long modularExponential(long base, unsigned int degree,
                        unsigned long modulo_bound) {
  if (degree == 0) {
    return 1;
  } else {
    long power =
        modularExponential(base, degree / 2, modulo_bound) % modulo_bound;
    power = (power * power) % modulo_bound;
    return (degree % 2 == 0) ? power : (base * power) % modulo_bound;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<modularExponential>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jne    113a <modularExponential+0x2a>
movq   $0x1,-0x8(%rbp)
jmp    11a7 <modularExponential+0x97>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
shr    $0x1,%esi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1030 <modularExponential@plt>
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x20(%rbp)
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
imul   -0x28(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x20(%rbp)
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    118a <modularExponential+0x7a>
mov    -0x28(%rbp),%rdx
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
jmp    119f <modularExponential+0x8f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
imul   -0x28(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x20(%rbp)
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<modularExponential>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
test   %esi,%esi
je     113d <modularExponential+0x2d>
mov    %rdx,%rbx
mov    %esi,%ebp
mov    %rdi,%r14
shr    %esi
call   1030 <modularExponential@plt>
mov    %rax,%rcx
or     %rbx,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     1144 <modularExponential+0x34>
xor    %edx,%edx
div    %rbx
mov    %rdx,%rax
jmp    114a <modularExponential+0x3a>
mov    $0x1,%eax
jmp    1196 <modularExponential+0x86>
xor    %edx,%edx
div    %ebx
mov    %edx,%eax
imul   %rax,%rax
mov    %rax,%rcx
or     %rbx,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     116a <modularExponential+0x5a>
xor    %edx,%edx
div    %rbx
mov    %rdx,%rax
test   $0x1,%bpl
jne    1176 <modularExponential+0x66>
jmp    1196 <modularExponential+0x86>
xor    %edx,%edx
div    %ebx
mov    %edx,%eax
test   $0x1,%bpl
je     1196 <modularExponential+0x86>
imul   %r14,%rax
mov    %rax,%rcx
or     %rbx,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     1190 <modularExponential+0x80>
xor    %edx,%edx
div    %rbx
mov    %rdx,%rax
jmp    1196 <modularExponential+0x86>
xor    %edx,%edx
div    %ebx
mov    %edx,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @modularExponential(i64 %0, i32 %1, i64 %2) {
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca i32
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
store i64 %0, i64* %5
store i32 %1, i32* %6
store i64 %2, i64* %7
%9 = load i32, i32* %6
%10 = icmp eq i32 %9, 0
br i1 %10, label %11, label %12
11: ; preds = %3
store i64 1, i64* %4
br label %38
12: ; preds = %3
%13 = load i64, i64* %5
%14 = load i32, i32* %6
%15 = udiv i32 %14, 2
%16 = load i64, i64* %7
%17 = call i64 @modularExponential(i64 %13, i32 %15, i64 %16)
%18 = load i64, i64* %7
%19 = urem i64 %17, %18
store i64 %19, i64* %8
%20 = load i64, i64* %8
%21 = load i64, i64* %8
%22 = mul nsw i64 %20, %21
%23 = load i64, i64* %7
%24 = urem i64 %22, %23
store i64 %24, i64* %8
%25 = load i32, i32* %6
%26 = urem i32 %25, 2
%27 = icmp eq i32 %26, 0
br i1 %27, label %28, label %30
28: ; preds = %12
%29 = load i64, i64* %8
br label %36
30: ; preds = %12
%31 = load i64, i64* %5
%32 = load i64, i64* %8
%33 = mul nsw i64 %31, %32
%34 = load i64, i64* %7
%35 = urem i64 %33, %34
br label %36
36: ; preds = %30, %28
%37 = phi i64 [ %29, %28 ], [ %35, %30 ]
store i64 %37, i64* %4
br label %38
38: ; preds = %36, %11
%39 = load i64, i64* %4
ret i64 %39
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @modularExponential(i64 %0, i32 %1, i64 %2) {
%4 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %4, label %16, label %5
5: ; preds = %3
%6 = lshr i32 %1, 1
%7 = tail call i64 @modularExponential(i64 %0, i32 %6, i64 %2)
%8 = urem i64 %7, %2
%9 = mul nsw i64 %8, %8
%10 = urem i64 %9, %2
%11 = and i32 %1, 1
%12 = icmp eq i32 %11, 0
br i1 %12, label %16, label %13
13: ; preds = %5
%14 = mul nsw i64 %10, %0
%15 = urem i64 %14, %2
br label %16
16: ; preds = %13, %5, %3
%17 = phi i64 [ 1, %3 ], [ %15, %13 ], [ %10, %5 ]
ret i64 %17
}