Faits :
A.
Par jugement du 19 décembre 2019, le Tribunal correctionnel genevois a acquitté A._ du chef de contrainte et l'a reconnu coupable d'actes d'ordre sexuel avec des enfants (<ref-law>), de contrainte sexuelle (<ref-law>), de pornographie (<ref-law>), de séjour illégal (art. 115 al. 1 let. b LEI) et de travail sans autorisation (art. 115 al. 1 let. c LEI). Il a prononcé une peine privative de liberté de 28 mois et l'a astreint à un traitement ambulatoire. A._ a été condamné au paiement de 4'000 fr. (plus intérêts) à B._ à titre de réparation morale et à une indemnité pour ses dépenses occasionnées par la procédure.
B.
Par arrêt du 4 mai 2020, la Chambre pénale d'appel et de révision de la Cour de justice genevoise a admis l'appel du ministère public, partiellement admis l'appel de B._ et rejeté celui de A._. En plus des infractions retenues en première instance, la cour cantonale a reconnu A._ coupable de contrainte (<ref-law>), a prononcé une peine privative de liberté de 42 mois (sous déduction de la détention subie avant jugement), l'a astreint à un traitement ambulatoire et ordonné son expulsion de Suisse pour une durée de 5 ans. A._ a été condamné à verser un montant de 10'000 fr. (plus intérêts) à B._ à titre de réparation morale.
B.a. En substance, l'arrêt cantonal repose sur les faits suivants.
A une date indéterminée en 2014 ou 2015, la mère de B._ et A._, prédicateur, se sont entendus pour que la fillette, née en 2006, qui avait de la peine à se faire des amies à l'école, se rende chez ce dernier pour prendre des leçons de piano et jouer avec sa fille. Une fois l'enfant arrivée chez lui, A._ l'a emmenée dans une chambre qu'il a fermée à clé alors que sa fille jouait au salon avec une amie. Sur son ordinateur, il a lancé une vidéo d'un homme léchant la vulve d'une femme et a demandé à l'enfant de regarder. Il a mis la vidéo sur pause, lui a demandé d'enlever son pantalon puis s'est mis au sol avant de lécher le sexe de la jeune fille en posant ses mains sur ses cuisses. Il s'est ensuite installé sur le lit et a sorti son pénis, en lui disant que c'était à son tour de le lécher. A cet instant, son épouse a frappé à la porte en demandant ce qu'ils faisaient. Ils se sont vite rhabillés. A._ a changé la vidéo en lançant un jeu vidéo et a ouvert la porte. Son épouse a vérifié l'écran de l'ordinateur et est repartie. B._ s'est à ce moment rendue aux toilettes, où elle s'est nettoyé les parties intimes. Elle est ensuite retournée dans la chambre. A._ a de nouveau fermé la porte. Il a mis une seconde vidéo où une femme prodiguait une fellation. Il a sorti son sexe en érection et lui a dit de le lécher. Elle a essayé de ne pas s'exécuter, mais il a dit "allez allez j'attends". Ayant peur qu'il fasse "quelque chose", elle a léché son pénis. A._ a ensuite mis une troisième vidéo, dans laquelle un homme enfonçait son sexe dans celui d'une femme et a de nouveau léché la vulve de l'enfant.
Par la suite, dans l'ascenseur de l'immeuble, alors qu'il ramenait B._ auprès de sa mère, A._ lui a dit que ce qui s'était passé était leur petit secret et que si elle en parlait à quelqu 'un, "elle allait voir".
En outre, à tout le moins entre le 1er février 2013 et le 14 février 2019, A._ a séjourné et travaillé en Suisse, notamment en qualité de déménageur, ainsi que dans un restaurant, sans être au bénéfice des autorisations nécessaires.
