int first_missing_positive(int *nums, int nums_size) {
  int i;
  int temp;
  for (i = 0; i < nums_size; ++i) {
    while (nums[i] > 0 && nums[i] <= nums_size &&
           nums[nums[i] - 1] != nums[i]) {
      temp = nums[nums[i] - 1];
      nums[nums[i] - 1] = nums[i];
      nums[i] = temp;
    }
  }
  for (i = 0; i < nums_size; ++i) {
    if (i + 1 != nums[i]) {
      return i + 1;
    }
  }
  return nums_size + 1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<first_missing_positive>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11f0 <first_missing_positive+0xf0>
jmp    1123 <first_missing_positive+0x23>
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x0,(%rcx,%rdx,4)
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jle    117c <first_missing_positive+0x7c>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jg     117c <first_missing_positive+0x7c>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setne  %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    118c <first_missing_positive+0x8c>
jmp    11dd <first_missing_positive+0xdd>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rsi
mov    (%rcx,%rsi,4),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1123 <first_missing_positive+0x23>
jmp    11e2 <first_missing_positive+0xe2>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1112 <first_missing_positive+0x12>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    123b <first_missing_positive+0x13b>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
je     1228 <first_missing_positive+0x128>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1244 <first_missing_positive+0x144>
jmp    122d <first_missing_positive+0x12d>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11f7 <first_missing_positive+0xf7>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<first_missing_positive>:
mov    %esi,%eax
test   %esi,%esi
jle    114d <first_missing_positive+0x4d>
mov    %eax,%r8d
xor    %r9d,%r9d
jmp    1119 <first_missing_positive+0x19>
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%r9
cmp    %r8,%r9
je     114d <first_missing_positive+0x4d>
mov    (%rdi,%r9,4),%esi
test   %esi,%esi
jle    1110 <first_missing_positive+0x10>
cmp    %eax,%esi
jg     1110 <first_missing_positive+0x10>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
lea    -0x1(%rsi),%edx
mov    (%rdi,%rdx,4),%ecx
cmp    %esi,%ecx
je     1110 <first_missing_positive+0x10>
mov    %esi,(%rdi,%rdx,4)
mov    %ecx,(%rdi,%r9,4)
test   %ecx,%ecx
jle    1110 <first_missing_positive+0x10>
mov    %ecx,%esi
cmp    %eax,%ecx
jle    1130 <first_missing_positive+0x30>
jmp    1110 <first_missing_positive+0x10>
xor    %ecx,%ecx
test   %eax,%eax
mov    $0x0,%edx
cmovg  %eax,%edx
nopl   0x0(%rax)
cmp    %rcx,%rdx
je     1174 <first_missing_positive+0x74>
mov    (%rdi,%rcx,4),%esi
add    $0x1,%rcx
cmp    %rsi,%rcx
je     1160 <first_missing_positive+0x60>
mov    %ecx,%eax
ret
add    $0x1,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @first_missing_positive(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 0, i32* %6
br label %8
8: ; preds = %78, %2
%9 = load i32, i32* %6
%10 = load i32, i32* %5
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %81
12: ; preds = %8
br label %13
13: ; preds = %47, %12
%14 = load i32*, i32** %4
%15 = load i32, i32* %6
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
%19 = icmp sgt i32 %18, 0
br i1 %19, label %20, label %45
20: ; preds = %13
%21 = load i32*, i32** %4
%22 = load i32, i32* %6
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = load i32, i32* %5
%27 = icmp sle i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %45
28: ; preds = %20
%29 = load i32*, i32** %4
%30 = load i32*, i32** %4
%31 = load i32, i32* %6
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = sub nsw i32 %34, 1
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = load i32*, i32** %4
%40 = load i32, i32* %6
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = icmp ne i32 %38, %43
br label %45
45: ; preds = %28, %20, %13
%46 = phi i1 [ false, %20 ], [ false, %13 ], [ %44, %28 ]
br i1 %46, label %47, label %77
47: ; preds = %45
%48 = load i32*, i32** %4
%49 = load i32*, i32** %4
%50 = load i32, i32* %6
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = sub nsw i32 %53, 1
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
store i32 %57, i32* %7
%58 = load i32*, i32** %4
%59 = load i32, i32* %6
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
%63 = load i32*, i32** %4
%64 = load i32*, i32** %4
%65 = load i32, i32* %6
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = sub nsw i32 %68, 1
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %70
store i32 %62, i32* %71
%72 = load i32, i32* %7
%73 = load i32*, i32** %4
%74 = load i32, i32* %6
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 %75
store i32 %72, i32* %76
br label %13
77: ; preds = %45
br label %78
78: ; preds = %77
%79 = load i32, i32* %6
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %6
br label %8
81: ; preds = %8
store i32 0, i32* %6
br label %82
82: ; preds = %99, %81
%83 = load i32, i32* %6
%84 = load i32, i32* %5
%85 = icmp slt i32 %83, %84
br i1 %85, label %86, label %102
86: ; preds = %82
%87 = load i32, i32* %6
%88 = add nsw i32 %87, 1
%89 = load i32*, i32** %4
%90 = load i32, i32* %6
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %89, i64 %91
%93 = load i32, i32* %92
%94 = icmp ne i32 %88, %93
br i1 %94, label %95, label %98
95: ; preds = %86
%96 = load i32, i32* %6
%97 = add nsw i32 %96, 1
store i32 %97, i32* %3
br label %105
98: ; preds = %86
br label %99
99: ; preds = %98
%100 = load i32, i32* %6
%101 = add nsw i32 %100, 1
store i32 %101, i32* %6
br label %82
102: ; preds = %82
%103 = load i32, i32* %5
%104 = add nsw i32 %103, 1
store i32 %104, i32* %3
br label %105
105: ; preds = %102, %95
%106 = load i32, i32* %3
ret i32 %106
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @first_missing_positive(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %13
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
br label %6
6: ; preds = %4, %27
%7 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %28, %27 ]
%8 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %7
%9 = load i32, i32* %8
%10 = icmp slt i32 %9, 1
%11 = icmp sgt i32 %9, %1
%12 = or i1 %10, %11
br i1 %12, label %27, label %16
13: ; preds = %27, %2
%14 = call i32 @llvm.smax.i32(i32 %1, i32 0)
%15 = zext i32 %14 to i64
br label %30
16: ; preds = %6, %23
%17 = phi i32 [ %21, %23 ], [ %9, %6 ]
%18 = add nsw i32 %17, -1
%19 = zext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = icmp eq i32 %21, %17
br i1 %22, label %27, label %23
23: ; preds = %16
store i32 %17, i32* %20
store i32 %21, i32* %8
%24 = icmp slt i32 %21, 1
%25 = icmp sgt i32 %21, %1
%26 = or i1 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %16
27: ; preds = %23, %16, %6
%28 = add nuw nsw i64 %7, 1
%29 = icmp eq i64 %28, %5
br i1 %29, label %13, label %6
30: ; preds = %13, %33
%31 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %34, %33 ]
%32 = icmp eq i64 %31, %15
br i1 %32, label %39, label %33
33: ; preds = %30
%34 = add nuw nsw i64 %31, 1
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %31
%36 = load i32, i32* %35
%37 = zext i32 %36 to i64
%38 = icmp eq i64 %34, %37
br i1 %38, label %30, label %41
39: ; preds = %30
%40 = add nsw i32 %1, 1
br label %43
41: ; preds = %33
%42 = trunc i64 %34 to i32
br label %43
43: ; preds = %41, %39
%44 = phi i32 [ %40, %39 ], [ %42, %41 ]
ret i32 %44
}