unsigned short blend_overlay16(unsigned short color1, unsigned short color2) {
  unsigned r1 = (color1 >> 11), r2 = (color2 >> 11);
  unsigned g1 = ((color1 & 0x7E0) >> 5), g2 = ((color2 & 0x7E0) >> 5);
  unsigned b1 = (color1 & 0x1F), b2 = (color2 & 0x1F);
  return (((((r2) < (0x10) ? ((((r2) << 1)) * ((r1)) / ((0x1F)))
                           : (((((((r2) - (0x10)) << 1)) ^ ((0x1F))) *
                               (((r1)) ^ ((0x1F))) / ((0x1F))) ^
                              ((0x1F)))))
           << 11) |
          ((((g2) < (0x20) ? ((((g2) << 1)) * ((g1)) / ((0x3F)))
                           : (((((((g2) - (0x20)) << 1)) ^ ((0x3F))) *
                               (((g1)) ^ ((0x3F))) / ((0x3F))) ^
                              ((0x3F)))))
           << 5) |
          ((b2) < (0x10) ? ((((b2) << 1)) * ((b1)) / ((0x1F)))
                         : (((((((b2) - (0x10)) << 1)) ^ ((0x1F))) *
                             (((b1)) ^ ((0x1F))) / ((0x1F))) ^
                            ((0x1F)))));
}


x86 assembly (clang, -O0):
<blend_overlay16>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %si,%ax
mov    %di,%cx
mov    %cx,-0x2(%rbp)
mov    %ax,-0x4(%rbp)
movzwl -0x2(%rbp),%eax
sar    $0xb,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
movzwl -0x4(%rbp),%eax
sar    $0xb,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
movzwl -0x2(%rbp),%eax
and    $0x7e0,%eax
sar    $0x5,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
movzwl -0x4(%rbp),%eax
and    $0x7e0,%eax
sar    $0x5,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
movzwl -0x2(%rbp),%eax
and    $0x1f,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movzwl -0x4(%rbp),%eax
and    $0x1f,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x10,-0xc(%rbp)
jae    117d <blend_overlay16+0x7d>
mov    -0xc(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
imul   -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x1f,%ecx
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11a1 <blend_overlay16+0xa1>
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x10,%eax
shl    $0x1,%eax
xor    $0x1f,%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
xor    $0x1f,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    $0x1f,%ecx
xor    %edx,%edx
div    %ecx
xor    $0x1f,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
shl    $0xb,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x20,-0x14(%rbp)
jae    11cf <blend_overlay16+0xcf>
mov    -0x14(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x3f,%ecx
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11f3 <blend_overlay16+0xf3>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x20,%eax
shl    $0x1,%eax
xor    $0x3f,%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
xor    $0x3f,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    $0x3f,%ecx
xor    %edx,%edx
div    %ecx
xor    $0x3f,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
shl    $0x5,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x1c(%rbp)
jae    1226 <blend_overlay16+0x126>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x1f,%ecx
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    124a <blend_overlay16+0x14a>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x10,%eax
