#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*/ exit(int /*<<< orphan*/);
int *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, ...);
int /*<<< orphan*/ scanf(char *, int *);
main() {
  int n, i;
  int begin, end;
  while (1) {
    scanf("%d", &n);
    if (!n)
      exit(0);
    int *b = malloc(sizeof(int) * (2 * n));
    begin = 0;
    end = n - 1;
    for (i = 0; i < n; ++i)
      b[i] = i + 1;
    int m = n;
    printf("Discarded cards: ");
    while (m > 2) {
      printf("%d, ", b[begin]);
      begin++;
      end++;
      b[end] = b[begin];
      begin++;
      m--;
    }
    printf("%d", b[begin++]);
    printf("\nRemaining card: ");
    printf("%d\n\n", b[begin]);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
lea    0xeaa(%rip),%rdi
lea    -0x8(%rbp),%rsi
call   1050 <scanf@plt>
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jne    1170 <main+0x30>
xor    %edi,%edi
call   1060 <exit@plt>
mov    -0x8(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    11c9 <main+0x89>
mov    -0xc(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    119e <main+0x5e>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
lea    0xe2d(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
cmpl   $0x2,-0x24(%rbp)
jle    123f <main+0xff>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%esi
lea    0xe1c(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11dd <main+0x9d>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%esi
lea    0xda5(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
lea    0xdb1(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%esi
lea    0xdaa(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    114f <main+0xf>

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
lea    0xf0e(%rip),%rdi
lea    0x4(%rsp),%rsi
call   1050 <scanf@plt>
mov    0x4(%rsp),%r12d
test   %r12d,%r12d
jne    116d <main+0x2d>
xor    %edi,%edi
call   1060 <exit@plt>
lea    0xeef(%rip),%r14
lea    0xefa(%rip),%rbx
lea    0xede(%rip),%rbp
jmp    11ed <main+0xad>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
xor    %r13d,%r13d
mov    %r14,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
mov    %r13d,%eax
or     $0x1,%r13d
mov    (%r15,%rax,4),%esi
mov    %rbp,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
lea    0xec1(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
mov    (%r15,%r13,4),%esi
lea    0xec1(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
mov    %rbp,%rdi
lea    0x4(%rsp),%rsi
call   1050 <scanf@plt>
mov    0x4(%rsp),%r12d
test   %r12d,%r12d
je     1166 <main+0x26>
lea    0x0(,%r12,8),%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%r15
test   %r12d,%r12d
jle    1190 <main+0x50>
mov    %r12d,%eax
cmp    $0x8,%r12d
jae    1220 <main+0xe0>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1300 <main+0x1c0>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%rsi
mov    %rsi,%rdx
shr    $0x3,%rdx
add    $0x1,%rdx
test   %rsi,%rsi
pcmpeqd %xmm9,%xmm9
movdqa 0xddb(%rip),%xmm8
je     1389 <main+0x249>
mov    %rdx,%rdi
and    $0xfffffffffffffffe,%rdi
xor    %esi,%esi
movaps 0xdb5(%rip),%xmm0
movaps 0xd9e(%rip),%xmm1
movdqa 0xdc6(%rip),%xmm7
movdqa 0xdce(%rip),%xmm6
movdqa 0xdd6(%rip),%xmm5
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movaps %xmm0,%xmm2
shufps $0x88,%xmm1,%xmm2
movaps %xmm2,%xmm3
psubd  %xmm9,%xmm3
movaps %xmm2,%xmm4
paddd  %xmm8,%xmm4
movdqu %xmm3,(%r15,%rsi,4)
movdqu %xmm4,0x10(%r15,%rsi,4)
movaps %xmm2,%xmm3
paddd  %xmm7,%xmm3
paddd  %xmm6,%xmm2
movdqu %xmm3,0x20(%r15,%rsi,4)
movdqu %xmm2,0x30(%r15,%rsi,4)
add    $0x10,%rsi
paddq  %xmm5,%xmm0
paddq  %xmm5,%xmm1
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
jne    1280 <main+0x140>
test   $0x1,%dl
je     12f2 <main+0x1b2>
shufps $0x88,%xmm1,%xmm0
movaps %xmm0,%xmm1
psubd  %xmm9,%xmm1
paddd  %xmm8,%xmm0
movdqu %xmm1,(%r15,%rsi,4)
movdqu %xmm0,0x10(%r15,%rsi,4)
cmp    %rax,%rcx
je     1310 <main+0x1d0>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%rcx),%rdx
mov    %edx,(%r15,%rcx,4)
mov    %rdx,%rcx
cmp    %rdx,%rax
jne    1300 <main+0x1c0>
xor    %r13d,%r13d
mov    %r14,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
cmp    $0x3,%r12d
jl     119d <main+0x5d>
lea    -0x1(%r12),%eax
mov    %eax,%eax
lea    (%r15,%rax,4),%rbp
add    $0x4,%rbp
mov    %r15,%r14
add    $0x4,%r14
add    $0x1,%r12d
