int missingElement(int *xs, int n) {
  int sum = (n + 1) * (n + 2) / 2;
  for (int i = 0; i < n; i++)
    sum -= xs[i];
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<missingElement>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1159 <missingElement+0x59>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    112c <missingElement+0x2c>
mov    -0x10(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<missingElement>:
lea    0x1(%rsi),%eax
lea    0x2(%rsi),%ecx
imul   %eax,%ecx
mov    %ecx,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %ecx,%eax
sar    %eax
test   %esi,%esi
jle    121c <missingElement+0x11c>
mov    %esi,%ecx
cmp    $0x8,%esi
jae    1128 <missingElement+0x28>
xor    %edx,%edx
jmp    1210 <missingElement+0x110>
mov    %ecx,%edx
and    $0xfffffff8,%edx
movd   %eax,%xmm0
lea    -0x8(%rdx),%rsi
mov    %rsi,%rax
shr    $0x3,%rax
add    $0x1,%rax
mov    %eax,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x18,%rsi
jae    1155 <missingElement+0x55>
pxor   %xmm1,%xmm1
xor    %esi,%esi
jmp    11b9 <missingElement+0xb9>
and    $0xfffffffffffffffc,%rax
pxor   %xmm1,%xmm1
xor    %esi,%esi
nop
movdqu (%rdi,%rsi,4),%xmm2
movdqu 0x10(%rdi,%rsi,4),%xmm3
movdqu 0x20(%rdi,%rsi,4),%xmm4
paddd  %xmm2,%xmm4
movdqu 0x30(%rdi,%rsi,4),%xmm2
paddd  %xmm3,%xmm2
movdqu 0x40(%rdi,%rsi,4),%xmm3
movdqu 0x50(%rdi,%rsi,4),%xmm5
movdqu 0x60(%rdi,%rsi,4),%xmm6
paddd  %xmm3,%xmm6
paddd  %xmm4,%xmm6
psubd  %xmm6,%xmm0
movdqu 0x70(%rdi,%rsi,4),%xmm3
paddd  %xmm5,%xmm3
paddd  %xmm2,%xmm3
psubd  %xmm3,%xmm1
add    $0x20,%rsi
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
jne    1160 <missingElement+0x60>
test   %r8,%r8
je     11ec <missingElement+0xec>
lea    (%rdi,%rsi,4),%rax
add    $0x10,%rax
shl    $0x5,%r8
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax)
movdqu -0x10(%rax,%rsi,1),%xmm2
psubd  %xmm2,%xmm0
movdqu (%rax,%rsi,1),%xmm2
psubd  %xmm2,%xmm1
add    $0x20,%rsi
cmp    %rsi,%r8
jne    11d0 <missingElement+0xd0>
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%eax
cmp    %rcx,%rdx
je     121c <missingElement+0x11c>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
sub    (%rdi,%rdx,4),%eax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1210 <missingElement+0x110>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @missingElement(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 = add nsw i32 %7, 1
%9 = load i32, i32* %4
%10 = add nsw i32 %9, 2
%11 = mul nsw i32 %8, %10
%12 = sdiv i32 %11, 2
store i32 %12, i32* %5
store i32 0, i32* %6
br label %13
13: ; preds = %25, %2
%14 = load i32, i32* %6
%15 = load i32, i32* %4
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %28
17: ; preds = %13
%18 = load i32*, i32** %3
%19 = load i32, i32* %6
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = load i32, i32* %5
%24 = sub nsw i32 %23, %22
store i32 %24, i32* %5
br label %25
25: ; preds = %17
%26 = load i32, i32* %6
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %6
br label %13
28: ; preds = %13
%29 = load i32, i32* %5
ret i32 %29
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @missingElement(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = add nsw i32 %1, 1
%4 = add nsw i32 %1, 2
%5 = mul nsw i32 %3, %4
%6 = sdiv i32 %5, 2
%7 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %7, label %8, label %96
8: ; preds = %2
%9 = zext i32 %1 to i64
%10 = icmp ult i32 %1, 8
br i1 %10, label %93, label %11
11: ; preds = %8
%12 = and i64 %9, 4294967288
%13 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 0, i32 0, i32 0>, i32 %6, i64 0
%14 = add nsw i64 %12, -8
%15 = lshr exact i64 %14, 3
%16 = add nuw nsw i64 %15, 1
%17 = and i64 %16, 3
%18 = icmp ult i64 %14, 24
