Die Substitution geht hier "in "umgekehrter Richtung":
$$u = \sin x \Rightarrow \frac{du}{dx} = \cos x \Rightarrow du = \cos x\; dx$$
$$\Rightarrow \int \frac{\cos x}{\sin x} dx = \int \frac{1}{\sin x}\cdot \underbrace{\cos x dx}_{= du} = \int \frac 1u du$$