long long log2i(long long n) {
  unsigned long long v = (unsigned long long)n;
  unsigned long long r;
  unsigned long long s;
  r = (v > 0xFFFFFFFFULL) << 5;
  v >>= r;
  s = (v > 0xFFFFULL) << 4;
  v >>= s;
  r |= s;
  s = (v > 0xFFULL) << 3;
  v >>= s;
  r |= s;
  s = (v > 0xFULL) << 2;
  v >>= s;
  r |= s;
  s = (v > 0x3ULL) << 1;
  v >>= s;
  r |= s;
  return (long long)(r | (v >> 1));
}


x86 assembly (clang, -O0):
<log2i>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    $0xffffffff,%eax
cmp    %rax,-0x10(%rbp)
seta   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
shl    $0x5,%eax
cltq
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
shr    %cl,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
cmpq   $0xffff,-0x10(%rbp)
seta   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
shl    $0x4,%eax
cltq
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
shr    %cl,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
or     -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
cmpq   $0xff,-0x10(%rbp)
seta   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
shl    $0x3,%eax
cltq
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
shr    %cl,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
or     -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
cmpq   $0xf,-0x10(%rbp)
seta   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
shl    $0x2,%eax
cltq
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
shr    %cl,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
or     -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
cmpq   $0x3,-0x10(%rbp)
seta   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
shl    $0x1,%eax
cltq
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
shr    %cl,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
or     -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
shr    $0x1,%rcx
or     %rcx,%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<log2i>:
xor    %edx,%edx
mov    %rdi,%rax
shr    $0x20,%rax
setne  %dl
shl    $0x5,%rdx
mov    %edx,%ecx
shr    %cl,%rdi
xor    %eax,%eax
cmp    $0x10000,%rdi
setae  %al
shl    $0x4,%rax
mov    %eax,%ecx
shr    %cl,%rdi
or     %rdx,%rax
xor    %edx,%edx
cmp    $0x100,%rdi
setae  %dl
lea    0x0(,%rdx,8),%rcx
shr    %cl,%rdi
xor    %esi,%esi
cmp    $0x10,%rdi
setae  %sil
lea    0x0(,%rsi,4),%rcx
shr    %cl,%rdi
lea    (%rax,%rdx,8),%rax
xor    %edx,%edx
cmp    $0x4,%rdi
setae  %dl
lea    (%rdx,%rdx,1),%rcx
shr    %cl,%rdi
lea    (%rax,%rsi,4),%rax
lea    (%rax,%rdx,2),%rax
shr    %rdi
or     %rdi,%rax
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @log2i(i64 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
store i64 %0, i64* %2
%6 = load i64, i64* %2
store i64 %6, i64* %3
%7 = load i64, i64* %3
%8 = icmp ugt i64 %7, 4294967295
%9 = zext i1 %8 to i32
%10 = shl i32 %9, 5
%11 = sext i32 %10 to i64
store i64 %11, i64* %4
%12 = load i64, i64* %4
%13 = load i64, i64* %3
%14 = lshr i64 %13, %12
store i64 %14, i64* %3
%15 = load i64, i64* %3
%16 = icmp ugt i64 %15, 65535
%17 = zext i1 %16 to i32
%18 = shl i32 %17, 4
%19 = sext i32 %18 to i64
store i64 %19, i64* %5
%20 = load i64, i64* %5
%21 = load i64, i64* %3
%22 = lshr i64 %21, %20
store i64 %22, i64* %3
%23 = load i64, i64* %5
%24 = load i64, i64* %4
%25 = or i64 %24, %23
store i64 %25, i64* %4
%26 = load i64, i64* %3
%27 = icmp ugt i64 %26, 255
%28 = zext i1 %27 to i32
%29 = shl i32 %28, 3
%30 = sext i32 %29 to i64
store i64 %30, i64* %5
%31 = load i64, i64* %5
%32 = load i64, i64* %3
%33 = lshr i64 %32, %31
store i64 %33, i64* %3
%34 = load i64, i64* %5
%35 = load i64, i64* %4
%36 = or i64 %35, %34
store i64 %36, i64* %4
%37 = load i64, i64* %3
%38 = icmp ugt i64 %37, 15
%39 = zext i1 %38 to i32
%40 = shl i32 %39, 2
%41 = sext i32 %40 to i64
store i64 %41, i64* %5
%42 = load i64, i64* %5
%43 = load i64, i64* %3
%44 = lshr i64 %43, %42
store i64 %44, i64* %3
%45 = load i64, i64* %5
%46 = load i64, i64* %4
%47 = or i64 %46, %45
store i64 %47, i64* %4
%48 = load i64, i64* %3
%49 = icmp ugt i64 %48, 3
%50 = zext i1 %49 to i32
%51 = shl i32 %50, 1
%52 = sext i32 %51 to i64
store i64 %52, i64* %5
%53 = load i64, i64* %5
%54 = load i64, i64* %3
%55 = lshr i64 %54, %53
store i64 %55, i64* %3
%56 = load i64, i64* %5
%57 = load i64, i64* %4
%58 = or i64 %57, %56
store i64 %58, i64* %4
%59 = load i64, i64* %4
%60 = load i64, i64* %3
%61 = lshr i64 %60, 1
%62 = or i64 %59, %61
ret i64 %62
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @log2i(i64 %0) {
%2 = icmp ugt i64 %0, 4294967295
%3 = select i1 %2, i64 32, i64 0
%4 = lshr i64 %0, %3
%5 = icmp ugt i64 %4, 65535
%6 = select i1 %5, i64 16, i64 0
%7 = lshr i64 %4, %6
%8 = or i64 %6, %3
%9 = icmp ugt i64 %7, 255
%10 = select i1 %9, i64 8, i64 0
%11 = lshr i64 %7, %10
%12 = or i64 %8, %10
%13 = icmp ugt i64 %11, 15
%14 = select i1 %13, i64 4, i64 0
%15 = lshr i64 %11, %14
%16 = or i64 %12, %14
%17 = icmp ugt i64 %15, 3
%18 = select i1 %17, i64 2, i64 0
%19 = lshr i64 %15, %18
%20 = or i64 %16, %18
%21 = lshr i64 %19, 1
%22 = or i64 %20, %21
ret i64 %22
}