void offset_to_coords(int dim, long offset, int *coordmem) {
  coordmem[2] = offset % dim;
  coordmem[1] = ((offset - coordmem[2]) / dim) % dim;
  coordmem[0] = ((offset - coordmem[1] - coordmem[2]) / (dim * dim)) % dim;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<offset_to_coords>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %edx,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,0x8(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq 0x8(%rcx),%rcx
sub    %rcx,%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
movslq -0x4(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %edx,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,0x4(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq 0x4(%rcx),%rcx
sub    %rcx,%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq 0x8(%rcx),%rcx
sub    %rcx,%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
cqto
idiv   %rcx
movslq -0x4(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %edx,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<offset_to_coords>:
mov    %rdx,%r8
movslq %edi,%r9
mov    %rsi,%rax
or     %r9,%rax
shr    $0x20,%rax
je     111f <offset_to_coords+0x1f>
mov    %rsi,%rax
cqto
idiv   %r9
mov    %rdx,%rcx
jmp    1127 <offset_to_coords+0x27>
mov    %esi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %edi
mov    %edx,%ecx
mov    %ecx,0x8(%r8)
mov    %rax,%rdx
or     %r9,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     113e <offset_to_coords+0x3e>
cqto
idiv   %r9
jmp    1142 <offset_to_coords+0x42>
xor    %edx,%edx
div    %edi
mov    %edx,0x4(%r8)
add    %rdx,%rcx
sub    %rcx,%rsi
mov    %edi,%ecx
imul   %ecx,%ecx
mov    %rsi,%rax
shr    $0x20,%rax
je     1164 <offset_to_coords+0x64>
mov    %rsi,%rax
cqto
idiv   %rcx
jmp    116a <offset_to_coords+0x6a>
mov    %esi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %rax,%rcx
or     %r9,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     117f <offset_to_coords+0x7f>
cqto
idiv   %r9
mov    %edx,(%r8)
ret
xor    %edx,%edx
div    %edi
mov    %edx,(%r8)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @offset_to_coords(i32 %0, i64 %1, i32* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64
%6 = alloca i32*
store i32 %0, i32* %4
store i64 %1, i64* %5
store i32* %2, i32** %6
%7 = load i64, i64* %5
%8 = load i32, i32* %4
%9 = sext i32 %8 to i64
%10 = srem i64 %7, %9
%11 = trunc i64 %10 to i32
%12 = load i32*, i32** %6
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 2
store i32 %11, i32* %13
%14 = load i64, i64* %5
%15 = load i32*, i32** %6
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %15, i64 2
%17 = load i32, i32* %16
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = sub nsw i64 %14, %18
%20 = load i32, i32* %4
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = sdiv i64 %19, %21
%23 = load i32, i32* %4
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = srem i64 %22, %24
%26 = trunc i64 %25 to i32
%27 = load i32*, i32** %6
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 1
store i32 %26, i32* %28
%29 = load i64, i64* %5
%30 = load i32*, i32** %6
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 1
%32 = load i32, i32* %31
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = sub nsw i64 %29, %33
%35 = load i32*, i32** %6
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 2
%37 = load i32, i32* %36
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = sub nsw i64 %34, %38
%40 = load i32, i32* %4
%41 = load i32, i32* %4
%42 = mul nsw i32 %40, %41
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = sdiv i64 %39, %43
%45 = load i32, i32* %4
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = srem i64 %44, %46
%48 = trunc i64 %47 to i32
%49 = load i32*, i32** %6
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 0
store i32 %48, i32* %50
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @offset_to_coords(i32 %0, i64 %1, i32* nocapture %2) {
%4 = sext i32 %0 to i64
%5 = srem i64 %1, %4
%6 = trunc i64 %5 to i32
%7 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 2
store i32 %6, i32* %7
%8 = sdiv i64 %1, %4
%9 = srem i64 %8, %4
%10 = trunc i64 %9 to i32
%11 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 1
store i32 %10, i32* %11
%12 = add nsw i64 %5, %9
%13 = sub i64 %1, %12
%14 = mul nsw i32 %0, %0
%15 = zext i32 %14 to i64
%16 = sdiv i64 %13, %15
%17 = srem i64 %16, %4
%18 = trunc i64 %17 to i32
store i32 %18, i32* %2
ret void
}