long long pow_mod(long long a, long long p, long long n) {
  if (p == 0)
    return 1;
  long long ans = pow_mod(a, p / 2, n);
  ans = ans * ans % n;
  if (p % 2 == 1)
    ans = ans * a % n;
  return ans;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<pow_mod>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    113c <pow_mod+0x2c>
movq   $0x1,-0x8(%rbp)
jmp    11a4 <pow_mod+0x94>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rax,%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1030 <pow_mod@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
imul   -0x28(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x20(%rbp)
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
cmp    $0x1,%rdx
jne    119c <pow_mod+0x8c>
mov    -0x28(%rbp),%rax
imul   -0x10(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x20(%rbp)
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<pow_mod>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %rsi,%rsi
je     1155 <pow_mod+0x45>
mov    %rdx,%r15
mov    %rsi,%r12
mov    %rdi,%r14
mov    %rsi,%rbx
shr    $0x3f,%rbx
add    %rsi,%rbx
mov    %rbx,%rsi
sar    %rsi
call   1030 <pow_mod@plt>
imul   %rax,%rax
mov    %rax,%rcx
or     %r15,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     115c <pow_mod+0x4c>
cqto
idiv   %r15
mov    %rdx,%rax
jmp    1163 <pow_mod+0x53>
mov    $0x1,%eax
jmp    1191 <pow_mod+0x81>
xor    %edx,%edx
div    %r15d
mov    %edx,%eax
and    $0xfffffffffffffffe,%rbx
sub    %rbx,%r12
cmp    $0x1,%r12
jne    1191 <pow_mod+0x81>
imul   %r14,%rax
mov    %rax,%rcx
or     %r15,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     118a <pow_mod+0x7a>
cqto
idiv   %r15
mov    %rdx,%rax
jmp    1191 <pow_mod+0x81>
xor    %edx,%edx
div    %r15d
mov    %edx,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

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

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