short pow4(short x, long long n) {
  if (n == 1)
    return x;
  long y = pow4(x, n / 2);
  y = y * y % 10000;
  if (n % 2)
    return y * x % 10000;
  else
    return y % 10000;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<pow4>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %di,%ax
mov    %ax,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
cmpq   $0x1,-0x10(%rbp)
jne    113b <pow4+0x2b>
mov    -0x4(%rbp),%ax
mov    %ax,-0x2(%rbp)
jmp    11cf <pow4+0xbf>
mov    -0x4(%rbp),%ax
mov    %ax,-0x1a(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rax,%rsi
mov    -0x1a(%rbp),%ax
movswl %ax,%edi
call   1030 <pow4@plt>
movswq %ax,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
imul   -0x18(%rbp),%rax
mov    $0x2710,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
cmp    $0x0,%rdx
je     11ba <pow4+0xaa>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movswq -0x4(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
mov    $0x2710,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %dx,%ax
mov    %ax,-0x2(%rbp)
jmp    11cf <pow4+0xbf>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    $0x2710,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %dx,%ax
mov    %ax,-0x2(%rbp)
movswl -0x2(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<pow4>:
push   %rbp
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%ebp
cmp    $0x1,%rsi
je     1184 <pow4+0x74>
mov    %rsi,%rbx
shr    $0x3f,%rsi
add    %rbx,%rsi
sar    %rsi
movswl %bp,%edi
call   1030 <pow4@plt>
movswq %ax,%rcx
imul   %rcx,%rcx
movabs $0x346dc5d63886594b,%rdx
c5 6d 34
mov    %rcx,%rax
mul    %rdx
shr    $0xb,%rdx
imul   $0x2710,%rdx,%rax
sub    %rax,%rcx
test   $0x1,%bl
je     1182 <pow4+0x72>
movswq %bp,%rax
imul   %rax,%rcx
movslq %ecx,%rcx
imul   $0x68db8bad,%rcx,%rax
mov    %rax,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
sar    $0x2c,%rax
add    %edx,%eax
imul   $0x2710,%eax,%eax
sub    %eax,%ecx
mov    %ecx,%ebp
mov    %ebp,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define signext i16 @pow4(i16 signext %0, i64 %1) {
%3 = alloca i16
%4 = alloca i16
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
store i16 %0, i16* %4
store i64 %1, i64* %5
%7 = load i64, i64* %5
%8 = icmp eq i64 %7, 1
br i1 %8, label %9, label %11
9: ; preds = %2
%10 = load i16, i16* %4
store i16 %10, i16* %3
br label %35
11: ; preds = %2
%12 = load i16, i16* %4
%13 = load i64, i64* %5
%14 = sdiv i64 %13, 2
%15 = call signext i16 @pow4(i16 signext %12, i64 %14)
%16 = sext i16 %15 to i64
store i64 %16, i64* %6
%17 = load i64, i64* %6
%18 = load i64, i64* %6
%19 = mul nsw i64 %17, %18
%20 = srem i64 %19, 10000
store i64 %20, i64* %6
%21 = load i64, i64* %5
%22 = srem i64 %21, 2
%23 = icmp ne i64 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %31
24: ; preds = %11
%25 = load i64, i64* %6
%26 = load i16, i16* %4
%27 = sext i16 %26 to i64
%28 = mul nsw i64 %25, %27
%29 = srem i64 %28, 10000
%30 = trunc i64 %29 to i16
store i16 %30, i16* %3
br label %35
31: ; preds = %11
%32 = load i64, i64* %6
%33 = srem i64 %32, 10000
%34 = trunc i64 %33 to i16
store i16 %34, i16* %3
br label %35
35: ; preds = %31, %24, %9
%36 = load i16, i16* %3
ret i16 %36
}

LLVM IR (-O2):
define signext i16 @pow4(i16 signext %0, i64 %1) {
%3 = icmp eq i64 %1, 1
br i1 %3, label %21, label %4
4: ; preds = %2
%5 = sdiv i64 %1, 2
%6 = tail call signext i16 @pow4(i16 signext %0, i64 %5)
%7 = sext i16 %6 to i64
%8 = mul nsw i64 %7, %7
%9 = urem i64 %8, 10000
%10 = and i64 %1, 1
%11 = icmp eq i64 %10, 0
br i1 %11, label %18, label %12
12: ; preds = %4
%13 = sext i16 %0 to i64
%14 = mul nsw i64 %9, %13
%15 = trunc i64 %14 to i32
%16 = srem i32 %15, 10000
%17 = zext i32 %16 to i64
br label %18
18: ; preds = %4, %12
%19 = phi i64 [ %17, %12 ], [ %9, %4 ]
%20 = trunc i64 %19 to i16
br label %21
21: ; preds = %2, %18
%22 = phi i16 [ %20, %18 ], [ %0, %2 ]
ret i16 %22
}