unsigned long _modulong(unsigned long a, unsigned long b) {
  unsigned char count = 1;
  if (!b)
    return (unsigned long)-1;
  while (!(b & (1UL << (8 * sizeof(unsigned long) - 1)))) {
    b <<= 1;
    ++count;
  }
  while (count) {
    if (a >= b) {
      a -= b;
    }
    b >>= 1;
    --count;
  }
  return a;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<_modulong>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
movb   $0x1,-0x19(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    1128 <_modulong+0x28>
movq   $0xffffffffffffffff,-0x8(%rbp)
ff
jmp    11b7 <_modulong+0xb7>
jmp    112d <_modulong+0x2d>
movabs $0x8000000000000000,%rax
and    -0x18(%rbp),%rax
cmp    $0x0,%rax
setne  %al
xor    $0xff,%al
test   $0x1,%al
jne    1151 <_modulong+0x51>
jmp    116a <_modulong+0x6a>
mov    -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x19(%rbp),%al
add    $0x1,%al
mov    %al,-0x19(%rbp)
jmp    112d <_modulong+0x2d>
jmp    116f <_modulong+0x6f>
cmpb   $0x0,-0x19(%rbp)
je     11af <_modulong+0xaf>
mov    -0x10(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jb     1196 <_modulong+0x96>
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x19(%rbp),%al
add    $0xff,%al
mov    %al,-0x19(%rbp)
jmp    116f <_modulong+0x6f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<_modulong>:
test   %rsi,%rsi
je     11bf <_modulong+0xbf>
mov    %rdi,%rax
mov    $0x1,%cl
js     111f <_modulong+0x1f>
add    %rsi,%rsi
add    $0x1,%cl
test   %rsi,%rsi
jns    1110 <_modulong+0x10>
test   %cl,%cl
je     1154 <_modulong+0x54>
lea    -0x1(%rcx),%r8d
mov    %ecx,%r9d
and    $0x3,%r9b
je     114e <_modulong+0x4e>
xor    %edi,%edi
xchg   %ax,%ax
cmp    %rsi,%rax
mov    $0x0,%edx
cmovae %rsi,%rdx
sub    %rdx,%rax
shr    %rsi
add    $0x1,%dil
cmp    %dil,%r9b
jne    1130 <_modulong+0x30>
sub    %dil,%cl
cmp    $0x3,%r8b
jae    116c <_modulong+0x6c>
ret
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
sub    %rdi,%rax
shr    $0x4,%rsi
add    $0xfc,%cl
je     1154 <_modulong+0x54>
mov    $0x0,%edx
cmp    %rsi,%rax
jb     1179 <_modulong+0x79>
mov    %rsi,%rdx
sub    %rdx,%rax
mov    %rsi,%rdx
shr    %rdx
mov    $0x0,%edi
cmp    %rdx,%rax
jb     118f <_modulong+0x8f>
mov    %rdx,%rdi
sub    %rdi,%rax
mov    %rsi,%rdx
shr    $0x2,%rdx
mov    $0x0,%edi
cmp    %rdx,%rax
jb     11a6 <_modulong+0xa6>
mov    %rdx,%rdi
sub    %rdi,%rax
mov    %rsi,%rdx
shr    $0x3,%rdx
mov    $0x0,%edi
cmp    %rdx,%rax
jb     1160 <_modulong+0x60>
mov    %rdx,%rdi
jmp    1160 <_modulong+0x60>
mov    $0xffffffffffffffff,%rax
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @_modulong(i64 %0, i64 %1) {
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca i8
store i64 %0, i64* %4
store i64 %1, i64* %5
store i8 1, i8* %6
%7 = load i64, i64* %5
%8 = icmp ne i64 %7, 0
br i1 %8, label %10, label %9
9: ; preds = %2
store i64 -1, i64* %3
br label %40
10: ; preds = %2
br label %11
11: ; preds = %16, %10
%12 = load i64, i64* %5
%13 = and i64 %12, -9223372036854775808
