unsigned long long div_u64_u64(unsigned long long dividend,
                               unsigned long long divisor) {
  unsigned long long result = 0;
  unsigned long long tmp_res, tmp_div;
  while (dividend >= divisor) {
    tmp_div = divisor << 1;
    tmp_res = 1;
    while (dividend >= tmp_div) {
      tmp_res <<= 1;
      if (tmp_div & (1ULL << 63))
        break;
      tmp_div <<= 1;
    }
    dividend -= divisor * tmp_res;
    result += tmp_res;
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<div_u64_u64>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jb     11a3 <div_u64_u64+0xa3>
mov    -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movq   $0x1,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jb     117e <div_u64_u64+0x7e>
mov    -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movabs $0x8000000000000000,%rax
and    -0x28(%rbp),%rax
cmp    $0x0,%rax
je     116d <div_u64_u64+0x6d>
jmp    117e <div_u64_u64+0x7e>
mov    -0x28(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1136 <div_u64_u64+0x36>
mov    -0x10(%rbp),%rcx
imul   -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1114 <div_u64_u64+0x14>
mov    -0x18(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<div_u64_u64>:
xor    %eax,%eax
jmp    111a <div_u64_u64+0x1a>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    %rcx,%rax
imul   %rsi,%rcx
sub    %rcx,%rdi
cmp    %rsi,%rdi
jb     1142 <div_u64_u64+0x42>
mov    $0x1,%ecx
mov    %rsi,%rdx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    %rdx,%rdx
cmp    %rdx,%rdi
jb     1110 <div_u64_u64+0x10>
add    %rcx,%rcx
test   %rdx,%rdx
jns    1130 <div_u64_u64+0x30>
jmp    1110 <div_u64_u64+0x10>
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @div_u64_u64(i64 %0, i64 %1) {
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
store i64 %0, i64* %3
store i64 %1, i64* %4
store i64 0, i64* %5
br label %8
8: ; preds = %29, %2
%9 = load i64, i64* %3
%10 = load i64, i64* %4
%11 = icmp uge i64 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %38
12: ; preds = %8
%13 = load i64, i64* %4
%14 = shl i64 %13, 1
store i64 %14, i64* %7
store i64 1, i64* %6
br label %15
15: ; preds = %26, %12
%16 = load i64, i64* %3
%17 = load i64, i64* %7
%18 = icmp uge i64 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %29
19: ; preds = %15
%20 = load i64, i64* %6
%21 = shl i64 %20, 1
store i64 %21, i64* %6
%22 = load i64, i64* %7
%23 = and i64 %22, -9223372036854775808
%24 = icmp ne i64 %23, 0
br i1 %24, label %25, label %26
25: ; preds = %19
br label %29
26: ; preds = %19
%27 = load i64, i64* %7
%28 = shl i64 %27, 1
store i64 %28, i64* %7
br label %15
29: ; preds = %25, %15
%30 = load i64, i64* %4
%31 = load i64, i64* %6
%32 = mul i64 %30, %31
%33 = load i64, i64* %3
%34 = sub i64 %33, %32
store i64 %34, i64* %3
%35 = load i64, i64* %6
%36 = load i64, i64* %5
%37 = add i64 %36, %35
store i64 %37, i64* %5
br label %8
38: ; preds = %8
%39 = load i64, i64* %5
ret i64 %39
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @div_u64_u64(i64 %0, i64 %1) {
%3 = icmp ult i64 %0, %1
br i1 %3, label %21, label %4
4: ; preds = %2, %15
%5 = phi i64 [ %19, %15 ], [ 0, %2 ]
%6 = phi i64 [ %18, %15 ], [ %0, %2 ]
br label %7
7: ; preds = %4, %12
%8 = phi i64 [ %13, %12 ], [ 1, %4 ]
%9 = phi i64 [ %10, %12 ], [ %1, %4 ]
%10 = shl i64 %9, 1
%11 = icmp ult i64 %6, %10
br i1 %11, label %15, label %12
12: ; preds = %7
%13 = shl i64 %8, 1
%14 = icmp sgt i64 %10, -1
br i1 %14, label %7, label %15
15: ; preds = %12, %7
%16 = phi i64 [ %13, %12 ], [ %8, %7 ]
%17 = mul i64 %16, %1
%18 = sub i64 %6, %17
%19 = add i64 %16, %5
%20 = icmp ult i64 %18, %1
br i1 %20, label %21, label %4
21: ; preds = %15, %2
%22 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %19, %15 ]
ret i64 %22
}