int digit(int x, long long int p) {
  if (p == 0)
    return 1;
  else if (p == 1)
    return x % 10;
  else if (p % 2 == 0)
    return digit(((x % 10) * (x % 10)) % 10, p / 2) % 10;
  else
    return ((x % 10) * digit(((x % 10) * (x % 10)) % 10, (p - 1) / 2) % 10) %
           10;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<digit>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    1136 <digit+0x26>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    1229 <digit+0x119>
cmpq   $0x1,-0x10(%rbp)
jne    1154 <digit+0x44>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x4(%rbp)
jmp    1229 <digit+0x119>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
cmp    $0x0,%rdx
jne    11bb <digit+0xab>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x14(%rbp),%eax
imul   %edx,%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%edi
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rax,%rsi
call   1030 <digit@plt>
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x4(%rbp)
jmp    1229 <digit+0x119>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
imul   %edx,%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%edi
mov    -0x10(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rax,%rsi
call   1030 <digit@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
imul   %ecx,%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<digit>:
push   %rbx
test   %rsi,%rsi
je     1123 <digit+0x13>
mov    %edi,%ebx
cmp    $0x1,%rsi
jne    112a <digit+0x1a>
movslq %ebx,%rax
jmp    119a <digit+0x8a>
mov    $0x1,%eax
pop    %rbx
ret
movslq %ebx,%rax
imul   $0x66666667,%rax,%rax
mov    %rax,%rcx
shr    $0x3f,%rcx
sar    $0x22,%rax
add    %ecx,%eax
add    %eax,%eax
lea    (%rax,%rax,4),%eax
sub    %eax,%ebx
mov    %ebx,%edi
imul   %edi,%edi
mov    $0xcccccccd,%eax
imul   %rdi,%rax
shr    $0x23,%rax
add    %eax,%eax
lea    (%rax,%rax,4),%eax
sub    %eax,%edi
test   $0x1,%sil
jne    117e <digit+0x6e>
mov    %rsi,%rax
shr    $0x3f,%rax
add    %rsi,%rax
sar    %rax
mov    %rax,%rsi
call   1030 <digit@plt>
jmp    1198 <digit+0x88>
lea    -0x1(%rsi),%rax
shr    $0x3f,%rax
add    %rax,%rsi
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
sar    %rsi
call   1030 <digit@plt>
imul   %ebx,%eax
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
sar    $0x22,%rcx
add    %edx,%ecx
add    %ecx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,4),%ecx
sub    %ecx,%eax
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @digit(i32 %0, i64 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64
store i32 %0, i32* %4
store i64 %1, i64* %5
%6 = load i64, i64* %5
%7 = icmp eq i64 %6, 0
br i1 %7, label %8, label %9
8: ; preds = %2
store i32 1, i32* %3
br label %46
9: ; preds = %2
%10 = load i64, i64* %5
%11 = icmp eq i64 %10, 1
br i1 %11, label %12, label %15
12: ; preds = %9
%13 = load i32, i32* %4
%14 = srem i32 %13, 10
store i32 %14, i32* %3
br label %46
15: ; preds = %9
%16 = load i64, i64* %5
%17 = srem i64 %16, 2
%18 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %18, label %19, label %30
19: ; preds = %15
%20 = load i32, i32* %4
%21 = srem i32 %20, 10
%22 = load i32, i32* %4
%23 = srem i32 %22, 10
%24 = mul nsw i32 %21, %23
%25 = srem i32 %24, 10
%26 = load i64, i64* %5
%27 = sdiv i64 %26, 2
%28 = call i32 @digit(i32 %25, i64 %27)
%29 = srem i32 %28, 10
store i32 %29, i32* %3
br label %46
30: ; preds = %15
%31 = load i32, i32* %4
%32 = srem i32 %31, 10
%33 = load i32, i32* %4
%34 = srem i32 %33, 10
%35 = load i32, i32* %4
%36 = srem i32 %35, 10
%37 = mul nsw i32 %34, %36
%38 = srem i32 %37, 10
%39 = load i64, i64* %5
%40 = sub nsw i64 %39, 1
%41 = sdiv i64 %40, 2
%42 = call i32 @digit(i32 %38, i64 %41)
%43 = mul nsw i32 %32, %42
%44 = srem i32 %43, 10
%45 = srem i32 %44, 10
store i32 %45, i32* %3
br label %46
46: ; preds = %30, %19, %12, %8
%47 = load i32, i32* %3
ret i32 %47
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @digit(i32 %0, i64 %1) {
switch i64 %1, label %5 [
i64 0, label %11
i64 1, label %3
]
3: ; preds = %2
%4 = srem i32 %0, 10
br label %11
5: ; preds = %2
%6 = and i64 %1, 1
%7 = icmp eq i64 %6, 0
%8 = srem i32 %0, 10
%9 = mul nsw i32 %8, %8
%10 = urem i32 %9, 10
br i1 %7, label %13, label %17
11: ; preds = %3, %2, %17, %13
%12 = phi i32 [ %16, %13 ], [ %22, %17 ], [ %4, %3 ], [ 1, %2 ]
ret i32 %12
13: ; preds = %5
%14 = sdiv i64 %1, 2
%15 = tail call i32 @digit(i32 %10, i64 %14)
%16 = srem i32 %15, 10
br label %11
17: ; preds = %5
%18 = add nsw i64 %1, -1
%19 = sdiv i64 %18, 2
%20 = tail call i32 @digit(i32 %10, i64 %19)
%21 = mul nsw i32 %20, %8
%22 = srem i32 %21, 10
br label %11
}