#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 */
int /*<<< orphan*/ memset(int *, int /*<<< orphan*/, int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int, int);
int lonelyinteger(int a_size, int *a) {
  int lonely = 0;
  int counts[101];
  memset(counts, 0, 101 * sizeof(int));
  int i;
  for (i = 0; i < 101; i++) {
    printf("%d: %d..", i, counts[i]);
  }
  for (i = 0; i < a_size; i++) {
    counts[a[i]]++;
  }
  for (i = 0; i < 101; i++) {
    if (counts[i] % 2) {
      lonely = i;
      break;
    }
  }
  return lonely;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<lonelyinteger>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x1c0,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
lea    -0x1b0(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x194,%edx
call   1040 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x1b4(%rbp)
cmpl   $0x65,-0x1b4(%rbp)
jge    1197 <lonelyinteger+0x77>
mov    -0x1b4(%rbp),%esi
movslq -0x1b4(%rbp),%rax
mov    -0x1b0(%rbp,%rax,4),%edx
lea    0xe82(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1b4(%rbp)
jmp    1156 <lonelyinteger+0x36>
movl   $0x0,-0x1b4(%rbp)
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11e4 <lonelyinteger+0xc4>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1b4(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
mov    -0x1b0(%rbp,%rax,4),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1b4(%rbp)
jmp    11a1 <lonelyinteger+0x81>
movl   $0x0,-0x1b4(%rbp)
cmpl   $0x65,-0x1b4(%rbp)
jge    1241 <lonelyinteger+0x121>
movslq -0x1b4(%rbp),%rax
mov    -0x1b0(%rbp,%rax,4),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
je     1228 <lonelyinteger+0x108>
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1241 <lonelyinteger+0x121>
jmp    122d <lonelyinteger+0x10d>
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1b4(%rbp)
jmp    11ee <lonelyinteger+0xce>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1c0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<lonelyinteger>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
sub    $0x198,%rsp
mov    %rsi,%rbx
mov    %edi,%r14d
mov    %rsp,%rdi
xor    %ebp,%ebp
xor    %esi,%esi
mov    $0x194,%edx
call   1040 <memset@plt>
lea    0xeb5(%rip),%r15
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rsp,%rbp,4),%edx
mov    %r15,%rdi
mov    %ebp,%esi
call   1030 <printf@plt>
add    $0x1,%rbp
cmp    $0x65,%rbp
jne    1150 <lonelyinteger+0x30>
test   %r14d,%r14d
jle    11e1 <lonelyinteger+0xc1>
mov    %r14d,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%rdx
mov    %ecx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rdx
jae    1182 <lonelyinteger+0x62>
xor    %edx,%edx
jmp    11bc <lonelyinteger+0x9c>
and    $0xfffffffc,%ecx
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%rbx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rsp,%rsi,4)
movslq 0x4(%rbx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rsp,%rsi,4)
movslq 0x8(%rbx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rsp,%rsi,4)
movslq 0xc(%rbx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rsp,%rsi,4)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1190 <lonelyinteger+0x70>
test   %rax,%rax
je     11e1 <lonelyinteger+0xc1>
lea    (%rbx,%rdx,4),%rcx
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%rcx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rsp,%rsi,4)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    11d0 <lonelyinteger+0xb0>
mov    $0x3,%eax
testb  $0x1,-0xc(%rsp,%rax,4)
jne    1215 <lonelyinteger+0xf5>
nopl   (%rax)
cmp    $0x67,%rax
je     121b <lonelyinteger+0xfb>
testb  $0x1,-0x8(%rsp,%rax,4)
jne    121f <lonelyinteger+0xff>
testb  $0x1,-0x4(%rsp,%rax,4)
jne    1225 <lonelyinteger+0x105>
testb  $0x1,(%rsp,%rax,4)
jne    1229 <lonelyinteger+0x109>
add    $0x4,%rax
testb  $0x1,-0xc(%rsp,%rax,4)
je     11f0 <lonelyinteger+0xd0>
add    $0xfffffffffffffffd,%rax
jmp    1229 <lonelyinteger+0x109>
xor    %eax,%eax
jmp    1229 <lonelyinteger+0x109>
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jmp    1229 <lonelyinteger+0x109>
add    $0xffffffffffffffff,%rax
add    $0x198,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [9 x i8] c"%d: %d..\00"
define i32 @lonelyinteger(i32 %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca [101 x i32]
%7 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32* %1, i32** %4
store i32 0, i32* %5
%8 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %6, i64 0, i64 0
%9 = call i32 @memset(i32* %8, i32 0, i32 404)
store i32 0, i32* %7
br label %10
10: ; preds = %20, %2
%11 = load i32, i32* %7
%12 = icmp slt i32 %11, 101
br i1 %12, label %13, label %23
13: ; preds = %10
%14 = load i32, i32* %7
%15 = load i32, i32* %7
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %6, i64 0, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
%19 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %14, i32 %18)
br label %20
20: ; preds = %13
%21 = load i32, i32* %7