B.b. A._ est né en 1977 au Brésil, où il a été élevé et scolarisé de 8 à 18 ans, puis y a travaillé comme soudeur. Ses parents et sa soeur vivent dans ce pays. Il dit avoir eu une fille à l'âge de 16 ans, qui est décédée durant sa détention, ainsi qu'un fils, lorsqu'il avait 17 ou 18 ans, qui est également au Brésil et avec lequel il dit avoir des contacts réguliers. Il s'est marié avec son épouse actuelle à l'âge de 20 ans. Leur relation est désormais "compliquée". Ils ont ensemble une fille née en 2002 et un fils né en 2014 ou 2015 selon ses déclarations.
Depuis son arrivée en Suisse en 2004, A._, alors âgé de 27 ans, y a séjourné sans autorisation et a effectué des petits boulots au noir dans le domaine de la restauration, comme déménageur, soudeur, peintre ou jardinier. Parallèlement, il a fonctionné comme pasteur d'une petite communauté évangélique. Outre les membres de son église, il dit connaître en Suisse beaucoup de personnes. Il a débuté un suivi thérapeutique en prison et espère pouvoir entreprendre des études d'architecture à sa sortie. Il souhaite continuer d'exercer comme prédicateur après avoir suivi un traitement.
B.c. A._ a fait l'objet d'une expertise psychiatrique. Celle-ci retient un diagnostic de pédophilie, qui se manifeste par d'importantes distorsions cognitives (telles que la projection et le déni) et des pulsions sexuelles pathologiques. Sa responsabilité était faiblement restreinte au moment des faits. Le risque de récidive de violence sexuelle devait être considéré comme moyen, compte tenu de son manque d'introspection vis-à-vis de ses pulsions pédophiles, de l'opportunisme situationnel de celles-ci et de l'imprévisibilité des passages à l'acte. Les experts ont préconisé un traitement ambulatoire, à savoir un suivi psychothérapeutique sexologique, assorti éventuellement d'un traitement anti-impulsif, tous deux compatibles avec l'exécution d'une peine privative de liberté. En outre, l'expertise conclut à la nécessité que l'intéressé soit interdit d'exercer toute activité (y compris loisirs) et profession dans lesquelles il aurait une position d'autorité envers des mineurs.
B.d. L'extrait du casier judiciaire suisse de A._ fait état d'une condamnation, le 19 juillet 2010, pour actes d'ordre sexuel avec un enfant, séjour illégal et activité lucrative sans autorisation, à une peine privative de liberté de huit mois, avec sursis et délai d'épreuve de quatre ans.
Il lui était reproché d'avoir, dans le cadre d'un déménagement, demandé à une fillette de 9 ans, se trouvant toute seule dans sa chambre, de lui lécher son sexe avant de lécher les parties génitales de cette dernière. L'enfant était alors directement allée relater les faits à sa mère.
C.
A._ forme un recours en matière pénale contre la décision cantonale et conclut, avec suite de frais, à son acquittement des chefs de contrainte sexuelle, contrainte et pornographie, au prononcé d'une peine privative de liberté ne dépassant pas 24 mois et à l'annulation de son expulsion. Sur le plan civil, il conclut à ce qu'il soit condamné à payer à B._ 4'000 fr. (plus intérêts) à titre de réparation morale. Subsidiairement, il conclut au renvoi de la cause à la cour cantonale pour nouvelle décision. Il sollicite en outre le bénéfice de l'assistance judiciaire.

Considérant en droit :
1.
Sous couvert d'une violation des <ref-law> et 6 CEDH, le recourant se plaint du fait que la victime mineure n'aurait été entendue qu'une fois de manière non contradictoire, sans davantage développer son grief. Il ne ressort pas de l'arrêt entrepris que le recourant aurait soulevé ces critiques d'ordre procédural alors qu'il aurait été en mesure de le faire. Le recourant ne se plaint pas d'une omission de la cour cantonale à cet égard. Partant, ces griefs de procédure, soulevés pour la première fois devant le Tribunal fédéral, sont irrecevables (cf. <ref-law>; <ref-ruling> consid. 3.4.2 p. 406; <ref-ruling> consid. 4.3 p. 69; <ref-ruling> consid. 2.2 p. 336). En tout état, s'agissant de l'audition de l'enfant, le recourant ne conteste pas que son droit d'être entendu a pu être garanti autrement (cf. <ref-law>; arrêt 6B_276/2018 du 24 septembre 2018 consid. 2.1.2 et référence citée).
