long expmod(long x, long n, long m) {
  long result = 1;
  for (long i = 0; i < n; i++) {
    result = (result * x) % m;
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<expmod>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movq   $0x1,-0x20(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jge    1152 <expmod+0x52>
mov    -0x20(%rbp),%rax
imul   -0x8(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1120 <expmod+0x20>
mov    -0x20(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<expmod>:
test   %rsi,%rsi
jle    115b <expmod+0x5b>
mov    %rdx,%rcx
lea    -0x1(%rsi),%rax
mov    %esi,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x3,%rax
jae    1161 <expmod+0x61>
mov    $0x1,%eax
test   %r8,%r8
jne    113e <expmod+0x3e>
jmp    115a <expmod+0x5a>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,%rax
add    $0xffffffffffffffff,%r8
je     115a <expmod+0x5a>
imul   %rdi,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
jne    1130 <expmod+0x30>
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%eax
add    $0xffffffffffffffff,%r8
jne    113e <expmod+0x3e>
ret
mov    $0x1,%eax
ret
and    $0xfffffffffffffffc,%rsi
mov    $0x1,%eax
jmp    117e <expmod+0x7e>
nopl   0x0(%rax)
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
je     111e <expmod+0x1e>
imul   %rdi,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     11a0 <expmod+0xa0>
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,%rax
jmp    11a6 <expmod+0xa6>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%eax
imul   %rdi,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     11c0 <expmod+0xc0>
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,%rax
jmp    11c6 <expmod+0xc6>
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%eax
imul   %rdi,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     11e0 <expmod+0xe0>
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,%rax
jmp    11e6 <expmod+0xe6>
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%eax
imul   %rdi,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
jne    1170 <expmod+0x70>
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%eax
jmp    1178 <expmod+0x78>

LLVM IR (-O0):
define i64 @expmod(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* %4
store i64 %1, i64* %5
store i64 %2, i64* %6
store i64 1, i64* %7
store i64 0, i64* %8
br label %9
9: ; preds = %19, %3
%10 = load i64, i64* %8
%11 = load i64, i64* %5
%12 = icmp slt i64 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %22
13: ; preds = %9
%14 = load i64, i64* %7
%15 = load i64, i64* %4
%16 = mul nsw i64 %14, %15
%17 = load i64, i64* %6
%18 = srem i64 %16, %17
store i64 %18, i64* %7
br label %19
19: ; preds = %13
%20 = load i64, i64* %8
%21 = add nsw i64 %20, 1
store i64 %21, i64* %8
br label %9
22: ; preds = %9
%23 = load i64, i64* %7
ret i64 %23
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @expmod(i64 %0, i64 %1, i64 %2) {
%4 = icmp sgt i64 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %22
5: ; preds = %3
%6 = add i64 %1, -1
%7 = and i64 %1, 3
%8 = icmp ult i64 %6, 3
br i1 %8, label %11, label %9
9: ; preds = %5
%10 = and i64 %1, -4
br label %24
11: ; preds = %24, %5
%12 = phi i64 [ undef, %5 ], [ %34, %24 ]
%13 = phi i64 [ 1, %5 ], [ %34, %24 ]
%14 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %14, label %22, label %15
15: ; preds = %11, %15
%16 = phi i64 [ %19, %15 ], [ %13, %11 ]
%17 = phi i64 [ %20, %15 ], [ 0, %11 ]
%18 = mul nsw i64 %16, %0
%19 = srem i64 %18, %2
%20 = add i64 %17, 1
%21 = icmp eq i64 %20, %7
br i1 %21, label %22, label %15
22: ; preds = %11, %15, %3
%23 = phi i64 [ 1, %3 ], [ %12, %11 ], [ %19, %15 ]
ret i64 %23
24: ; preds = %24, %9
%25 = phi i64 [ 1, %9 ], [ %34, %24 ]
%26 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %35, %24 ]
%27 = mul nsw i64 %25, %0
%28 = srem i64 %27, %2
%29 = mul nsw i64 %28, %0
%30 = srem i64 %29, %2
%31 = mul nsw i64 %30, %0
%32 = srem i64 %31, %2
%33 = mul nsw i64 %32, %0
%34 = srem i64 %33, %2
%35 = add i64 %26, 4
%36 = icmp eq i64 %35, %10
br i1 %36, label %11, label %24
}