#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 */
typedef int uint64_t;

/* Variables and functions */
uint64_t ModulusPow(uint64_t base, uint64_t exp, uint64_t mod) {
  base = base % mod;
  uint64_t result = 1;
  while (exp > 0) {
    if (exp & 1)
      result = ((result % mod) * (base % mod)) % mod;
    base = ((base % mod) * (base % mod)) % mod;
    exp >>= 1;
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<ModulusPow>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jle    1181 <ModulusPow+0x81>
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1155 <ModulusPow+0x55>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
imul   %edx,%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
imul   %edx,%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x4(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    111e <ModulusPow+0x1e>
mov    -0x10(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<ModulusPow>:
test   %esi,%esi
jle    1142 <ModulusPow+0x42>
mov    %edx,%ecx
mov    $0x1,%r8d
jmp    111e <ModulusPow+0x1e>
xchg   %ax,%ax
imul   %edi,%edi
mov    %esi,%eax
shr    %eax
cmp    $0x1,%esi
mov    %eax,%esi
jbe    113e <ModulusPow+0x3e>
mov    %edi,%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%edi
test   $0x1,%sil
je     1110 <ModulusPow+0x10>
mov    %r8d,%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%eax
imul   %edi,%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%r8d
jmp    1110 <ModulusPow+0x10>
mov    %r8d,%eax
ret
mov    $0x1,%eax
ret

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

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