2.
Le recourant se plaint d'une constatation manifestement inexacte des faits s'agissant des infractions de contrainte sexuelle (<ref-law>), contrainte (<ref-law>) et pornographie (<ref-law>) qui lui sont reprochées. Il se plaint d'une violation du principe " in dubio pro reo ".
Il ne conteste pas les faits relevant de l'infraction d'actes d'ordre sexuel avec des enfants (<ref-law>) retenue contre lui.
2.1. Le Tribunal fédéral n'est pas une autorité d'appel, auprès de laquelle les faits pourraient être rediscutés librement. Il est lié par les constatations de fait de la décision entreprise (<ref-law>), à moins qu'elles n'aient été établies en violation du droit ou de manière manifestement inexacte au sens des art. 97 al. 1 et 105 al. 2 LTF, à savoir, pour l'essentiel, de façon arbitraire au sens de l'art. 9 Cst. Une décision n'est pas arbitraire du seul fait qu'elle apparaît discutable ou même critiquable; il faut qu'elle soit manifestement insoutenable et cela non seulement dans sa motivation mais aussi dans son résultat (<ref-ruling> consid. 2.3.1 p. 244). En matière d'appréciation des preuves et d'établissement des faits, il n'y a arbitraire que lorsque l'autorité ne prend pas en compte, sans aucune raison sérieuse, un élément de preuve propre à modifier la décision, lorsqu'elle se trompe manifestement sur son sens et sa portée, ou encore lorsque, en se fondant sur les éléments recueillis, elle en tire des conclusions insoutenables (<ref-ruling> consid. 1.1 p. 503; <ref-ruling> consid. 2.3 p. 266 et les références citées). Le Tribunal fédéral n'entre ainsi pas en matière sur les critiques de nature appellatoire (<ref-ruling> consid. 2.4 p. 368). La présomption d'innocence, garantie par les <ref-law>, 32 al. 1 Cst., 14 par. 2 Pacte ONU II et 6 par. 2 CEDH, ainsi que son corollaire, le principe "in dubio pro reo", concernent tant le fardeau de la preuve que l'appréciation des preuves au sens large (<ref-ruling> consid. 2.2.3.1 p. 348 s.; <ref-ruling> consid. 2a p. 40 s.). En tant que règle sur le fardeau de la preuve, elle signifie, au stade du jugement, que ce fardeau incombe à l'accusation et que le doute doit profiter au prévenu. Comme règle d'appréciation des preuves (sur la portée et le sens précis de la règle sous cet angle, cf. <ref-ruling> consid. 2.2.3.3 p. 351 s.), la présomption d'innocence signifie que le juge ne doit pas se déclarer convaincu de l'existence d'un fait défavorable à l'accusé si, d'un point de vue objectif, il existe des doutes quant à l'existence de ce fait. Il importe peu qu'il subsiste des doutes seulement abstraits et théoriques, qui sont toujours possibles, une certitude absolue ne pouvant être exigée. Il doit s'agir de doutes sérieux et irréductibles, c'est-à-dire de doutes qui s'imposent à l'esprit en fonction de la situation objective. Lorsque l'appréciation des preuves et la constatation des faits sont critiquées en référence au principe "in dubio pro reo ", celui-ci n'a pas de portée plus large que l'interdiction de l'arbitraire (<ref-ruling> consid. 2.2.3.3 p. 351 s.; <ref-ruling> consid. 1.1 p. 503; <ref-ruling> consid. 7 p. 82).
2.2. En substance, la cour cantonale a relevé que, si le recourant avait reconnu les attouchements sur l'enfant, les versions des protagonistes se contredisaient sur certains points.
