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   core can describe expressions that do not have a direct hardware
   interpretation.
 
-  \todo{Describe core properties not supported in \VHDL, and describe how the
-  \VHDL we want to generate should look like.}
-
   \section{Normal form}
-    \todo{Refresh or refer to distinct hardware per application principle}
     The transformations described here have a well-defined goal: To bring the
     program in a well-defined form that is directly translatable to hardware,
     while fully preserving the semantics of the program. We refer to this form as
 
       In particular, we define no particular order of transformations. Since
       transformation order should not influence the resulting normal form,
-      \todo{This is not really true, but would like it to be...} this leaves
-      the implementation free to choose any application order that results in
-      an efficient implementation.
+      this leaves the implementation free to choose any application order that
+      results in an efficient implementation. Unfortunately this is not
+      entirely true for the current set of transformations. See
+      \in{section}[sec:normalization:non-determinism] for a discussion of this
+      problem.
 
       When applying a single transformation, we try to apply it to every (sub)expression
       in a function, not just the top level function body. This allows us to
       In the following sections, we will be using a number of functions and
       notations, which we will define here.
 
-      \todo{Define substitution (notation)}
-
       \subsubsection{Concepts}
         A \emph{global variable} is any variable (binder) that is bound at the
         top level of a program, or an external module. A \emph{local variable} is any
        optimizations, but they are required to get our program into intended
        normal form.
 
+        \placeintermezzo{}{
+          \defref{substitution notation}
+          \startframedtext[width=8cm,background=box,frame=no]
+          \startalignment[center]
+            {\tfa Substitution notation}
+          \stopalignment
+          \blank[medium]
+
+          In some of the transformations in this chapter, we need to perform
+          substitution on an expression. Substitution means replacing every
+          occurence of some expression (usually a variable reference) with
+          another expression.
+
+          There have been a lot of different notations used in literature for
+          specifying substitution. The notation that will be used in this report
+          is the following:
+
+          \startlambda
+            E[A=>B]
+          \stoplambda
+
+          This means expression \lam{E} with all occurences of \lam{A} replaced
+          with \lam{B}.
+          \stopframedtext
+        }
+
+      \defref{beta-reduction}
       \subsubsection[sec:normalization:beta]{β-reduction}
-        \defref{beta-reduction}
         β-reduction is a well known transformation from lambda calculus, where it is
         the main reduction step. It reduces applications of lambda abstractions,
         removing both the lambda abstraction and the application.
         This transformation is not needed to get an expression into intended
         normal form (since these bindings are part of the intended normal
         form), but makes the resulting \small{VHDL} a lot shorter.
-        
+       
+        \refdef{substitution notation}
         \starttrans
         letrec
           a0 = E0
 
         \transexample{apppropcase}{Application propagation for a case expression}{from}{to}
 
-      \subsubsection{Let recursification}
+      \subsubsection[sec:normalization:letrecurse]{Let recursification}
         This transformation makes all non-recursive lets recursive. In the
         end, we want a single recursive let in our normalized program, so all
         non-recursive lets can be converted. This also makes other
         
         This propagation makes higher order values become applied (in
         particular both of the alternatives of the case now have a
-        representable type. Completely applied top level functions (like the
+        representable type). Completely applied top level functions (like the
         first alternative) are now no longer invalid (they fall under
         \in{item}[item:completeapp] above). (Completely) applied lambda
         abstractions can be removed by β-abstraction. For our example,
         solves (part of) the polymorphism, higher order values and
         unrepresentable literals in an expression.
 
+        \refdef{substitution notation}
         \starttrans
         letrec 
           a0 = E0
 
         \todo{Examples. Perhaps reference the previous sections}
 
-
   \section{Unsolved problems}
     The above system of transformations has been implemented in the prototype
     and seems to work well to compile simple and more complex examples of
         let y = (a * b) in y + y
         \stoplambda
 
-      \subsection{Non-determinism}
+      \subsection[sec:normalization:non-determinism]{Non-determinism}
         As an example, again consider the following expression:
 
         \startlambda
         transformations will probably need updating to handle them in all
         cases.
 
+      \subsection{Normalization of stateful descriptions}
+        Currently, the intended normal form definition\refdef{intended
+        normal form definition} offers enough freedom to describe all
+        valid stateful descriptions, but is not limiting enough. It is
+        possible to write descriptions which are in intended normal
+        form, but cannot be translated into \VHDL in a meaningful way
+        (\eg, a function that swaps two substates in its result, or a
+        function that changes a substate itself instead of passing it to
+        a subfunction).
+
+        It is now up to the programmer to not do anything funny with
+        these state values, whereas the normalization just tries not to
+        mess up the flow of state values. In practice, there are
+        situations where a Core program that \emph{could} be a valid
+        stateful description is not translateable by the prototype. This
+        most often happens when statefulness is mixed with pattern
+        matching, causing a state input to be unpacked multiple times or
+        be unpacked and repacked only in some of the code paths.
+
+        \todo{example?}
+
+        Without going into detail about the exact problems (of which
+        there are probably more than have shown up so far), it seems
+        unlikely that these problems can be solved entirely by just
+        improving the \VHDL state generation in the final stage. The
+        normalization stage seems the best place to apply the rewriting
+        needed to support more complex stateful descriptions. This does
+        of course mean that the intended normal form definition must be
+        extended as well to be more specific about how state handling
+        should look like in normal form.
+
   \section[sec:normalization:properties]{Provable properties}
     When looking at the system of transformations outlined above, there are a
     number of questions that we can ask ourselves. The main question is of course:
       Also, since there is only one node in the normal set, it must obviously be
       \emph{deterministic} as well.
 
-    \todo{Add content to these sections}
     \subsection{Termination}
       In general, proving termination of an arbitrary program is a very
       hard problem. \todo{Ref about arbitrary termination} Fortunately,