int joseph(int k) {
  int size = 2 * k, len;
  int m = k - 1, j, pre, cur;
  while (1) {
    m++;
    if (!((m + 1) % (k + 1) == 0 || m % (k + 1) == 0))
      continue;
    len = size;
    if ((pre = m % len) < k)
      continue;
    for (j = 1; j < k; j++) {
      cur = (pre + m) % --len;
      if (cur < k) {
        break;
      }
      pre = cur;
    }
    if (j == k) {
      break;
    }
  }
  return m + 1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<joseph>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
je     1154 <joseph+0x54>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
je     1154 <joseph+0x54>
jmp    1119 <joseph+0x19>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
cmp    -0x4(%rbp),%edx
jge    1172 <joseph+0x72>
jmp    1119 <joseph+0x19>
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11bf <joseph+0xbf>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0xc(%rbp)
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11ab <joseph+0xab>
jmp    11bf <joseph+0xbf>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1179 <joseph+0x79>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jne    11d0 <joseph+0xd0>
jmp    11d5 <joseph+0xd5>
jmp    1119 <joseph+0x19>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<joseph>:
lea    (%rdi,%rdi,1),%r8d
lea    -0x1(%rdi),%r11d
lea    0x1(%rdi),%r9d
jmp    1114 <joseph+0x14>
neg    %esi
cmp    %edi,%esi
je     1169 <joseph+0x69>
mov    %r11d,%r10d
lea    0x1(%r10),%r11d
add    $0x2,%r10d
mov    %r10d,%eax
cltd
idiv   %r9d
test   %edx,%edx
je     1135 <joseph+0x35>
mov    %r11d,%eax
cltd
idiv   %r9d
test   %edx,%edx
jne    1114 <joseph+0x14>
mov    %r11d,%eax
cltd
idiv   %r8d
cmp    %edi,%edx
jl     1114 <joseph+0x14>
mov    $0x1,%esi
cmp    $0x2,%edi
jl     1110 <joseph+0x10>
mov    $0xffffffff,%esi
nop
add    %r11d,%edx
lea    (%r8,%rsi,1),%ecx
mov    %edx,%eax
cltd
idiv   %ecx
cmp    %edi,%edx
jl     110e <joseph+0xe>
add    $0xffffffff,%esi
mov    %edi,%eax
add    %esi,%eax
jne    1150 <joseph+0x50>
mov    %r10d,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @joseph(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
%9 = load i32, i32* %2
%10 = mul nsw i32 2, %9
store i32 %10, i32* %3
%11 = load i32, i32* %2
%12 = sub nsw i32 %11, 1
store i32 %12, i32* %5
br label %13
13: ; preds = %1, %28, %36, %63
%14 = load i32, i32* %5
%15 = add nsw i32 %14, 1
store i32 %15, i32* %5
%16 = load i32, i32* %5
%17 = add nsw i32 %16, 1
%18 = load i32, i32* %2
%19 = add nsw i32 %18, 1
%20 = srem i32 %17, %19
%21 = icmp eq i32 %20, 0
br i1 %21, label %29, label %22
22: ; preds = %13
%23 = load i32, i32* %5
%24 = load i32, i32* %2
%25 = add nsw i32 %24, 1
%26 = srem i32 %23, %25
%27 = icmp eq i32 %26, 0
br i1 %27, label %29, label %28
28: ; preds = %22
br label %13
29: ; preds = %22, %13
%30 = load i32, i32* %3
store i32 %30, i32* %4
%31 = load i32, i32* %5
%32 = load i32, i32* %4
%33 = srem i32 %31, %32
store i32 %33, i32* %7
%34 = load i32, i32* %2
%35 = icmp slt i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %37
36: ; preds = %29
br label %13
37: ; preds = %29
store i32 1, i32* %6
br label %38
38: ; preds = %55, %37
%39 = load i32, i32* %6
%40 = load i32, i32* %2
%41 = icmp slt i32 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %58
42: ; preds = %38
%43 = load i32, i32* %7
%44 = load i32, i32* %5
%45 = add nsw i32 %43, %44
%46 = load i32, i32* %4
%47 = add nsw i32 %46, -1
store i32 %47, i32* %4
%48 = srem i32 %45, %47
store i32 %48, i32* %8
%49 = load i32, i32* %8
%50 = load i32, i32* %2
%51 = icmp slt i32 %49, %50
br i1 %51, label %52, label %53
52: ; preds = %42
br label %58
53: ; preds = %42
%54 = load i32, i32* %8
store i32 %54, i32* %7
br label %55
55: ; preds = %53
%56 = load i32, i32* %6
%57 = add nsw i32 %56, 1
store i32 %57, i32* %6
br label %38
58: ; preds = %52, %38
%59 = load i32, i32* %6
%60 = load i32, i32* %2
%61 = icmp eq i32 %59, %60
br i1 %61, label %62, label %63
62: ; preds = %58
br label %64
63: ; preds = %58
br label %13
64: ; preds = %62
%65 = load i32, i32* %5
%66 = add nsw i32 %65, 1
ret i32 %66
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @joseph(i32 %0) {
%2 = shl nsw i32 %0, 1
%3 = add nsw i32 %0, -1
%4 = add nsw i32 %0, 1
%5 = icmp sgt i32 %0, 1
br label %6
6: ; preds = %15, %1
%7 = phi i32 [ %3, %1 ], [ %8, %15 ]
%8 = add nsw i32 %7, 1
%9 = add nsw i32 %7, 2
%10 = srem i32 %9, %4
%11 = icmp eq i32 %10, 0
br i1 %11, label %16, label %12
12: ; preds = %6
%13 = srem i32 %8, %4
%14 = icmp eq i32 %13, 0
br i1 %14, label %16, label %15
15: ; preds = %12, %16, %31
br label %6
16: ; preds = %12, %6
%17 = srem i32 %8, %2
%18 = icmp slt i32 %17, %0
br i1 %18, label %15, label %19
19: ; preds = %16
br i1 %5, label %20, label %31
20: ; preds = %19, %28
%21 = phi i32 [ %25, %28 ], [ %2, %19 ]
%22 = phi i32 [ %26, %28 ], [ %17, %19 ]
%23 = phi i32 [ %29, %28 ], [ 1, %19 ]
%24 = add nsw i32 %22, %8
%25 = add nsw i32 %21, -1
%26 = srem i32 %24, %25
%27 = icmp slt i32 %26, %0
br i1 %27, label %31, label %28
28: ; preds = %20
%29 = add nuw nsw i32 %23, 1
%30 = icmp eq i32 %29, %0
br i1 %30, label %34, label %20
31: ; preds = %20, %19
%32 = phi i32 [ 1, %19 ], [ %23, %20 ]
%33 = icmp eq i32 %32, %0
br i1 %33, label %34, label %15
34: ; preds = %31, %28
ret i32 %9
}