Un gran recurso de programación, Bit Twiddling Hacks, propone (aquí) el siguiente método para calcular log2 de un entero de 32 bits:

#define LT(n) n, n, n, n, n, n, n, n, n, n, n, n, n, n, n, n
static const char LogTable256[256] = 
{
    -1, 0, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3,
    LT(4), LT(5), LT(5), LT(6), LT(6), LT(6), LT(6),
    LT(7), LT(7), LT(7), LT(7), LT(7), LT(7), LT(7), LT(7)
};

unsigned int v; // 32-bit word to find the log of
unsigned r;     // r will be lg(v)
register unsigned int t, tt; // temporaries
if (tt = v >> 16)
{
    r = (t = tt >> 8) ? 24 + LogTable256[t] : 16 + LogTable256[tt];
}
else 
{
    r = (t = v >> 8) ? 8 + LogTable256[t] : LogTable256[v];
}

y menciona que

El método de la tabla de búsqueda toma solo alrededor de 7 operaciones para encontrar el registro de un valor de 32 bits. Si se extendiera por cantidades de 64 bits, tomaría aproximadamente 9 operaciones.

pero, por desgracia, no proporciona ninguna información adicional sobre la forma en que uno debería ir para extender el algoritmo a los enteros de 64 bits.

¿Alguna pista sobre cómo sería un algoritmo de 64 bits de este tipo?