xor    %r13d,%r13d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    -0x4(%r14,%r13,4),%esi
mov    %rbx,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
mov    (%r14,%r13,4),%eax
mov    %eax,0x0(%rbp,%r13,2)
add    $0x2,%r13
add    $0xffffffff,%r12d
cmp    $0x3,%r12d
ja     1350 <main+0x210>
lea    0xce6(%rip),%r14
lea    0xcdc(%rip),%rbp
jmp    119d <main+0x5d>
xor    %esi,%esi
movdqa 0xc7d(%rip),%xmm0
movdqa 0xc65(%rip),%xmm1
test   $0x1,%dl
jne    12d4 <main+0x194>
jmp    12f2 <main+0x1b2>

LLVM IR (-O0):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [18 x i8] c"Discarded cards: \00"
@.str.2 = [5 x i8] c"%d, \00"
@.str.3 = [18 x i8] c"\0ARemaining card: \00"
@.str.4 = [5 x i8] c"%d\0A\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
br label %8
8: ; preds = %0, %67
%9 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %2)
%10 = load i32, i32* %2
%11 = icmp ne i32 %10, 0
br i1 %11, label %14, label %12
12: ; preds = %8
%13 = call i32 @exit(i32 0)
unreachable
14: ; preds = %8
%15 = load i32, i32* %2
%16 = mul nsw i32 2, %15
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = mul i64 4, %17
%19 = trunc i64 %18 to i32
%20 = call i32* @malloc(i32 %19)
store i32* %20, i32** %6
store i32 0, i32* %4
%21 = load i32, i32* %2
%22 = sub nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %5
store i32 0, i32* %3
br label %23
23: ; preds = %34, %14
%24 = load i32, i32* %3
%25 = load i32, i32* %2
%26 = icmp slt i32 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %37
27: ; preds = %23
%28 = load i32, i32* %3
%29 = add nsw i32 %28, 1
%30 = load i32*, i32** %6
%31 = load i32, i32* %3
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %32
store i32 %29, i32* %33
br label %34
34: ; preds = %27
%35 = load i32, i32* %3
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %3
br label %23
37: ; preds = %23
%38 = load i32, i32* %2
store i32 %38, i32* %7
%39 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
br label %40
40: ; preds = %43, %37
%41 = load i32, i32* %7
%42 = icmp sgt i32 %41, 2
br i1 %42, label %43, label %67
43: ; preds = %40
%44 = load i32*, i32** %6
%45 = load i32, i32* %4
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %48)
%50 = load i32, i32* %4
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %4
%52 = load i32, i32* %5
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %5
%54 = load i32*, i32** %6
%55 = load i32, i32* %4
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = load i32*, i32** %6
%60 = load i32, i32* %5
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %61
store i32 %58, i32* %62
%63 = load i32, i32* %4
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %4
%65 = load i32, i32* %7
%66 = add nsw i32 %65, -1
store i32 %66, i32* %7
br label %40
67: ; preds = %40
%68 = load i32*, i32** %6
%69 = load i32, i32* %4
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %4
%71 = sext i32 %69 to i64
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %71
%73 = load i32, i32* %72
%74 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %73)
%75 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
%76 = load i32*, i32** %6
%77 = load i32, i32* %4
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %78
%80 = load i32, i32* %79
%81 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str.4, i64 0, i64 0), i32 %80)
br label %8
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [18 x i8] c"Discarded cards: \00"
@.str.2 = [5 x i8] c"%d, \00"
@.str.3 = [18 x i8] c"\0ARemaining card: \00"
@.str.4 = [5 x i8] c"%d\0A\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = bitcast i32* %1 to i8*
%3 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %1)
%4 = load i32, i32* %1
%5 = icmp eq i32 %4, 0
br i1 %5, label %6, label %8
6: ; preds = %99, %0
%7 = call i32 @exit(i32 0)
unreachable
8: ; preds = %0, %99
%9 = phi i32 [ %112, %99 ], [ %4, %0 ]
%10 = shl i32 %9, 3
%11 = call i32* @malloc(i32 %10)
%12 = add i32 %9, -1
%13 = icmp sgt i32 %9, 0
br i1 %13, label %16, label %14
14: ; preds = %8
%15 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
br label %99
16: ; preds = %8
%17 = zext i32 %9 to i64
%18 = icmp ult i32 %9, 8
br i1 %18, label %69, label %19
19: ; preds = %16
%20 = and i64 %17, 4294967288
%21 = add nsw i64 %20, -8
%22 = lshr exact i64 %21, 3
%23 = add nuw nsw i64 %22, 1
%24 = and i64 %23, 1
