long long mul(long long a, long long b, long long c) {
  long long x = 0, y = a % c;
  while (b > 0) {
    if (b % 2 == 1) {
      x = (x + y) % c;
    }
    y = (y * 2) % c;
    b /= 2;
  }
  return x % c;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mul>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    1184 <mul+0x84>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
cmp    $0x1,%rdx
jne    115b <mul+0x5b>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    -0x28(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
cqto
idivq  -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    1126 <mul+0x26>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x18(%rbp)
mov    %rdx,%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mul>:
mov    %rdx,%rcx
xor    %r8d,%r8d
test   %rsi,%rsi
jg     114d <mul+0x4d>
mov    %r8,%rax
or     %rcx,%rax
shr    $0x20,%rax
je     1199 <mul+0x99>
mov    %r8,%rax
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,%rax
ret
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r8,%rax
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,%r8
add    %rdi,%rdi
mov    %rsi,%rax
shr    %rax
cmp    $0x1,%rsi
mov    %rax,%rsi
jbe    110b <mul+0xb>
mov    %rdi,%rax
or     %rcx,%rax
shr    $0x20,%rax
je     1170 <mul+0x70>
mov    %rdi,%rax
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,%rdi
test   $0x1,%sil
je     113b <mul+0x3b>
jmp    117e <mul+0x7e>
nopl   0x0(%rax)
mov    %edi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%edi
test   $0x1,%sil
je     113b <mul+0x3b>
add    %rdi,%r8
mov    %r8,%rax
or     %rcx,%rax
shr    $0x20,%rax
jne    1130 <mul+0x30>
mov    %r8d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%r8d
jmp    113b <mul+0x3b>
mov    %r8d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @mul(i64 %0, i64 %1, i64 %2) {
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
store i64 %0, i64* %4
store i64 %1, i64* %5
store i64 %2, i64* %6
store i64 0, i64* %7
%9 = load i64, i64* %4
%10 = load i64, i64* %6
%11 = srem i64 %9, %10
store i64 %11, i64* %8
br label %12
12: ; preds = %25, %3
%13 = load i64, i64* %5
%14 = icmp sgt i64 %13, 0
br i1 %14, label %15, label %32
15: ; preds = %12
%16 = load i64, i64* %5
%17 = srem i64 %16, 2
%18 = icmp eq i64 %17, 1
br i1 %18, label %19, label %25
19: ; preds = %15
%20 = load i64, i64* %7
%21 = load i64, i64* %8
%22 = add nsw i64 %20, %21
%23 = load i64, i64* %6
%24 = srem i64 %22, %23
store i64 %24, i64* %7
br label %25
25: ; preds = %19, %15
%26 = load i64, i64* %8
%27 = mul nsw i64 %26, 2
%28 = load i64, i64* %6
%29 = srem i64 %27, %28
store i64 %29, i64* %8
%30 = load i64, i64* %5
%31 = sdiv i64 %30, 2
store i64 %31, i64* %5
br label %12
32: ; preds = %12
%33 = load i64, i64* %7
%34 = load i64, i64* %6
%35 = srem i64 %33, %34
ret i64 %35
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @mul(i64 %0, i64 %1, i64 %2) {
%4 = icmp sgt i64 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %20
5: ; preds = %3, %15
%6 = phi i64 [ %17, %15 ], [ %0, %3 ]
%7 = phi i64 [ %16, %15 ], [ 0, %3 ]
%8 = phi i64 [ %18, %15 ], [ %1, %3 ]
%9 = srem i64 %6, %2
%10 = and i64 %8, 1
%11 = icmp eq i64 %10, 0
br i1 %11, label %15, label %12
12: ; preds = %5
%13 = add nsw i64 %9, %7
%14 = srem i64 %13, %2
br label %15
15: ; preds = %12, %5
%16 = phi i64 [ %14, %12 ], [ %7, %5 ]
%17 = shl nsw i64 %9, 1
%18 = lshr i64 %8, 1
%19 = icmp ult i64 %8, 2
br i1 %19, label %20, label %5
20: ; preds = %15, %3
%21 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %16, %15 ]
%22 = srem i64 %21, %2
ret i64 %22
}