void mult_big_unsigned(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int *hi,
                       unsigned int *lo) {
  unsigned int ahi, alo, bhi, blo;
  unsigned int c0, c1, c2;
  unsigned int c1_a, c1_b;
  ahi = a >> 16;
  alo = a & 0xffff;
  bhi = b >> 16;
  blo = b & 0xffff;
  c0 = alo * blo;
  c1_a = ahi * blo;
  c1_b = alo * bhi;
  c2 = ahi * bhi;
  c2 += (c1_a >> 16) + (c1_b >> 16);
  c1 = (c1_a & 0xffff) + (c1_b & 0xffff) + (c0 >> 16);
  c2 += (c1 >> 16);
  c0 = (c1 << 16) + (c0 & 0xffff);
  *hi = c2;
  *lo = c0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mult_big_unsigned>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
and    $0xffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0xffff,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
imul   -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
imul   -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
imul   -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
imul   -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
shr    $0x10,%ecx
add    %ecx,%eax
add    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
and    $0xffff,%eax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
and    $0xffff,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
shr    $0x10,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
add    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
shl    $0x10,%eax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
and    $0xffff,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mult_big_unsigned>:
movzwl %di,%r8d
shr    $0x10,%edi
movzwl %si,%eax
shr    $0x10,%esi
mov    %eax,%r9d
imul   %r8d,%r9d
imul   %edi,%eax
imul   %esi,%r8d
imul   %edi,%esi
movzwl %ax,%r10d
shr    $0x10,%eax
movzwl %r8w,%edi
shr    $0x10,%r8d
add    %esi,%r8d
add    %eax,%r8d
add    %r10d,%edi
movzwl %r9w,%eax
shr    $0x10,%r9d
add    %edi,%r9d
mov    %r9d,%esi
shr    $0x10,%esi
add    %r8d,%esi
shl    $0x10,%r9d
or     %r9d,%eax
mov    %esi,(%rdx)
mov    %eax,(%rcx)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mult_big_unsigned(i32 %0, i32 %1, i32* %2, i32* %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store i32* %2, i32** %7
store i32* %3, i32** %8
%18 = load i32, i32* %5
%19 = lshr i32 %18, 16
store i32 %19, i32* %9
%20 = load i32, i32* %5
%21 = and i32 %20, 65535
store i32 %21, i32* %10
%22 = load i32, i32* %6
%23 = lshr i32 %22, 16
store i32 %23, i32* %11
%24 = load i32, i32* %6
%25 = and i32 %24, 65535
store i32 %25, i32* %12
%26 = load i32, i32* %10
%27 = load i32, i32* %12
%28 = mul i32 %26, %27
store i32 %28, i32* %13
%29 = load i32, i32* %9
%30 = load i32, i32* %12
%31 = mul i32 %29, %30
store i32 %31, i32* %16
%32 = load i32, i32* %10
%33 = load i32, i32* %11
%34 = mul i32 %32, %33
store i32 %34, i32* %17
%35 = load i32, i32* %9
%36 = load i32, i32* %11
%37 = mul i32 %35, %36
store i32 %37, i32* %15
%38 = load i32, i32* %16
%39 = lshr i32 %38, 16
%40 = load i32, i32* %17
%41 = lshr i32 %40, 16
%42 = add i32 %39, %41
%43 = load i32, i32* %15
%44 = add i32 %43, %42
store i32 %44, i32* %15
%45 = load i32, i32* %16
%46 = and i32 %45, 65535
%47 = load i32, i32* %17
%48 = and i32 %47, 65535
%49 = add i32 %46, %48
%50 = load i32, i32* %13
%51 = lshr i32 %50, 16
%52 = add i32 %49, %51
store i32 %52, i32* %14
%53 = load i32, i32* %14
%54 = lshr i32 %53, 16
%55 = load i32, i32* %15
%56 = add i32 %55, %54
store i32 %56, i32* %15
%57 = load i32, i32* %14
%58 = shl i32 %57, 16
%59 = load i32, i32* %13
%60 = and i32 %59, 65535
%61 = add i32 %58, %60
store i32 %61, i32* %13
%62 = load i32, i32* %15
%63 = load i32*, i32** %7
store i32 %62, i32* %63
%64 = load i32, i32* %13
%65 = load i32*, i32** %8
store i32 %64, i32* %65
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mult_big_unsigned(i32 %0, i32 %1, i32* nocapture writeonly %2, i32* nocapture writeonly %3) {
%5 = lshr i32 %0, 16
%6 = and i32 %0, 65535
%7 = lshr i32 %1, 16
%8 = and i32 %1, 65535
%9 = mul nuw i32 %8, %6
%10 = mul nuw i32 %8, %5
%11 = mul nuw i32 %7, %6
%12 = mul nuw i32 %7, %5
%13 = lshr i32 %10, 16
%14 = lshr i32 %11, 16
%15 = and i32 %10, 65535
%16 = and i32 %11, 65535
%17 = add nuw nsw i32 %15, %16
%18 = lshr i32 %9, 16
%19 = add nuw nsw i32 %17, %18
%20 = lshr i32 %19, 16
%21 = add nuw i32 %14, %12
%22 = add nuw i32 %21, %13
%23 = add nuw i32 %22, %20
%24 = shl i32 %19, 16
%25 = and i32 %9, 65535
%26 = or i32 %24, %25
store i32 %23, i32* %2
store i32 %26, i32* %3
ret void
}