shl    $0x1,%eax
xor    $0x1f,%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
xor    $0x1f,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    $0x1f,%ecx
xor    %edx,%edx
div    %ecx
xor    $0x1f,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
or     %ecx,%eax
movzwl %ax,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<blend_overlay16>:
mov    %edi,%ecx
shr    $0xb,%ecx
mov    %esi,%edx
shr    $0xb,%edx
mov    %edi,%eax
shr    $0x5,%eax
mov    %esi,%r8d
shr    $0x5,%r8d
and    $0x3f,%r8d
test   %si,%si
js     113b <blend_overlay16+0x3b>
imul   %edx,%ecx
imul   $0x1086,%ecx,%edx
add    %ecx,%ecx
shr    $0x10,%edx
sub    %edx,%ecx
movzwl %cx,%ecx
shr    %ecx
add    %edx,%ecx
shr    $0x4,%ecx
jmp    1160 <blend_overlay16+0x60>
add    %edx,%edx
add    $0xffffffe0,%edx
xor    $0x1f,%edx
xor    $0x1f,%ecx
imul   %edx,%ecx
imul   $0x8421085,%rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
sub    %edx,%ecx
shr    %ecx
add    %edx,%ecx
shr    $0x4,%ecx
xor    $0x1f,%ecx
and    $0x3f,%eax
and    $0x1f,%esi
cmp    $0x1f,%r8d
ja     1189 <blend_overlay16+0x89>
imul   %r8d,%eax
imul   $0x822,%eax,%edx
add    %eax,%eax
shr    $0x10,%edx
sub    %edx,%eax
movzwl %ax,%eax
shr    %eax
add    %edx,%eax
shr    $0x5,%eax
jmp    11b0 <blend_overlay16+0xb0>
lea    (%r8,%r8,1),%edx
add    $0xffffffc0,%edx
xor    $0x3f,%edx
xor    $0x3f,%eax
imul   %edx,%eax
imul   $0x4104105,%rax,%rdx
shr    $0x20,%rdx
sub    %edx,%eax
shr    %eax
add    %edx,%eax
shr    $0x5,%eax
xor    $0x3f,%eax
and    $0x1f,%edi
cmp    $0xf,%esi
ja     11d4 <blend_overlay16+0xd4>
imul   %esi,%edi
imul   $0x1086,%edi,%edx
add    %edi,%edi
shr    $0x10,%edx
sub    %edx,%edi
movzwl %di,%edi
shr    %edi
add    %edx,%edi
shr    $0x4,%edi
jmp    11fa <blend_overlay16+0xfa>
lea    (%rsi,%rsi,1),%edx
add    $0xffffffe0,%edx
xor    $0x1f,%edx
xor    $0x1f,%edi
imul   %edx,%edi
imul   $0x8421085,%rdi,%rdx
shr    $0x20,%rdx
sub    %edx,%edi
shr    %edi
add    %edx,%edi
shr    $0x4,%edi
xor    $0x1f,%edi
shl    $0xb,%ecx
or     %edi,%ecx
shl    $0x5,%eax
or     %ecx,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define zeroext i16 @blend_overlay16(i16 zeroext %0, i16 zeroext %1) {
%3 = alloca i16
%4 = alloca i16
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i16 %0, i16* %3
store i16 %1, i16* %4
%11 = load i16, i16* %3
%12 = zext i16 %11 to i32
%13 = ashr i32 %12, 11
store i32 %13, i32* %5
%14 = load i16, i16* %4
%15 = zext i16 %14 to i32
%16 = ashr i32 %15, 11
store i32 %16, i32* %6
%17 = load i16, i16* %3
%18 = zext i16 %17 to i32
%19 = and i32 %18, 2016
%20 = ashr i32 %19, 5
store i32 %20, i32* %7
%21 = load i16, i16* %4
%22 = zext i16 %21 to i32
%23 = and i32 %22, 2016
%24 = ashr i32 %23, 5
store i32 %24, i32* %8
%25 = load i16, i16* %3
%26 = zext i16 %25 to i32
%27 = and i32 %26, 31
store i32 %27, i32* %9
%28 = load i16, i16* %4
%29 = zext i16 %28 to i32
%30 = and i32 %29, 31
store i32 %30, i32* %10
%31 = load i32, i32* %6
%32 = icmp ult i32 %31, 16
br i1 %32, label %33, label %39
33: ; preds = %2
%34 = load i32, i32* %6
%35 = shl i32 %34, 1
%36 = load i32, i32* %5
%37 = mul i32 %35, %36
%38 = udiv i32 %37, 31
br label %49
39: ; preds = %2
%40 = load i32, i32* %6
%41 = sub i32 %40, 16
%42 = shl i32 %41, 1
%43 = xor i32 %42, 31
