#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 */

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ matrix_mult(long long **, long long **, long long **,
                               long long, long long);
void powermod(long long int arr[][100], long long int res[][100],
              long long int m, long long int n, long long int mod) {
  long long int i, j, k;
  for (i = 1; i <= m; i++) {
    for (j = 1; j <= m; j++) {
      if (i == j)
        res[i][j] = 1;
      else
        res[i][j] = 0;
    }
  }
  if (n == 1) {
    for (i = 1; i <= m; i++) {
      for (j = 1; j <= m; j++) {
        arr[i][j] = arr[i][j] % mod;
      }
    }
    return;
  } else {
    while (n > 0) {
      if (n % 2 == 1) {
        matrix_mult(res, arr, res, m, mod);
      }
      matrix_mult(arr, arr, arr, m, mod);
      n = n / 2;
    }
    return;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<powermod>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
movq   $0x1,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jg     11cd <powermod+0xbd>
movq   $0x1,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jg     11b7 <powermod+0xa7>
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x38(%rbp),%rax
jne    1186 <powermod+0x76>
mov    -0x10(%rbp),%rax
imul   $0x320,-0x30(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
movq   $0x1,(%rax,%rcx,8)
jmp    11a1 <powermod+0x91>
mov    -0x10(%rbp),%rax
imul   $0x320,-0x30(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
movq   $0x0,(%rax,%rcx,8)
jmp    11a6 <powermod+0x96>
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    114a <powermod+0x3a>
jmp    11bc <powermod+0xac>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    1134 <powermod+0x24>
cmpq   $0x1,-0x20(%rbp)
jne    1264 <powermod+0x154>
movq   $0x1,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jg     125f <powermod+0x14f>
movq   $0x1,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jg     1249 <powermod+0x139>
mov    -0x8(%rbp),%rax
imul   $0x320,-0x30(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
cqto
idivq  -0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
imul   $0x320,-0x30(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    11f6 <powermod+0xe6>
jmp    124e <powermod+0x13e>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    11e0 <powermod+0xd0>
jmp    12da <powermod+0x1ca>
jmp    1269 <powermod+0x159>
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
jle    12d5 <powermod+0x1c5>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
cmp    $0x1,%rdx
jne    12a5 <powermod+0x195>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x10(%rbp),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%r8
call   1030 <matrix_mult@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x8(%rbp),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%r8
call   1030 <matrix_mult@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1269 <powermod+0x159>
jmp    12da <powermod+0x1ca>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<powermod>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %r8,%r13
mov    %rcx,%r12
mov    %rdx,%r14
mov    %rsi,%rbx
mov    %rdi,%r15
test   %rdx,%rdx
jle    1337 <powermod+0x227>
lea    -0x1(%r14),%r8
mov    %r14d,%r11d
and    $0x3,%r11d
mov    %r14,%r10
and    $0xfffffffffffffffc,%r10
lea    0x340(%rbx),%rdx
mov    %rbx,(%rsp)
lea    0x320(%rbx),%r9
mov    $0x1,%ecx
xor    %edi,%edi
jmp    1182 <powermod+0x72>
lea    0x1(%rcx),%rax
add    $0x320,%rdx
add    $0x1,%rdi
add    $0x320,%r9
cmp    %r14,%rcx
mov    %rax,%rcx
je     122b <powermod+0x11b>
mov    $0x1,%ebx
cmp    $0x3,%r8
jb     11f3 <powermod+0xe3>
mov    $0x1,%ebp
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
xor    %esi,%esi
cmp    %rbx,%rdi
sete   %sil
mov    %rsi,-0x18(%rdx,%rbx,8)
lea    0x1(%rbp),%rsi
xor    %eax,%eax
cmp    %rsi,%rcx
sete   %al
mov    %rax,-0x10(%rdx,%rbx,8)
lea    0x2(%rbp),%rax
xor    %esi,%esi
cmp    %rax,%rcx
sete   %sil
mov    %rsi,-0x8(%rdx,%rbx,8)
lea    0x3(%rbp),%rax
xor    %esi,%esi
cmp    %rax,%rcx
sete   %sil
mov    %rsi,(%rdx,%rbx,8)
add    $0x4,%rbp
add    $0x4,%rbx
cmp    %r10,%rbx
jne    11a0 <powermod+0x90>
add    $0x1,%rbx
test   %r11,%r11
je     1160 <powermod+0x50>
lea    (%r9,%rbx,8),%rbp
mov    %rcx,%rsi
sub    %rbx,%rsi
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %eax,%eax
cmp    %rbx,%rsi
sete   %al
mov    %rax,0x0(%rbp,%rbx,8)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r11
jne    1210 <powermod+0x100>
jmp    1160 <powermod+0x50>
cmp    $0x1,%r12
jne    133f <powermod+0x22f>
test   %r14,%r14
jle    1345 <powermod+0x235>
mov    %r14,%rsi
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
lea    0x330(%r15),%rdi
mov    $0x1,%r9d
jmp    128a <powermod+0x17a>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
cqto
idiv   %r13
lea    0x0(,%rcx,8),%rax
add    %rbp,%rax
mov    %rdx,(%rax)
lea    0x1(%r9),%rax
add    $0x320,%rdi
cmp    %r14,%r9
mov    %rax,%r9
je     1345 <powermod+0x235>
mov    $0x1,%ecx
test   %r8,%r8
je     1304 <powermod+0x1f4>
xor    %ecx,%ecx
jmp    12b2 <powermod+0x1a2>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cqto
idiv   %r13
mov    %rdx,(%rdi,%rcx,8)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%rsi
je     1300 <powermod+0x1f0>
mov    -0x8(%rdi,%rcx,8),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %r13,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     12d0 <powermod+0x1c0>
cqto
idiv   %r13
jmp    12d5 <powermod+0x1c5>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %edx,%edx
div    %r13d
mov    %rdx,-0x8(%rdi,%rcx,8)
mov    (%rdi,%rcx,8),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %r13,%rdx
shr    $0x20,%rdx
jne    12a0 <powermod+0x190>
xor    %edx,%edx
div    %r13d
jmp    12a5 <powermod+0x195>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rcx
test   $0x1,%r14b
je     1273 <powermod+0x163>
imul   $0x320,%r9,%rbp
add    %r15,%rbp
mov    0x0(%rbp,%rcx,8),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %r13,%rdx
shr    $0x20,%rdx
jne    1260 <powermod+0x150>
xor    %edx,%edx
div    %r13d
jmp    1265 <powermod+0x155>
cmp    $0x1,%r12
jg     1383 <powermod+0x273>
jmp    1345 <powermod+0x235>
mov    (%rsp),%rbx
jge    1383 <powermod+0x273>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %r15,%rdi
mov    %r15,%rsi
mov    %r15,%rdx
mov    %r14,%rcx
mov    %r13,%r8
call   1030 <matrix_mult@plt>
mov    %r12,%rax
shr    %rax
cmp    $0x1,%r12
mov    %rax,%r12
jbe    1345 <powermod+0x235>
test   $0x1,%r12b
je     1360 <powermod+0x250>
mov    %rbx,%rdi
mov    %r15,%rsi
mov    %rbx,%rdx
mov    %r14,%rcx
mov    %r13,%r8
call   1030 <matrix_mult@plt>
jmp    1360 <powermod+0x250>

LLVM IR (-O0):
define void @powermod([100 x i64]* %0, [100 x i64]* %1, i64 %2, i64 %3, i64 %4) {
%6 = alloca [100 x i64]*
%7 = alloca [100 x i64]*
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
%12 = alloca i64
%13 = alloca i64
store [100 x i64]* %0, [100 x i64]** %6
store [100 x i64]* %1, [100 x i64]** %7
store i64 %2, i64* %8
store i64 %3, i64* %9
store i64 %4, i64* %10
store i64 1, i64* %11
br label %14
14: ; preds = %44, %5
%15 = load i64, i64* %11
%16 = load i64, i64* %8
%17 = icmp sle i64 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %47
18: ; preds = %14
store i64 1, i64* %12
br label %19
19: ; preds = %40, %18
%20 = load i64, i64* %12
%21 = load i64, i64* %8
%22 = icmp sle i64 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %43
