C 索引到數組的雙指針會導致崩潰

我有以下簡化代碼來為另一個函數的數組分配空間和賦值，該函數通過指向數組的指針傳入。索引到解除引用的指針時會導致崩潰：

void foo(int **arr) {
    int num_elements = 3;
    *arr = malloc(num_elements*sizeof(int));

    for(int i=0; i<num_elements; i++){
        *arr[i] = i;  // crashes here
    }
}

int main(){
    int *main_arr = NULL;

    foo(&main_arr);

    // Doesn't get here
    for(int i=0; i<3; i++)
        printf("%d ", main_arr[i]);

    printf("\n");
    return 0;
}

我期待輸出0 1 2 ，但我看到了Segmentation fault (core dumped)。我正在做的事情的邏輯似乎很合理，所以我不知道該怎麼辦。