%44 = load i32, i32* %5
%45 = xor i32 %44, 31
%46 = mul i32 %43, %45
%47 = udiv i32 %46, 31
%48 = xor i32 %47, 31
br label %49
49: ; preds = %39, %33
%50 = phi i32 [ %38, %33 ], [ %48, %39 ]
%51 = shl i32 %50, 11
%52 = load i32, i32* %8
%53 = icmp ult i32 %52, 32
br i1 %53, label %54, label %60
54: ; preds = %49
%55 = load i32, i32* %8
%56 = shl i32 %55, 1
%57 = load i32, i32* %7
%58 = mul i32 %56, %57
%59 = udiv i32 %58, 63
br label %70
60: ; preds = %49
%61 = load i32, i32* %8
%62 = sub i32 %61, 32
%63 = shl i32 %62, 1
%64 = xor i32 %63, 63
%65 = load i32, i32* %7
%66 = xor i32 %65, 63
%67 = mul i32 %64, %66
%68 = udiv i32 %67, 63
%69 = xor i32 %68, 63
br label %70
70: ; preds = %60, %54
%71 = phi i32 [ %59, %54 ], [ %69, %60 ]
%72 = shl i32 %71, 5
%73 = or i32 %51, %72
%74 = load i32, i32* %10
%75 = icmp ult i32 %74, 16
br i1 %75, label %76, label %82
76: ; preds = %70
%77 = load i32, i32* %10
%78 = shl i32 %77, 1
%79 = load i32, i32* %9
%80 = mul i32 %78, %79
%81 = udiv i32 %80, 31
br label %92
82: ; preds = %70
%83 = load i32, i32* %10
%84 = sub i32 %83, 16
%85 = shl i32 %84, 1
%86 = xor i32 %85, 31
%87 = load i32, i32* %9
%88 = xor i32 %87, 31
%89 = mul i32 %86, %88
%90 = udiv i32 %89, 31
%91 = xor i32 %90, 31
br label %92
92: ; preds = %82, %76
%93 = phi i32 [ %81, %76 ], [ %91, %82 ]
%94 = or i32 %73, %93
%95 = trunc i32 %94 to i16
ret i16 %95
}

LLVM IR (-O2):
define zeroext i16 @blend_overlay16(i16 zeroext %0, i16 zeroext %1) {
%3 = zext i16 %0 to i32
%4 = lshr i32 %3, 11
%5 = zext i16 %1 to i32
%6 = lshr i32 %5, 11
%7 = lshr i32 %3, 5
%8 = and i32 %7, 63
%9 = lshr i32 %5, 5
%10 = and i32 %9, 63
%11 = and i32 %3, 31
%12 = and i32 %5, 31
%13 = icmp sgt i16 %1, -1
br i1 %13, label %14, label %20
14: ; preds = %2
%15 = shl nuw nsw i32 %4, 1
%16 = mul nuw nsw i32 %15, %6
%17 = trunc i32 %16 to i16
%18 = udiv i16 %17, 31
%19 = zext i16 %18 to i32
br label %28
20: ; preds = %2
%21 = shl nuw nsw i32 %6, 1
%22 = add nsw i32 %21, -32
%23 = xor i32 %22, 31
%24 = xor i32 %4, 31
%25 = mul nsw i32 %23, %24
%26 = udiv i32 %25, 31
%27 = xor i32 %26, 31
br label %28
28: ; preds = %20, %14
%29 = phi i32 [ %19, %14 ], [ %27, %20 ]
%30 = icmp ult i32 %10, 32
br i1 %30, label %31, label %37
31: ; preds = %28
%32 = shl nuw nsw i32 %8, 1
%33 = mul nuw nsw i32 %32, %10
%34 = trunc i32 %33 to i16
%35 = udiv i16 %34, 63
%36 = zext i16 %35 to i32
br label %45
37: ; preds = %28
%38 = shl nuw nsw i32 %10, 1
%39 = add nsw i32 %38, -64
%40 = xor i32 %39, 63
%41 = xor i32 %8, 63
%42 = mul nsw i32 %40, %41
%43 = udiv i32 %42, 63
%44 = xor i32 %43, 63
br label %45
45: ; preds = %37, %31
%46 = phi i32 [ %36, %31 ], [ %44, %37 ]
%47 = icmp ult i32 %12, 16
br i1 %47, label %48, label %54
48: ; preds = %45
%49 = shl nuw nsw i32 %11, 1
%50 = mul nuw nsw i32 %49, %12
%51 = trunc i32 %50 to i16
%52 = udiv i16 %51, 31
%53 = zext i16 %52 to i32
br label %62
54: ; preds = %45
%55 = shl nuw nsw i32 %12, 1
%56 = add nsw i32 %55, -32
%57 = xor i32 %56, 31
%58 = xor i32 %11, 31
%59 = mul nsw i32 %57, %58
%60 = udiv i32 %59, 31
%61 = xor i32 %60, 31
br label %62
62: ; preds = %54, %48
%63 = phi i32 [ %53, %48 ], [ %61, %54 ]
%64 = shl i32 %29, 11
%65 = shl i32 %46, 5
%66 = or i32 %65, %64
%67 = or i32 %66, %63
%68 = trunc i32 %67 to i16
ret i16 %68
}