La cour cantonale a jugé que le récit de la victime, âgée de 12 ans au moment de son audition, était cohérent, clair et logique et elle l'avait précisé de façon concordante lors du séquençage. Elle avait donné beaucoup de détails périphériques au noyau des faits (porte fermée à clé, emploi des boutons play/pause, emplacements, mains sur les cuisses, interruption de l'épouse, nettoyage des parties intimes). Elle avait décrit avec ses propres mots des éléments qu'elle pouvait difficilement inventer (contenu des vidéos) et des événements qu'elle n'avait pas compris, comme l'érection du recourant, que ce dernier avait confirmé devant les premiers juges. La victime avait rapporté ce qu'elle avait pensé ou ressenti sur des aspects qui paraissaient cohérents avec son âge et son expérience. Le fait qu'elle avait raconté que le recourant lui avait demandé de ne pas en parler, raison pour laquelle elle ne l'avait pas fait, et qu'elle s'était sentie soulagée après la révélation à sa mère, penchait également en faveur de sa crédibilité. Le recourant avait quant à lui beaucoup varié dans ses déclarations, revenant sans cesse sur ses aveux en cherchant à les atténuer ou à les modifier. S'agissant des détails périphériques (présence de sa femme dans l'appartement), il s'était constamment contredit. Il n'avait pas été capable de fournir une chronologie claire des événements, qu'il a relatés sans les inscrire dans un récit plus global cohérent. Ses explications sur le hasard déclenchant une vidéo à caractère sexuel en présence de l'enfant ou sur le fait que cette dernière aurait tapé "vidéo porno jeune" étaient farfelues. Il avait décrit des éléments paraissant très peu plausibles, comme le fait que l'enfant aurait cherché à le rejoindre dans la chambre parentale alors qu'elle était venue pour jouer avec sa fille ou encore sa prétendue curiosité devant la vidéo, voire son pénis, ou enfin sa propre initiative pour le toucher.
Le récit de la victime était encore corroboré par son toc consistant à mettre des serviettes hygiéniques constamment depuis les événements, ne supportant pas la sensation d'être mouillée. Le récit était également corroboré par les aveux partiels du recourant, dont les antécédents spécifiques, que la fillette ne pouvait pas connaître, présentent une similitude étroite avec les faits reprochés. De plus, l'enfant avait livré à sa mère et à la police globalement la même version. Vu la multiplicité des éléments plaidant en faveur de la crédibilité de la victime, la cour cantonale a retenu la version de l'enfant dans son intégralité.
3.
Le recourant conteste l'établissement des faits en lien avec la contrainte sexuelle. Il considère également que la condition objective de l'usage d'un moyen de contrainte, nécessaire pour la réalisation de l'<ref-law>, n'est pas remplie.
3.1. A teneur de l'<ref-law>, se rend coupable de contrainte sexuelle celui qui, notamment en usant de menace ou de violence envers une personne, en exerçant sur elle des pressions d'ordre psychique ou en la mettant hors d'état de résister, l'aura contrainte à subir un acte analogue à l'acte sexuel ou un autre acte d'ordre sexuel.
L'<ref-law> tend à protéger la libre détermination en matière sexuelle, en réprimant l'usage de la contrainte aux fins d'amener une personne à faire ou à subir, sans son consentement, l'acte sexuel ou un autre acte d'ordre sexuel.
Pour qu'il y ait contrainte en matière sexuelle, il faut que la victime ne soit pas consentante, que l'auteur le sache ou accepte cette éventualité et qu'il passe outre en profitant de la situation ou en utilisant un moyen efficace (<ref-ruling> consid. 2b p. 100; arrêt 6B_159/2020 du 20 avril 2020 consid. 2.4.1).
