unsigned short udivmodhi4(unsigned short num, unsigned short den,
                          short modwanted) {
  unsigned short bit = 1;
  unsigned short res = 0;
  while (den < num && bit && !(den & (1 << 15))) {
    den <<= 1;
    bit <<= 1;
  }
  while (bit) {
    if (num >= den) {
      num -= den;
      res |= bit;
    }
    bit >>= 1;
    den >>= 1;
  }
  if (modwanted)
    return num;
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<udivmodhi4>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %dx,%ax
mov    %si,%cx
mov    %di,%dx
mov    %dx,-0x4(%rbp)
mov    %cx,-0x6(%rbp)
mov    %ax,-0x8(%rbp)
movw   $0x1,-0xa(%rbp)
movw   $0x0,-0xc(%rbp)
movzwl -0x6(%rbp),%ecx
movzwl -0x4(%rbp),%edx
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%ecx
mov    %al,-0xd(%rbp)
jge    1160 <udivmodhi4+0x60>
movzwl -0xa(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    $0x0,%ecx
mov    %al,-0xd(%rbp)
je     1160 <udivmodhi4+0x60>
movzwl -0x6(%rbp),%eax
and    $0x8000,%eax
cmp    $0x0,%eax
setne  %al
xor    $0xff,%al
mov    %al,-0xd(%rbp)
mov    -0xd(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1170 <udivmodhi4+0x70>
jmp    118b <udivmodhi4+0x8b>
movzwl -0x6(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %ax,-0x6(%rbp)
movzwl -0xa(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %ax,-0xa(%rbp)
jmp    1125 <udivmodhi4+0x25>
jmp    1190 <udivmodhi4+0x90>
cmpw   $0x0,-0xa(%rbp)
je     11e2 <udivmodhi4+0xe2>
movzwl -0x4(%rbp),%eax
movzwl -0x6(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jl     11c7 <udivmodhi4+0xc7>
movzwl -0x6(%rbp),%ecx
movzwl -0x4(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %ax,-0x4(%rbp)
movzwl -0xa(%rbp),%ecx
movzwl -0xc(%rbp),%eax
or     %ecx,%eax
mov    %ax,-0xc(%rbp)
movzwl -0xa(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %ax,-0xa(%rbp)
movzwl -0x6(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %ax,-0x6(%rbp)
jmp    1190 <udivmodhi4+0x90>
cmpw   $0x0,-0x8(%rbp)
je     11fa <udivmodhi4+0xfa>
mov    -0x4(%rbp),%ax
mov    %ax,-0x2(%rbp)
jmp    1202 <udivmodhi4+0x102>
mov    -0xc(%rbp),%ax
mov    %ax,-0x2(%rbp)
movzwl -0x2(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<udivmodhi4>:
mov    %edi,%eax
mov    $0x1,%cx
test   %si,%si
js     1138 <udivmodhi4+0x38>
cmp    %ax,%si
jae    1138 <udivmodhi4+0x38>
mov    $0x1,%cx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    %esi,%esi
add    %ecx,%ecx
test   %si,%si
js     1133 <udivmodhi4+0x33>
cmp    %ax,%si
jae    1133 <udivmodhi4+0x33>
test   %cx,%cx
jne    1120 <udivmodhi4+0x20>
test   %cx,%cx
je     1172 <udivmodhi4+0x72>
xor    %r8d,%r8d
xor    %r9d,%r9d
xchg   %ax,%ax
movzwl %si,%esi
cmp    %si,%ax
mov    %esi,%edi
cmovb  %r8d,%edi
movzwl %cx,%r10d
mov    %r10d,%ecx
cmovb  %r8d,%ecx
sub    %edi,%eax
or     %ecx,%r9d
mov    %r10d,%ecx
shr    %ecx
shr    %esi
cmp    $0x1,%r10w
ja     1140 <udivmodhi4+0x40>
test   %dx,%dx
cmove  %r9d,%eax
ret
xor    %r9d,%r9d
jmp    116a <udivmodhi4+0x6a>

LLVM IR (-O0):
define zeroext i16 @udivmodhi4(i16 zeroext %0, i16 zeroext %1, i16 signext %2) {
%4 = alloca i16
%5 = alloca i16
%6 = alloca i16
%7 = alloca i16
%8 = alloca i16
%9 = alloca i16
store i16 %0, i16* %5
store i16 %1, i16* %6
store i16 %2, i16* %7
store i16 1, i16* %8
store i16 0, i16* %9
br label %10
10: ; preds = %28, %3
%11 = load i16, i16* %6
%12 = zext i16 %11 to i32
