unsigned short RGB565FromRGB24(unsigned char *bp, int x) {
  unsigned r, g, b;
  r = ((bp[3 * x] >> 3) & 0x1f);
  g = ((bp[3 * x + 1] >> 2) & 0x3f);
  b = ((bp[3 * x + 2] >> 3) & 0x1f);
  return (r << 11) | (g << 5) | b;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<RGB565FromRGB24>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
imul   $0x3,-0xc(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
sar    $0x3,%eax
and    $0x1f,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
imul   $0x3,-0xc(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
sar    $0x2,%eax
and    $0x3f,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
imul   $0x3,-0xc(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
sar    $0x3,%eax
and    $0x1f,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
shl    $0xb,%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x5,%ecx
or     %ecx,%eax
or     -0x18(%rbp),%eax
movzwl %ax,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<RGB565FromRGB24>:
movslq %esi,%rax
lea    (%rax,%rax,2),%rax
movzbl (%rdi,%rax,1),%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
shl    $0x8,%ecx
movzbl 0x1(%rdi,%rax,1),%edx
and    $0xfc,%edx
movzbl 0x2(%rdi,%rax,1),%esi
shr    $0x3,%esi
lea    (%rcx,%rdx,8),%eax
or     %esi,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define zeroext i16 @RGB565FromRGB24(i8* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i8* %0, i8** %3
store i32 %1, i32* %4
%8 = load i8*, i8** %3
%9 = load i32, i32* %4
%10 = mul nsw i32 3, %9
%11 = sext i32 %10 to i64
%12 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 %11
%13 = load i8, i8* %12
%14 = zext i8 %13 to i32
%15 = ashr i32 %14, 3
%16 = and i32 %15, 31
store i32 %16, i32* %5
%17 = load i8*, i8** %3
%18 = load i32, i32* %4
%19 = mul nsw i32 3, %18
%20 = add nsw i32 %19, 1
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds i8, i8* %17, i64 %21
%23 = load i8, i8* %22
%24 = zext i8 %23 to i32
%25 = ashr i32 %24, 2
%26 = and i32 %25, 63
store i32 %26, i32* %6
%27 = load i8*, i8** %3
%28 = load i32, i32* %4
%29 = mul nsw i32 3, %28
%30 = add nsw i32 %29, 2
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %27, i64 %31
%33 = load i8, i8* %32
%34 = zext i8 %33 to i32
%35 = ashr i32 %34, 3
%36 = and i32 %35, 31
store i32 %36, i32* %7
%37 = load i32, i32* %5
%38 = shl i32 %37, 11
%39 = load i32, i32* %6
%40 = shl i32 %39, 5
%41 = or i32 %38, %40
%42 = load i32, i32* %7
%43 = or i32 %41, %42
%44 = trunc i32 %43 to i16
ret i16 %44
}

LLVM IR (-O2):
define zeroext i16 @RGB565FromRGB24(i8* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = mul nsw i32 %1, 3
%4 = sext i32 %3 to i64
%5 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %4
%6 = load i8, i8* %5
%7 = lshr i8 %6, 3
%8 = zext i8 %7 to i16
%9 = add nsw i32 %3, 1
%10 = sext i32 %9 to i64
%11 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %10
%12 = load i8, i8* %11
%13 = lshr i8 %12, 2
%14 = zext i8 %13 to i16
%15 = add nsw i32 %3, 2
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %16
%18 = load i8, i8* %17
%19 = lshr i8 %18, 3
%20 = zext i8 %19 to i16
%21 = shl nuw i16 %8, 11
%22 = shl nuw nsw i16 %14, 5
%23 = or i16 %22, %21
%24 = or i16 %23, %20
ret i16 %24
}