L'<ref-law> ne protège des atteintes à la libre détermination en matière sexuelle que pour autant que l'auteur surmonte ou déjoue la résistance que l'on pouvait raisonnablement attendre de la victime (<ref-ruling> consid. 4 p. 52 et l'arrêt cité). Les pressions d'ordre psychique concernent les cas où l'auteur provoque chez la victime des effets d'ordre psychique, tels que la surprise, la frayeur ou le sentiment d'une situation sans espoir, propres à la faire céder (<ref-ruling> consid. 3a/bb p. 111; <ref-ruling> consid. 2b p. 100). En cas de pressions d'ordre psychique, il n'est pas nécessaire que la victime ait été mise hors d'état de résister (<ref-ruling> consid. 3b p. 158 s.). Pour déterminer si l'on se trouve en présence d'une contrainte sexuelle, il faut procéder à une appréciation globale des circonstances concrètes déterminantes (<ref-ruling> consid. 2.2 p. 109).
En introduisant la notion de "pressions psychiques", le législateur a voulu viser les cas où la victime se trouve dans une situation sans espoir, sans pour autant que l'auteur ait recouru à la force physique ou à la violence (<ref-ruling> consid. 3a/bb p. 110-111; <ref-ruling> consid. 2b p. 100 et les références citées). Ainsi, l'infériorité cognitive et la dépendance émotionnelle et sociale peuvent - en particulier chez les enfants - induire une pression psychique extraordinaire et, partant, une soumission comparable à la contrainte physique, les rendant incapables de s'opposer à des atteintes sexuelles. La jurisprudence parle de "violence structurelle", pour désigner cette forme de contrainte d'ordre psychique commise par l'instrumentalisation de liens sociaux. Compte tenu du caractère de délit de violence que revêt la contrainte sexuelle, la pression psychique générée par l'auteur et son effet sur la victime doivent atteindre une intensité particulière (<ref-ruling> consid. 3.1 p. 170 s. et les références citées). Plus l'enfant est jeune, moins élevées sont les exigences liées à l'intensité des pressions psychiques pour admettre l'usage d'un moyen de contrainte (arrêt 6B_216/2017 du 11 juillet 2017 consid. 1.4.1; cf. <ref-ruling> consid. 3.5.5 p. 160 et 3.5.7 p. 162).
3.2. La cour cantonale a exposé que le recourant savait pertinemment que la fillette n'était pas consentante à des actes d'ordre sexuel, dans la mesure où elle ne pouvait pas y adhérer. Elle ne pouvait en aucun cas s'attendre, ce qu'elle a d'ailleurs confirmé dans ses déclarations, à ce qu'un adulte se mette au sol pour lui lécher la vulve ou lui demande de lécher son pénis. Le recourant avait concrètement créé une situation de contrainte. Il était certes inconnu pour la fillette, mais cette dernière avait été confiée par sa mère, celui-ci profitant ainsi de la relation de confiance découlant nécessairement pour une si jeune fille, du fait que sa mère approuvait la situation. Le recourant n'avait laissé aucunement le temps à la fillette de se familiariser avec les lieux ou sa famille, l'emmenant directement dans la chambre pour parvenir à ses fins. Il avait fermé la porte, lui signifiant par là qu'elle était sa captive. Il l'avait ensuite confrontée à des vidéos choquantes, ce qui ne pouvait que l'insécuriser et la déstabiliser. Le désarroi de la fillette pouvait se déduire de son récit selon lequel elle se demandait ce qu'elle faisait là dans cette situation bizarre, et avait essayé de refuser de le lécher, ne s'exécutant qu'après insistance du recourant ( "allez allez j'attends"). L'intervention de l'épouse du recourant n'avait pu que renforcer la situation de contrainte, car malgré son arrivée dans la chambre, elle n'avait rien fait pour que les agissements de son mari cessent, ce qui n'avait pas pu échapper à l'enfant. Un autre indice de contrainte était le fait qu'en sortant des toilettes, l'intimée était retournée dans la chambre, car elle avait peur "qu'il fasse quelque chose" ou "qu'il lui fasse du mal", comprenant en réalité qu'elle n'avait pas le choix. Ainsi, sa soumission était parfaitement compréhensible et la résistance, faible au vu des circonstances, qu'elle pouvait opposer et qu'elle avait tenté d'opposer, lorsqu'elle n'avait pas obéi à l'injonction de lécher le pénis du recourant, était brisée. Elle avait ainsi bien été contrainte de subir et d'accomplir des actes d'ordre sexuel sur un adulte.
