Sachverhalt: A. Das Bezirksgericht Zürich stellte am 15. Dezember 2008 unter anderem fest, dass X._ am 14. Oktober 2008 in Zürich einem Drogenkonsumenten 0,8 g Kokain für 80 Franken verkauft hatte. Es bestrafte ihn wegen Vergehens gegen Art. 19 Ziff. 1 Abs. 4 BetmG sowie mehrfacher Übertretung von Art. 19a Ziff. 1 BetmG mit 6 Monaten Freiheitsstrafe (wovon 62 Tage durch Haft erstanden waren) und 200 Franken Busse. Es schob den Vollzug der Freiheitsstrafe auf und setzte eine Probezeit von vier Jahren fest. B. In ihrer Berufung beantragte die Staatsanwaltschaft eine 15-monatige Freiheitsstrafe und ihren unbedingten Vollzug. Das Obergericht des Kantons Zürich sprach am 27. August 2009 eine Freiheitsstrafe von 10 Monaten aus (wovon 62 Tage durch Haft erstanden waren) und schob den Vollzug nicht auf. Im Übrigen stellte es die Rechtskraft des bezirksgerichtlichen Urteils fest. C. X._ erhebt Beschwerde in Strafsachen und beantragt, das obergerichtliche Urteil aufzuheben (Ziff. 1, 2 und 3 des Dispositivs). Er sei mit 6 Monaten Freiheitsstrafe [bedingt], unter Anrechnung von 62 Hafttagen, und mit 200 Franken Busse zu bestrafen. Es sei ihm die unentgeltliche Rechtspflege zu gewähren, zumindest einstweilen der Kostenvorschuss zu erlassen.