23: ; preds = %19
%24 = load i64, i64* %11
%25 = load i64, i64* %12
%26 = icmp eq i64 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %33
27: ; preds = %23
%28 = load [100 x i64]*, [100 x i64]** %7
%29 = load i64, i64* %11
%30 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %28, i64 %29
%31 = load i64, i64* %12
%32 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %30, i64 0, i64 %31
store i64 1, i64* %32
br label %39
33: ; preds = %23
%34 = load [100 x i64]*, [100 x i64]** %7
%35 = load i64, i64* %11
%36 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %34, i64 %35
%37 = load i64, i64* %12
%38 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %36, i64 0, i64 %37
store i64 0, i64* %38
br label %39
39: ; preds = %33, %27
br label %40
40: ; preds = %39
%41 = load i64, i64* %12
%42 = add nsw i64 %41, 1
store i64 %42, i64* %12
br label %19
43: ; preds = %19
br label %44
44: ; preds = %43
%45 = load i64, i64* %11
%46 = add nsw i64 %45, 1
store i64 %46, i64* %11
br label %14
47: ; preds = %14
%48 = load i64, i64* %9
%49 = icmp eq i64 %48, 1
br i1 %49, label %50, label %82
50: ; preds = %47
store i64 1, i64* %11
br label %51
51: ; preds = %78, %50
%52 = load i64, i64* %11
%53 = load i64, i64* %8
%54 = icmp sle i64 %52, %53
br i1 %54, label %55, label %81
55: ; preds = %51
store i64 1, i64* %12
br label %56
56: ; preds = %74, %55
%57 = load i64, i64* %12
%58 = load i64, i64* %8
%59 = icmp sle i64 %57, %58
br i1 %59, label %60, label %77
60: ; preds = %56
%61 = load [100 x i64]*, [100 x i64]** %6
%62 = load i64, i64* %11
%63 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %61, i64 %62
%64 = load i64, i64* %12
%65 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %63, i64 0, i64 %64
%66 = load i64, i64* %65
%67 = load i64, i64* %10
%68 = srem i64 %66, %67
%69 = load [100 x i64]*, [100 x i64]** %6
%70 = load i64, i64* %11
%71 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %69, i64 %70
%72 = load i64, i64* %12
%73 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %71, i64 0, i64 %72
store i64 %68, i64* %73
br label %74
74: ; preds = %60
%75 = load i64, i64* %12
%76 = add nsw i64 %75, 1
store i64 %76, i64* %12
br label %56
77: ; preds = %56
br label %78
78: ; preds = %77
%79 = load i64, i64* %11
%80 = add nsw i64 %79, 1
store i64 %80, i64* %11
br label %51
81: ; preds = %51
br label %113
82: ; preds = %47
br label %83
83: ; preds = %100, %82
%84 = load i64, i64* %9
%85 = icmp sgt i64 %84, 0
br i1 %85, label %86, label %112
86: ; preds = %83
%87 = load i64, i64* %9
%88 = srem i64 %87, 2
%89 = icmp eq i64 %88, 1
br i1 %89, label %90, label %100
90: ; preds = %86
%91 = load [100 x i64]*, [100 x i64]** %7
%92 = bitcast [100 x i64]* %91 to i64**
%93 = load [100 x i64]*, [100 x i64]** %6
%94 = bitcast [100 x i64]* %93 to i64**
%95 = load [100 x i64]*, [100 x i64]** %7
%96 = bitcast [100 x i64]* %95 to i64**
%97 = load i64, i64* %8
%98 = load i64, i64* %10
%99 = call i32 @matrix_mult(i64** %92, i64** %94, i64** %96, i64 %97, i64 %98)
br label %100
100: ; preds = %90, %86
%101 = load [100 x i64]*, [100 x i64]** %6
%102 = bitcast [100 x i64]* %101 to i64**
%103 = load [100 x i64]*, [100 x i64]** %6
%104 = bitcast [100 x i64]* %103 to i64**
%105 = load [100 x i64]*, [100 x i64]** %6
%106 = bitcast [100 x i64]* %105 to i64**
%107 = load i64, i64* %8
%108 = load i64, i64* %10
%109 = call i32 @matrix_mult(i64** %102, i64** %104, i64** %106, i64 %107, i64 %108)
%110 = load i64, i64* %9
%111 = sdiv i64 %110, 2
store i64 %111, i64* %9
br label %83
112: ; preds = %83
br label %113
113: ; preds = %112, %81
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @powermod([100 x i64]* %0, [100 x i64]* %1, i64 %2, i64 %3, i64 %4) {
