#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 */

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ multiplyMat(long long **, long long **, long long **, int);
void computeMatPowMod(long long int mat[][2], int pow, int mod,
                      long long int powerMat[][2]) {
  int i, j;
  if (pow == 0) {
    powerMat[0][0] = 1;
    powerMat[0][1] = 0;
    powerMat[1][0] = 0;
    powerMat[1][1] = 1;
    return;
  }
  if (pow == 1) {
    for (i = 0; i < 2; i++)
      for (j = 0; j < 2; j++)
        powerMat[i][j] = mat[i][j] % mod;
    return;
  }
  long long int rootMat[2][2], temp[2][2];
  computeMatPowMod(mat, pow >> 1, mod, rootMat);
  multiplyMat(rootMat, rootMat, temp, mod);
  if (pow & 1) {
    multiplyMat(temp, mat, powerMat, mod);
  } else {
    for (i = 0; i < 2; i++)
      for (j = 0; j < 2; j++)
        powerMat[i][j] = temp[i][j];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<computeMatPowMod>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jne    1174 <computeMatPowMod+0x54>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movq   $0x1,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movq   $0x0,0x8(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movq   $0x0,0x10(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movq   $0x1,0x18(%rax)
jmp    12c5 <computeMatPowMod+0x1a5>
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jne    11fd <computeMatPowMod+0xdd>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x1c(%rbp)
jge    11f8 <computeMatPowMod+0xd8>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x20(%rbp)
jge    11e5 <computeMatPowMod+0xc5>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1196 <computeMatPowMod+0x76>
jmp    11ea <computeMatPowMod+0xca>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1185 <computeMatPowMod+0x65>
jmp    12c5 <computeMatPowMod+0x1a5>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
sar    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
lea    -0x40(%rbp),%rcx
call   1030 <computeMatPowMod@plt>
lea    -0x40(%rbp),%rdi
lea    -0x40(%rbp),%rsi
lea    -0x60(%rbp),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%ecx
call   1040 <multiplyMat@plt>
mov    -0xc(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     124f <computeMatPowMod+0x12f>
lea    -0x60(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%ecx
call   1040 <multiplyMat@plt>
jmp    12c5 <computeMatPowMod+0x1a5>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x1c(%rbp)
jge    12c0 <computeMatPowMod+0x1a0>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x20(%rbp)
jge    12ad <computeMatPowMod+0x18d>
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
lea    -0x60(%rbp),%rax
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1267 <computeMatPowMod+0x147>
jmp    12b2 <computeMatPowMod+0x192>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1256 <computeMatPowMod+0x136>
jmp    12c5 <computeMatPowMod+0x1a5>
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<computeMatPowMod>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x40,%rsp
mov    %rcx,%rbx
test   %esi,%esi
je     1159 <computeMatPowMod+0x39>
mov    %edx,%r14d
mov    %esi,%ebp
mov    %rdi,%r15
cmp    $0x1,%esi
jne    1174 <computeMatPowMod+0x54>
movslq %r14d,%rcx
mov    (%r15),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     11c7 <computeMatPowMod+0xa7>
cqto
idiv   %rcx
jmp    11cc <computeMatPowMod+0xac>
movq   $0x1,(%rbx)
xorps  %xmm0,%xmm0
movups %xmm0,0x8(%rbx)
movq   $0x1,0x18(%rbx)
jmp    122f <computeMatPowMod+0x10f>
mov    %ebp,%esi
sar    %esi
lea    0x20(%rsp),%r12
mov    %r15,%rdi
mov    %r14d,%edx
mov    %r12,%rcx
call   1030 <computeMatPowMod@plt>
mov    %rsp,%rdx
mov    %r12,%rdi
mov    %r12,%rsi
mov    %r14d,%ecx
call   1040 <multiplyMat@plt>
test   $0x1,%bpl
jne    11b4 <computeMatPowMod+0x94>
movaps (%rsp),%xmm0
movaps 0x10(%rsp),%xmm1
movups %xmm1,0x10(%rbx)
movups %xmm0,(%rbx)
jmp    122f <computeMatPowMod+0x10f>
mov    %rsp,%rdi
mov    %r15,%rsi
mov    %rbx,%rdx
mov    %r14d,%ecx
