unsigned long mexp(unsigned long b, unsigned int n, unsigned long m) {
  unsigned long long x = 1;
  unsigned long long p = b % m;
  while (n) {
    if (n & 1)
      x = ((unsigned long long)(x % m) * (unsigned long long)(p % m)) %
          (unsigned long long)m;
    p = ((unsigned long long)(p % m) * (unsigned long long)(p % m)) %
        (unsigned long long)m;
    n >>= 1;
  }
  return (unsigned long)x;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mexp>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movq   $0x1,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
je     11ae <mexp+0xae>
mov    -0xc(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1170 <mexp+0x70>
mov    -0x20(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x18(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
imul   %rdx,%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x38(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x18(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
imul   %rdx,%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
shr    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1127 <mexp+0x27>
mov    -0x20(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mexp>:
test   %esi,%esi
je     11b0 <mexp+0xb0>
mov    %rdx,%rcx
mov    $0x1,%r8d
jmp    1137 <mexp+0x37>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rdx,%r8
imul   %rdi,%rdi
mov    %esi,%eax
shr    %eax
cmp    $0x1,%esi
mov    %eax,%esi
jbe    11ac <mexp+0xac>
mov    %rdi,%rax
or     %rcx,%rax
shr    $0x20,%rax
je     1160 <mexp+0x60>
mov    %rdi,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rdx,%rdi
test   $0x1,%sil
je     1128 <mexp+0x28>
jmp    116e <mexp+0x6e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%edi
test   $0x1,%sil
je     1128 <mexp+0x28>
mov    %r8,%rax
or     %rcx,%rax
shr    $0x20,%rax
je     1187 <mexp+0x87>
mov    %r8,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rdx,%rax
jmp    1190 <mexp+0x90>
mov    %r8d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%eax
imul   %rdi,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
jne    1120 <mexp+0x20>
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%r8d
jmp    1128 <mexp+0x28>
mov    %r8,%rax
ret
mov    $0x1,%eax
ret

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

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