%22 = add nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %7
br label %10
23: ; preds = %10
store i32 0, i32* %7
br label %24
24: ; preds = %38, %23
%25 = load i32, i32* %7
%26 = load i32, i32* %3
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %41
28: ; preds = %24
%29 = load i32*, i32** %4
%30 = load i32, i32* %7
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %6, i64 0, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %35
br label %38
38: ; preds = %28
%39 = load i32, i32* %7
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %7
br label %24
41: ; preds = %24
store i32 0, i32* %7
br label %42
42: ; preds = %55, %41
%43 = load i32, i32* %7
%44 = icmp slt i32 %43, 101
br i1 %44, label %45, label %58
45: ; preds = %42
%46 = load i32, i32* %7
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %6, i64 0, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = srem i32 %49, 2
%51 = icmp ne i32 %50, 0
br i1 %51, label %52, label %54
52: ; preds = %45
%53 = load i32, i32* %7
store i32 %53, i32* %5
br label %58
54: ; preds = %45
br label %55
55: ; preds = %54
%56 = load i32, i32* %7
%57 = add nsw i32 %56, 1
store i32 %57, i32* %7
br label %42
58: ; preds = %52, %42
%59 = load i32, i32* %5
ret i32 %59
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [9 x i8] c"%d: %d..\00"
define i32 @lonelyinteger(i32 %0, i32* nocapture %1) {
%3 = alloca [101 x i32]
%4 = bitcast [101 x i32]* %3 to i8*
%5 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %3, i64 0, i64 0
%6 = call i32 @memset(i32* %5, i32 0, i32 404)
br label %16
7: ; preds = %16
%8 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %8, label %9, label %72
9: ; preds = %7
%10 = zext i32 %0 to i64
%11 = add nsw i64 %10, -1
%12 = and i64 %10, 3
%13 = icmp ult i64 %11, 3
br i1 %13, label %57, label %14
14: ; preds = %9
%15 = and i64 %10, 4294967292
br label %24
16: ; preds = %2, %16
%17 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %22, %16 ]
%18 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %3, i64 0, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = trunc i64 %17 to i32
%21 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %20, i32 %19)
%22 = add nuw nsw i64 %17, 1
%23 = icmp eq i64 %22, 101
br i1 %23, label %7, label %16
24: ; preds = %24, %14
%25 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %54, %24 ]
%26 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %55, %24 ]
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %25
%28 = load i32, i32* %27
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %3, i64 0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %30
%33 = or i64 %25, 1
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %3, i64 0, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %37
%40 = or i64 %25, 2
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %3, i64 0, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %44
%47 = or i64 %25, 3
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %3, i64 0, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %51
%54 = add nuw nsw i64 %25, 4
%55 = add i64 %26, 4
%56 = icmp eq i64 %55, %15
br i1 %56, label %57, label %24
57: ; preds = %24, %9
%58 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %54, %24 ]
%59 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %59, label %72, label %60
60: ; preds = %57, %60
%61 = phi i64 [ %69, %60 ], [ %58, %57 ]
%62 = phi i64 [ %70, %60 ], [ 0, %57 ]
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %61
%64 = load i32, i32* %63
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %3, i64 0, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %66
%69 = add nuw nsw i64 %61, 1
%70 = add i64 %62, 1
%71 = icmp eq i64 %70, %12
br i1 %71, label %72, label %60
72: ; preds = %57, %60, %7
br label %73
73: ; preds = %99, %72
%74 = phi i64 [ 0, %72 ], [ %100, %99 ]
%75 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %3, i64 0, i64 %74
%76 = load i32, i32* %75
%77 = and i32 %76, 1
%78 = icmp eq i32 %77, 0
br i1 %78, label %79, label %101
79: ; preds = %73
%80 = or i64 %74, 1
%81 = icmp eq i64 %80, 101
br i1 %81, label %104, label %82
82: ; preds = %79
%83 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %3, i64 0, i64 %80
%84 = load i32, i32* %83
%85 = and i32 %84, 1
%86 = icmp eq i32 %85, 0
br i1 %86, label %87, label %101
87: ; preds = %82
%88 = or i64 %74, 2
%89 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %3, i64 0, i64 %88
%90 = load i32, i32* %89
%91 = and i32 %90, 1
%92 = icmp eq i32 %91, 0
br i1 %92, label %93, label %101
93: ; preds = %87
%94 = or i64 %74, 3
%95 = getelementptr inbounds [101 x i32], [101 x i32]* %3, i64 0, i64 %94
%96 = load i32, i32* %95
%97 = and i32 %96, 1
%98 = icmp eq i32 %97, 0
br i1 %98, label %99, label %101
99: ; preds = %93
%100 = add nuw nsw i64 %74, 4
br label %73
101: ; preds = %93, %87, %82, %73
%102 = phi i64 [ %74, %73 ], [ %80, %82 ], [ %88, %87 ], [ %94, %93 ]
%103 = trunc i64 %102 to i32
br label %104
104: ; preds = %79, %101
%105 = phi i32 [ %103, %101 ], [ 0, %79 ]
ret i32 %105
}