void power_mod(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int a) {
  unsigned int table[100];
  int i = 1;
  unsigned int k = 1;
  unsigned int temp = 0;
  unsigned int mod = 1;
  if (a == 0) {
    printf("Cannot divide by zero\n");
    exit(0);
  }
  if (a == 1) {
    printf("Value = 0");
    exit(0);
  }
  table[0] = x % a;
  while (k < y) {
    temp = table[i - 1] % a;
    table[i] = (temp * temp) % a;
    i++;
    k <<= 1;
  }
  k = 1;
  i = 0;
  while (k < y) {
    if (k & y) {
      mod = ((mod) * (table[i])) % a;
    }
    k <<= 1;
    i++;
  }
  printf("Value = %u\n", mod);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<power_mod>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x1b0,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x1a4(%rbp)
movl   $0x1,-0x1a8(%rbp)
movl   $0x0,-0x1ac(%rbp)
movl   $0x1,-0x1b0(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jne    117b <power_mod+0x5b>
lea    0xe93(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
xor    %edi,%edi
call   1040 <exit@plt>
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jne    119a <power_mod+0x7a>
lea    0xe8b(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
xor    %edi,%edi
call   1040 <exit@plt>
mov    -0x4(%rbp),%eax
xor    %edx,%edx
divl   -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x1a0(%rbp)
mov    -0x1a8(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jae    1217 <power_mod+0xf7>
mov    -0x1a4(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
mov    -0x1a0(%rbp,%rax,4),%eax
xor    %edx,%edx
divl   -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x1ac(%rbp)
mov    -0x1ac(%rbp),%eax
imul   -0x1ac(%rbp),%eax
xor    %edx,%edx
divl   -0xc(%rbp)
movslq -0x1a4(%rbp),%rax
mov    %edx,-0x1a0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x1a4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1a4(%rbp)
mov    -0x1a8(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1a8(%rbp)
jmp    11a8 <power_mod+0x88>
movl   $0x1,-0x1a8(%rbp)
movl   $0x0,-0x1a4(%rbp)
mov    -0x1a8(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jae    128f <power_mod+0x16f>
mov    -0x1a8(%rbp),%eax
and    -0x8(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
je     126c <power_mod+0x14c>
mov    -0x1b0(%rbp),%eax
movslq -0x1a4(%rbp),%rcx
imul   -0x1a0(%rbp,%rcx,4),%eax
ff
xor    %edx,%edx
divl   -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x1b0(%rbp)
mov    -0x1a8(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1a8(%rbp)
mov    -0x1a4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1a4(%rbp)
jmp    122b <power_mod+0x10b>
mov    -0x1b0(%rbp),%esi
lea    0xd85(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
add    $0x1b0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<power_mod>:
sub    $0x198,%rsp
cmp    $0x1,%edx
je     11d1 <power_mod+0xa1>
mov    %edx,%r8d
test   %edx,%edx
je     11e6 <power_mod+0xb6>
mov    %edi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %edx,(%rsp)
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x2,%esi
jb     11ba <power_mod+0x8a>
lea    0x4(%rsp),%rcx
mov    $0x1,%edi
nopl   0x0(%rax)
imul   %edx,%edx
mov    %edx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %edx,(%rcx)
add    %edi,%edi
add    $0x4,%rcx
cmp    %esi,%edi
jb     1170 <power_mod+0x40>
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x2,%esi
jb     11ba <power_mod+0x8a>
mov    $0x1,%eax
mov    %rsp,%rdi
mov    $0x1,%ecx
jmp    11aa <power_mod+0x7a>
nop
add    %ecx,%ecx
add    $0x4,%rdi
cmp    %esi,%ecx
jae    11ba <power_mod+0x8a>
test   %esi,%ecx
je     11a0 <power_mod+0x70>
imul   (%rdi),%eax
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %edx,%eax
jmp    11a0 <power_mod+0x70>
lea    0xe49(%rip),%rdi
mov    %eax,%esi
xor    %eax,%eax
add    $0x198,%rsp
jmp    1040 <printf@plt>
lea    0xe28(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
xor    %edi,%edi
call   1050 <exit@plt>
lea    0xe29(%rip),%rdi
call   1030 <puts@plt>
xor    %edi,%edi
call   1050 <exit@plt>

LLVM IR (-O0):
@.str = [23 x i8] c"Cannot divide by zero\0A\00"
@.str.1 = [10 x i8] c"Value = 0\00"
@.str.2 = [12 x i8] c"Value = %u\0A\00"
define void @power_mod(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca [100 x i32]
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 1, i32* %8
store i32 1, i32* %9
store i32 0, i32* %10
store i32 1, i32* %11
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp eq i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %16
