Sachverhalt: A. Die Kantonspolizei Thurgau führte am 27. Mai 2009 in einer Wohnung in Affeltrangen gestützt auf einen untersuchungsrichterlichen Befehl eine Hausdurchsuchung durch. Sie stellte dabei diverse Gegenstände, Bargeld und Betäubungsmittel sicher. Die Durchsuchung ergab zudem, dass neben einer kurz zuvor in Winterthur festgenommenen Person noch eine weitere in der Wohnung logierte. Am folgenden Morgen führte die Polizei um 06.45 Uhr ohne entsprechenden Befehl eine weitere Hausdurchsuchung durch. Sie traf den schlafenden X._ an und nahm ihn fest. In seiner Jacke befanden sich Fr. 2'680.-- und Euro 510.--. Zudem stellte sie in seinem Rucksack Fr. 1'280.-- jeweils in einer für den Drogenhandel üblichen Stückelung sicher. Der Untersuchungsrichter stellte nachträglich per Fax einen Durchsuchungsbefehl aus. Beim Vollzug dieses Befehls fand die Polizei in der Wohnung keine weiteren Beweismittel. X._ gestand im Lauf des anschliessenden Untersuchungsverfahrens, im April und Mai 2009 rund 300 Gramm Heroin an verschiedene Personen verkauft zu haben. Nach drei Monaten Untersuchungshaft wurde er fremdenpolizeilich ausgeschafft. B. Das Bezirksgericht Weinfelden verurteilte X._ am 13. Dezember 2011 wegen qualifizierter Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz zu einer teilbedingten Freiheitsstrafe von 21 Monaten. Den Vollzug von 15 Monaten schob es bei einer Probezeit von vier Jahren auf. Auf Berufung des Verurteilten hin bestätigte das Obergericht des Kantons Thurgau am 18. Juli 2012 den Schuldspruch und die Sanktion. C. X._ erhebt Beschwerde in Strafsachen und eventualiter "Verfassungsbeschwerde". Er beantragt, der angefochtene Entscheid sei aufzuheben, und er sei freizusprechen. Er ersucht um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung.