unsigned __muldsi3_high(unsigned a, unsigned b) {
  const int bits_in_word_2 = 16;
  const unsigned lower_mask = (unsigned)~0 >> bits_in_word_2;
  unsigned ll = ((a & lower_mask) * (b & lower_mask));
  unsigned lh = (a >> bits_in_word_2) * (b & lower_mask);
  unsigned hl = (b >> bits_in_word_2) * (a & lower_mask);
  unsigned hh = (a >> bits_in_word_2) * (b >> bits_in_word_2);
  unsigned res = ll >> bits_in_word_2;
  res += lh & lower_mask;
  res += hl & lower_mask;
  res >>= bits_in_word_2;
  res += lh >> bits_in_word_2;
  res += hl >> bits_in_word_2;
  res += hh;
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<__muldsi3_high>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
movl   $0x10,-0xc(%rbp)
movl   $0xffff,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
and    $0xffff,%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
and    $0xffff,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
and    $0xffff,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
and    $0xffff,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
shr    $0x10,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
and    $0xffff,%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
and    $0xffff,%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<__muldsi3_high>:
movzwl %di,%eax
movzwl %si,%ecx
mov    %ecx,%edx
imul   %eax,%edx
shr    $0x10,%edi
imul   %edi,%ecx
shr    $0x10,%esi
imul   %esi,%eax
imul   %edi,%esi
shr    $0x10,%edx
movzwl %cx,%edi
add    %edx,%edi
movzwl %ax,%edx
add    %edi,%edx
shr    $0x10,%edx
shr    $0x10,%ecx
add    %esi,%ecx
shr    $0x10,%eax
add    %ecx,%eax
add    %edx,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @__muldsi3_high(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 16, i32* %5
store i32 65535, i32* %6
%12 = load i32, i32* %3
%13 = and i32 %12, 65535
%14 = load i32, i32* %4
%15 = and i32 %14, 65535
%16 = mul i32 %13, %15
store i32 %16, i32* %7
%17 = load i32, i32* %3
%18 = lshr i32 %17, 16
%19 = load i32, i32* %4
%20 = and i32 %19, 65535
%21 = mul i32 %18, %20
store i32 %21, i32* %8
%22 = load i32, i32* %4
%23 = lshr i32 %22, 16
%24 = load i32, i32* %3
%25 = and i32 %24, 65535
%26 = mul i32 %23, %25
store i32 %26, i32* %9
%27 = load i32, i32* %3
%28 = lshr i32 %27, 16
%29 = load i32, i32* %4
%30 = lshr i32 %29, 16
%31 = mul i32 %28, %30
store i32 %31, i32* %10
%32 = load i32, i32* %7
%33 = lshr i32 %32, 16
store i32 %33, i32* %11
%34 = load i32, i32* %8
%35 = and i32 %34, 65535
%36 = load i32, i32* %11
%37 = add i32 %36, %35
store i32 %37, i32* %11
%38 = load i32, i32* %9
%39 = and i32 %38, 65535
%40 = load i32, i32* %11
%41 = add i32 %40, %39
store i32 %41, i32* %11
%42 = load i32, i32* %11
%43 = lshr i32 %42, 16
store i32 %43, i32* %11
%44 = load i32, i32* %8
%45 = lshr i32 %44, 16
%46 = load i32, i32* %11
%47 = add i32 %46, %45
store i32 %47, i32* %11
%48 = load i32, i32* %9
%49 = lshr i32 %48, 16
%50 = load i32, i32* %11
%51 = add i32 %50, %49
store i32 %51, i32* %11
%52 = load i32, i32* %10
%53 = load i32, i32* %11
%54 = add i32 %53, %52
store i32 %54, i32* %11
%55 = load i32, i32* %11
ret i32 %55
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @__muldsi3_high(i32 %0, i32 %1) {
%3 = and i32 %0, 65535
%4 = and i32 %1, 65535
%5 = mul nuw i32 %4, %3
%6 = lshr i32 %0, 16
%7 = mul nuw i32 %4, %6
%8 = lshr i32 %1, 16
%9 = mul nuw i32 %8, %3
%10 = mul nuw i32 %8, %6
%11 = lshr i32 %5, 16
%12 = and i32 %7, 65535
%13 = add nuw nsw i32 %11, %12
%14 = and i32 %9, 65535
%15 = add nuw nsw i32 %13, %14
%16 = lshr i32 %15, 16
%17 = lshr i32 %7, 16
%18 = lshr i32 %9, 16
%19 = add nuw i32 %17, %10
%20 = add nuw i32 %19, %18
%21 = add nuw i32 %20, %16
ret i32 %21
}