__int128 int128_power(int n, int exp) {
  __int128 sum = 1;
  for (int i = 0; i < exp; i++) {
    sum *= n;
  }
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<int128_power>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x14(%rbp)
mov    %esi,-0x18(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
movq   $0x1,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1178 <int128_power+0x78>
movslq -0x14(%rbp),%rsi
mov    %rsi,%r8
sar    $0x3f,%r8
mov    -0x30(%rbp),%rdi
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    %rdi,%rax
mul    %rsi
mov    %rax,%rcx
mov    %rdx,%rax
mov    -0x40(%rbp),%rdx
imul   %r8,%rdi
add    %rdi,%rax
imul   %rsi,%rdx
add    %rdx,%rax
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1121 <int128_power+0x21>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rdx
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<int128_power>:
test   %esi,%esi
jle    1122 <int128_power+0x22>
lea    -0x1(%rsi),%eax
mov    %esi,%r8d
and    $0x7,%r8d
movslq %edi,%r9
cmp    $0x7,%eax
jae    112e <int128_power+0x2e>
mov    $0x1,%edi
xor    %ecx,%ecx
jmp    11fe <int128_power+0xfe>
mov    $0x1,%edi
xor    %ecx,%ecx
jmp    122d <int128_power+0x12d>
and    $0xfffffff8,%esi
mov    $0x1,%edi
xor    %ecx,%ecx
mov    %r9,%r10
sar    $0x3f,%r10
nop
mov    %rdi,%rax
mul    %r9
imul   %r10,%rdi
add    %rdx,%rdi
imul   %r9,%rcx
add    %rdi,%rcx
mov    %rax,%rdi
imul   %r10,%rdi
mul    %r9
add    %rdi,%rdx
imul   %r9,%rcx
add    %rdx,%rcx
imul   %r9,%rcx
mov    %rax,%r11
imul   %r10,%r11
mul    %r9
mov    %rdx,%rdi
add    %r11,%rdi
add    %rcx,%rdi
imul   %r9,%rdi
mov    %rax,%r11
mul    %r9
mov    %rdx,%rcx
imul   %r10,%r11
add    %r11,%rcx
add    %rdi,%rcx
imul   %r9,%rcx
mov    %rax,%r11
imul   %r10,%r11
mul    %r9
mov    %rdx,%rdi
add    %r11,%rdi
add    %rcx,%rdi
imul   %r9,%rdi
mov    %rax,%r11
mul    %r9
mov    %rdx,%rcx
imul   %r10,%r11
add    %r11,%rcx
add    %rdi,%rcx
imul   %r9,%rcx
mov    %rax,%r11
imul   %r10,%r11
mul    %r9
mov    %rdx,%rdi
add    %r11,%rdi
add    %rcx,%rdi
imul   %r9,%rdi
mov    %rax,%r11
mul    %r9
imul   %r10,%r11
mov    %rdx,%rcx
add    %r11,%rcx
add    %rdi,%rcx
mov    %rax,%rdi
add    $0xfffffff8,%esi
jne    1140 <int128_power+0x40>
test   %r8d,%r8d
je     122d <int128_power+0x12d>
mov    %r9,%rsi
sar    $0x3f,%rsi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rdi,%rax
mul    %r9
imul   %rsi,%rdi
add    %rdx,%rdi
imul   %r9,%rcx
add    %rdi,%rcx
mov    %rax,%rdi
add    $0xffffffff,%r8d
jne    1210 <int128_power+0x110>
mov    %rdi,%rax
mov    %rcx,%rdx
ret

LLVM IR (-O0):
define { i64, i64 } @int128_power(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i128
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i128
%7 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i128 1, i128* %6
store i32 0, i32* %7
br label %8
8: ; preds = %17, %2
%9 = load i32, i32* %7
%10 = load i32, i32* %5
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %20
12: ; preds = %8
%13 = load i32, i32* %4
%14 = sext i32 %13 to i128
%15 = load i128, i128* %6
%16 = mul nsw i128 %15, %14
store i128 %16, i128* %6
br label %17
17: ; preds = %12
%18 = load i32, i32* %7
%19 = add nsw i32 %18, 1
store i32 %19, i32* %7
br label %8
20: ; preds = %8
%21 = load i128, i128* %6
store i128 %21, i128* %3
%22 = bitcast i128* %3 to { i64, i64 }*
%23 = load { i64, i64 }, { i64, i64 }* %22
ret { i64, i64 } %23
}

LLVM IR (-O2):
define { i64, i64 } @int128_power(i32 %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %30
4: ; preds = %2
%5 = sext i32 %0 to i128
%6 = add i32 %1, -1
%7 = and i32 %1, 7
%8 = icmp ult i32 %6, 7
br i1 %8, label %15, label %9
9: ; preds = %4
%10 = and i32 %1, -8
br label %35
11: ; preds = %35
%12 = trunc i128 %45 to i64
%13 = lshr i128 %45, 64
%14 = trunc i128 %13 to i64
br label %15
15: ; preds = %11, %4
%16 = phi i64 [ undef, %4 ], [ %12, %11 ]
%17 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %14, %11 ]
%18 = phi i128 [ 1, %4 ], [ %45, %11 ]
%19 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %19, label %30, label %20
20: ; preds = %15, %20
%21 = phi i128 [ %23, %20 ], [ %18, %15 ]
%22 = phi i32 [ %24, %20 ], [ 0, %15 ]
%23 = mul nsw i128 %21, %5
%24 = add i32 %22, 1
%25 = icmp eq i32 %24, %7
br i1 %25, label %26, label %20
26: ; preds = %20
%27 = trunc i128 %23 to i64
%28 = lshr i128 %23, 64
%29 = trunc i128 %28 to i64
br label %30
30: ; preds = %26, %15, %2
%31 = phi i64 [ 1, %2 ], [ %16, %15 ], [ %27, %26 ]
%32 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %17, %15 ], [ %29, %26 ]
%33 = insertvalue { i64, i64 } poison, i64 %31, 0
%34 = insertvalue { i64, i64 } %33, i64 %32, 1
ret { i64, i64 } %34
35: ; preds = %35, %9
%36 = phi i128 [ 1, %9 ], [ %45, %35 ]
%37 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %46, %35 ]
%38 = mul nsw i128 %36, %5
%39 = mul nsw i128 %38, %5
%40 = mul nsw i128 %39, %5
%41 = mul nsw i128 %40, %5
%42 = mul nsw i128 %41, %5
%43 = mul nsw i128 %42, %5
%44 = mul nsw i128 %43, %5
%45 = mul nsw i128 %44, %5
%46 = add i32 %37, 8
%47 = icmp eq i32 %46, %10
br i1 %47, label %11, label %35
}