int lastRemaining(int n) {
  int start = 1;
  int time = 1;
  int diff = 1;
  while (n > 1) {
    if (time % 2 == 1 || n % 2 == 1) {
      start += diff;
    }
    n -= (n + 1) >> 1;
    time++;
    diff <<= 1;
  }
  return start;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<lastRemaining>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x8(%rbp)
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x4(%rbp)
jle    117f <lastRemaining+0x7f>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x1,%edx
je     114e <lastRemaining+0x4e>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x1,%edx
jne    1157 <lastRemaining+0x57>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
sar    $0x1,%ecx
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    111c <lastRemaining+0x1c>
mov    -0x8(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<lastRemaining>:
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x2,%edi
jl     1143 <lastRemaining+0x43>
mov    $0x1,%ecx
mov    $0x1,%edx
mov    $0x1,%eax
nopl   0x0(%rax)
mov    %edx,%esi
or     %edi,%esi
test   $0x1,%sil
mov    $0x0,%esi
cmovne %ecx,%esi
add    %esi,%eax
lea    0x1(%rdi),%esi
sar    %esi
sub    %esi,%edi
add    $0x1,%edx
add    %ecx,%ecx
cmp    $0x1,%edi
jg     1120 <lastRemaining+0x20>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @lastRemaining(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i32 1, i32* %3
store i32 1, i32* %4
store i32 1, i32* %5
br label %6
6: ; preds = %21, %1
%7 = load i32, i32* %2
%8 = icmp sgt i32 %7, 1
br i1 %8, label %9, label %31
9: ; preds = %6
%10 = load i32, i32* %4
%11 = srem i32 %10, 2
%12 = icmp eq i32 %11, 1
br i1 %12, label %17, label %13
13: ; preds = %9
%14 = load i32, i32* %2
%15 = srem i32 %14, 2
%16 = icmp eq i32 %15, 1
br i1 %16, label %17, label %21
17: ; preds = %13, %9
%18 = load i32, i32* %5
%19 = load i32, i32* %3
%20 = add nsw i32 %19, %18
store i32 %20, i32* %3
br label %21
21: ; preds = %17, %13
%22 = load i32, i32* %2
%23 = add nsw i32 %22, 1
%24 = ashr i32 %23, 1
%25 = load i32, i32* %2
%26 = sub nsw i32 %25, %24
store i32 %26, i32* %2
%27 = load i32, i32* %4
%28 = add nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %4
%29 = load i32, i32* %5
%30 = shl i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %5
br label %6
31: ; preds = %6
%32 = load i32, i32* %3
ret i32 %32
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @lastRemaining(i32 %0) {
%2 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %2, label %3, label %21
3: ; preds = %1, %3
%4 = phi i32 [ %19, %3 ], [ 1, %1 ]
%5 = phi i32 [ %18, %3 ], [ 1, %1 ]
%6 = phi i32 [ %14, %3 ], [ 1, %1 ]
%7 = phi i32 [ %17, %3 ], [ %0, %1 ]
%8 = and i32 %5, 1
%9 = icmp ne i32 %8, 0
%10 = and i32 %7, 1
%11 = icmp ne i32 %10, 0
%12 = select i1 %9, i1 true, i1 %11
%13 = select i1 %12, i32 %4, i32 0
%14 = add nsw i32 %13, %6
%15 = add nuw nsw i32 %7, 1
%16 = ashr i32 %15, 1
%17 = sub nsw i32 %7, %16
%18 = add nuw nsw i32 %5, 1
%19 = shl i32 %4, 1
%20 = icmp sgt i32 %17, 1
br i1 %20, label %3, label %21
21: ; preds = %3, %1
%22 = phi i32 [ 1, %1 ], [ %14, %3 ]
ret i32 %22
}