Se você tem o mysqld em execução, você pode inspecionar seus descritores abertos para ver onde ele está, por exemplo, usando proc:
[root@localhost ~]# ls -l 'pgrep mysqld | sed 's@.*@/proc/&/fd/@'' | grep log
l-wx------. 1 root root 64 Jul 23 10:47 1 -> /var/log/mysqld.log
l-wx------. 1 root root 64 Jul 23 10:47 2 -> /var/log/mysqld.log
lrwx------. 1 root root 64 Jul 23 10:47 8 -> /var/lib/mysql/ib_logfile0
lrwx------. 1 root root 64 Jul 23 10:47 9 -> /var/lib/mysql/ib_logfile1
[root@localhost ~]#
Neste caso, é /var/log/mysqld.log