%25 = icmp eq i64 %21, 0
br i1 %25, label %54, label %26
26: ; preds = %19
%27 = and i64 %23, 4611686018427387902
br label %28
28: ; preds = %28, %26
%29 = phi i64 [ 0, %26 ], [ %50, %28 ]
%30 = phi <4 x i64> [ <i64 0, i64 1, i64 2, i64 3>, %26 ], [ %51, %28 ]
%31 = phi i64 [ 0, %26 ], [ %52, %28 ]
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %29
%33 = trunc <4 x i64> %30 to <4 x i32>
%34 = add <4 x i32> %33, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%35 = trunc <4 x i64> %30 to <4 x i32>
%36 = add <4 x i32> %35, <i32 5, i32 5, i32 5, i32 5>
%37 = bitcast i32* %32 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %34, <4 x i32>* %37
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 4
%39 = bitcast i32* %38 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %36, <4 x i32>* %39
%40 = or i64 %29, 8
%41 = add <4 x i64> %30, <i64 8, i64 8, i64 8, i64 8>
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %40
%43 = trunc <4 x i64> %41 to <4 x i32>
%44 = add <4 x i32> %43, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%45 = trunc <4 x i64> %41 to <4 x i32>
%46 = add <4 x i32> %45, <i32 5, i32 5, i32 5, i32 5>
%47 = bitcast i32* %42 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %44, <4 x i32>* %47
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 4
%49 = bitcast i32* %48 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %46, <4 x i32>* %49
%50 = add nuw i64 %29, 16
%51 = add <4 x i64> %30, <i64 16, i64 16, i64 16, i64 16>
%52 = add i64 %31, 2
%53 = icmp eq i64 %52, %27
br i1 %53, label %54, label %28
54: ; preds = %28, %19
%55 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %50, %28 ]
%56 = phi <4 x i64> [ <i64 0, i64 1, i64 2, i64 3>, %19 ], [ %51, %28 ]
%57 = icmp eq i64 %24, 0
br i1 %57, label %67, label %58
58: ; preds = %54
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %55
%60 = trunc <4 x i64> %56 to <4 x i32>
%61 = add <4 x i32> %60, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%62 = trunc <4 x i64> %56 to <4 x i32>
%63 = add <4 x i32> %62, <i32 5, i32 5, i32 5, i32 5>
%64 = bitcast i32* %59 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %61, <4 x i32>* %64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 4
%66 = bitcast i32* %65 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %63, <4 x i32>* %66
br label %67
67: ; preds = %54, %58
%68 = icmp eq i64 %20, %17
br i1 %68, label %77, label %69
69: ; preds = %16, %67
%70 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %20, %67 ]
br label %71
71: ; preds = %69, %71
%72 = phi i64 [ %73, %71 ], [ %70, %69 ]
%73 = add nuw nsw i64 %72, 1
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %72
%75 = trunc i64 %73 to i32
store i32 %75, i32* %74
%76 = icmp eq i64 %73, %17
br i1 %76, label %77, label %71
77: ; preds = %71, %67
%78 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
%79 = icmp sgt i32 %9, 2
br i1 %79, label %80, label %99
80: ; preds = %77
%81 = zext i32 %12 to i64
br label %82
82: ; preds = %80, %82
%83 = phi i64 [ 0, %80 ], [ %94, %82 ]
%84 = phi i64 [ %81, %80 ], [ %90, %82 ]
%85 = phi i32 [ %9, %80 ], [ %95, %82 ]
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %83
%87 = load i32, i32* %86
%88 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %87)
%89 = or i64 %83, 1
%90 = add nuw nsw i64 %84, 1
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %89
%92 = load i32, i32* %91
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %90
store i32 %92, i32* %93
%94 = add nuw nsw i64 %83, 2
%95 = add nsw i32 %85, -1
%96 = icmp ugt i32 %85, 3
br i1 %96, label %82, label %97
97: ; preds = %82
%98 = trunc i64 %94 to i32
br label %99
99: ; preds = %14, %97, %77
%100 = phi i32 [ 0, %77 ], [ %98, %97 ], [ 0, %14 ]
%101 = or i32 %100, 1
%102 = zext i32 %100 to i64
%103 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %102
%104 = load i32, i32* %103
%105 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %104)
%106 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
%107 = zext i32 %101 to i64
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %107
%109 = load i32, i32* %108
%110 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str.4, i64 0, i64 0), i32 %109)
%111 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %1)
%112 = load i32, i32* %1
%113 = icmp eq i32 %112, 0
br i1 %113, label %6, label %8
}