void average(double *out, double *arr, int range, int size) {
  int i;
  for (i = 0; i < size; i++) {
    int cnt = 0, nx;
    double sum = 0;
    for (nx = i - range; nx <= i + range; nx++) {
      if (nx < 0 || nx >= size)
        continue;
      sum += arr[nx];
      cnt++;
    }
    out[i] = sum / cnt;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<average>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    11c0 <average+0xc0>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x14(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     1197 <average+0x97>
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jl     1164 <average+0x64>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jl     1169 <average+0x69>
jmp    1189 <average+0x89>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
addsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    113d <average+0x3d>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
cvtsi2sdl -0x20(%rbp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1119 <average+0x19>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<average>:
push   %rbp
push   %rbx
test   %ecx,%ecx
jle    11d0 <average+0xd0>
mov    %ecx,%r9d
lea    (%rdx,%rdx,1),%r8d
xor    %r10d,%r10d
jmp    113f <average+0x3f>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %r11d,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdi,%r10,8)
add    $0x1,%r10
cmp    %r9,%r10
je     11d0 <average+0xd0>
mov    %r10d,%eax
sub    %edx,%eax
lea    (%r10,%rdx,1),%ebx
xorpd  %xmm0,%xmm0
mov    $0x0,%r11d
cmp    %ebx,%eax
jg     1120 <average+0x20>
xor    %r11d,%r11d
xorpd  %xmm0,%xmm0
test   %r8d,%r8d
je     11b0 <average+0xb0>
mov    %r8d,%ebx
jmp    1178 <average+0x78>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x2,%eax
add    $0xfffffffe,%ebx
je     11b0 <average+0xb0>
test   %eax,%eax
js     118b <average+0x8b>
cmp    %ecx,%eax
jge    118b <average+0x8b>
mov    %eax,%ebp
addsd  (%rsi,%rbp,8),%xmm0
add    $0x1,%r11d
mov    %eax,%ebp
inc    %ebp
js     1170 <average+0x70>
cmp    %ecx,%ebp
jge    1170 <average+0x70>
mov    %ebp,%ebp
addsd  (%rsi,%rbp,8),%xmm0
add    $0x1,%r11d
jmp    1170 <average+0x70>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
test   %eax,%eax
js     1120 <average+0x20>
cmp    %ecx,%eax
jge    1120 <average+0x20>
mov    %eax,%eax
addsd  (%rsi,%rax,8),%xmm0
add    $0x1,%r11d
jmp    1120 <average+0x20>
pop    %rbx
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @average(double* %0, double* %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca double*
%6 = alloca double*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca double
store double* %0, double** %5
store double* %1, double** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %13
13: ; preds = %57, %4
%14 = load i32, i32* %9
%15 = load i32, i32* %8
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %60
17: ; preds = %13
store i32 0, i32* %10
store double 0.000000e+00, double* %12
%18 = load i32, i32* %9
%19 = load i32, i32* %7
%20 = sub nsw i32 %18, %19
store i32 %20, i32* %11
br label %21
21: ; preds = %45, %17
%22 = load i32, i32* %11
%23 = load i32, i32* %9
%24 = load i32, i32* %7
%25 = add nsw i32 %23, %24
%26 = icmp sle i32 %22, %25
br i1 %26, label %27, label %48
27: ; preds = %21
%28 = load i32, i32* %11
%29 = icmp slt i32 %28, 0
br i1 %29, label %34, label %30
30: ; preds = %27
%31 = load i32, i32* %11
%32 = load i32, i32* %8
%33 = icmp sge i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %35
34: ; preds = %30, %27
br label %45
35: ; preds = %30
%36 = load double*, double** %6
%37 = load i32, i32* %11
