unsigned long udivmodsi4(unsigned long numerator, unsigned long denominator,
                         int return_modulus) {
  unsigned long bit = 1;
  unsigned long result = 0;
  while (denominator < numerator && bit && !(denominator & (1L << 31))) {
    denominator <<= 1;
    bit <<= 1;
  }
  while (bit) {
    if (numerator >= denominator) {
      numerator -= denominator;
      result |= bit;
    }
    bit >>= 1;
    denominator >>= 1;
  }
  return return_modulus ? numerator : result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<udivmodsi4>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movq   $0x1,-0x20(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x8(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x29(%rbp)
jae    115c <udivmodsi4+0x5c>
xor    %eax,%eax
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    %al,-0x29(%rbp)
je     115c <udivmodsi4+0x5c>
movabs $0x80000000,%rax
and    -0x10(%rbp),%rax
cmp    $0x0,%rax
setne  %al
xor    $0xff,%al
mov    %al,-0x29(%rbp)
mov    -0x29(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    116c <udivmodsi4+0x6c>
jmp    1189 <udivmodsi4+0x89>
mov    -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    111f <udivmodsi4+0x1f>
jmp    118e <udivmodsi4+0x8e>
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
je     11df <udivmodsi4+0xdf>
mov    -0x8(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jb     11c2 <udivmodsi4+0xc2>
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
or     -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    118e <udivmodsi4+0x8e>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
je     11f6 <udivmodsi4+0xf6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    11fe <udivmodsi4+0xfe>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<udivmodsi4>:
mov    %rdi,%rax
mov    $0x1,%r10d
test   $0x80000000,%esi
jne    1140 <udivmodsi4+0x40>
cmp    %rax,%rsi
jae    1140 <udivmodsi4+0x40>
mov    $0x1,%r10d
nopl   0x0(%rax)
mov    %rsi,%rcx
add    %rsi,%rsi
add    %r10,%r10
test   $0x40000000,%ecx
jne    113b <udivmodsi4+0x3b>
cmp    %rax,%rsi
jae    113b <udivmodsi4+0x3b>
test   %r10,%r10
jne    1120 <udivmodsi4+0x20>
test   %r10,%r10
je     117d <udivmodsi4+0x7d>
xor    %r8d,%r8d
xor    %r9d,%r9d
mov    %r10,%r11
nopl   0x0(%rax)
cmp    %rsi,%rax
mov    %rsi,%rdi
cmovb  %r8,%rdi
mov    %r10,%rcx
cmovb  %r8,%rcx
sub    %rdi,%rax
or     %rcx,%r9
shr    %r11
shr    %rsi
cmp    $0x1,%r10
mov    %r11,%r10
ja     1150 <udivmodsi4+0x50>
test   %edx,%edx
cmove  %r9,%rax
ret
xor    %r9d,%r9d
jmp    1176 <udivmodsi4+0x76>

LLVM IR (-O0):
define i64 @udivmodsi4(i64 %0, i64 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca i32
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
store i64 %0, i64* %4
store i64 %1, i64* %5
store i32 %2, i32* %6
store i64 1, i64* %7
store i64 0, i64* %8
br label %9
9: ; preds = %23, %3
%10 = load i64, i64* %5
%11 = load i64, i64* %4
%12 = icmp ult i64 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %21
13: ; preds = %9
%14 = load i64, i64* %7
%15 = icmp ne i64 %14, 0
br i1 %15, label %16, label %21
16: ; preds = %13
%17 = load i64, i64* %5
%18 = and i64 %17, 2147483648
%19 = icmp ne i64 %18, 0
%20 = xor i1 %19, true
br label %21
21: ; preds = %16, %13, %9
%22 = phi i1 [ false, %13 ], [ false, %9 ], [ %20, %16 ]
br i1 %22, label %23, label %28
23: ; preds = %21
%24 = load i64, i64* %5
%25 = shl i64 %24, 1
store i64 %25, i64* %5
%26 = load i64, i64* %7
%27 = shl i64 %26, 1
store i64 %27, i64* %7
br label %9
28: ; preds = %21
br label %29
29: ; preds = %43, %28
%30 = load i64, i64* %7
%31 = icmp ne i64 %30, 0
br i1 %31, label %32, label %48
32: ; preds = %29
%33 = load i64, i64* %4
%34 = load i64, i64* %5
%35 = icmp uge i64 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %43
36: ; preds = %32
%37 = load i64, i64* %5
%38 = load i64, i64* %4
%39 = sub i64 %38, %37
store i64 %39, i64* %4
%40 = load i64, i64* %7
%41 = load i64, i64* %8
%42 = or i64 %41, %40
store i64 %42, i64* %8
br label %43
43: ; preds = %36, %32
%44 = load i64, i64* %7
%45 = lshr i64 %44, 1
store i64 %45, i64* %7
%46 = load i64, i64* %5
%47 = lshr i64 %46, 1
store i64 %47, i64* %5
br label %29
48: ; preds = %29
%49 = load i32, i32* %6
%50 = icmp ne i32 %49, 0
br i1 %50, label %51, label %53
51: ; preds = %48
%52 = load i64, i64* %4
br label %55
53: ; preds = %48
%54 = load i64, i64* %8
br label %55
55: ; preds = %53, %51
%56 = phi i64 [ %52, %51 ], [ %54, %53 ]
ret i64 %56
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @udivmodsi4(i64 %0, i64 %1, i32 %2) {
%4 = icmp ult i64 %1, %0
%5 = and i64 %1, 2147483648
%6 = icmp eq i64 %5, 0
%7 = and i1 %6, %4
br i1 %7, label %13, label %10
8: ; preds = %13
%9 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %9, label %37, label %10
10: ; preds = %3, %8
%11 = phi i64 [ %17, %8 ], [ 1, %3 ]
%12 = phi i64 [ %16, %8 ], [ %1, %3 ]
br label %24
13: ; preds = %3, %13
%14 = phi i64 [ %17, %13 ], [ 1, %3 ]
%15 = phi i64 [ %16, %13 ], [ %1, %3 ]
%16 = shl i64 %15, 1
%17 = shl i64 %14, 1
%18 = icmp ult i64 %16, %0
%19 = icmp ne i64 %17, 0
%20 = select i1 %18, i1 %19, i1 false
%21 = and i64 %15, 1073741824
%22 = icmp eq i64 %21, 0
%23 = and i1 %22, %20
br i1 %23, label %13, label %8
24: ; preds = %10, %24
%25 = phi i64 [ %33, %24 ], [ 0, %10 ]
%26 = phi i64 [ %34, %24 ], [ %11, %10 ]
%27 = phi i64 [ %31, %24 ], [ %0, %10 ]
%28 = phi i64 [ %35, %24 ], [ %12, %10 ]
%29 = icmp ult i64 %27, %28
%30 = select i1 %29, i64 0, i64 %28
%31 = sub i64 %27, %30
%32 = select i1 %29, i64 0, i64 %26
%33 = or i64 %25, %32
%34 = lshr i64 %26, 1
%35 = lshr i64 %28, 1
%36 = icmp ult i64 %26, 2
br i1 %36, label %37, label %24
37: ; preds = %24, %8
%38 = phi i64 [ %0, %8 ], [ %31, %24 ]
%39 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %33, %24 ]
%40 = icmp eq i32 %2, 0
%41 = select i1 %40, i64 %39, i64 %38
ret i64 %41
}