#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 ushort;
typedef int ulong;

/* Variables and functions */
ushort mpqs_powmod(ushort a, ushort e, ushort p) {
  ushort ex = e;
  ulong aa, res;
  if (!ex)
    return 1;
  aa = (ulong)a;
  res = 1;
  while (1) {
    if (ex & 1) {
      res *= aa;
      res %= (ulong)p;
    }
    ex >>= 1;
    if (!ex)
      return (ushort)res;
    aa *= aa;
    aa %= (ulong)p;
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mpqs_powmod>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jne    1129 <mpqs_powmod+0x29>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    1194 <mpqs_powmod+0x94>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     115b <mpqs_powmod+0x5b>
mov    -0x18(%rbp),%eax
imul   -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jne    1179 <mpqs_powmod+0x79>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1194 <mpqs_powmod+0x94>
mov    -0x18(%rbp),%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
jmp    1136 <mpqs_powmod+0x36>
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mpqs_powmod>:
test   %esi,%esi
je     1145 <mpqs_powmod+0x45>
mov    %edx,%r8d
mov    $0x1,%ecx
test   $0x1,%sil
je     112b <mpqs_powmod+0x2b>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
imul   %edi,%ecx
mov    %ecx,%eax
cltd
idiv   %r8d
mov    %edx,%ecx
cmp    $0x2,%esi
jb     114a <mpqs_powmod+0x4a>
sar    %esi
imul   %edi,%edi
mov    %edi,%eax
cltd
idiv   %r8d
mov    %edx,%edi
test   $0x1,%sil
jne    1120 <mpqs_powmod+0x20>
jmp    112b <mpqs_powmod+0x2b>
mov    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @mpqs_powmod(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
%11 = load i32, i32* %6
store i32 %11, i32* %8
%12 = load i32, i32* %8
%13 = icmp ne i32 %12, 0
br i1 %13, label %15, label %14
14: ; preds = %3
store i32 1, i32* %4
br label %42
15: ; preds = %3
%16 = load i32, i32* %5
store i32 %16, i32* %9
store i32 1, i32* %10
br label %17
17: ; preds = %15, %35
%18 = load i32, i32* %8
%19 = and i32 %18, 1
%20 = icmp ne i32 %19, 0
br i1 %20, label %21, label %28
21: ; preds = %17
%22 = load i32, i32* %9
%23 = load i32, i32* %10
%24 = mul nsw i32 %23, %22
store i32 %24, i32* %10
%25 = load i32, i32* %7
%26 = load i32, i32* %10
%27 = srem i32 %26, %25
store i32 %27, i32* %10
br label %28
28: ; preds = %21, %17
%29 = load i32, i32* %8
%30 = ashr i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %8
%31 = load i32, i32* %8
%32 = icmp ne i32 %31, 0
br i1 %32, label %35, label %33
33: ; preds = %28
%34 = load i32, i32* %10
store i32 %34, i32* %4
br label %42
35: ; preds = %28
%36 = load i32, i32* %9
%37 = load i32, i32* %9
%38 = mul nsw i32 %37, %36
store i32 %38, i32* %9
%39 = load i32, i32* %7
%40 = load i32, i32* %9
%41 = srem i32 %40, %39
store i32 %41, i32* %9
br label %17
42: ; preds = %33, %14
%43 = load i32, i32* %4
ret i32 %43
}

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