#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */
typedef int uint64_t;

/* Variables and functions */
int UINT64_C(int);
int modmul(int, int, int);
uint64_t fastexp(uint64_t base, uint64_t exp, uint64_t mod) {
  int i;
  uint64_t result;
  result = UINT64_C(1);
  i = 64;
  while (!(exp & UINT64_C(0x8000000000000000)) && i--)
    exp <<= 1;
  while (i--) {
    result = modmul(result, result, mod);
    if (exp & UINT64_C(0x8000000000000000))
      result = modmul(result, base, mod);
    exp <<= 1;
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fastexp>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    $0x1,%edi
call   1030 <UINT64_C@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
movl   $0x40,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
xor    %edi,%edi
call   1030 <UINT64_C@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
and    %eax,%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    $0x0,%ecx
mov    %al,-0x15(%rbp)
jne    1179 <fastexp+0x59>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x10(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
setne  %al
mov    %al,-0x15(%rbp)
mov    -0x15(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1189 <fastexp+0x69>
jmp    1197 <fastexp+0x77>
mov    -0x8(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1145 <fastexp+0x25>
jmp    119c <fastexp+0x7c>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x10(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     11fd <fastexp+0xdd>
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0xc(%rbp),%edx
call   1040 <modmul@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
xor    %edi,%edi
call   1030 <UINT64_C@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
and    %ecx,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11ef <fastexp+0xcf>
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    -0x4(%rbp),%esi
mov    -0xc(%rbp),%edx
call   1040 <modmul@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    119c <fastexp+0x7c>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fastexp>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %edx,%r15d
mov    %esi,%ebp
mov    %edi,%r14d
mov    $0x1,%edi
call   1030 <UINT64_C@plt>
mov    %eax,%r12d
xor    %edi,%edi
call   1030 <UINT64_C@plt>
mov    $0x40,%ebx
test   %ebp,%eax
jne    117f <fastexp+0x5f>
mov    $0x40,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
sub    $0x1,%ebx
jb     1174 <fastexp+0x54>
add    %ebp,%ebp
xor    %edi,%edi
call   1030 <UINT64_C@plt>
test   %ebp,%eax
je     1160 <fastexp+0x40>
jmp    117b <fastexp+0x5b>
mov    $0xffffffff,%ebx
jmp    117f <fastexp+0x5f>
test   %ebx,%ebx
je     11b3 <fastexp+0x93>
add    $0xffffffff,%ebx
mov    %r12d,%edi
mov    %r12d,%esi
mov    %r15d,%edx
call   1040 <modmul@plt>
mov    %eax,%r12d
xor    %edi,%edi
call   1030 <UINT64_C@plt>
test   %ebp,%eax
je     11af <fastexp+0x8f>
mov    %r12d,%edi
mov    %r14d,%esi
mov    %r15d,%edx
call   1040 <modmul@plt>
mov    %eax,%r12d
add    %ebp,%ebp
jmp    117b <fastexp+0x5b>
mov    %r12d,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @fastexp(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%9 = call i32 @UINT64_C(i32 1)
store i32 %9, i32* %8
store i32 64, i32* %7
br label %10
10: ; preds = %21, %3
%11 = load i32, i32* %5
%12 = call i32 @UINT64_C(i32 0)
%13 = and i32 %11, %12
%14 = icmp ne i32 %13, 0
br i1 %14, label %19, label %15
15: ; preds = %10
%16 = load i32, i32* %7
%17 = add nsw i32 %16, -1
store i32 %17, i32* %7
%18 = icmp ne i32 %16, 0
br label %19
19: ; preds = %15, %10
%20 = phi i1 [ false, %10 ], [ %18, %15 ]
br i1 %20, label %21, label %24
21: ; preds = %19
%22 = load i32, i32* %5
%23 = shl i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %5
br label %10
24: ; preds = %19
br label %25
25: ; preds = %43, %24
%26 = load i32, i32* %7
%27 = add nsw i32 %26, -1
store i32 %27, i32* %7
%28 = icmp ne i32 %26, 0
br i1 %28, label %29, label %46
29: ; preds = %25
%30 = load i32, i32* %8
%31 = load i32, i32* %8
%32 = load i32, i32* %6
%33 = call i32 @modmul(i32 %30, i32 %31, i32 %32)
store i32 %33, i32* %8
%34 = load i32, i32* %5
%35 = call i32 @UINT64_C(i32 0)
%36 = and i32 %34, %35
%37 = icmp ne i32 %36, 0
br i1 %37, label %38, label %43
38: ; preds = %29
%39 = load i32, i32* %8
%40 = load i32, i32* %4
%41 = load i32, i32* %6
%42 = call i32 @modmul(i32 %39, i32 %40, i32 %41)
store i32 %42, i32* %8
br label %43
43: ; preds = %38, %29
%44 = load i32, i32* %5
%45 = shl i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %5
br label %25
46: ; preds = %25
%47 = load i32, i32* %8
ret i32 %47
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @fastexp(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = tail call i32 @UINT64_C(i32 1)
%5 = tail call i32 @UINT64_C(i32 0)
%6 = and i32 %5, %1
%7 = icmp eq i32 %6, 0
br i1 %7, label %8, label %20
8: ; preds = %3, %12
%9 = phi i32 [ %13, %12 ], [ 64, %3 ]
%10 = phi i32 [ %14, %12 ], [ %1, %3 ]
%11 = icmp eq i32 %9, 0
br i1 %11, label %20, label %12
12: ; preds = %8
%13 = add nsw i32 %9, -1
%14 = shl i32 %10, 1
%15 = tail call i32 @UINT64_C(i32 0)
%16 = and i32 %15, %14
%17 = icmp eq i32 %16, 0
br i1 %17, label %8, label %18
18: ; preds = %12
%19 = icmp eq i32 %13, 0
br i1 %19, label %38, label %20
20: ; preds = %8, %3, %18
%21 = phi i32 [ 64, %3 ], [ %13, %18 ], [ -1, %8 ]
%22 = phi i32 [ %1, %3 ], [ %14, %18 ], [ %10, %8 ]
br label %23
23: ; preds = %20, %34
%24 = phi i32 [ %27, %34 ], [ %21, %20 ]
%25 = phi i32 [ %35, %34 ], [ %4, %20 ]
%26 = phi i32 [ %36, %34 ], [ %22, %20 ]
%27 = add nsw i32 %24, -1
%28 = tail call i32 @modmul(i32 %25, i32 %25, i32 %2)
%29 = tail call i32 @UINT64_C(i32 0)
%30 = and i32 %29, %26
%31 = icmp eq i32 %30, 0
br i1 %31, label %34, label %32
32: ; preds = %23
%33 = tail call i32 @modmul(i32 %28, i32 %0, i32 %2)
br label %34
34: ; preds = %32, %23
%35 = phi i32 [ %33, %32 ], [ %28, %23 ]
%36 = shl i32 %26, 1
%37 = icmp eq i32 %27, 0
br i1 %37, label %38, label %23
38: ; preds = %34, %18
%39 = phi i32 [ %4, %18 ], [ %35, %34 ]
ret i32 %39
}