unsigned long pow_modn(unsigned long base, unsigned int index,
                       unsigned long n) {
  unsigned long ans = 1;
  while (index > 0) {
    ans = (ans * base) % n;
    index--;
  }
  return ans;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<pow_modn>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movq   $0x1,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jbe    1144 <pow_modn+0x44>
mov    -0x20(%rbp),%rax
imul   -0x8(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1117 <pow_modn+0x17>
mov    -0x20(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<pow_modn>:
test   %esi,%esi
je     1120 <pow_modn+0x20>
mov    %rdx,%rcx
lea    -0x1(%rsi),%eax
mov    %esi,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x3,%eax
jae    1126 <pow_modn+0x26>
mov    $0x1,%eax
jmp    11c9 <pow_modn+0xc9>
mov    $0x1,%eax
ret
and    $0xfffffffc,%esi
mov    $0x1,%eax
jmp    1141 <pow_modn+0x41>
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rdx,%rax
add    $0xfffffffc,%esi
je     11c9 <pow_modn+0xc9>
imul   %rdi,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     1160 <pow_modn+0x60>
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rdx,%rax
jmp    1166 <pow_modn+0x66>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%eax
imul   %rdi,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     1180 <pow_modn+0x80>
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rdx,%rax
jmp    1186 <pow_modn+0x86>
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%eax
imul   %rdi,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     11a0 <pow_modn+0xa0>
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rdx,%rax
jmp    11a6 <pow_modn+0xa6>
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%eax
imul   %rdi,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
jne    1130 <pow_modn+0x30>
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%eax
add    $0xfffffffc,%esi
jne    1141 <pow_modn+0x41>
test   %r8d,%r8d
jne    11de <pow_modn+0xde>
jmp    11fa <pow_modn+0xfa>
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rdx,%rax
add    $0xffffffff,%r8d
je     11fa <pow_modn+0xfa>
imul   %rdi,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
jne    11d0 <pow_modn+0xd0>
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%eax
add    $0xffffffff,%r8d
jne    11de <pow_modn+0xde>
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @pow_modn(i64 %0, i32 %1, i64 %2) {
%4 = alloca i64
%5 = alloca i32
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
store i64 %0, i64* %4
store i32 %1, i32* %5
store i64 %2, i64* %6
store i64 1, i64* %7
br label %8
8: ; preds = %11, %3
%9 = load i32, i32* %5
%10 = icmp ugt i32 %9, 0
br i1 %10, label %11, label %19
11: ; preds = %8
%12 = load i64, i64* %7
%13 = load i64, i64* %4
%14 = mul i64 %12, %13
%15 = load i64, i64* %6
%16 = urem i64 %14, %15
store i64 %16, i64* %7
%17 = load i32, i32* %5
%18 = add i32 %17, -1
store i32 %18, i32* %5
br label %8
19: ; preds = %8
%20 = load i64, i64* %7
ret i64 %20
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @pow_modn(i64 %0, i32 %1, i64 %2) {
%4 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %4, label %35, label %5
5: ; preds = %3
%6 = add i32 %1, -1
%7 = and i32 %1, 3
%8 = icmp ult i32 %6, 3
br i1 %8, label %24, label %9
9: ; preds = %5
%10 = and i32 %1, -4
br label %11
11: ; preds = %11, %9
%12 = phi i64 [ 1, %9 ], [ %21, %11 ]
%13 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %22, %11 ]
%14 = mul i64 %12, %0
%15 = urem i64 %14, %2
%16 = mul i64 %15, %0
%17 = urem i64 %16, %2
%18 = mul i64 %17, %0
%19 = urem i64 %18, %2
%20 = mul i64 %19, %0
%21 = urem i64 %20, %2
%22 = add i32 %13, 4
%23 = icmp eq i32 %22, %10
br i1 %23, label %24, label %11
24: ; preds = %11, %5
%25 = phi i64 [ undef, %5 ], [ %21, %11 ]
%26 = phi i64 [ 1, %5 ], [ %21, %11 ]
%27 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %27, label %35, label %28
28: ; preds = %24, %28
%29 = phi i64 [ %32, %28 ], [ %26, %24 ]
%30 = phi i32 [ %33, %28 ], [ 0, %24 ]
%31 = mul i64 %29, %0
%32 = urem i64 %31, %2
%33 = add i32 %30, 1
%34 = icmp eq i32 %33, %7
br i1 %34, label %35, label %28
35: ; preds = %24, %28, %3
%36 = phi i64 [ 1, %3 ], [ %25, %24 ], [ %32, %28 ]
ret i64 %36
}