call   1040 <multiplyMat@plt>
jmp    122f <computeMatPowMod+0x10f>
xor    %edx,%edx
div    %r14d
mov    %rdx,(%rbx)
mov    0x8(%r15),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     11e6 <computeMatPowMod+0xc6>
cqto
idiv   %rcx
jmp    11eb <computeMatPowMod+0xcb>
xor    %edx,%edx
div    %r14d
mov    %rdx,0x8(%rbx)
mov    0x10(%r15),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     1206 <computeMatPowMod+0xe6>
cqto
idiv   %rcx
jmp    120b <computeMatPowMod+0xeb>
xor    %edx,%edx
div    %r14d
mov    %rdx,0x10(%rbx)
mov    0x18(%r15),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     1226 <computeMatPowMod+0x106>
cqto
idiv   %rcx
jmp    122b <computeMatPowMod+0x10b>
xor    %edx,%edx
div    %r14d
mov    %rdx,0x18(%rbx)
add    $0x40,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @computeMatPowMod([2 x i64]* %0, i32 %1, i32 %2, [2 x i64]* %3) {
%5 = alloca [2 x i64]*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca [2 x i64]*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca [2 x [2 x i64]]
%12 = alloca [2 x [2 x i64]]
store [2 x i64]* %0, [2 x i64]** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store [2 x i64]* %3, [2 x i64]** %8
%13 = load i32, i32* %6
%14 = icmp eq i32 %13, 0
br i1 %14, label %15, label %28
15: ; preds = %4
%16 = load [2 x i64]*, [2 x i64]** %8
%17 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %16, i64 0
%18 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %17, i64 0, i64 0
store i64 1, i64* %18
%19 = load [2 x i64]*, [2 x i64]** %8
%20 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %19, i64 0
%21 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %20, i64 0, i64 1
store i64 0, i64* %21
%22 = load [2 x i64]*, [2 x i64]** %8
%23 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %22, i64 1
%24 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %23, i64 0, i64 0
store i64 0, i64* %24
%25 = load [2 x i64]*, [2 x i64]** %8
%26 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %25, i64 1
%27 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %26, i64 0, i64 1
store i64 1, i64* %27
br label %123
28: ; preds = %4
%29 = load i32, i32* %6
%30 = icmp eq i32 %29, 1
br i1 %30, label %31, label %66
31: ; preds = %28
store i32 0, i32* %9
br label %32
32: ; preds = %62, %31
%33 = load i32, i32* %9
%34 = icmp slt i32 %33, 2
br i1 %34, label %35, label %65
35: ; preds = %32
store i32 0, i32* %10
br label %36
36: ; preds = %58, %35
%37 = load i32, i32* %10
%38 = icmp slt i32 %37, 2
br i1 %38, label %39, label %61
39: ; preds = %36
%40 = load [2 x i64]*, [2 x i64]** %5
%41 = load i32, i32* %9
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %10
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %43, i64 0, i64 %45
%47 = load i64, i64* %46
%48 = load i32, i32* %7
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = srem i64 %47, %49
%51 = load [2 x i64]*, [2 x i64]** %8
%52 = load i32, i32* %9
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %51, i64 %53
%55 = load i32, i32* %10
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %54, i64 0, i64 %56
store i64 %50, i64* %57
br label %58
58: ; preds = %39
%59 = load i32, i32* %10
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %10
br label %36
61: ; preds = %36
br label %62
62: ; preds = %61
%63 = load i32, i32* %9
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %9
br label %32
65: ; preds = %32
br label %123
66: ; preds = %28
%67 = load [2 x i64]*, [2 x i64]** %5
%68 = load i32, i32* %6
%69 = ashr i32 %68, 1
%70 = load i32, i32* %7
%71 = getelementptr inbounds [2 x [2 x i64]], [2 x [2 x i64]]* %11, i64 0, i64 0
%72 = getelementptr inbounds [2 x [2 x i64]], [2 x [2 x i64]]* %11, i64 0, i64 0
%73 = bitcast [2 x i64]* %72 to i64**
%74 = getelementptr inbounds [2 x [2 x i64]], [2 x [2 x i64]]* %11, i64 0, i64 0
%75 = bitcast [2 x i64]* %74 to i64**
%76 = getelementptr inbounds [2 x [2 x i64]], [2 x [2 x i64]]* %12, i64 0, i64 0
%77 = bitcast [2 x i64]* %76 to i64**
%78 = load i32, i32* %7
%79 = call i32 @multiplyMat(i64** %73, i64** %75, i64** %77, i32 %78)