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds double, double* %36, i64 %38
%40 = load double, double* %39
%41 = load double, double* %12
%42 = fadd double %41, %40
store double %42, double* %12
%43 = load i32, i32* %10
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %10
br label %45
45: ; preds = %35, %34
%46 = load i32, i32* %11
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %11
br label %21
48: ; preds = %21
%49 = load double, double* %12
%50 = load i32, i32* %10
%51 = sitofp i32 %50 to double
%52 = fdiv double %49, %51
%53 = load double*, double** %5
%54 = load i32, i32* %9
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds double, double* %53, i64 %55
store double %52, double* %56
br label %57
57: ; preds = %48
%58 = load i32, i32* %9
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %9
br label %13
60: ; preds = %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @average(double* nocapture writeonly %0, double* nocapture %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %5, label %6, label %73
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %3 to i64
%8 = shl i32 %2, 1
%9 = icmp eq i32 %8, 0
br label %10
10: ; preds = %6, %65
%11 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %71, %65 ]
%12 = trunc i64 %11 to i32
%13 = sub nsw i32 %12, %2
%14 = add nsw i32 %12, %2
%15 = icmp sgt i32 %13, %14
br i1 %15, label %65, label %16
16: ; preds = %10
br i1 %9, label %50, label %17
17: ; preds = %16, %44
%18 = phi double [ %46, %44 ], [ 0.000000e+00, %16 ]
%19 = phi i32 [ %47, %44 ], [ %13, %16 ]
%20 = phi i32 [ %45, %44 ], [ 0, %16 ]
%21 = phi i32 [ %48, %44 ], [ 0, %16 ]
%22 = icmp sgt i32 %19, -1
%23 = icmp slt i32 %19, %3
%24 = and i1 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %31
25: ; preds = %17
%26 = zext i32 %19 to i64
%27 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %26
%28 = load double, double* %27
%29 = fadd double %18, %28
%30 = add nsw i32 %20, 1
br label %31
31: ; preds = %17, %25
%32 = phi i32 [ %20, %17 ], [ %30, %25 ]
%33 = phi double [ %18, %17 ], [ %29, %25 ]
%34 = add i32 %19, 1
%35 = icmp sgt i32 %34, -1
%36 = icmp slt i32 %34, %3
%37 = and i1 %35, %36
br i1 %37, label %38, label %44
38: ; preds = %31
%39 = zext i32 %34 to i64
%40 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %39
%41 = load double, double* %40
%42 = fadd double %33, %41
%43 = add nsw i32 %32, 1
br label %44
44: ; preds = %38, %31
%45 = phi i32 [ %32, %31 ], [ %43, %38 ]
%46 = phi double [ %33, %31 ], [ %42, %38 ]
%47 = add i32 %19, 2
%48 = add i32 %21, 2
%49 = icmp eq i32 %48, %8
br i1 %49, label %50, label %17
50: ; preds = %44, %16
%51 = phi i32 [ undef, %16 ], [ %45, %44 ]
%52 = phi double [ undef, %16 ], [ %46, %44 ]
%53 = phi double [ 0.000000e+00, %16 ], [ %46, %44 ]
%54 = phi i32 [ %13, %16 ], [ %47, %44 ]
%55 = phi i32 [ 0, %16 ], [ %45, %44 ]
%56 = icmp sgt i32 %54, -1
%57 = icmp slt i32 %54, %3
%58 = and i1 %56, %57
br i1 %58, label %59, label %65
59: ; preds = %50
%60 = zext i32 %54 to i64
%61 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %60
%62 = load double, double* %61
%63 = fadd double %53, %62
%64 = add nsw i32 %55, 1
br label %65
65: ; preds = %59, %50, %10
%66 = phi i32 [ 0, %10 ], [ %55, %50 ], [ %64, %59 ]
%67 = phi double [ 0.000000e+00, %10 ], [ %53, %50 ], [ %63, %59 ]
%68 = sitofp i32 %66 to double
%69 = fdiv double %67, %68
%70 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %11
store double %69, double* %70
%71 = add nuw nsw i64 %11, 1
%72 = icmp eq i64 %71, %7
br i1 %72, label %73, label %10
73: ; preds = %65, %4
ret void
}