14: ; preds = %3
%15 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([23 x i8], [23 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
unreachable
16: ; preds = %3
%17 = load i32, i32* %6
%18 = icmp eq i32 %17, 1
br i1 %18, label %19, label %21
19: ; preds = %16
%20 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
unreachable
21: ; preds = %16
%22 = load i32, i32* %4
%23 = load i32, i32* %6
%24 = urem i32 %22, %23
%25 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %7, i64 0, i64 0
store i32 %24, i32* %25
br label %26
26: ; preds = %30, %21
%27 = load i32, i32* %9
%28 = load i32, i32* %5
%29 = icmp ult i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %50
30: ; preds = %26
%31 = load i32, i32* %8
%32 = sub nsw i32 %31, 1
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %7, i64 0, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = load i32, i32* %6
%37 = urem i32 %35, %36
store i32 %37, i32* %10
%38 = load i32, i32* %10
%39 = load i32, i32* %10
%40 = mul i32 %38, %39
%41 = load i32, i32* %6
%42 = urem i32 %40, %41
%43 = load i32, i32* %8
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %7, i64 0, i64 %44
store i32 %42, i32* %45
%46 = load i32, i32* %8
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %8
%48 = load i32, i32* %9
%49 = shl i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %9
br label %26
50: ; preds = %26
store i32 1, i32* %9
store i32 0, i32* %8
br label %51
51: ; preds = %69, %50
%52 = load i32, i32* %9
%53 = load i32, i32* %5
%54 = icmp ult i32 %52, %53
br i1 %54, label %55, label %74
55: ; preds = %51
%56 = load i32, i32* %9
%57 = load i32, i32* %5
%58 = and i32 %56, %57
%59 = icmp ne i32 %58, 0
br i1 %59, label %60, label %69
60: ; preds = %55
%61 = load i32, i32* %11
%62 = load i32, i32* %8
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %7, i64 0, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = mul i32 %61, %65
%67 = load i32, i32* %6
%68 = urem i32 %66, %67
store i32 %68, i32* %11
br label %69
69: ; preds = %60, %55
%70 = load i32, i32* %9
%71 = shl i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %9
%72 = load i32, i32* %8
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %8
br label %51
74: ; preds = %51
%75 = load i32, i32* %11
%76 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([12 x i8], [12 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %75)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str.1 = [10 x i8] c"Value = 0\00"
@.str.2 = [12 x i8] c"Value = %u\0A\00"
@str = [22 x i8] c"Cannot divide by zero\00"
define void @power_mod(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca [100 x i32]
%5 = bitcast [100 x i32]* %4 to i8*
switch i32 %2, label %10 [
i32 0, label %6
i32 1, label %8
]
6: ; preds = %3
%7 = tail call i32 @puts(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([22 x i8], [22 x i8]* @str, i64 0, i64 0))
tail call void @exit(i32 0)
unreachable
8: ; preds = %3
%9 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
tail call void @exit(i32 0)
unreachable
10: ; preds = %3
%11 = urem i32 %0, %2
%12 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %4, i64 0, i64 0
store i32 %11, i32* %12
%13 = icmp ugt i32 %1, 1
br i1 %13, label %15, label %41
14: ; preds = %15
br i1 %13, label %25, label %41
15: ; preds = %10, %15
%16 = phi i32 [ %20, %15 ], [ %11, %10 ]
%17 = phi i64 [ %22, %15 ], [ 1, %10 ]
%18 = phi i32 [ %23, %15 ], [ 1, %10 ]
%19 = mul i32 %16, %16
%20 = urem i32 %19, %2
%21 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %4, i64 0, i64 %17
store i32 %20, i32* %21
%22 = add nuw i64 %17, 1
%23 = shl i32 %18, 1
%24 = icmp ult i32 %23, %1
br i1 %24, label %15, label %14
25: ; preds = %14, %36
%26 = phi i64 [ %39, %36 ], [ 0, %14 ]
%27 = phi i32 [ %37, %36 ], [ 1, %14 ]
%28 = phi i32 [ %38, %36 ], [ 1, %14 ]
%29 = and i32 %28, %1
%30 = icmp eq i32 %29, 0
br i1 %30, label %36, label %31
31: ; preds = %25
%32 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %4, i64 0, i64 %26
%33 = load i32, i32* %32
%34 = mul i32 %33, %27
%35 = urem i32 %34, %2
br label %36
36: ; preds = %31, %25
%37 = phi i32 [ %35, %31 ], [ %27, %25 ]
%38 = shl i32 %28, 1
%39 = add nuw i64 %26, 1
%40 = icmp ult i32 %38, %1
br i1 %40, label %25, label %41
41: ; preds = %36, %10, %14
%42 = phi i32 [ 1, %14 ], [ 1, %10 ], [ %37, %36 ]
%43 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([12 x i8], [12 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %42)
ret void
}