%80 = load i32, i32* %6
%81 = and i32 %80, 1
%82 = icmp ne i32 %81, 0
br i1 %82, label %83, label %92
83: ; preds = %66
%84 = getelementptr inbounds [2 x [2 x i64]], [2 x [2 x i64]]* %12, i64 0, i64 0
%85 = bitcast [2 x i64]* %84 to i64**
%86 = load [2 x i64]*, [2 x i64]** %5
%87 = bitcast [2 x i64]* %86 to i64**
%88 = load [2 x i64]*, [2 x i64]** %8
%89 = bitcast [2 x i64]* %88 to i64**
%90 = load i32, i32* %7
%91 = call i32 @multiplyMat(i64** %85, i64** %87, i64** %89, i32 %90)
br label %123
92: ; preds = %66
store i32 0, i32* %9
br label %93
93: ; preds = %119, %92
%94 = load i32, i32* %9
%95 = icmp slt i32 %94, 2
br i1 %95, label %96, label %122
96: ; preds = %93
store i32 0, i32* %10
br label %97
97: ; preds = %115, %96
%98 = load i32, i32* %10
%99 = icmp slt i32 %98, 2
br i1 %99, label %100, label %118
100: ; preds = %97
%101 = load i32, i32* %9
%102 = sext i32 %101 to i64
%103 = getelementptr inbounds [2 x [2 x i64]], [2 x [2 x i64]]* %12, i64 0, i64 %102
%104 = load i32, i32* %10
%105 = sext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %103, i64 0, i64 %105
%107 = load i64, i64* %106
%108 = load [2 x i64]*, [2 x i64]** %8
%109 = load i32, i32* %9
%110 = sext i32 %109 to i64
%111 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %108, i64 %110
%112 = load i32, i32* %10
%113 = sext i32 %112 to i64
%114 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %111, i64 0, i64 %113
store i64 %107, i64* %114
br label %115
115: ; preds = %100
%116 = load i32, i32* %10
%117 = add nsw i32 %116, 1
store i32 %117, i32* %10
br label %97
118: ; preds = %97
br label %119
119: ; preds = %118
%120 = load i32, i32* %9
%121 = add nsw i32 %120, 1
store i32 %121, i32* %9
br label %93
122: ; preds = %93
br label %123
123: ; preds = %15, %65, %122, %83
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @computeMatPowMod([2 x i64]* %0, i32 %1, i32 %2, [2 x i64]* %3) {
%5 = bitcast [2 x i64]* %3 to i8*
%6 = alloca [2 x [2 x i64]]
%7 = alloca [2 x [2 x i64]]
%8 = bitcast [2 x [2 x i64]]* %7 to i8*
switch i32 %1, label %32 [
i32 0, label %27
i32 1, label %9
]
9: ; preds = %4
%10 = sext i32 %2 to i64
%11 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %0, i64 0, i64 0
%12 = load i64, i64* %11
%13 = srem i64 %12, %10
%14 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %3, i64 0, i64 0
store i64 %13, i64* %14
%15 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %0, i64 0, i64 1
%16 = load i64, i64* %15
%17 = srem i64 %16, %10
%18 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %3, i64 0, i64 1
store i64 %17, i64* %18
%19 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %0, i64 1, i64 0
%20 = load i64, i64* %19
%21 = srem i64 %20, %10
%22 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %3, i64 1, i64 0
store i64 %21, i64* %22
%23 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %0, i64 1, i64 1
%24 = load i64, i64* %23
%25 = srem i64 %24, %10
%26 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %3, i64 1, i64 1
store i64 %25, i64* %26
br label %47
27: ; preds = %4
%28 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %3, i64 0, i64 0
store i64 1, i64* %28
%29 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %3, i64 0, i64 1
%30 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %3, i64 1, i64 1
%31 = bitcast i64* %29 to i8*
store i64 1, i64* %30
br label %47
32: ; preds = %4
%33 = bitcast [2 x [2 x i64]]* %6 to i8*
%34 = ashr i32 %1, 1
%35 = getelementptr inbounds [2 x [2 x i64]], [2 x [2 x i64]]* %6, i64 0, i64 0
%36 = bitcast [2 x [2 x i64]]* %6 to i64**
%37 = bitcast [2 x [2 x i64]]* %7 to i64**
%38 = call i32 @multiplyMat(i64** %36, i64** %36, i64** %37, i32 %2)
%39 = and i32 %1, 1
%40 = icmp eq i32 %39, 0
br i1 %40, label %41, label %42
41: ; preds = %32
br label %46
42: ; preds = %32
%43 = bitcast [2 x i64]* %0 to i64**
%44 = bitcast [2 x i64]* %3 to i64**
%45 = call i32 @multiplyMat(i64** %37, i64** %43, i64** %44, i32 %2)
br label %46
46: ; preds = %41, %42
br label %47
47: ; preds = %9, %46, %27
ret void
}