%13 = load i16, i16* %5
%14 = zext i16 %13 to i32
%15 = icmp slt i32 %12, %14
br i1 %15, label %16, label %26
16: ; preds = %10
%17 = load i16, i16* %8
%18 = zext i16 %17 to i32
%19 = icmp ne i32 %18, 0
br i1 %19, label %20, label %26
20: ; preds = %16
%21 = load i16, i16* %6
%22 = zext i16 %21 to i32
%23 = and i32 %22, 32768
%24 = icmp ne i32 %23, 0
%25 = xor i1 %24, true
br label %26
26: ; preds = %20, %16, %10
%27 = phi i1 [ false, %16 ], [ false, %10 ], [ %25, %20 ]
br i1 %27, label %28, label %37
28: ; preds = %26
%29 = load i16, i16* %6
%30 = zext i16 %29 to i32
%31 = shl i32 %30, 1
%32 = trunc i32 %31 to i16
store i16 %32, i16* %6
%33 = load i16, i16* %8
%34 = zext i16 %33 to i32
%35 = shl i32 %34, 1
%36 = trunc i32 %35 to i16
store i16 %36, i16* %8
br label %10
37: ; preds = %26
br label %38
38: ; preds = %60, %37
%39 = load i16, i16* %8
%40 = icmp ne i16 %39, 0
br i1 %40, label %41, label %69
41: ; preds = %38
%42 = load i16, i16* %5
%43 = zext i16 %42 to i32
%44 = load i16, i16* %6
%45 = zext i16 %44 to i32
%46 = icmp sge i32 %43, %45
br i1 %46, label %47, label %60
47: ; preds = %41
%48 = load i16, i16* %6
%49 = zext i16 %48 to i32
%50 = load i16, i16* %5
%51 = zext i16 %50 to i32
%52 = sub nsw i32 %51, %49
%53 = trunc i32 %52 to i16
store i16 %53, i16* %5
%54 = load i16, i16* %8
%55 = zext i16 %54 to i32
%56 = load i16, i16* %9
%57 = zext i16 %56 to i32
%58 = or i32 %57, %55
%59 = trunc i32 %58 to i16
store i16 %59, i16* %9
br label %60
60: ; preds = %47, %41
%61 = load i16, i16* %8
%62 = zext i16 %61 to i32
%63 = ashr i32 %62, 1
%64 = trunc i32 %63 to i16
store i16 %64, i16* %8
%65 = load i16, i16* %6
%66 = zext i16 %65 to i32
%67 = ashr i32 %66, 1
%68 = trunc i32 %67 to i16
store i16 %68, i16* %6
br label %38
69: ; preds = %38
%70 = load i16, i16* %7
%71 = icmp ne i16 %70, 0
br i1 %71, label %72, label %74
72: ; preds = %69
%73 = load i16, i16* %5
store i16 %73, i16* %4
br label %76
74: ; preds = %69
%75 = load i16, i16* %9
store i16 %75, i16* %4
br label %76
76: ; preds = %74, %72
%77 = load i16, i16* %4
ret i16 %77
}

LLVM IR (-O2):
define zeroext i16 @udivmodhi4(i16 zeroext %0, i16 zeroext %1, i16 signext %2) {
%4 = icmp ult i16 %1, %0
%5 = icmp sgt i16 %1, -1
%6 = and i1 %5, %4
br i1 %6, label %12, label %9
7: ; preds = %12
%8 = icmp eq i16 %16, 0
br i1 %8, label %35, label %9
9: ; preds = %3, %7
%10 = phi i16 [ %16, %7 ], [ 1, %3 ]
%11 = phi i16 [ %15, %7 ], [ %1, %3 ]
br label %22
12: ; preds = %3, %12
%13 = phi i16 [ %16, %12 ], [ 1, %3 ]
%14 = phi i16 [ %15, %12 ], [ %1, %3 ]
%15 = shl nuw i16 %14, 1
%16 = shl i16 %13, 1
%17 = icmp ult i16 %15, %0
%18 = icmp ne i16 %16, 0
%19 = select i1 %17, i1 %18, i1 false
%20 = icmp sgt i16 %15, -1
%21 = and i1 %20, %19
br i1 %21, label %12, label %7
22: ; preds = %9, %22
%23 = phi i16 [ %31, %22 ], [ 0, %9 ]
%24 = phi i16 [ %32, %22 ], [ %10, %9 ]
%25 = phi i16 [ %33, %22 ], [ %11, %9 ]
%26 = phi i16 [ %29, %22 ], [ %0, %9 ]
%27 = icmp ult i16 %26, %25
%28 = select i1 %27, i16 0, i16 %25
%29 = sub i16 %26, %28
%30 = select i1 %27, i16 0, i16 %24
%31 = or i16 %23, %30
%32 = lshr i16 %24, 1
%33 = lshr i16 %25, 1
%34 = icmp ult i16 %24, 2
br i1 %34, label %35, label %22
35: ; preds = %22, %7
%36 = phi i16 [ %0, %7 ], [ %29, %22 ]
%37 = phi i16 [ 0, %7 ], [ %31, %22 ]
%38 = icmp eq i16 %2, 0
%39 = select i1 %38, i16 %37, i16 %36
ret i16 %39
}