#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */
typedef unsigned long uint64_t;

/* Variables and functions */
uint64_t pow64(uint64_t a, uint64_t n) {
  uint64_t t;
  if (n == 0) {
    return 1UL;
  }
  if (n == 1) {
    return a;
  }
  if (n == 2) {
    return a * a;
  }
  t = pow64(a, n / 2);
  t *= t;
  if (n & 1) {
    t *= a;
  }
  return t;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<pow64>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    1138 <pow64+0x28>
movq   $0x1,-0x8(%rbp)
jmp    11b6 <pow64+0xa6>
cmpq   $0x1,-0x18(%rbp)
jne    1150 <pow64+0x40>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    11b6 <pow64+0xa6>
cmpq   $0x2,-0x18(%rbp)
jne    116d <pow64+0x5d>
mov    -0x10(%rbp),%rax
imul   -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    11b6 <pow64+0xa6>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
shr    $0x1,%rsi
call   1030 <pow64@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
and    $0x1,%rax
cmp    $0x0,%rax
je     11ae <pow64+0x9e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<pow64>:
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
test   %rsi,%rsi
je     1152 <pow64+0x42>
mov    %rsi,%rbx
mov    %rdi,%r14
cmp    $0x2,%rsi
je     115a <pow64+0x4a>
cmp    $0x1,%rbx
je     115e <pow64+0x4e>
mov    %rbx,%rsi
shr    %rsi
mov    %r14,%rdi
call   1030 <pow64@plt>
test   $0x1,%bl
mov    $0x1,%ecx
cmovne %r14,%rcx
imul   %rax,%rax
imul   %rcx,%rax
mov    %rax,%r14
jmp    115e <pow64+0x4e>
mov    $0x1,%r14d
jmp    115e <pow64+0x4e>
imul   %r14,%r14
mov    %r14,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @pow64(i64 %0, i64 %1) {
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
store i64 %0, i64* %4
store i64 %1, i64* %5
%7 = load i64, i64* %5
%8 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %10
9: ; preds = %2
store i64 1, i64* %3
br label %39
10: ; preds = %2
%11 = load i64, i64* %5
%12 = icmp eq i64 %11, 1
br i1 %12, label %13, label %15
13: ; preds = %10
%14 = load i64, i64* %4
store i64 %14, i64* %3
br label %39
15: ; preds = %10
%16 = load i64, i64* %5
%17 = icmp eq i64 %16, 2
br i1 %17, label %18, label %22
18: ; preds = %15
%19 = load i64, i64* %4
%20 = load i64, i64* %4
%21 = mul i64 %19, %20
store i64 %21, i64* %3
br label %39
22: ; preds = %15
%23 = load i64, i64* %4
%24 = load i64, i64* %5
%25 = udiv i64 %24, 2
%26 = call i64 @pow64(i64 %23, i64 %25)
store i64 %26, i64* %6
%27 = load i64, i64* %6
%28 = load i64, i64* %6
%29 = mul i64 %28, %27
store i64 %29, i64* %6
%30 = load i64, i64* %5
%31 = and i64 %30, 1
%32 = icmp ne i64 %31, 0
br i1 %32, label %33, label %37
33: ; preds = %22
%34 = load i64, i64* %4
%35 = load i64, i64* %6
%36 = mul i64 %35, %34
store i64 %36, i64* %6
br label %37
37: ; preds = %33, %22
%38 = load i64, i64* %6
store i64 %38, i64* %3
br label %39
39: ; preds = %37, %18, %13, %9
%40 = load i64, i64* %3
ret i64 %40
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @pow64(i64 %0, i64 %1) {
switch i64 %1, label %8 [
i64 0, label %6
i64 1, label %3
i64 2, label %4
]
3: ; preds = %2
br label %6
4: ; preds = %2
%5 = mul i64 %0, %0
br label %6
6: ; preds = %3, %4, %2, %8
%7 = phi i64 [ %15, %8 ], [ %0, %3 ], [ %5, %4 ], [ 1, %2 ]
ret i64 %7
8: ; preds = %2
%9 = lshr i64 %1, 1
%10 = tail call i64 @pow64(i64 %0, i64 %9)
%11 = and i64 %1, 1
%12 = icmp eq i64 %11, 0
%13 = select i1 %12, i64 1, i64 %0
%14 = mul i64 %10, %13
%15 = mul i64 %14, %10
br label %6
}