int missing_number(int *nums, int nums_size) {
  int sum, i;
  sum = nums_size * (nums_size + 1) / 2;
  for (i = 0; i < nums_size; ++i) {
    sum -= nums[i];
  }
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<missing_number>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0x1,%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    1156 <missing_number+0x56>
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    1129 <missing_number+0x29>
mov    -0x10(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<missing_number>:
lea    0x1(%rsi),%ecx
imul   %esi,%ecx
mov    %ecx,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %ecx,%eax
sar    %eax
test   %esi,%esi
jle    121c <missing_number+0x11c>
mov    %esi,%ecx
cmp    $0x8,%esi
jae    1125 <missing_number+0x25>
xor    %edx,%edx
jmp    1210 <missing_number+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    1152 <missing_number+0x52>
pxor   %xmm1,%xmm1
xor    %esi,%esi
jmp    11b9 <missing_number+0xb9>
and    $0xfffffffffffffffc,%rax
pxor   %xmm1,%xmm1
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax)
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 <missing_number+0x60>
test   %r8,%r8
je     11ec <missing_number+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 <missing_number+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 <missing_number+0x11c>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
sub    (%rdi,%rdx,4),%eax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1210 <missing_number+0x110>
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @missing_number(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = add nsw i32 %1, 1
%4 = mul nsw i32 %3, %1
%5 = sdiv i32 %4, 2
%6 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %6, label %7, label %103
7: ; preds = %2
%8 = zext i32 %1 to i64
%9 = icmp ult i32 %1, 8
br i1 %9, label %92, label %10
10: ; preds = %7
%11 = and i64 %8, 4294967288
%12 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 0, i32 0, i32 0>, i32 %5, i64 0
%13 = add nsw i64 %11, -8
%14 = lshr exact i64 %13, 3
%15 = add nuw nsw i64 %14, 1
%16 = and i64 %15, 3
%17 = icmp ult i64 %13, 24
br i1 %17, label %63, label %18
18: ; preds = %10
%19 = and i64 %15, 4611686018427387900
br label %20
20: ; preds = %20, %18
%21 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %60, %20 ]
%22 = phi <4 x i32> [ %12, %18 ], [ %57, %20 ]
%23 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %18 ], [ %59, %20 ]
%24 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %61, %20 ]
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %21
%26 = bitcast i32* %25 to <4 x i32>*
%27 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %26
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 4
%29 = bitcast i32* %28 to <4 x i32>*
%30 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %29
%31 = or i64 %21, 8
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %31
%33 = bitcast i32* %32 to <4 x i32>*
%34 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %33
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 4
%36 = bitcast i32* %35 to <4 x i32>*
%37 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %36
%38 = add <4 x i32> %27, %34
%39 = add <4 x i32> %30, %37
%40 = or i64 %21, 16
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%42 = bitcast i32* %41 to <4 x i32>*
%43 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %42
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %41, i64 4
%45 = bitcast i32* %44 to <4 x i32>*
%46 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %45
%47 = add <4 x i32> %38, %43
%48 = add <4 x i32> %39, %46
%49 = or i64 %21, 24
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %49
%51 = bitcast i32* %50 to <4 x i32>*
%52 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %51
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 4
%54 = bitcast i32* %53 to <4 x i32>*
%55 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %54
%56 = add <4 x i32> %47, %52
%57 = sub <4 x i32> %22, %56
%58 = add <4 x i32> %48, %55
%59 = sub <4 x i32> %23, %58
%60 = add nuw i64 %21, 32
%61 = add i64 %24, 4
%62 = icmp eq i64 %61, %19
br i1 %62, label %63, label %20
63: ; preds = %20, %10
%64 = phi <4 x i32> [ undef, %10 ], [ %57, %20 ]
%65 = phi <4 x i32> [ undef, %10 ], [ %59, %20 ]
%66 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %60, %20 ]
%67 = phi <4 x i32> [ %12, %10 ], [ %57, %20 ]
%68 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %10 ], [ %59, %20 ]
%69 = icmp eq i64 %16, 0
br i1 %69, label %86, label %70
70: ; preds = %63, %70
%71 = phi i64 [ %83, %70 ], [ %66, %63 ]
%72 = phi <4 x i32> [ %81, %70 ], [ %67, %63 ]
%73 = phi <4 x i32> [ %82, %70 ], [ %68, %63 ]
%74 = phi i64 [ %84, %70 ], [ 0, %63 ]
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %71
%76 = bitcast i32* %75 to <4 x i32>*
%77 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %76
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 4
%79 = bitcast i32* %78 to <4 x i32>*
%80 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %79
%81 = sub <4 x i32> %72, %77
%82 = sub <4 x i32> %73, %80
%83 = add nuw i64 %71, 8
%84 = add i64 %74, 1
%85 = icmp eq i64 %84, %16
br i1 %85, label %86, label %70
86: ; preds = %70, %63
%87 = phi <4 x i32> [ %64, %63 ], [ %81, %70 ]
%88 = phi <4 x i32> [ %65, %63 ], [ %82, %70 ]
%89 = add <4 x i32> %88, %87
%90 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %89)
%91 = icmp eq i64 %11, %8
br i1 %91, label %103, label %92
92: ; preds = %7, %86
%93 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %11, %86 ]
%94 = phi i32 [ %5, %7 ], [ %90, %86 ]
br label %95
95: ; preds = %92, %95
%96 = phi i64 [ %101, %95 ], [ %93, %92 ]
%97 = phi i32 [ %100, %95 ], [ %94, %92 ]
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %96
%99 = load i32, i32* %98
%100 = sub nsw i32 %97, %99
%101 = add nuw nsw i64 %96, 1
%102 = icmp eq i64 %101, %8
br i1 %102, label %103, label %95
103: ; preds = %95, %86, %2
%104 = phi i32 [ %5, %2 ], [ %90, %86 ], [ %100, %95 ]
ret i32 %104
}