Saboteur

Вы вызываете внешнюю команду cat с конвейером "|", и все что идет в блоке после конвейера - будет работать в отдельной оболочке. Отсюда "echo 1 freePipe" будет выводить внутреннюю переменную процесса cat, а не вашего цикла.

Да, а чтобы закончить цикл, пользуйтесь exit или break.
Команда break может иметь аргумент, чтобы закончить цикл определенной вложенности.
например

while true
do
   while true
   do
      while true
      do
         break 2
         echo 3
      done
      echo 2
   done
   echo 1
done

будет выводить только 1, потому что break выйдет из двух вложенных циклов, оставшись в третьем (то есть самом внешнем)

Не нужно писать архитектуру.
То что вы хотите делать, уже выполняют менеджеры экранов - screen и tmux - пользуйтесь ими. Если очень интересно, посмотрите как они написаны.

Но добавлять такой функционал в свою программу - не линукс way, если уже есть готовые инструменты.

Тебе выдадут куратора, он будет тебе давать конкретные задания.
Тебе должны выдать ссылки на документацию или показать, как у них организована работа.

Активно пытаешься читать всю документацию, купи блокнотик, первый месяц зарисовывай схемки, чтобы лучше вникнуть.
Дергай куратора не каждые 5 сек, но собери несколько вопросов, подойди выясни.

Пару раз в неделю сверяйся с ним в плане чего от тебя ждут - какой производительности, чтобы понимать успеваешь, обгоняешь или отстаешь от ожиданий. То есть просто выходишь с ним в митинг-рум 1 на 1, и уточняешь как и какие задачи у тебя получаются, что нет, что ожидается что ты успеешь сделать до следующего митинга и до конца месяца.

Не обязательно в первые недели выполнить все-все-все, важнее разобраться как правильно работать. У тебя на это целых три месяца, и понять, справляешься ли ты, можно будет только через месяц-два.

Операционная система без приложений, практически никому не нужна. Операционная система, которая будет полностью поддерживать приложения, написанные для другой операционной системы - огромнейшая, практически неподъемная работа.

Что подразумевается под российским аналогом Ubuntu?
Видимо у вас недостаток информации в том, что такое дистрибутив Linux, ибо ядро линукс общее для всех Линуксов, а дистрибутив разный.
Кроме того, Linux - открытый код, никаких запретов на него быть не должно. Другой вопрос, что ПО под Linux не так много.
Если кому-то не нравится кем финансируется Линукс - форкаете исходники и допиливаете свою - никто не запрещает. Просто если государство это хочет контролировать - пусть финансирует разработку, нанимает программистов, обеспечивает мощностями для поддержки репозитариев, для документации, для комьюнити.

Возможно вас заинтересует отечественный проект ReactOS, как один из самых свободных проектов, с замахом на запуск windows приложений - на Хабре про него отписываются в блоге. Уже на уровень 98 винды и даже дальше вышли успешно, и поддерживают виртуализацию.

Что же касается аналогов MacOS и Windows, обратите внимание на размер и прибыль Microsoft и Apple. Как вы думаете, в РФ реально может открыться и существовать такой проект, или его быстро подомнут под себя определенные структуры?

Вдобавок, любая частная разработка, включая отечественную, очень легко может быть продана зарубеж, или поменять юрисдикцию.

"Разработчики пишут скрипты например на php, где эмулируют какую то последовательность запросов на сервер?"

Обычно этим занимаются тестировщики. Они тоже умеют писать скрипты. Есть хорошие среды для тестирования, в которых можно разработать множество автоматических действий.
Разработчики и тестировщики вместе пишут приложение так, чтобы его было удобнее тестировать.