int fastModularExpo(int base, int exponent, int modulo) {
  int halfResult, result;
  if (exponent == 0)
    return 1;
  if (exponent == 1)
    return base % modulo;
  halfResult = fastModularExpo(base, exponent >> 1, modulo);
  result = (halfResult * halfResult) % modulo;
  if (exponent & 1)
    result = ((base % modulo) * result) % modulo;
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fastModularExpo>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jne    1137 <fastModularExpo+0x27>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    119b <fastModularExpo+0x8b>
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jne    1150 <fastModularExpo+0x40>
mov    -0x8(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x4(%rbp)
jmp    119b <fastModularExpo+0x8b>
mov    -0x8(%rbp),%edi
mov    -0xc(%rbp),%esi
sar    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1030 <fastModularExpo@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1195 <fastModularExpo+0x85>
mov    -0x8(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    %edx,%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fastModularExpo>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
test   %esi,%esi
je     1155 <fastModularExpo+0x45>
mov    %edx,%r14d
mov    %esi,%ebx
mov    %edi,%ebp
cmp    $0x1,%esi
je     114b <fastModularExpo+0x3b>
mov    %ebx,%esi
sar    %esi
mov    %ebp,%edi
mov    %r14d,%edx
call   1030 <fastModularExpo@plt>
imul   %eax,%eax
cltd
idiv   %r14d
mov    %edx,%ecx
test   $0x1,%bl
je     115a <fastModularExpo+0x4a>
mov    %ebp,%eax
cltd
idiv   %r14d
mov    %edx,%ebp
imul   %ecx,%ebp
mov    %ebp,%eax
cltd
idiv   %r14d
mov    %edx,%ecx
jmp    115a <fastModularExpo+0x4a>
mov    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @fastModularExpo(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
%10 = load i32, i32* %6
%11 = icmp eq i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %13
12: ; preds = %3
store i32 1, i32* %4
br label %44
13: ; preds = %3
%14 = load i32, i32* %6
%15 = icmp eq i32 %14, 1
br i1 %15, label %16, label %20
16: ; preds = %13
%17 = load i32, i32* %5
%18 = load i32, i32* %7
%19 = srem i32 %17, %18
store i32 %19, i32* %4
br label %44
20: ; preds = %13
%21 = load i32, i32* %5
%22 = load i32, i32* %6
%23 = ashr i32 %22, 1
%24 = load i32, i32* %7
%25 = call i32 @fastModularExpo(i32 %21, i32 %23, i32 %24)
store i32 %25, i32* %8
%26 = load i32, i32* %8
%27 = load i32, i32* %8
%28 = mul nsw i32 %26, %27
%29 = load i32, i32* %7
%30 = srem i32 %28, %29
store i32 %30, i32* %9
%31 = load i32, i32* %6
%32 = and i32 %31, 1
%33 = icmp ne i32 %32, 0
br i1 %33, label %34, label %42
34: ; preds = %20
%35 = load i32, i32* %5
%36 = load i32, i32* %7
%37 = srem i32 %35, %36
%38 = load i32, i32* %9
%39 = mul nsw i32 %37, %38
%40 = load i32, i32* %7
%41 = srem i32 %39, %40
store i32 %41, i32* %9
br label %42
42: ; preds = %34, %20
%43 = load i32, i32* %9
store i32 %43, i32* %4
br label %44
44: ; preds = %42, %16, %12
%45 = load i32, i32* %4
ret i32 %45
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @fastModularExpo(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
switch i32 %1, label %4 [
i32 0, label %17
i32 1, label %14
]
4: ; preds = %3
%5 = ashr i32 %1, 1
%6 = tail call i32 @fastModularExpo(i32 %0, i32 %5, i32 %2)
%7 = mul nsw i32 %6, %6
%8 = srem i32 %7, %2
%9 = and i32 %1, 1
%10 = icmp eq i32 %9, 0
br i1 %10, label %17, label %11
11: ; preds = %4
%12 = srem i32 %0, %2
%13 = mul nsw i32 %12, %8
br label %14
14: ; preds = %3, %11
%15 = phi i32 [ %13, %11 ], [ %0, %3 ]
%16 = srem i32 %15, %2
br label %17
17: ; preds = %14, %4, %3
%18 = phi i32 [ 1, %3 ], [ %8, %4 ], [ %16, %14 ]
ret i32 %18
}