#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 */

/* Variables and functions */
long expmod(long x, long n, long m) {
  long result = 1;
  for (size_t i = 0; i < n; i++) {
    if (!(n % 2)) {
      long tmp = (result * x) % m;
      result = (tmp * tmp) % m;
      n /= 2;
    } else {
      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
jae    11ac <expmod+0xac>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
cmp    $0x0,%rdx
jne    1183 <expmod+0x83>
mov    -0x20(%rbp),%rax
imul   -0x8(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
imul   -0x30(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    1196 <expmod+0x96>
mov    -0x20(%rbp),%rax
imul   -0x8(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
jmp    119b <expmod+0x9b>
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>:
mov    $0x1,%eax
test   %rsi,%rsi
je     1181 <expmod+0x81>
mov    %rdx,%r8
xor    %ecx,%ecx
jmp    1131 <expmod+0x31>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cqto
idiv   %r8
mov    %rdx,%rax
add    $0x1,%rcx
cmp    %rsi,%rcx
jae    1181 <expmod+0x81>
imul   %rdi,%rax
test   $0x1,%sil
jne    116c <expmod+0x6c>
mov    %rax,%rdx
or     %r8,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     1151 <expmod+0x51>
cqto
idiv   %r8
mov    %rdx,%rax
jmp    1158 <expmod+0x58>
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %edx,%eax
imul   %rax,%rax
mov    %rsi,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
add    %rsi,%rdx
sar    %rdx
mov    %rdx,%rsi
mov    %rax,%rdx
or     %r8,%rdx
shr    $0x20,%rdx
jne    1120 <expmod+0x20>
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %edx,%eax
jmp    1128 <expmod+0x28>
ret

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
%9 = 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 %10
10: ; preds = %38, %3
%11 = load i64, i64* %8
%12 = load i64, i64* %5
%13 = icmp ult i64 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %41
14: ; preds = %10
%15 = load i64, i64* %5
%16 = srem i64 %15, 2
%17 = icmp ne i64 %16, 0
br i1 %17, label %31, label %18
18: ; preds = %14
%19 = load i64, i64* %7
%20 = load i64, i64* %4
%21 = mul nsw i64 %19, %20
%22 = load i64, i64* %6
%23 = srem i64 %21, %22
store i64 %23, i64* %9
%24 = load i64, i64* %9
%25 = load i64, i64* %9
%26 = mul nsw i64 %24, %25
%27 = load i64, i64* %6
%28 = srem i64 %26, %27
store i64 %28, i64* %7
%29 = load i64, i64* %5
%30 = sdiv i64 %29, 2
store i64 %30, i64* %5
br label %37
31: ; preds = %14
%32 = load i64, i64* %7
%33 = load i64, i64* %4
%34 = mul nsw i64 %32, %33
%35 = load i64, i64* %6
%36 = srem i64 %34, %35
store i64 %36, i64* %7
br label %37
37: ; preds = %31, %18
br label %38
38: ; preds = %37
%39 = load i64, i64* %8
%40 = add i64 %39, 1
store i64 %40, i64* %8
br label %10
41: ; preds = %10
%42 = load i64, i64* %7
ret i64 %42
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @expmod(i64 %0, i64 %1, i64 %2) {
%4 = icmp eq i64 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %7
5: ; preds = %18, %3
%6 = phi i64 [ 1, %3 ], [ %21, %18 ]
ret i64 %6
7: ; preds = %3, %18
%8 = phi i64 [ %20, %18 ], [ %1, %3 ]
%9 = phi i64 [ %22, %18 ], [ 0, %3 ]
%10 = phi i64 [ %21, %18 ], [ 1, %3 ]
%11 = and i64 %8, 1
%12 = icmp eq i64 %11, 0
%13 = mul nsw i64 %10, %0
br i1 %12, label %14, label %18
14: ; preds = %7
%15 = srem i64 %13, %2
%16 = mul nsw i64 %15, %15
%17 = sdiv i64 %8, 2
br label %18
18: ; preds = %7, %14
%19 = phi i64 [ %16, %14 ], [ %13, %7 ]
%20 = phi i64 [ %17, %14 ], [ %8, %7 ]
%21 = srem i64 %19, %2
%22 = add nuw i64 %9, 1
%23 = icmp ult i64 %22, %20
br i1 %23, label %7, label %5
}