%6 = icmp slt i64 %2, 1
br i1 %6, label %52, label %7
7: ; preds = %5
%8 = add i64 %2, -1
%9 = and i64 %2, 3
%10 = icmp ult i64 %8, 3
%11 = and i64 %2, -4
%12 = icmp eq i64 %9, 0
br label %13
13: ; preds = %7, %47
%14 = phi i64 [ %48, %47 ], [ 1, %7 ]
br i1 %10, label %36, label %15
15: ; preds = %13, %15
%16 = phi i64 [ %33, %15 ], [ 1, %13 ]
%17 = phi i64 [ %34, %15 ], [ 0, %13 ]
%18 = icmp eq i64 %14, %16
%19 = zext i1 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %1, i64 %14, i64 %16
store i64 %19, i64* %20
%21 = add nuw nsw i64 %16, 1
%22 = icmp eq i64 %14, %21
%23 = zext i1 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %1, i64 %14, i64 %21
store i64 %23, i64* %24
%25 = add nuw nsw i64 %16, 2
%26 = icmp eq i64 %14, %25
%27 = zext i1 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %1, i64 %14, i64 %25
store i64 %27, i64* %28
%29 = add nuw i64 %16, 3
%30 = icmp eq i64 %14, %29
%31 = zext i1 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %1, i64 %14, i64 %29
store i64 %31, i64* %32
%33 = add nuw i64 %16, 4
%34 = add i64 %17, 4
%35 = icmp eq i64 %34, %11
br i1 %35, label %36, label %15
36: ; preds = %15, %13
%37 = phi i64 [ 1, %13 ], [ %33, %15 ]
br i1 %12, label %47, label %38
38: ; preds = %36, %38
%39 = phi i64 [ %44, %38 ], [ %37, %36 ]
%40 = phi i64 [ %45, %38 ], [ 0, %36 ]
%41 = icmp eq i64 %14, %39
%42 = zext i1 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %1, i64 %14, i64 %39
store i64 %42, i64* %43
%44 = add nuw i64 %39, 1
%45 = add i64 %40, 1
%46 = icmp eq i64 %45, %9
br i1 %46, label %47, label %38
47: ; preds = %38, %36
%48 = add nuw i64 %14, 1
%49 = icmp eq i64 %14, %2
br i1 %49, label %50, label %13
50: ; preds = %47
%51 = icmp eq i64 %3, 1
br i1 %51, label %59, label %54
52: ; preds = %5
%53 = icmp sgt i64 %3, 1
br i1 %53, label %56, label %99
54: ; preds = %50
%55 = icmp sgt i64 %3, 0
br i1 %55, label %56, label %99
56: ; preds = %52, %54
%57 = bitcast [100 x i64]* %1 to i64**
%58 = bitcast [100 x i64]* %0 to i64**
br label %89
59: ; preds = %50
br i1 %6, label %99, label %60
60: ; preds = %59
%61 = and i64 %2, 1
%62 = icmp eq i64 %8, 0
%63 = and i64 %2, -2
%64 = icmp eq i64 %61, 0
br label %65
65: ; preds = %60, %86
%66 = phi i64 [ %87, %86 ], [ 1, %60 ]
br i1 %62, label %80, label %67
67: ; preds = %65, %67
%68 = phi i64 [ %77, %67 ], [ 1, %65 ]
%69 = phi i64 [ %78, %67 ], [ 0, %65 ]
%70 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %0, i64 %66, i64 %68
%71 = load i64, i64* %70
%72 = srem i64 %71, %4
store i64 %72, i64* %70
%73 = add nuw i64 %68, 1
%74 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %0, i64 %66, i64 %73
%75 = load i64, i64* %74
%76 = srem i64 %75, %4
store i64 %76, i64* %74
%77 = add nuw i64 %68, 2
%78 = add i64 %69, 2
%79 = icmp eq i64 %78, %63
br i1 %79, label %80, label %67
80: ; preds = %67, %65
%81 = phi i64 [ 1, %65 ], [ %77, %67 ]
br i1 %64, label %86, label %82
82: ; preds = %80
%83 = getelementptr inbounds [100 x i64], [100 x i64]* %0, i64 %66, i64 %81
%84 = load i64, i64* %83
%85 = srem i64 %84, %4
store i64 %85, i64* %83
br label %86
86: ; preds = %80, %82
%87 = add nuw i64 %66, 1
%88 = icmp eq i64 %66, %2
br i1 %88, label %99, label %65
89: ; preds = %56, %95
%90 = phi i64 [ %3, %56 ], [ %97, %95 ]
%91 = and i64 %90, 1
%92 = icmp eq i64 %91, 0
br i1 %92, label %95, label %93
93: ; preds = %89
%94 = tail call i32 @matrix_mult(i64** %57, i64** %58, i64** %57, i64 %2, i64 %4)
br label %95
95: ; preds = %93, %89
%96 = tail call i32 @matrix_mult(i64** %58, i64** %58, i64** %58, i64 %2, i64 %4)
%97 = lshr i64 %90, 1
%98 = icmp ult i64 %90, 2
br i1 %98, label %99, label %89
99: ; preds = %86, %95, %52, %54, %59
ret void
}