long long modexp(long long a, int b, int n) {
  long long y;
  y = 1;
  while (b != 0) {
    if (b & 1)
      y = (y * a) % n;
    a = (a * a) % n;
    b >>= 1;
  }
  return y;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<modexp>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movq   $0x1,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
je     1169 <modexp+0x69>
mov    -0xc(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1145 <modexp+0x45>
mov    -0x18(%rbp),%rax
imul   -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
imul   -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,-0x8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1116 <modexp+0x16>
mov    -0x18(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<modexp>:
test   %esi,%esi
je     118f <modexp+0x8f>
mov    %edx,%r8d
movslq %edx,%r9
mov    $0x1,%ecx
jmp    1151 <modexp+0x51>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %rcx,%rax
cqto
idiv   %r9
mov    %rdx,%rcx
imul   %rdi,%rdi
mov    %rdi,%rax
or     %r9,%rax
shr    $0x20,%rax
je     1180 <modexp+0x80>
mov    %rdi,%rax
cqto
idiv   %r9
mov    %rdx,%rdi
mov    %esi,%eax
sar    %eax
cmp    $0x1,%esi
mov    %eax,%esi
jbe    118b <modexp+0x8b>
test   $0x1,%sil
je     112b <modexp+0x2b>
imul   %rdi,%rcx
mov    %rcx,%rax
or     %r9,%rax
shr    $0x20,%rax
jne    1120 <modexp+0x20>
mov    %ecx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %edx,%ecx
jmp    112b <modexp+0x2b>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %edi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %edx,%edi
jmp    1146 <modexp+0x46>
mov    %rcx,%rax
ret
mov    $0x1,%eax
ret

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

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