int singleNumber(int a[], int n) {
  int i;
  int x;
  int x0 = ~0, x1 = 0, x2 = 0, t;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    x = a[i];
    t = x2;
    x2 = (x1 & x) | (x2 & ~x);
    x1 = (x0 & x) | (x1 & ~x);
    x0 = (t & x) | (x0 & ~x);
  }
  return x1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<singleNumber>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0xffffffff,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1197 <singleNumber+0x97>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
and    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%edx
xor    $0xffffffff,%edx
and    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
and    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%edx
xor    $0xffffffff,%edx
and    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
and    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%edx
xor    $0xffffffff,%edx
and    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1127 <singleNumber+0x27>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<singleNumber>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
test   %esi,%esi
jle    111c <singleNumber+0x1c>
mov    %esi,%r8d
cmp    $0x1,%esi
jne    1123 <singleNumber+0x23>
mov    $0xffffffff,%esi
xor    %r10d,%r10d
xor    %eax,%eax
jmp    1192 <singleNumber+0x92>
xor    %eax,%eax
jmp    11a0 <singleNumber+0xa0>
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
mov    $0xffffffff,%esi
xor    %r10d,%r10d
xor    %ecx,%ecx
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdi,%r10,4),%ebp
mov    0x4(%rdi,%r10,4),%r14d
mov    %ebp,%ebx
and    %eax,%ebx
mov    %ebp,%edx
not    %edx
mov    %ecx,%r11d
and    %edx,%r11d
or     %ebx,%r11d
mov    %ebp,%ebx
and    %esi,%ebx
and    %edx,%eax
or     %ebx,%eax
and    %ecx,%ebp
and    %esi,%edx
or     %ebp,%edx
mov    %r14d,%esi
mov    %r11d,%ecx
mov    %r14d,%ebx
and    %r14d,%r11d
and    %eax,%r14d
not    %esi
and    %esi,%ecx
or     %r14d,%ecx
and    %edx,%ebx
and    %esi,%eax
or     %ebx,%eax
and    %edx,%esi
or     %r11d,%esi
add    $0x2,%r10
cmp    %r10,%r9
jne    1140 <singleNumber+0x40>
test   $0x1,%r8b
je     11a0 <singleNumber+0xa0>
xor    %eax,%esi
and    (%rdi,%r10,4),%esi
xor    %esi,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @singleNumber(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 -1, i32* %7
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %5
br label %11
11: ; preds = %46, %2
%12 = load i32, i32* %5
%13 = load i32, i32* %4
%14 = icmp slt i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %49
15: ; preds = %11
%16 = load i32*, i32** %3
%17 = load i32, i32* %5
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
store i32 %20, i32* %6
%21 = load i32, i32* %9
store i32 %21, i32* %10
%22 = load i32, i32* %8
%23 = load i32, i32* %6
%24 = and i32 %22, %23
%25 = load i32, i32* %9
%26 = load i32, i32* %6
%27 = xor i32 %26, -1
%28 = and i32 %25, %27
%29 = or i32 %24, %28
store i32 %29, i32* %9
%30 = load i32, i32* %7
%31 = load i32, i32* %6
%32 = and i32 %30, %31
%33 = load i32, i32* %8
%34 = load i32, i32* %6
%35 = xor i32 %34, -1
%36 = and i32 %33, %35
%37 = or i32 %32, %36
store i32 %37, i32* %8
%38 = load i32, i32* %10
%39 = load i32, i32* %6
%40 = and i32 %38, %39
%41 = load i32, i32* %7
%42 = load i32, i32* %6
%43 = xor i32 %42, -1
%44 = and i32 %41, %43
%45 = or i32 %40, %44
store i32 %45, i32* %7
br label %46
46: ; preds = %15
%47 = load i32, i32* %5
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %5
br label %11
49: ; preds = %11
%50 = load i32, i32* %8
ret i32 %50
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @singleNumber(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %57
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = and i64 %5, 1
%7 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %7, label %44, label %8
8: ; preds = %4
%9 = and i64 %5, 4294967294
br label %10
10: ; preds = %10, %8
%11 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %41, %10 ]
%12 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %34, %10 ]
%13 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %37, %10 ]
%14 = phi i32 [ -1, %8 ], [ %40, %10 ]
%15 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %42, %10 ]
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %11
%17 = load i32, i32* %16
%18 = and i32 %17, %13
%19 = xor i32 %17, -1
%20 = and i32 %12, %19
%21 = or i32 %18, %20
%22 = and i32 %17, %14
%23 = and i32 %13, %19
%24 = or i32 %22, %23
%25 = and i32 %17, %12
%26 = and i32 %14, %19
%27 = or i32 %25, %26
%28 = or i64 %11, 1
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = and i32 %30, %24
%32 = xor i32 %30, -1
%33 = and i32 %21, %32
%34 = or i32 %31, %33
%35 = and i32 %30, %27
%36 = and i32 %24, %32
%37 = or i32 %35, %36
%38 = and i32 %30, %21
%39 = and i32 %27, %32
%40 = or i32 %38, %39
%41 = add nuw nsw i64 %11, 2
%42 = add i64 %15, 2
%43 = icmp eq i64 %42, %9
br i1 %43, label %44, label %10
44: ; preds = %10, %4
%45 = phi i32 [ undef, %4 ], [ %37, %10 ]
%46 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %41, %10 ]
%47 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %37, %10 ]
%48 = phi i32 [ -1, %4 ], [ %40, %10 ]
%49 = icmp eq i64 %6, 0
br i1 %49, label %57, label %50
50: ; preds = %44
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %46
%52 = load i32, i32* %51
%53 = xor i32 %52, -1
%54 = and i32 %52, %48
%55 = and i32 %47, %53
%56 = or i32 %54, %55
br label %57
57: ; preds = %50, %44, %2
%58 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %45, %44 ], [ %56, %50 ]
ret i32 %58
}