unsigned int modpow(int base, int exponent, int modulus) {
  unsigned long int result = 1;
  while (exponent > 0) {
    if ((exponent & 1) == 1) {
      result = (result * base) % modulus;
    }
    exponent >>= 1;
    base = (base * base) % modulus;
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<modpow>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
movq   $0x1,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jle    1163 <modpow+0x63>
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x1,%eax
jne    1147 <modpow+0x47>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
imul   -0x4(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x4(%rbp)
jmp    1115 <modpow+0x15>
mov    -0x18(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<modpow>:
test   %esi,%esi
jle    116b <modpow+0x6b>
mov    %edx,%r8d
movslq %edx,%r9
mov    $0x1,%r10d
jmp    1141 <modpow+0x41>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %r10,%rax
xor    %edx,%edx
div    %r9
mov    %rdx,%r10
mov    %esi,%ecx
shr    %ecx
imul   %edi,%edi
mov    %edi,%eax
cltd
idiv   %r8d
mov    %edx,%edi
cmp    $0x1,%esi
mov    %ecx,%esi
jbe    1167 <modpow+0x67>
test   $0x1,%sil
je     112b <modpow+0x2b>
movslq %edi,%rax
imul   %rax,%r10
mov    %r10,%rax
or     %r9,%rax
shr    $0x20,%rax
jne    1120 <modpow+0x20>
mov    %r10d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %edx,%r10d
jmp    112b <modpow+0x2b>
mov    %r10d,%eax
ret
mov    $0x1,%r10d
mov    %r10d,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @modpow(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i64
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i64 1, i64* %7
br label %8
8: ; preds = %23, %3
%9 = load i32, i32* %5
%10 = icmp sgt i32 %9, 0
br i1 %10, label %11, label %31
11: ; preds = %8
%12 = load i32, i32* %5
%13 = and i32 %12, 1
%14 = icmp eq i32 %13, 1
br i1 %14, label %15, label %23
15: ; preds = %11
%16 = load i64, i64* %7
%17 = load i32, i32* %4
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = mul i64 %16, %18
%20 = load i32, i32* %6
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = urem i64 %19, %21
store i64 %22, i64* %7
br label %23
23: ; preds = %15, %11
%24 = load i32, i32* %5
%25 = ashr i32 %24, 1
store i32 %25, i32* %5
%26 = load i32, i32* %4
%27 = load i32, i32* %4
%28 = mul nsw i32 %26, %27
%29 = load i32, i32* %6
%30 = srem i32 %28, %29
store i32 %30, i32* %4
br label %8
31: ; preds = %8
%32 = load i64, i64* %7
%33 = trunc i64 %32 to i32
ret i32 %33
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @modpow(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %23
5: ; preds = %3
%6 = sext i32 %2 to i64
br label %7
7: ; preds = %5, %17
%8 = phi i64 [ 1, %5 ], [ %18, %17 ]
%9 = phi i32 [ %0, %5 ], [ %21, %17 ]
%10 = phi i32 [ %1, %5 ], [ %19, %17 ]
%11 = and i32 %10, 1
%12 = icmp eq i32 %11, 0
br i1 %12, label %17, label %13
13: ; preds = %7
%14 = sext i32 %9 to i64
%15 = mul i64 %8, %14
%16 = urem i64 %15, %6
br label %17
17: ; preds = %13, %7
%18 = phi i64 [ %16, %13 ], [ %8, %7 ]
%19 = lshr i32 %10, 1
%20 = mul nsw i32 %9, %9
%21 = srem i32 %20, %2
%22 = icmp ult i32 %10, 2
br i1 %22, label %23, label %7
23: ; preds = %17, %3
%24 = phi i64 [ 1, %3 ], [ %18, %17 ]
%25 = trunc i64 %24 to i32
ret i32 %25
}