int powm(int base, int power, int mod) {
  int result = 1;
  base = base % mod;
  while (power) {
    if (power & 1)
      result = ((long long)result * (long long)base) % mod;
    base = ((long long)base * (long long)base) % mod;
    power >>= 1;
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<powm>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x4(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
je     1179 <powm+0x79>
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1151 <powm+0x51>
movslq -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %edx,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
movslq -0x4(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %edx,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    111e <powm+0x1e>
mov    -0x10(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<powm>:
test   %esi,%esi
je     118d <powm+0x8d>
mov    %edx,%r8d
mov    %edi,%eax
cltd
idiv   %r8d
movslq %r8d,%rdi
mov    $0x1,%r9d
jmp    1133 <powm+0x33>
nopl   0x0(%rax)
mov    %rcx,%rax
cqto
idiv   %rdi
mov    %esi,%eax
sar    %eax
cmp    $0x1,%esi
mov    %eax,%esi
jbe    1189 <powm+0x89>
test   $0x1,%sil
jne    1140 <powm+0x40>
movslq %edx,%rcx
jmp    1170 <powm+0x70>
xchg   %ax,%ax
movslq %r9d,%rax
movslq %edx,%rcx
imul   %rcx,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rdi,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     1160 <powm+0x60>
cqto
idiv   %rdi
mov    %rdx,%r9
jmp    1170 <powm+0x70>
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %edx,%r9d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
imul   %rcx,%rcx
mov    %rcx,%rax
or     %rdi,%rax
shr    $0x20,%rax
jne    1120 <powm+0x20>
mov    %ecx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r8d
jmp    1128 <powm+0x28>
mov    %r9d,%eax
ret
mov    $0x1,%r9d
mov    %r9d,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @powm(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
store i32 1, i32* %7
%8 = load i32, i32* %4
%9 = load i32, i32* %6
%10 = srem i32 %8, %9
store i32 %10, i32* %4
br label %11
11: ; preds = %28, %3
%12 = load i32, i32* %5
%13 = icmp ne 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 = sext i32 %19 to i64
%21 = load i32, i32* %4
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = mul nsw i64 %20, %22
%24 = load i32, i32* %6
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = srem i64 %23, %25
%27 = trunc i64 %26 to i32
store i32 %27, i32* %7
br label %28
28: ; preds = %18, %14
%29 = load i32, i32* %4
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = load i32, i32* %4
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = mul nsw i64 %30, %32
%34 = load i32, i32* %6
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = srem i64 %33, %35
%37 = trunc i64 %36 to i32
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 @powm(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %4, label %30, label %5
5: ; preds = %3
%6 = srem i32 %0, %2
%7 = sext i32 %2 to i64
br label %8
8: ; preds = %5, %22
%9 = phi i32 [ 1, %5 ], [ %24, %22 ]
%10 = phi i32 [ %6, %5 ], [ %27, %22 ]
%11 = phi i32 [ %1, %5 ], [ %28, %22 ]
%12 = and i32 %11, 1
%13 = icmp eq i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %16
14: ; preds = %8
%15 = sext i32 %10 to i64
br label %22
16: ; preds = %8
%17 = sext i32 %9 to i64
%18 = sext i32 %10 to i64
%19 = mul nsw i64 %17, %18
%20 = srem i64 %19, %7
%21 = trunc i64 %20 to i32
br label %22
22: ; preds = %14, %16
%23 = phi i64 [ %15, %14 ], [ %18, %16 ]
%24 = phi i32 [ %9, %14 ], [ %21, %16 ]
%25 = mul nsw i64 %23, %23
%26 = srem i64 %25, %7
%27 = trunc i64 %26 to i32
%28 = ashr i32 %11, 1
%29 = icmp ult i32 %11, 2
br i1 %29, label %30, label %8
30: ; preds = %22, %3
%31 = phi i32 [ 1, %3 ], [ %24, %22 ]
ret i32 %31
}