#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 mod(int, int);
int expo(int base, int x, int y) {
  int x_, y_, xp;
  x_ = mod(x, base);
  y_ = mod(y, base);
  if (y_ == 0)
    return 1;
  xp = expo(base, x_, y_ / 2);
  if (y_ % 2 == 0) {
    return mod(xp * xp, base);
  }
  return mod(x_ * xp * xp, base);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<expo>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
call   1030 <mod@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
call   1030 <mod@plt>
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    1163 <expo+0x43>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    11bf <expo+0x9f>
mov    -0x8(%rbp),%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edx
call   1040 <expo@plt>
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
jne    11a9 <expo+0x89>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
imul   -0x1c(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
call   1030 <mod@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11bf <expo+0x9f>
mov    -0x14(%rbp),%edi
imul   -0x1c(%rbp),%edi
imul   -0x1c(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
call   1030 <mod@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<expo>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    %edx,%ebp
mov    %edi,%ebx
mov    %esi,%edi
mov    %ebx,%esi
call   1030 <mod@plt>
mov    %eax,%r14d
mov    %ebp,%edi
mov    %ebx,%esi
call   1030 <mod@plt>
test   %eax,%eax
je     1174 <expo+0x54>
mov    %eax,%ebp
mov    %eax,%edx
shr    $0x1f,%edx
add    %eax,%edx
sar    %edx
mov    %ebx,%edi
mov    %r14d,%esi
call   1040 <expo@plt>
imul   %eax,%eax
test   $0x1,%bpl
mov    $0x1,%edi
cmovne %r14d,%edi
imul   %eax,%edi
mov    %ebx,%esi
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
jmp    1030 <mod@plt>
mov    $0x1,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @expo(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
%11 = load i32, i32* %6
%12 = load i32, i32* %5
%13 = call i32 @mod(i32 %11, i32 %12)
store i32 %13, i32* %8
%14 = load i32, i32* %7
%15 = load i32, i32* %5
%16 = call i32 @mod(i32 %14, i32 %15)
store i32 %16, i32* %9
%17 = load i32, i32* %9
%18 = icmp eq i32 %17, 0
br i1 %18, label %19, label %20
19: ; preds = %3
store i32 1, i32* %4
br label %43
20: ; preds = %3
%21 = load i32, i32* %5
%22 = load i32, i32* %8
%23 = load i32, i32* %9
%24 = sdiv i32 %23, 2
%25 = call i32 @expo(i32 %21, i32 %22, i32 %24)
store i32 %25, i32* %10
%26 = load i32, i32* %9
%27 = srem i32 %26, 2
%28 = icmp eq i32 %27, 0
br i1 %28, label %29, label %35
29: ; preds = %20
%30 = load i32, i32* %10
%31 = load i32, i32* %10
%32 = mul nsw i32 %30, %31
%33 = load i32, i32* %5
%34 = call i32 @mod(i32 %32, i32 %33)
store i32 %34, i32* %4
br label %43
35: ; preds = %20
%36 = load i32, i32* %8
%37 = load i32, i32* %10
%38 = mul nsw i32 %36, %37
%39 = load i32, i32* %10
%40 = mul nsw i32 %38, %39
%41 = load i32, i32* %5
%42 = call i32 @mod(i32 %40, i32 %41)
store i32 %42, i32* %4
br label %43
43: ; preds = %35, %29, %19
%44 = load i32, i32* %4
ret i32 %44
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @expo(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = tail call i32 @mod(i32 %1, i32 %0)
%5 = tail call i32 @mod(i32 %2, i32 %0)
%6 = icmp eq i32 %5, 0
br i1 %6, label %16, label %7
7: ; preds = %3
%8 = sdiv i32 %5, 2
%9 = tail call i32 @expo(i32 %0, i32 %4, i32 %8)
%10 = and i32 %5, 1
%11 = icmp eq i32 %10, 0
%12 = mul i32 %9, %9
%13 = select i1 %11, i32 1, i32 %4
%14 = mul i32 %12, %13
%15 = tail call i32 @mod(i32 %14, i32 %0)
br label %16
16: ; preds = %7, %3
%17 = phi i32 [ 1, %3 ], [ %15, %7 ]
ret i32 %17
}