unsigned int RGBtoYUV_16(unsigned short c) {
  register unsigned char r, g, b;
  r = (c & 0xF800) >> 8;
  g = (c & 0x07E0) >> 3;
  b = (c & 0x001F) << 3;
  return ((r + g + b) << 14) + ((r - b + 512) << 4) + ((2 * g - r - b) >> 3) +
         128;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<RGBtoYUV_16>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %di,%ax
mov    %ax,-0x2(%rbp)
movzwl -0x2(%rbp),%eax
and    $0xf800,%eax
sar    $0x8,%eax
mov    %al,-0x3(%rbp)
movzwl -0x2(%rbp),%eax
and    $0x7e0,%eax
sar    $0x3,%eax
mov    %al,-0x4(%rbp)
movzwl -0x2(%rbp),%eax
and    $0x1f,%eax
shl    $0x3,%eax
mov    %al,-0x5(%rbp)
movzbl -0x3(%rbp),%eax
movzbl -0x4(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
movzbl -0x5(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
shl    $0xe,%eax
movzbl -0x3(%rbp),%ecx
movzbl -0x5(%rbp),%edx
sub    %edx,%ecx
add    $0x200,%ecx
shl    $0x4,%ecx
add    %ecx,%eax
movzbl -0x4(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
movzbl -0x3(%rbp),%edx
sub    %edx,%ecx
movzbl -0x5(%rbp),%edx
sub    %edx,%ecx
sar    $0x3,%ecx
add    %ecx,%eax
add    $0x80,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<RGBtoYUV_16>:
mov    %edi,%ecx
shr    $0xb,%ecx
mov    %edi,%eax
shr    $0x3,%eax
and    $0xfc,%eax
shl    $0x3,%edi
movzbl %dil,%edx
lea    (%rdx,%rcx,8),%esi
shl    $0x3,%ecx
lea    (%rsi,%rax,1),%edi
shl    $0xe,%edi
sub    %edx,%ecx
shl    $0x4,%ecx
add    %edi,%ecx
add    %eax,%eax
sub    %esi,%eax
sar    $0x3,%eax
add    %ecx,%eax
add    $0x2080,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @RGBtoYUV_16(i16 zeroext %0) {
%2 = alloca i16
%3 = alloca i8
%4 = alloca i8
%5 = alloca i8
store i16 %0, i16* %2
%6 = load i16, i16* %2
%7 = zext i16 %6 to i32
%8 = and i32 %7, 63488
%9 = ashr i32 %8, 8
%10 = trunc i32 %9 to i8
store i8 %10, i8* %3
%11 = load i16, i16* %2
%12 = zext i16 %11 to i32
%13 = and i32 %12, 2016
%14 = ashr i32 %13, 3
%15 = trunc i32 %14 to i8
store i8 %15, i8* %4
%16 = load i16, i16* %2
%17 = zext i16 %16 to i32
%18 = and i32 %17, 31
%19 = shl i32 %18, 3
%20 = trunc i32 %19 to i8
store i8 %20, i8* %5
%21 = load i8, i8* %3
%22 = zext i8 %21 to i32
%23 = load i8, i8* %4
%24 = zext i8 %23 to i32
%25 = add nsw i32 %22, %24
%26 = load i8, i8* %5
%27 = zext i8 %26 to i32
%28 = add nsw i32 %25, %27
%29 = shl i32 %28, 14
%30 = load i8, i8* %3
%31 = zext i8 %30 to i32
%32 = load i8, i8* %5
%33 = zext i8 %32 to i32
%34 = sub nsw i32 %31, %33
%35 = add nsw i32 %34, 512
%36 = shl i32 %35, 4
%37 = add nsw i32 %29, %36
%38 = load i8, i8* %4
%39 = zext i8 %38 to i32
%40 = mul nsw i32 2, %39
%41 = load i8, i8* %3
%42 = zext i8 %41 to i32
%43 = sub nsw i32 %40, %42
%44 = load i8, i8* %5
%45 = zext i8 %44 to i32
%46 = sub nsw i32 %43, %45
%47 = ashr i32 %46, 3
%48 = add nsw i32 %37, %47
%49 = add nsw i32 %48, 128
ret i32 %49
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @RGBtoYUV_16(i16 zeroext %0) {
%2 = lshr i16 %0, 8
%3 = and i16 %2, 248
%4 = zext i16 %3 to i32
%5 = lshr i16 %0, 3
%6 = and i16 %5, 252
%7 = zext i16 %6 to i32
%8 = zext i16 %0 to i32
%9 = shl nuw nsw i32 %8, 3
%10 = and i32 %9, 248
%11 = add nuw nsw i32 %10, %4
%12 = add nuw nsw i32 %11, %7
%13 = shl nuw nsw i32 %12, 14
%14 = sub nsw i32 %4, %10
%15 = shl nsw i32 %14, 4
%16 = shl nuw nsw i32 %7, 1
%17 = sub nsw i32 %16, %11
%18 = ashr exact i32 %17, 3
%19 = add nsw i32 %15, 8320
%20 = add nsw i32 %19, %13
%21 = add nsw i32 %20, %18
ret i32 %21
}