Nein, so geht das nicht. Globale Arrays sitzen im Speicher und können nicht von Funktionen "zurückgeliefert" werden. Zum Füllen eines Arrays rufen Sie die Funktion auf und übergeben das Array als Pointer, etwa so:
function fill(char* array, int dim1, int dim2, int dim3) { memset(array,0xFF,dim1*dim2*dim3); }