#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*/ printf(char *, size_t);
int /*<<< orphan*/ putchar(char);
int /*<<< orphan*/ swap(int *, size_t, int);
void find_missing(int arr[], size_t len) {
  size_t i;
  for (i = 0; i < len; i++)
    if (arr[i] < len)
      swap(arr, i, arr[i]);
  for (i = 0; i < len; i++)
    if (arr[i] != i)
      printf("%zu ", i);
  for (i = 0; i < len; i++)
    if (arr[i] >= len)
      swap(arr, i, arr[i] - len);
  for (i = 0; i < len; i++)
    if (i + len != arr[i])
      printf("%zu ", i + len);
  putchar('\n');
}


x86 assembly (clang, -O0):
<find_missing>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    119a <find_missing+0x6a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    1184 <find_missing+0x54>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
call   1050 <swap@plt>
jmp    1189 <find_missing+0x59>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1148 <find_missing+0x18>
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    11ec <find_missing+0xbc>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
je     11d6 <find_missing+0xa6>
mov    -0x18(%rbp),%rsi
lea    0xe2f(%rip),%rdi
call   1040 <printf@plt>
jmp    11db <find_missing+0xab>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    11a2 <find_missing+0x72>
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    124d <find_missing+0x11d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jb     1237 <find_missing+0x107>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
sub    -0x10(%rbp),%rax
mov    %eax,%edx
call   1050 <swap@plt>
jmp    123c <find_missing+0x10c>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    11f4 <find_missing+0xc4>
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    12aa <find_missing+0x17a>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
cmp    %rcx,%rax
je     1294 <find_missing+0x164>
mov    -0x18(%rbp),%rsi
add    -0x10(%rbp),%rsi
lea    0xd71(%rip),%rdi
call   1040 <printf@plt>
jmp    1299 <find_missing+0x169>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1255 <find_missing+0x125>
mov    $0xa,%edi
call   1030 <putchar@plt>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<find_missing>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %rsi,%rsi
je     1220 <find_missing+0xf0>
mov    %rsi,%r15
mov    %rdi,%r14
xor    %ebx,%ebx
jmp    1159 <find_missing+0x29>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r15
je     116f <find_missing+0x3f>
movslq (%r14,%rbx,4),%rdx
cmp    %r15,%rdx
jae    1150 <find_missing+0x20>
mov    %r14,%rdi
mov    %rbx,%rsi
call   1050 <swap@plt>
jmp    1150 <find_missing+0x20>
test   %r15,%r15
je     1220 <find_missing+0xf0>
xor    %ebx,%ebx
lea    0xe7f(%rip),%r12
jmp    1199 <find_missing+0x69>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r15
je     11af <find_missing+0x7f>
movslq (%r14,%rbx,4),%rax
cmp    %rax,%rbx
je     1190 <find_missing+0x60>
mov    %r12,%rdi
mov    %rbx,%rsi
call   1040 <printf@plt>
jmp    1190 <find_missing+0x60>
test   %r15,%r15
je     1220 <find_missing+0xf0>
xor    %ebx,%ebx
jmp    11c9 <find_missing+0x99>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r15
je     11e2 <find_missing+0xb2>
movslq (%r14,%rbx,4),%rdx
cmp    %r15,%rdx
jb     11c0 <find_missing+0x90>
sub    %r15d,%edx
mov    %r14,%rdi
mov    %rbx,%rsi
call   1050 <swap@plt>
jmp    11c0 <find_missing+0x90>
test   %r15,%r15
je     1220 <find_missing+0xf0>
xor    %ebx,%ebx
lea    0xe10(%rip),%r12
jmp    1209 <find_missing+0xd9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r15
je     1220 <find_missing+0xf0>
lea    (%r15,%rbx,1),%rsi
movslq (%r14,%rbx,4),%rax
cmp    %rax,%rsi
je     1200 <find_missing+0xd0>
mov    %r12,%rdi
call   1040 <printf@plt>
jmp    1200 <find_missing+0xd0>
mov    $0xa,%edi
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
jmp    1030 <putchar@plt>

LLVM IR (-O0):
@.str = [5 x i8] c"%zu \00"
define void @find_missing(i32* %0, i64 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
store i32* %0, i32** %3
store i64 %1, i64* %4
store i64 0, i64* %5
br label %6
6: ; preds = %27, %2
%7 = load i64, i64* %5
%8 = load i64, i64* %4
%9 = icmp ult i64 %7, %8
br i1 %9, label %10, label %30
10: ; preds = %6
%11 = load i32*, i32** %3
%12 = load i64, i64* %5
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %12
%14 = load i32, i32* %13
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = load i64, i64* %4
%17 = icmp ult i64 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %26
18: ; preds = %10
%19 = load i32*, i32** %3
%20 = load i64, i64* %5
%21 = load i32*, i32** %3
%22 = load i64, i64* %5
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = call i32 @swap(i32* %19, i64 %20, i32 %24)