%14 = icmp ne i64 %13, 0
%15 = xor i1 %14, true
br i1 %15, label %16, label %21
16: ; preds = %11
%17 = load i64, i64* %5
%18 = shl i64 %17, 1
store i64 %18, i64* %5
%19 = load i8, i8* %6
%20 = add i8 %19, 1
store i8 %20, i8* %6
br label %11
21: ; preds = %11
br label %22
22: ; preds = %33, %21
%23 = load i8, i8* %6
%24 = icmp ne i8 %23, 0
br i1 %24, label %25, label %38
25: ; preds = %22
%26 = load i64, i64* %4
%27 = load i64, i64* %5
%28 = icmp uge i64 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %33
29: ; preds = %25
%30 = load i64, i64* %5
%31 = load i64, i64* %4
%32 = sub i64 %31, %30
store i64 %32, i64* %4
br label %33
33: ; preds = %29, %25
%34 = load i64, i64* %5
%35 = lshr i64 %34, 1
store i64 %35, i64* %5
%36 = load i8, i8* %6
%37 = add i8 %36, -1
store i8 %37, i8* %6
br label %22
38: ; preds = %22
%39 = load i64, i64* %4
store i64 %39, i64* %3
br label %40
40: ; preds = %38, %9
%41 = load i64, i64* %3
ret i64 %41
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @_modulong(i64 %0, i64 %1) {
%3 = icmp eq i64 %1, 0
br i1 %3, label %60, label %4
4: ; preds = %2
%5 = icmp sgt i64 %1, -1
br i1 %5, label %32, label %8
6: ; preds = %32
%7 = icmp eq i8 %36, 0
br i1 %7, label %60, label %8
8: ; preds = %4, %6
%9 = phi i8 [ 1, %4 ], [ %36, %6 ]
%10 = phi i64 [ %1, %4 ], [ %35, %6 ]
%11 = add i8 %9, -1
%12 = and i8 %9, 3
%13 = icmp eq i8 %12, 0
br i1 %13, label %26, label %14
14: ; preds = %8, %14
%15 = phi i8 [ %23, %14 ], [ %9, %8 ]
%16 = phi i64 [ %22, %14 ], [ %10, %8 ]
%17 = phi i64 [ %21, %14 ], [ %0, %8 ]
%18 = phi i8 [ %24, %14 ], [ 0, %8 ]
%19 = icmp ult i64 %17, %16
%20 = select i1 %19, i64 0, i64 %16
%21 = sub i64 %17, %20
%22 = lshr i64 %16, 1
%23 = add i8 %15, -1
%24 = add i8 %18, 1
%25 = icmp eq i8 %24, %12
br i1 %25, label %26, label %14
26: ; preds = %14, %8
%27 = phi i64 [ undef, %8 ], [ %21, %14 ]
%28 = phi i8 [ %9, %8 ], [ %23, %14 ]
%29 = phi i64 [ %10, %8 ], [ %22, %14 ]
%30 = phi i64 [ %0, %8 ], [ %21, %14 ]
%31 = icmp ult i8 %11, 3
br i1 %31, label %60, label %38
32: ; preds = %4, %32
%33 = phi i8 [ %36, %32 ], [ 1, %4 ]
%34 = phi i64 [ %35, %32 ], [ %1, %4 ]
%35 = shl nuw i64 %34, 1
%36 = add i8 %33, 1
%37 = icmp sgt i64 %35, -1
br i1 %37, label %32, label %6
38: ; preds = %26, %38
%39 = phi i8 [ %58, %38 ], [ %28, %26 ]
%40 = phi i64 [ %57, %38 ], [ %29, %26 ]
%41 = phi i64 [ %56, %38 ], [ %30, %26 ]
%42 = icmp ult i64 %41, %40
%43 = select i1 %42, i64 0, i64 %40
%44 = sub i64 %41, %43
%45 = lshr i64 %40, 1
%46 = icmp ult i64 %44, %45
%47 = select i1 %46, i64 0, i64 %45
%48 = sub i64 %44, %47
%49 = lshr i64 %40, 2
%50 = icmp ult i64 %48, %49
%51 = select i1 %50, i64 0, i64 %49
%52 = sub i64 %48, %51
%53 = lshr i64 %40, 3
%54 = icmp ult i64 %52, %53
%55 = select i1 %54, i64 0, i64 %53
%56 = sub i64 %52, %55
%57 = lshr i64 %40, 4
%58 = add i8 %39, -4
%59 = icmp eq i8 %58, 0
br i1 %59, label %60, label %38
60: ; preds = %26, %38, %6, %2
%61 = phi i64 [ -1, %2 ], [ %0, %6 ], [ %27, %26 ], [ %56, %38 ]
ret i64 %61
}