* %10
%29 = load i32, i32* %8
%30 = add nsw i32 %29, %28
store i32 %30, i32* %8
%31 = load i32, i32* %8
%32 = load i32, i32* %6
%33 = icmp sge i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %40
34: ; preds = %24
%35 = load i32, i32* %7
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %7
%37 = load i32, i32* %6
%38 = load i32, i32* %8
%39 = sub nsw i32 %38, %37
store i32 %39, i32* %8
br label %40
40: ; preds = %34, %24
br label %41
41: ; preds = %40, %20
%42 = load i32, i32* %4
%43 = ashr i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %4
%44 = load i32, i32* %9
%45 = shl i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %9
%46 = load i32, i32* %10
%47 = shl i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %10
%48 = load i32, i32* %10
%49 = load i32, i32* %6
%50 = icmp sge i32 %48, %49
br i1 %50, label %51, label %57
51: ; preds = %41
%52 = load i32, i32* %9
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %9
%54 = load i32, i32* %6
%55 = load i32, i32* %10
%56 = sub nsw i32 %55, %54
store i32 %56, i32* %10
br label %57
57: ; preds = %51, %41
br label %17
58: ; preds = %17
%59 = load i32, i32* %7
ret i32 %59
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @muldivu64(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %4, label %36, label %5
5: ; preds = %3
%6 = srem i32 %1, %2
%7 = sdiv i32 %1, %2
br label %8
8: ; preds = %5, %23
%9 = phi i32 [ %34, %23 ], [ %6, %5 ]
%10 = phi i32 [ %32, %23 ], [ %7, %5 ]
%11 = phi i32 [ %25, %23 ], [ 0, %5 ]
%12 = phi i32 [ %24, %23 ], [ 0, %5 ]
%13 = phi i32 [ %26, %23 ], [ %0, %5 ]
%14 = and i32 %13, 1
%15 = icmp eq i32 %14, 0
br i1 %15, label %23, label %16
16: ; preds = %8
%17 = add nsw i32 %10, %12
%18 = add nsw i32 %9, %11
%19 = icmp slt i32 %18, %2
br i1 %19, label %23, label %20
20: ; preds = %16
%21 = add nsw i32 %17, 1
%22 = sub nsw i32 %18, %2
br label %23
23: ; preds = %16, %20, %8
%24 = phi i32 [ %21, %20 ], [ %17, %16 ], [ %12, %8 ]
%25 = phi i32 [ %22, %20 ], [ %18, %16 ], [ %11, %8 ]
%26 = ashr i32 %13, 1
%27 = shl i32 %10, 1
%28 = shl i32 %9, 1
%29 = icmp slt i32 %28, %2
%30 = xor i1 %29, true
%31 = zext i1 %30 to i32
%32 = or i32 %27, %31
%33 = select i1 %29, i32 0, i32 %2
%34 = sub nsw i32 %28, %33
%35 = icmp ult i32 %13, 2
br i1 %35, label %36, label %8
36: ; preds = %23, %3
%37 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %24, %23 ]
ret i32 %37
}