unsigned long long calMod(unsigned long long n, unsigned long int prime) {
  unsigned long long i;
  unsigned long long modulo = 1;
  for (i = 1; i < n; i++) {
    modulo = modulo % prime;
    modulo = (((((6 * modulo) % prime) * modulo) % prime) +
              ((10 * modulo) % prime) + 3) %
             prime;
  }
  return modulo;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calMod>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movq   $0x1,-0x20(%rbp)
movq   $0x1,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jae    1190 <calMod+0x90>
mov    -0x20(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
imul   $0x6,-0x20(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x10(%rbp)
mov    %rdx,%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
imul   $0xa,-0x20(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x10(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    %rdx,%rax
add    $0x3,%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    111c <calMod+0x1c>
mov    -0x20(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calMod>:
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x2,%rdi
jb     11ec <calMod+0xec>
add    $0xffffffffffffffff,%rdi
mov    $0x1,%eax
jmp    1132 <calMod+0x32>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %edx,%edx
div    %rsi
mov    %rdx,%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rdi
je     11ec <calMod+0xec>
mov    %rax,%rcx
or     %rsi,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     1150 <calMod+0x50>
xor    %edx,%edx
div    %rsi
mov    %rdx,%rcx
jmp    1156 <calMod+0x56>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %edx,%edx
div    %esi
mov    %edx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,1),%r8
lea    (%r8,%r8,2),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rsi,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     1180 <calMod+0x80>
xor    %edx,%edx
div    %rsi
mov    %rdx,%rax
jmp    1186 <calMod+0x86>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
xor    %edx,%edx
div    %esi
mov    %edx,%eax
imul   %rcx,%rax
mov    %rax,%rcx
or     %rsi,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     11a0 <calMod+0xa0>
xor    %edx,%edx
div    %rsi
mov    %rdx,%rcx
jmp    11a6 <calMod+0xa6>
xor    %edx,%edx
div    %esi
mov    %edx,%ecx
lea    (%r8,%r8,4),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rsi,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     11c0 <calMod+0xc0>
xor    %edx,%edx
div    %rsi
jmp    11c4 <calMod+0xc4>
nopl   (%rax)
xor    %edx,%edx
div    %esi
lea    (%rcx,%rdx,1),%rax
add    $0x3,%rax
mov    %rax,%rcx
or     %rsi,%rcx
shr    $0x20,%rcx
jne    1120 <calMod+0x20>
xor    %edx,%edx
div    %esi
mov    %edx,%eax
add    $0xffffffffffffffff,%rdi
jne    1132 <calMod+0x32>
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i64 @calMod(i64 %0, i64 %1) {
%3 = icmp ugt i64 %0, 1
br i1 %3, label %4, label %19
4: ; preds = %2, %4
%5 = phi i64 [ %16, %4 ], [ 1, %2 ]
%6 = phi i64 [ %17, %4 ], [ 1, %2 ]
%7 = urem i64 %5, %1
%8 = mul i64 %7, 6
%9 = urem i64 %8, %1
%10 = mul i64 %9, %7
%11 = urem i64 %10, %1
%12 = mul i64 %7, 10
%13 = urem i64 %12, %1
%14 = add i64 %11, 3
%15 = add i64 %14, %13
%16 = urem i64 %15, %1
%17 = add nuw i64 %6, 1
%18 = icmp eq i64 %17, %0
br i1 %18, label %19, label %4
19: ; preds = %4, %2
%20 = phi i64 [ 1, %2 ], [ %16, %4 ]
ret i64 %20
}