#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 */
scalar_t__ calloc(int, int);
int numOfPairs(int *arr, int n, int k) {
  int *rem = (int *)calloc(k, sizeof(int));
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    rem[arr[i] % k]++;
  }
  int pairs = (rem[0] * (rem[0] - 1)) / 2;
  for (int i = 1; i <= k / 2 && i < k - i; i++) {
    pairs += rem[i] * rem[k - i];
  }
  if (0 == k % 2) {
    pairs += (rem[k / 2] * (rem[k / 2] - 1)) / 2;
  }
  return pairs;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<numOfPairs>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%edi
mov    $0x4,%esi
call   1030 <calloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    117b <numOfPairs+0x6b>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq %edx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    113a <numOfPairs+0x2a>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%ecx
sub    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x20(%rbp)
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%esi
cltd
idiv   %esi
mov    %eax,%edx
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%ecx
mov    %al,-0x31(%rbp)
jg     11cd <numOfPairs+0xbd>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    -0x24(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
setl   %al
mov    %al,-0x31(%rbp)
mov    -0x31(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11dd <numOfPairs+0xcd>
jmp    120d <numOfPairs+0xfd>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%edx
sub    -0x24(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
imul   (%rcx,%rdx,4),%eax
add    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    119f <numOfPairs+0x8f>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%eax
jne    1272 <numOfPairs+0x162>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%esi
cltd
idiv   %esi
mov    %eax,%edx
mov    -0x38(%rbp),%eax
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
sub    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
add    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<numOfPairs>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    %edx,%ebp
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%rbx
mov    %edx,%edi
mov    $0x4,%esi
call   1030 <calloc@plt>
mov    %rax,%rcx
test   %r14d,%r14d
jle    1187 <numOfPairs+0x77>
mov    %r14d,%r8d
cmp    $0x1,%r14d
jne    113d <numOfPairs+0x2d>
xor    %edi,%edi
jmp    1174 <numOfPairs+0x64>
mov    %r8d,%esi
and    $0xfffffffe,%esi
xor    %edi,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    (%rbx,%rdi,4),%eax
cltd
idiv   %ebp
movslq %edx,%rax
addl   $0x1,(%rcx,%rax,4)
mov    0x4(%rbx,%rdi,4),%eax
cltd
idiv   %ebp
movslq %edx,%rax
addl   $0x1,(%rcx,%rax,4)
add    $0x2,%rdi
cmp    %rdi,%rsi
jne    1150 <numOfPairs+0x40>
test   $0x1,%r8b
je     1187 <numOfPairs+0x77>
mov    (%rbx,%rdi,4),%eax
cltd
idiv   %ebp
movslq %edx,%rax
addl   $0x1,(%rcx,%rax,4)
mov    (%rcx),%eax
lea    -0x1(%rax),%edx
imul   %eax,%edx
mov    %edx,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %edx,%eax
sar    %eax
mov    %ebp,%r8d
shr    $0x1f,%r8d
add    %ebp,%r8d
sar    %r8d
cmp    $0x2,%ebp
jl     11e2 <numOfPairs+0xd2>
mov    %ebp,%esi
lea    0x1(%r8),%edi
mov    $0x1,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
lea    -0x1(%rsi),%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    %rdx,%rbx
jge    11e2 <numOfPairs+0xd2>
mov    -0x4(%rcx,%rsi,4),%edx
imul   (%rcx,%rbx,4),%edx
add    %edx,%eax
add    $0x1,%rbx
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
cmp    %rbx,%rdi
jne    11c0 <numOfPairs+0xb0>
test   $0x1,%bpl
jne    11ff <numOfPairs+0xef>
movslq %r8d,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
lea    -0x1(%rcx),%edx
imul   %ecx,%edx
mov    %edx,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
add    %edx,%ecx
sar    %ecx
add    %ecx,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @numOfPairs(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%11 = load i32, i32* %6
%12 = call i64 @calloc(i32 %11, i32 4)
%13 = inttoptr i64 %12 to i32*
store i32* %13, i32** %7
store i32 0, i32* %8
br label %14
14: ; preds = %31, %3
%15 = load i32, i32* %8
%16 = load i32, i32* %5
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %34
18: ; preds = %14
%19 = load i32*, i32** %7
%20 = load i32*, i32** %4
%21 = load i32, i32* %8
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = load i32, i32* %6
%26 = srem i32 %24, %25
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = add nsw i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %28
br label %31
31: ; preds = %18
%32 = load i32, i32* %8
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %8
br label %14
34: ; preds = %14
