int lonelyinteger(int a_size, int *a) {
  int i, val;
  val = a[0];
  for (i = 1; i < a_size; i++) {
    val = val ^ a[i];
  }
  return val;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<lonelyinteger>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1146 <lonelyinteger+0x46>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
xor    (%rcx,%rdx,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    111b <lonelyinteger+0x1b>
mov    -0x18(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<lonelyinteger>:
mov    (%rsi),%eax
cmp    $0x2,%edi
jl     121c <lonelyinteger+0x11c>
mov    %edi,%r9d
lea    -0x1(%r9),%r8
mov    $0x1,%edx
cmp    $0x8,%r8
jb     1210 <lonelyinteger+0x110>
mov    %r8,%rdx
and    $0xfffffffffffffff8,%rdx
movd   %eax,%xmm0
lea    -0x8(%rdx),%rdi
mov    %rdi,%rax
shr    $0x3,%rax
add    $0x1,%rax
mov    %eax,%ecx
and    $0x3,%ecx
cmp    $0x18,%rdi
jae    114e <lonelyinteger+0x4e>
pxor   %xmm1,%xmm1
xor    %edi,%edi
jmp    11ba <lonelyinteger+0xba>
and    $0xfffffffffffffffc,%rax
pxor   %xmm1,%xmm1
xor    %edi,%edi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu 0x4(%rsi,%rdi,4),%xmm2
pxor   %xmm0,%xmm2
movdqu 0x14(%rsi,%rdi,4),%xmm0
pxor   %xmm1,%xmm0
movdqu 0x24(%rsi,%rdi,4),%xmm1
movdqu 0x34(%rsi,%rdi,4),%xmm3
movdqu 0x44(%rsi,%rdi,4),%xmm4
pxor   %xmm1,%xmm4
pxor   %xmm2,%xmm4
movdqu 0x54(%rsi,%rdi,4),%xmm2
pxor   %xmm3,%xmm2
pxor   %xmm0,%xmm2
movdqu 0x64(%rsi,%rdi,4),%xmm0
pxor   %xmm4,%xmm0
movdqu 0x74(%rsi,%rdi,4),%xmm1
pxor   %xmm2,%xmm1
add    $0x20,%rdi
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
jne    1160 <lonelyinteger+0x60>
test   %rcx,%rcx
je     11e9 <lonelyinteger+0xe9>
nop
lea    0x0(,%rdi,4),%rax
or     $0x4,%rax
movdqu (%rsi,%rax,1),%xmm2
pxor   %xmm2,%xmm0
movdqu 0x10(%rsi,%rax,1),%xmm2
pxor   %xmm2,%xmm1
add    $0x8,%rdi
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
jne    11c0 <lonelyinteger+0xc0>
pxor   %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
pxor   %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
pxor   %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%eax
cmp    %rdx,%r8
je     121c <lonelyinteger+0x11c>
or     $0x1,%rdx
nopl   0x0(%rax)
xor    (%rsi,%rdx,4),%eax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r9
jne    1210 <lonelyinteger+0x110>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @lonelyinteger(i32 %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32* %1, i32** %4
%7 = load i32*, i32** %4
%8 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 0
%9 = load i32, i32* %8
store i32 %9, i32* %6
store i32 1, i32* %5
br label %10
10: ; preds = %22, %2
%11 = load i32, i32* %5
%12 = load i32, i32* %3
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %25
14: ; preds = %10
%15 = load i32, i32* %6
%16 = load i32*, i32** %4
%17 = load i32, i32* %5
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
%21 = xor i32 %15, %20
store i32 %21, i32* %6
br label %22
22: ; preds = %14
%23 = load i32, i32* %5
%24 = add nsw i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %5
br label %10
25: ; preds = %10
%26 = load i32, i32* %6
ret i32 %26
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @lonelyinteger(i32 %0, i32* nocapture %1) {
%3 = load i32, i32* %1
%4 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %4, label %5, label %105
5: ; preds = %2
%6 = zext i32 %0 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = icmp ult i64 %7, 8
br i1 %8, label %94, label %9
9: ; preds = %5
%10 = and i64 %7, -8
%11 = or i64 %10, 1
%12 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 0, i32 0, i32 0>, i32 %3, i64 0
%13 = add nsw i64 %10, -8
%14 = lshr exact i64 %13, 3
%15 = add nuw nsw i64 %14, 1
%16 = and i64 %15, 3
%17 = icmp ult i64 %13, 24
br i1 %17, label %64, label %18
18: ; preds = %9
%19 = and i64 %15, 4611686018427387900
