#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 */
int mul_mod(int, int, int);
uint64_t pow_mod(uint64_t a, uint64_t b, uint64_t m) {
  uint64_t r = m == 1 ? 0 : 1;
  while (b > 0) {
    if (b & 1)
      r = mul_mod(r, a, m);
    b = b >> 1;
    a = mul_mod(a, a, m);
  }
  return r;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<pow_mod>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x10,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edx
mov    $0x1,%eax
xor    %ecx,%ecx
cmp    $0x1,%edx
cmove  %ecx,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jle    117d <pow_mod+0x6d>
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     115e <pow_mod+0x4e>
mov    -0x10(%rbp),%edi
mov    -0x4(%rbp),%esi
mov    -0xc(%rbp),%edx
call   1030 <mul_mod@plt>
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x4(%rbp),%esi
mov    -0xc(%rbp),%edx
call   1030 <mul_mod@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1134 <pow_mod+0x24>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x10,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<pow_mod>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
xor    %r14d,%r14d
cmp    $0x1,%edx
setne  %r14b
test   %esi,%esi
jle    1164 <pow_mod+0x54>
mov    %edx,%r15d
mov    %esi,%ebx
mov    %edi,%r12d
jmp    114c <pow_mod+0x3c>
mov    %ebx,%ebp
shr    %ebp
mov    %r12d,%edi
mov    %r12d,%esi
mov    %r15d,%edx
call   1030 <mul_mod@plt>
mov    %eax,%r12d
cmp    $0x1,%ebx
mov    %ebp,%ebx
jbe    1164 <pow_mod+0x54>
test   $0x1,%bl
je     1130 <pow_mod+0x20>
mov    %r14d,%edi
mov    %r12d,%esi
mov    %r15d,%edx
call   1030 <mul_mod@plt>
mov    %eax,%r14d
jmp    1130 <pow_mod+0x20>
mov    %r14d,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @pow_mod(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* %6
%9 = icmp eq i32 %8, 1
%10 = zext i1 %9 to i64
%11 = select i1 %9, i32 0, i32 1
store i32 %11, i32* %7
br label %12
12: ; preds = %24, %3
%13 = load i32, i32* %5
%14 = icmp sgt i32 %13, 0
br i1 %14, label %15, label %31
15: ; preds = %12
%16 = load i32, i32* %5
%17 = and i32 %16, 1
%18 = icmp ne i32 %17, 0
br i1 %18, label %19, label %24
19: ; preds = %15
%20 = load i32, i32* %7
%21 = load i32, i32* %4
%22 = load i32, i32* %6
%23 = call i32 @mul_mod(i32 %20, i32 %21, i32 %22)
store i32 %23, i32* %7
br label %24
24: ; preds = %19, %15
%25 = load i32, i32* %5
%26 = ashr i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %5
%27 = load i32, i32* %4
%28 = load i32, i32* %4
%29 = load i32, i32* %6
%30 = call i32 @mul_mod(i32 %27, i32 %28, i32 %29)
store i32 %30, i32* %4
br label %12
31: ; preds = %12
%32 = load i32, i32* %7
ret i32 %32
}

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