Fabio,
Além do que há no stackoverflow, não conheço
referências especificas sobre isso.
A base do que sei é uma combinação do que aprendi
ao longo dos anos estudando teoria dos números
(para isso busque por "introdução à teoria dos
números no google) e sobre o método de newton
para a divisão (procure por método de newton raphson)
Note porém que para chegar ao código gerado pelo
compilador a partir do que está nos livros de matemática
será necessário um bom esforço. Para gerar esse código,
além de saber a matemática é necessario conhecer
as instruções disponíveis e ter estimativas sobre o número
de ciclos e a latência delas. Você pode aprender sobre isso
lendo as coisas do Agner Fog:
Alíás, pode ser que haja algo específico sobre otimização
da divisão nos escritos do Agner, mas eu não me lembro,
walter.