Еще не нашли причину проблемы?
Может быть, не хватает прав на промежуточные директории, чтобы добраться до файла; может быть, в конфиге указан все-таки не тот файл, который потом смотрите. Может быть еще что-то.
Когда происходит такое "непонятно что" с файлами и процессами, очень полезен strace, который выводит все сделанные системные вызовы с параметрами и результатами (
man strace)
Чтобы проследить и за всеми дочерними процессами -- ключ -f
Т.е. делаете что-то вроде
sudo strace -f -s 2000 /usr/bin/mysqld_safe --defaults-file=/etc/mysql/my.cnf 2>strace_log
(с поправкой на конфиг и бинарник)
и изучаете strace_log.
В первую очередь интересно:
* делается ли open на файл лога,
* какой результат у open'а,
* делаются ли write с номером дескриптора, который вернул open.
