如何使用Lua将一对字节转换为带符号的16位整数？

我正在编写一个需要将小的（最多16位）有符号整数序列化为二进制文件的程序。作为其中的一部分，我需要编写一个函数，将一个整数拆分为两个字节，另一个函数将这对字节转换回原始整数。

我脑海中出现的第一个想法是通过类似C语言的方式解决这个问题：

function dump_i16(n)
  assert (-0x8000 <= n and n < 0x8000) -- 16 bit
  local b1 = (n >> 8) & 0xff
  local b2 = (n >> 0) & 0xff
  return b1, b2
end

function read_i16(b1, b2)
  assert (0 <= b1 and b1 <= 0xff) -- 8 bit
  assert (0 <= b2 and b2 <= 0xff) -- 8 bit
  return (b1 << 8) | (b2 << 0)
end

但是，这些函数对负数无效，因为Lua整数实际上有64位，我只保留了低16位：

-- 正数没问题
print( read_i16(dump_i16(17)) ) -- 17
print( read_i16(dump_i16(42)) ) -- 42

-- 负数返回不正确
print( read_i16(dump_i16(-1)) )  -- 65535 = 2^16 - 1
print( read_i16(dump_i16(-20)) ) -- 65516 = 2^16 - 20

什么是修改 read_i16 函数使其能够正确处理负数的最简洁方式？

如果可能的话，我希望使用纯Lua 5.3来完成这个任务，而不是编写C代码。