void sample_ratio(unsigned long long numerator, unsigned long long denominator,
                  unsigned long long *num, unsigned long long *denom) {
  unsigned long long largest =
      numerator > denominator ? numerator : denominator;
  unsigned long long gcd = 0;
  for (unsigned long long i = 2; i <= largest; i++)
    if (numerator % i == 0 && denominator % i == 0)
      gcd = i;
  if (gcd != 0) {
    *num = numerator / gcd;
    *denom = denominator / gcd;
  } else {
    *num = numerator;
    *denom = denominator;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sample_ratio>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jbe    112f <sample_ratio+0x2f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    1137 <sample_ratio+0x37>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
movq   $0x2,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
ja     11a7 <sample_ratio+0xa7>
mov    -0x8(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x38(%rbp)
cmp    $0x0,%rdx
jne    1191 <sample_ratio+0x91>
mov    -0x10(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x38(%rbp)
cmp    $0x0,%rdx
jne    1191 <sample_ratio+0x91>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    1196 <sample_ratio+0x96>
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    114f <sample_ratio+0x4f>
cmpq   $0x0,-0x30(%rbp)
je     11e3 <sample_ratio+0xe3>
mov    -0x8(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x30(%rbp)
mov    %rax,%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x30(%rbp)
mov    %rax,%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
jmp    11f9 <sample_ratio+0xf9>
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sample_ratio>:
mov    %rdx,%r8
mov    %rsi,%r10
cmp    %rsi,%rdi
mov    %rsi,%rax
cmova  %rdi,%rax
cmp    $0x2,%rax
jb     11ab <sample_ratio+0xab>
mov    $0x1,%r11d
sub    %rax,%r11
mov    $0x2,%esi
xor    %r9d,%r9d
jmp    1151 <sample_ratio+0x51>
nopl   (%rax)
mov    %r10,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rsi
test   %rdx,%rdx
cmove  %rsi,%r9
lea    (%r11,%rsi,1),%rax
add    $0x1,%rax
add    $0x1,%rsi
cmp    $0x2,%rax
je     1190 <sample_ratio+0x90>
mov    %rdi,%rax
or     %rsi,%rax
shr    $0x20,%rax
je     1170 <sample_ratio+0x70>
mov    %rdi,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rsi
test   %rdx,%rdx
jne    113f <sample_ratio+0x3f>
jmp    117b <sample_ratio+0x7b>
nopl   0x0(%rax)
mov    %edi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %esi
test   %rdx,%rdx
jne    113f <sample_ratio+0x3f>
mov    %r10,%rax
or     %rsi,%rax
shr    $0x20,%rax
jne    1130 <sample_ratio+0x30>
mov    %r10d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %esi
jmp    1138 <sample_ratio+0x38>
test   %r9,%r9
je     11ab <sample_ratio+0xab>
mov    %rdi,%rax
or     %r9,%rax
shr    $0x20,%rax
je     11b2 <sample_ratio+0xb2>
mov    %rdi,%rax
xor    %edx,%edx
div    %r9
jmp    11b9 <sample_ratio+0xb9>
mov    %rdi,(%r8)
mov    %r10,(%rcx)
ret
mov    %edi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r9d
mov    %rax,(%r8)
mov    %r10,%rax
or     %r9,%rax
shr    $0x20,%rax
je     11d4 <sample_ratio+0xd4>
mov    %r10,%rax
xor    %edx,%edx
div    %r9
mov    %rax,(%rcx)
ret
mov    %r10d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r9d
mov    %eax,%r10d
mov    %r10,(%rcx)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @sample_ratio(i64 %0, i64 %1, i64* %2, i64* %3) {
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64*
%8 = alloca i64*
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
store i64 %0, i64* %5
store i64 %1, i64* %6
store i64* %2, i64** %7
store i64* %3, i64** %8
%12 = load i64, i64* %5
%13 = load i64, i64* %6
%14 = icmp ugt i64 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %17
15: ; preds = %4
%16 = load i64, i64* %5
br label %19
17: ; preds = %4
%18 = load i64, i64* %6
br label %19
19: ; preds = %17, %15
%20 = phi i64 [ %16, %15 ], [ %18, %17 ]
store i64 %20, i64* %9
store i64 0, i64* %10
store i64 2, i64* %11
br label %21
21: ; preds = %38, %19
%22 = load i64, i64* %11
%23 = load i64, i64* %9
%24 = icmp ule i64 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %41
25: ; preds = %21
%26 = load i64, i64* %5
%27 = load i64, i64* %11
%28 = urem i64 %26, %27
%29 = icmp eq i64 %28, 0
br i1 %29, label %30, label %37
30: ; preds = %25
%31 = load i64, i64* %6
%32 = load i64, i64* %11
%33 = urem i64 %31, %32
%34 = icmp eq i64 %33, 0
br i1 %34, label %35, label %37
35: ; preds = %30
%36 = load i64, i64* %11
store i64 %36, i64* %10
br label %37
37: ; preds = %35, %30, %25
br label %38
38: ; preds = %37
%39 = load i64, i64* %11
%40 = add i64 %39, 1
store i64 %40, i64* %11
br label %21
41: ; preds = %21
%42 = load i64, i64* %10
%43 = icmp ne i64 %42, 0
br i1 %43, label %44, label %53
44: ; preds = %41
%45 = load i64, i64* %5
%46 = load i64, i64* %10
%47 = udiv i64 %45, %46
%48 = load i64*, i64** %7
store i64 %47, i64* %48
%49 = load i64, i64* %6
%50 = load i64, i64* %10
%51 = udiv i64 %49, %50
%52 = load i64*, i64** %8
store i64 %51, i64* %52
br label %58
53: ; preds = %41
%54 = load i64, i64* %5
%55 = load i64*, i64** %7
store i64 %54, i64* %55
%56 = load i64, i64* %6
%57 = load i64*, i64** %8
store i64 %56, i64* %57
br label %58
58: ; preds = %53, %44
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @sample_ratio(i64 %0, i64 %1, i64* nocapture writeonly %2, i64* nocapture writeonly %3) {
%5 = icmp ugt i64 %0, %1
%6 = select i1 %5, i64 %0, i64 %1
%7 = icmp ult i64 %6, 2
br i1 %7, label %26, label %10
8: ; preds = %19
%9 = icmp eq i64 %20, 0
br i1 %9, label %26, label %23
10: ; preds = %4, %19
%11 = phi i64 [ %21, %19 ], [ 2, %4 ]
%12 = phi i64 [ %20, %19 ], [ 0, %4 ]
%13 = urem i64 %0, %11
%14 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %14, label %15, label %19
15: ; preds = %10
%16 = urem i64 %1, %11
%17 = icmp eq i64 %16, 0
%18 = select i1 %17, i64 %11, i64 %12
br label %19
19: ; preds = %15, %10
%20 = phi i64 [ %12, %10 ], [ %18, %15 ]
%21 = add nuw i64 %11, 1
%22 = icmp eq i64 %11, %6
br i1 %22, label %8, label %10
23: ; preds = %8
%24 = udiv i64 %0, %20
store i64 %24, i64* %2
%25 = udiv i64 %1, %20
br label %27
26: ; preds = %4, %8
store i64 %0, i64* %2
br label %27
27: ; preds = %26, %23
%28 = phi i64 [ %1, %26 ], [ %25, %23 ]
store i64 %28, i64* %3
ret void
}