br i1 %18, label %64, label %19
19: ; preds = %11
%20 = and i64 %16, 4611686018427387900
br label %21
21: ; preds = %21, %19
%22 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %61, %21 ]
%23 = phi <4 x i32> [ %13, %19 ], [ %58, %21 ]
%24 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %19 ], [ %60, %21 ]
%25 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %62, %21 ]
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%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 = or i64 %22, 8
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%34 = bitcast i32* %33 to <4 x i32>*
%35 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %34
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 4
%37 = bitcast i32* %36 to <4 x i32>*
%38 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %37
%39 = add <4 x i32> %28, %35
%40 = add <4 x i32> %31, %38
%41 = or i64 %22, 16
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %41
%43 = bitcast i32* %42 to <4 x i32>*
%44 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %43
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 4
%46 = bitcast i32* %45 to <4 x i32>*
%47 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %46
%48 = add <4 x i32> %39, %44
%49 = add <4 x i32> %40, %47
%50 = or i64 %22, 24
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %50
%52 = bitcast i32* %51 to <4 x i32>*
%53 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %52
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 4
%55 = bitcast i32* %54 to <4 x i32>*
%56 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %55
%57 = add <4 x i32> %48, %53
%58 = sub <4 x i32> %23, %57
%59 = add <4 x i32> %49, %56
%60 = sub <4 x i32> %24, %59
%61 = add nuw i64 %22, 32
%62 = add i64 %25, 4
%63 = icmp eq i64 %62, %20
br i1 %63, label %64, label %21
64: ; preds = %21, %11
%65 = phi <4 x i32> [ undef, %11 ], [ %58, %21 ]
%66 = phi <4 x i32> [ undef, %11 ], [ %60, %21 ]
%67 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %61, %21 ]
%68 = phi <4 x i32> [ %13, %11 ], [ %58, %21 ]
%69 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %11 ], [ %60, %21 ]
%70 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %70, label %87, label %71
71: ; preds = %64, %71
%72 = phi i64 [ %84, %71 ], [ %67, %64 ]
%73 = phi <4 x i32> [ %82, %71 ], [ %68, %64 ]
%74 = phi <4 x i32> [ %83, %71 ], [ %69, %64 ]
%75 = phi i64 [ %85, %71 ], [ 0, %64 ]
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %72
%77 = bitcast i32* %76 to <4 x i32>*
%78 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %77
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 4
%80 = bitcast i32* %79 to <4 x i32>*
%81 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %80
%82 = sub <4 x i32> %73, %78
%83 = sub <4 x i32> %74, %81
%84 = add nuw i64 %72, 8
%85 = add i64 %75, 1
%86 = icmp eq i64 %85, %17
br i1 %86, label %87, label %71
87: ; preds = %71, %64
%88 = phi <4 x i32> [ %65, %64 ], [ %82, %71 ]
%89 = phi <4 x i32> [ %66, %64 ], [ %83, %71 ]
%90 = add <4 x i32> %89, %88
%91 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %90)
%92 = icmp eq i64 %12, %9
br i1 %92, label %96, label %93
93: ; preds = %8, %87
%94 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %12, %87 ]
%95 = phi i32 [ %6, %8 ], [ %91, %87 ]
br label %98
96: ; preds = %98, %87, %2
%97 = phi i32 [ %6, %2 ], [ %91, %87 ], [ %103, %98 ]
ret i32 %97
98: ; preds = %93, %98
%99 = phi i64 [ %104, %98 ], [ %94, %93 ]
%100 = phi i32 [ %103, %98 ], [ %95, %93 ]
%101 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %99
%102 = load i32, i32* %101
%103 = sub nsw i32 %100, %102
%104 = add nuw nsw i64 %99, 1
%105 = icmp eq i64 %104, %9
br i1 %105, label %96, label %98
}