%35 = load i32*, i32** %7
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 0
%37 = load i32, i32* %36
%38 = load i32*, i32** %7
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 0
%40 = load i32, i32* %39
%41 = sub nsw i32 %40, 1
%42 = mul nsw i32 %37, %41
%43 = sdiv i32 %42, 2
store i32 %43, i32* %9
store i32 1, i32* %10
br label %44
44: ; preds = %73, %34
%45 = load i32, i32* %10
%46 = load i32, i32* %6
%47 = sdiv i32 %46, 2
%48 = icmp sle i32 %45, %47
br i1 %48, label %49, label %55
49: ; preds = %44
%50 = load i32, i32* %10
%51 = load i32, i32* %6
%52 = load i32, i32* %10
%53 = sub nsw i32 %51, %52
%54 = icmp slt i32 %50, %53
br label %55
55: ; preds = %49, %44
%56 = phi i1 [ false, %44 ], [ %54, %49 ]
br i1 %56, label %57, label %76
57: ; preds = %55
%58 = load i32*, i32** %7
%59 = load i32, i32* %10
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
%63 = load i32*, i32** %7
%64 = load i32, i32* %6
%65 = load i32, i32* %10
%66 = sub nsw i32 %64, %65
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = mul nsw i32 %62, %69
%71 = load i32, i32* %9
%72 = add nsw i32 %71, %70
store i32 %72, i32* %9
br label %73
73: ; preds = %57
%74 = load i32, i32* %10
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %10
br label %44
76: ; preds = %55
%77 = load i32, i32* %6
%78 = srem i32 %77, 2
%79 = icmp eq i32 0, %78
br i1 %79, label %80, label %98
80: ; preds = %76
%81 = load i32*, i32** %7
%82 = load i32, i32* %6
%83 = sdiv i32 %82, 2
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = load i32*, i32** %7
%88 = load i32, i32* %6
%89 = sdiv i32 %88, 2
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %90
%92 = load i32, i32* %91
%93 = sub nsw i32 %92, 1
%94 = mul nsw i32 %86, %93
%95 = sdiv i32 %94, 2
%96 = load i32, i32* %9
%97 = add nsw i32 %96, %95
store i32 %97, i32* %9
br label %98
98: ; preds = %80, %76
%99 = load i32, i32* %9
ret i32 %99
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @numOfPairs(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = tail call i64 @calloc(i32 %2, i32 4)
%5 = inttoptr i64 %4 to i32*
%6 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %6, label %7, label %24
7: ; preds = %3
%8 = zext i32 %1 to i64
%9 = and i64 %8, 1
%10 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %10, label %13, label %11
11: ; preds = %7
%12 = and i64 %8, 4294967294
br label %35
13: ; preds = %35, %7
%14 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %53, %35 ]
%15 = icmp eq i64 %9, 0
br i1 %15, label %24, label %16
16: ; preds = %13
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %14
%18 = load i32, i32* %17
%19 = srem i32 %18, %2
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %21
br label %24
24: ; preds = %16, %13, %3
%25 = load i32, i32* %5
%26 = add nsw i32 %25, -1
%27 = mul nsw i32 %26, %25
%28 = sdiv i32 %27, 2
%29 = sdiv i32 %2, 2
%30 = icmp slt i32 %2, 2
br i1 %30, label %63, label %31
31: ; preds = %24
%32 = zext i32 %2 to i64
%33 = add nsw i32 %29, 1
%34 = zext i32 %33 to i64
br label %56
35: ; preds = %35, %11
%36 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %53, %35 ]
%37 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %54, %35 ]
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %36
%39 = load i32, i32* %38
%40 = srem i32 %39, %2
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %42
%45 = or i64 %36, 1
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = srem i32 %47, %2
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %50
%53 = add nuw nsw i64 %36, 2
%54 = add i64 %37, 2
%55 = icmp eq i64 %54, %12
br i1 %55, label %13, label %35
56: ; preds = %31, %67
%57 = phi i64 [ 1, %31 ], [ %75, %67 ]
%58 = phi i32 [ %28, %31 ], [ %74, %67 ]
%59 = trunc i64 %57 to i32
%60 = sub nsw i32 %2, %59
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = icmp slt i64 %57, %61
br i1 %62, label %67, label %63
63: ; preds = %56, %67, %24
%64 = phi i32 [ %28, %24 ], [ %74, %67 ], [ %58, %56 ]
%65 = and i32 %2, 1
%66 = icmp eq i32 %65, 0
br i1 %66, label %77, label %85
67: ; preds = %56
%68 = sub nsw i64 %32, %57
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %57
%70 = load i32, i32* %69
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %68
%72 = load i32, i32* %71
%73 = mul nsw i32 %72, %70
%74 = add nsw i32 %73, %58
%75 = add nuw nsw i64 %57, 1
%76 = icmp eq i64 %75, %34
br i1 %76, label %63, label %56
77: ; preds = %63
%78 = sext i32 %29 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %78
%80 = load i32, i32* %79
%81 = add nsw i32 %80, -1
%82 = mul nsw i32 %81, %80
%83 = sdiv i32 %82, 2
%84 = add nsw i32 %83, %64
br label %85
85: ; preds = %77, %63
%86 = phi i32 [ %84, %77 ], [ %64, %63 ]
ret i32 %86
}