br label %20
20: ; preds = %20, %18
%21 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %61, %20 ]
%22 = phi <4 x i32> [ %12, %18 ], [ %59, %20 ]
%23 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %18 ], [ %60, %20 ]
%24 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %62, %20 ]
%25 = or i64 %21, 1
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %25
%27 = bitcast i32* %26 to <4 x i32>*
%28 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %27
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 4
%30 = bitcast i32* %29 to <4 x i32>*
%31 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %30
%32 = xor <4 x i32> %28, %22
%33 = xor <4 x i32> %31, %23
%34 = or i64 %21, 9
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %34
%36 = bitcast i32* %35 to <4 x i32>*
%37 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %36
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 4
%39 = bitcast i32* %38 to <4 x i32>*
%40 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %39
%41 = xor <4 x i32> %37, %32
%42 = xor <4 x i32> %40, %33
%43 = or i64 %21, 17
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %43
%45 = bitcast i32* %44 to <4 x i32>*
%46 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %45
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 4
%48 = bitcast i32* %47 to <4 x i32>*
%49 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %48
%50 = xor <4 x i32> %46, %41
%51 = xor <4 x i32> %49, %42
%52 = or i64 %21, 25
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %52
%54 = bitcast i32* %53 to <4 x i32>*
%55 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %54
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 4
%57 = bitcast i32* %56 to <4 x i32>*
%58 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %57
%59 = xor <4 x i32> %55, %50
%60 = xor <4 x i32> %58, %51
%61 = add nuw i64 %21, 32
%62 = add i64 %24, 4
%63 = icmp eq i64 %62, %19
br i1 %63, label %64, label %20
64: ; preds = %20, %9
%65 = phi <4 x i32> [ undef, %9 ], [ %59, %20 ]
%66 = phi <4 x i32> [ undef, %9 ], [ %60, %20 ]
%67 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %61, %20 ]
%68 = phi <4 x i32> [ %12, %9 ], [ %59, %20 ]
%69 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %9 ], [ %60, %20 ]
%70 = icmp eq i64 %16, 0
br i1 %70, label %88, label %71
71: ; preds = %64, %71
%72 = phi i64 [ %85, %71 ], [ %67, %64 ]
%73 = phi <4 x i32> [ %83, %71 ], [ %68, %64 ]
%74 = phi <4 x i32> [ %84, %71 ], [ %69, %64 ]
%75 = phi i64 [ %86, %71 ], [ 0, %64 ]
%76 = or i64 %72, 1
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %76
%78 = bitcast i32* %77 to <4 x i32>*
%79 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %78
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %77, i64 4
%81 = bitcast i32* %80 to <4 x i32>*
%82 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %81
%83 = xor <4 x i32> %79, %73
%84 = xor <4 x i32> %82, %74
%85 = add nuw i64 %72, 8
%86 = add i64 %75, 1
%87 = icmp eq i64 %86, %16
br i1 %87, label %88, label %71
88: ; preds = %71, %64
%89 = phi <4 x i32> [ %65, %64 ], [ %83, %71 ]
%90 = phi <4 x i32> [ %66, %64 ], [ %84, %71 ]
%91 = xor <4 x i32> %90, %89
%92 = call i32 @llvm.vector.reduce.xor.v4i32(<4 x i32> %91)
%93 = icmp eq i64 %7, %10
br i1 %93, label %105, label %94
94: ; preds = %5, %88
%95 = phi i64 [ 1, %5 ], [ %11, %88 ]
%96 = phi i32 [ %3, %5 ], [ %92, %88 ]
br label %97
97: ; preds = %94, %97
%98 = phi i64 [ %103, %97 ], [ %95, %94 ]
%99 = phi i32 [ %102, %97 ], [ %96, %94 ]
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %98
%101 = load i32, i32* %100
%102 = xor i32 %101, %99
%103 = add nuw nsw i64 %98, 1
%104 = icmp eq i64 %103, %6
br i1 %104, label %105, label %97
105: ; preds = %97, %88, %2
%106 = phi i32 [ %3, %2 ], [ %92, %88 ], [ %102, %97 ]
ret i32 %106
}