int *grid_traverse(int choice, int index, int *grid_start) {
  int *destination = grid_start;
  switch (choice) {
  case 1:
    destination += index;
    break;
  case 2:
    destination += (index * 9);
    break;
  case 3:
    destination += ((index / 3) * 27) + ((index % 3) * 3);
    break;
  case 4:
    destination += index;
    break;
  }
  return destination;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<grid_traverse>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
sub    $0x3,%eax
ja     11be <grid_traverse+0xbe>
mov    -0x20(%rbp),%rax
lea    0xeca(%rip),%rcx
movslq (%rcx,%rax,4),%rax
add    %rcx,%rax
jmp    *%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    11be <grid_traverse+0xbe>
imul   $0x9,-0x8(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    11be <grid_traverse+0xbe>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
imul   $0x1b,%eax,%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x3,%esi
cltd
idiv   %esi
imul   $0x3,%edx,%eax
add    %eax,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    11be <grid_traverse+0xbe>
mov    -0x8(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<grid_traverse>:
mov    %rdx,%rax
add    $0xffffffff,%edi
cmp    $0x3,%edi
ja     1153 <grid_traverse+0x53>
lea    0xeee(%rip),%rcx
movslq (%rcx,%rdi,4),%rdx
add    %rcx,%rdx
jmp    *%rdx
movslq %esi,%rcx
jmp    114f <grid_traverse+0x4f>
lea    (%rsi,%rsi,8),%ecx
jmp    114c <grid_traverse+0x4c>
movslq %esi,%rcx
imul   $0x55555556,%rcx,%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
shr    $0x20,%rcx
add    %edx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,8),%edx
lea    (%rdx,%rdx,2),%edx
lea    (%rcx,%rcx,2),%ecx
sub    %ecx,%esi
lea    (%rsi,%rsi,2),%ecx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
lea    (%rax,%rcx,4),%rax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32* @grid_traverse(i32 %0, i32 %1, i32* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i32* %2, i32** %6
%8 = load i32*, i32** %6
store i32* %8, i32** %7
%9 = load i32, i32* %4
switch i32 %9, label %37 [
i32 1, label %10
i32 2, label %15
i32 3, label %21
i32 4, label %32
]
10: ; preds = %3
%11 = load i32, i32* %5
%12 = load i32*, i32** %7
%13 = sext i32 %11 to i64
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %13
store i32* %14, i32** %7
br label %37
15: ; preds = %3
%16 = load i32, i32* %5
%17 = mul nsw i32 %16, 9
%18 = load i32*, i32** %7
%19 = sext i32 %17 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %19
store i32* %20, i32** %7
br label %37
21: ; preds = %3
%22 = load i32, i32* %5
%23 = sdiv i32 %22, 3
%24 = mul nsw i32 %23, 27
%25 = load i32, i32* %5
%26 = srem i32 %25, 3
%27 = mul nsw i32 %26, 3
%28 = add nsw i32 %24, %27
%29 = load i32*, i32** %7
%30 = sext i32 %28 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %30
store i32* %31, i32** %7
br label %37
32: ; preds = %3
%33 = load i32, i32* %5
%34 = load i32*, i32** %7
%35 = sext i32 %33 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %35
store i32* %36, i32** %7
br label %37
37: ; preds = %3, %32, %21, %15, %10
%38 = load i32*, i32** %7
ret i32* %38
}

LLVM IR (-O2):
define i32* @grid_traverse(i32 %0, i32 %1, i32* readnone %2) {
switch i32 %0, label %22 [
i32 1, label %4
i32 2, label %7
i32 3, label %11
i32 4, label %19
]
4: ; preds = %3
%5 = sext i32 %1 to i64
%6 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %5
br label %22
7: ; preds = %3
%8 = mul nsw i32 %1, 9
%9 = sext i32 %8 to i64
%10 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %9
br label %22
11: ; preds = %3
%12 = sdiv i32 %1, 3
%13 = mul nsw i32 %12, 27
%14 = srem i32 %1, 3
%15 = mul nsw i32 %14, 3
%16 = add nsw i32 %13, %15
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %17
br label %22
19: ; preds = %3
%20 = sext i32 %1 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %20
br label %22
22: ; preds = %3, %19, %11, %7, %4
%23 = phi i32* [ %2, %3 ], [ %21, %19 ], [ %18, %11 ], [ %10, %7 ], [ %6, %4 ]
ret i32* %23
}