Los archivos de configuración están bien. La causa principal es un error en el paquete de MySQL 5.6 para Ubuntu 16.04.
Si revisa su /var/log/syslog, probablemente verá una línea como esta:
Sep 15 18:56:09 ip-172-31-18-162 kernel: [ 383.840275] audit: type=1400 audit(1505501769.234:50): apparmor="DENIED" operation="open" profile="/usr/sbin/mysqld" name="/etc/mysql/my.cnf.fallback" pid=25701 comm="mysqld" requested_mask="r" denied_mask="r" fsuid=0 ouid=0
Una herramienta de seguridad llamada AppArmor niega el acceso a un archivo con enlace simbólico (/etc/mysql/my.cnf.fallback).
Pruebe esta solución, que permitirá que mysqld lea los enlaces simbólicos.
echo '/etc/mysql/** lr,' >> /etc/apparmor.d/local/usr.sbin.mysqld
systemctl reload apparmor
Ahora mysqld debería ver su configuración personalizada.
Este error parece estar solucionado en el paquete Ubuntu de MySQL 5.7.