br label %26
26: ; preds = %18, %10
br label %27
27: ; preds = %26
%28 = load i64, i64* %5
%29 = add i64 %28, 1
store i64 %29, i64* %5
br label %6
30: ; preds = %6
store i64 0, i64* %5
br label %31
31: ; preds = %47, %30
%32 = load i64, i64* %5
%33 = load i64, i64* %4
%34 = icmp ult i64 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %50
35: ; preds = %31
%36 = load i32*, i32** %3
%37 = load i64, i64* %5
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = load i64, i64* %5
%42 = icmp ne i64 %40, %41
br i1 %42, label %43, label %46
43: ; preds = %35
%44 = load i64, i64* %5
%45 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 %44)
br label %46
46: ; preds = %43, %35
br label %47
47: ; preds = %46
%48 = load i64, i64* %5
%49 = add i64 %48, 1
store i64 %49, i64* %5
br label %31
50: ; preds = %31
store i64 0, i64* %5
br label %51
51: ; preds = %76, %50
%52 = load i64, i64* %5
%53 = load i64, i64* %4
%54 = icmp ult i64 %52, %53
br i1 %54, label %55, label %79
55: ; preds = %51
%56 = load i32*, i32** %3
%57 = load i64, i64* %5
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = load i64, i64* %4
%62 = icmp uge i64 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %75
63: ; preds = %55
%64 = load i32*, i32** %3
%65 = load i64, i64* %5
%66 = load i32*, i32** %3
%67 = load i64, i64* %5
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = load i64, i64* %4
%72 = sub i64 %70, %71
%73 = trunc i64 %72 to i32
%74 = call i32 @swap(i32* %64, i64 %65, i32 %73)
br label %75
75: ; preds = %63, %55
br label %76
76: ; preds = %75
%77 = load i64, i64* %5
%78 = add i64 %77, 1
store i64 %78, i64* %5
br label %51
79: ; preds = %51
store i64 0, i64* %5
br label %80
80: ; preds = %100, %79
%81 = load i64, i64* %5
%82 = load i64, i64* %4
%83 = icmp ult i64 %81, %82
br i1 %83, label %84, label %103
84: ; preds = %80
%85 = load i64, i64* %5
%86 = load i64, i64* %4
%87 = add i64 %85, %86
%88 = load i32*, i32** %3
%89 = load i64, i64* %5
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %88, i64 %89
%91 = load i32, i32* %90
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = icmp ne i64 %87, %92
br i1 %93, label %94, label %99
94: ; preds = %84
%95 = load i64, i64* %5
%96 = load i64, i64* %4
%97 = add i64 %95, %96
%98 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 %97)
br label %99
99: ; preds = %94, %84
br label %100
100: ; preds = %99
%101 = load i64, i64* %5
%102 = add i64 %101, 1
store i64 %102, i64* %5
br label %80
103: ; preds = %80
%104 = call i32 @putchar(i8 signext 10)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [5 x i8] c"%zu \00"
define void @find_missing(i32* %0, i64 %1) {
%3 = icmp eq i64 %1, 0
br i1 %3, label %55, label %5
4: ; preds = %13
br i1 %3, label %55, label %19
5: ; preds = %2, %13
%6 = phi i64 [ %14, %13 ], [ 0, %2 ]
%7 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %6
%8 = load i32, i32* %7
%9 = sext i32 %8 to i64
%10 = icmp ult i64 %9, %1
br i1 %10, label %11, label %13
11: ; preds = %5
%12 = tail call i32 @swap(i32* %0, i64 %6, i32 %8)
br label %13
13: ; preds = %5, %11
%14 = add nuw i64 %6, 1
%15 = icmp eq i64 %14, %1
br i1 %15, label %4, label %5
16: ; preds = %27
br i1 %3, label %55, label %17
17: ; preds = %16
%18 = trunc i64 %1 to i32
br label %31
19: ; preds = %4, %27
%20 = phi i64 [ %28, %27 ], [ 0, %4 ]
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = icmp eq i64 %20, %23
br i1 %24, label %27, label %25
25: ; preds = %19
%26 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 %20)
br label %27
27: ; preds = %19, %25
%28 = add nuw i64 %20, 1
%29 = icmp eq i64 %28, %1
br i1 %29, label %16, label %19
30: ; preds = %40
br i1 %3, label %55, label %43
31: ; preds = %17, %40
%32 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %41, %40 ]
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = icmp ult i64 %35, %1
br i1 %36, label %40, label %37
37: ; preds = %31
%38 = sub i32 %34, %18
%39 = tail call i32 @swap(i32* %0, i64 %32, i32 %38)
br label %40
40: ; preds = %31, %37
%41 = add nuw i64 %32, 1
%42 = icmp eq i64 %41, %1
br i1 %42, label %30, label %31
43: ; preds = %30, %52
%44 = phi i64 [ %53, %52 ], [ 0, %30 ]
%45 = add i64 %44, %1
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %44
%47 = load i32, i32* %46
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = icmp eq i64 %45, %48
br i1 %49, label %52, label %50
50: ; preds = %43
%51 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 %45)
br label %52
52: ; preds = %43, %50
%53 = add nuw i64 %44, 1
%54 = icmp eq i64 %53, %1
br i1 %54, label %55, label %43
55: ; preds = %52, %2, %4, %16, %30
%56 = tail call i32 @putchar(i8 signext 10)
ret void
}