int exponentiation(int base, int exp) {
  if (!exp) {
    return 1;
  }
  int total = base;
  int i = 1;
  while (i++ < exp) {
    total *= base;
  }
  return total;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<exponentiation>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jne    1120 <exponentiation+0x20>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    1156 <exponentiation+0x56>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1150 <exponentiation+0x50>
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    112d <exponentiation+0x2d>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<exponentiation>:
test   %esi,%esi
je     1166 <exponentiation+0x66>
cmp    $0x2,%esi
jl     116c <exponentiation+0x6c>
lea    -0x1(%rsi),%r8d
mov    $0x1,%r9d
mov    %edi,%eax
cmp    $0x8,%r8d
jb     12b0 <exponentiation+0x1b0>
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffff8,%r9d
movd   %edi,%xmm1
movaps 0xecf(%rip),%xmm0
movss  %xmm1,%xmm0
movd   %edi,%xmm1
pshufd $0x0,%xmm1,%xmm1
lea    -0x8(%r9),%ecx
mov    %ecx,%eax
shr    $0x3,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%edx
and    $0x7,%edx
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm3
cmp    $0x38,%ecx
jae    116f <exponentiation+0x6f>
movdqa 0xeaf(%rip),%xmm2
jmp    122f <exponentiation+0x12f>
mov    $0x1,%eax
ret
mov    %edi,%eax
ret
and    $0xfffffff8,%eax
movdqa 0xe96(%rip),%xmm2
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm5
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm4
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm1,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm0
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm0
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm1,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm0
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm0
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm1,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm0
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm0
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm1,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
pmuludq %xmm3,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm5
punpckldq %xmm5,%xmm0
pmuludq %xmm1,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm2
add    $0xfffffff8,%eax
jne    1180 <exponentiation+0x80>
test   %edx,%edx
je     127b <exponentiation+0x17b>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm4
pmuludq %xmm1,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
pmuludq %xmm3,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm4
pmuludq %xmm1,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm2
add    $0xffffffff,%edx
jne    1240 <exponentiation+0x140>
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm3
pmuludq %xmm0,%xmm2
pshufd $0xee,%xmm2,%xmm0
pmuludq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xaa,%xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
cmp    %r9d,%r8d
je     12c8 <exponentiation+0x1c8>
or     $0x1,%r9d
sub    %r9d,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
imul   %edi,%eax
add    $0xffffffff,%esi
jne    12c0 <exponentiation+0x1c0>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @exponentiation(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
%8 = load i32, i32* %5
%9 = icmp ne i32 %8, 0
br i1 %9, label %11, label %10
10: ; preds = %2
store i32 1, i32* %3
br label %24
11: ; preds = %2
%12 = load i32, i32* %4
store i32 %12, i32* %6
store i32 1, i32* %7
br label %13
13: ; preds = %18, %11
%14 = load i32, i32* %7
%15 = add nsw i32 %14, 1
store i32 %15, i32* %7
%16 = load i32, i32* %5
%17 = icmp slt i32 %14, %16
br i1 %17, label %18, label %22
18: ; preds = %13
%19 = load i32, i32* %4
%20 = load i32, i32* %6
%21 = mul nsw i32 %20, %19
store i32 %21, i32* %6
br label %13
22: ; preds = %13
%23 = load i32, i32* %6
store i32 %23, i32* %3
br label %24
24: ; preds = %22, %10
%25 = load i32, i32* %3
ret i32 %25
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @exponentiation(i32 %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %3, label %75, label %4
4: ; preds = %2
%5 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %5, label %6, label %75
6: ; preds = %4
%7 = add i32 %1, -1
%8 = icmp ult i32 %7, 8
br i1 %8, label %66, label %9
9: ; preds = %6
%10 = and i32 %7, -8
%11 = or i32 %10, 1
%12 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 1, i32 1, i32 1>, i32 %0, i64 0
%13 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %0, i64 0
%14 = shufflevector <4 x i32> %13, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%15 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %0, i64 0
%16 = shufflevector <4 x i32> %15, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%17 = add i32 %10, -8
%18 = lshr exact i32 %17, 3
%19 = add nuw nsw i32 %18, 1
%20 = and i32 %19, 7
%21 = icmp ult i32 %17, 56
br i1 %21, label %46, label %22
22: ; preds = %9
%23 = and i32 %19, 1073741816
br label %24
24: ; preds = %24, %22
%25 = phi <4 x i32> [ %12, %22 ], [ %42, %24 ]
%26 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %22 ], [ %43, %24 ]
%27 = phi i32 [ 0, %22 ], [ %44, %24 ]
%28 = mul <4 x i32> %25, %14
%29 = mul <4 x i32> %26, %16
%30 = mul <4 x i32> %28, %14
%31 = mul <4 x i32> %29, %16
%32 = mul <4 x i32> %30, %14
%33 = mul <4 x i32> %31, %16
%34 = mul <4 x i32> %32, %14
%35 = mul <4 x i32> %33, %16
%36 = mul <4 x i32> %34, %14
%37 = mul <4 x i32> %35, %16
%38 = mul <4 x i32> %36, %14
%39 = mul <4 x i32> %37, %16
%40 = mul <4 x i32> %38, %14
%41 = mul <4 x i32> %39, %16
%42 = mul <4 x i32> %40, %14
%43 = mul <4 x i32> %41, %16
%44 = add nuw i32 %27, 8
%45 = icmp eq i32 %44, %23
br i1 %45, label %46, label %24
46: ; preds = %24, %9
%47 = phi <4 x i32> [ undef, %9 ], [ %42, %24 ]
%48 = phi <4 x i32> [ undef, %9 ], [ %43, %24 ]
%49 = phi <4 x i32> [ %12, %9 ], [ %42, %24 ]
%50 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %9 ], [ %43, %24 ]
%51 = icmp eq i32 %20, 0
br i1 %51, label %60, label %52
52: ; preds = %46, %52
%53 = phi <4 x i32> [ %56, %52 ], [ %49, %46 ]
%54 = phi <4 x i32> [ %57, %52 ], [ %50, %46 ]
%55 = phi i32 [ %58, %52 ], [ 0, %46 ]
%56 = mul <4 x i32> %53, %14
%57 = mul <4 x i32> %54, %16
%58 = add i32 %55, 1
%59 = icmp eq i32 %58, %20
br i1 %59, label %60, label %52
60: ; preds = %52, %46
%61 = phi <4 x i32> [ %47, %46 ], [ %56, %52 ]
%62 = phi <4 x i32> [ %48, %46 ], [ %57, %52 ]
%63 = mul <4 x i32> %62, %61
%64 = call i32 @llvm.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %63)
%65 = icmp eq i32 %7, %10
br i1 %65, label %75, label %66
66: ; preds = %6, %60
%67 = phi i32 [ 1, %6 ], [ %11, %60 ]
%68 = phi i32 [ %0, %6 ], [ %64, %60 ]
br label %69
69: ; preds = %66, %69
%70 = phi i32 [ %72, %69 ], [ %67, %66 ]
%71 = phi i32 [ %73, %69 ], [ %68, %66 ]
%72 = add nuw nsw i32 %70, 1
%73 = mul nsw i32 %71, %0
%74 = icmp eq i32 %72, %1
br i1 %74, label %75, label %69
75: ; preds = %69, %60, %4, %2
%76 = phi i32 [ 1, %2 ], [ %0, %4 ], [ %64, %60 ], [ %73, %69 ]
ret i32 %76
}