Sachverhalt: A. Das Bezirksgericht Zürich verurteilte X._ am 19. November 2010 zu 3 Jahren Freiheitsstrafe (wovon 423 Tage durch Haft erstanden waren) und ordnete eine strafvollzugsbegleitende ambulante Behandlung im Sinne von Art. 63 StGB an. B. Das Obergericht des Kantons Zürich fand X._ am 26. August 2011 der mehrfachen sexuellen Nötigung, der mehrfachen sexuellen Handlungen mit Kindern, der mehrfachen Pornografie, der Gewaltdarstellungen und der Tierquälerei schuldig. Es bestrafte ihn mit 3 Jahren Freiheitsstrafe (wovon 702 Tage durch Haft erstanden waren), ordnete eine stationäre therapeutische Massnahme im Sinne von Art. 59 StGB an und schob den Vollzug der Freiheitsstrafe zugunsten der Massnahme auf. C. X._ erhebt Beschwerde in Strafsachen und beantragt, das obergerichtliche Urteil aufzuheben und die Sache zu neuer Entscheidung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Zudem stellt er ein Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege. D. Mit Präsidialverfügung vom 23. November 2011 entschied das Obergericht, dass X._ in Sicherheitshaft bleibt.