3.3. S'agissant de l'absence de consentement de l'intimée, le recourant considère que la motivation cantonale reviendrait simplement à dire qu'elle "ne voulait pas parce qu'elle ne voulait pas". Or les considérants de l'arrêt entrepris permettent aisément de comprendre que, dans les circonstances d'espèce, l'enfant, alors âgée de 8 ou 9 ans, invitée au domicile du recourant pour jouer avec sa fille, n'avait pas consenti à subir et prodiguer des actes d'ordre sexuels avec un adulte qu'elle ne connaissait pas, âgé de 37 ans, dans sa chambre à coucher.
Le recourant prétend qu'il ne se serait pas rendu compte que l'enfant n'était pas consentante, dans une démarche purement appellatoire, partant irrecevable. C'est le cas notamment lorsqu'il affirme qu'il ne pouvait pas percevoir ou envisager l'opposition de l'enfant, "car une simple hésitation de quelques secondes pour lécher son pénis n'est pas un signe évident de refus".
En tant que le recourant conteste que le fait de fermer la porte serait un signe de captivité pour la victime en prétendant que "tout acte sexuel a lieu derrière une porte fermée, (...) d'autant plus quand d'autres personnes sont présentes dans un même appartement", il oppose sa propre appréciation des faits à celle de la cour cantonale, dans une démarche purement appellatoire, partant irrecevable.
En définitive, le recourant échoue à démontrer l'arbitraire dans l'établissement des faits relatifs aux abus sexuels.
3.4. Compte tenu des faits établis, sans que l'arbitraire n'en soit démontré, la cour cantonale pouvait considérer que le recourant a suscité la surprise chez l'enfant et provoqué une situation sans issue. Confiée par sa mère, la fillette, alors âgée de 8 ou 9 ans a été, dès son arrivée, isolée dans un appartement qu'elle ne connaissait pas, dans une pièce dont la porte était fermée, sans qu'elle puisse même se familiariser avec les lieux ou avec la fille avec qui elle pensait jouer. Elle a été immédiatement confrontée à des images pornographiques et invitée à les reproduire. Pour les premiers actes, le recourant avait placé ses mains sur les cuisses de la fillette. Pour les suivants, elle ne s'est exécutée qu'après l'insistance du recourant, alors que l'épouse, entrée dans la chambre pour vérifier ce qu'il se passait, n'a pas cherché à faire sortir l'enfant de la chambre à coucher pour jouer avec sa fille. Compte tenu notamment du jeune âge de l'enfant, de son infériorité cognitive, des circonstances dans lesquelles elle a été confiée, de la manière dont les actes ont été entrepris dans un lieu inconnu et de la domination physique de l'auteur, la cour cantonale pouvait retenir que le recourant avait provoqué chez la victime le sentiment d'une situation sans espoir, propre à faire céder l'enfant. Dans cette configuration, il ne pouvait être attendu de la victime qu'elle résiste davantage. Il en résulte que la cour cantonale pouvait, sans violer le droit fédéral, admettre que le recourant avait usé d'un moyen de contrainte pour parvenir à ses fins.
C'est en vain que le recourant énumère des affaires dans lesquelles un rapport accru de confiance et/ou de dépendance émotionnelle et sociale entre la victime et l'auteur a été retenu et les actes d'ordre sexuel s'inscrivaient dans une certaine durée. Contrairement à ce qu'il suggère, la contrainte d'un enfant sous la forme de pression psychique peut également être retenue en l'absence de tels éléments. Ce n'est qu'à la suite d'une appréciation globale des éléments concrets déterminants qu'il est possible de juger si la situation de fait réalise les éléments constitutifs d'un moyen de contrainte (<ref-ruling> consid. 2b.aa p. 99).
Pour le surplus, le recourant ne formule aucune critique s'agissant du concours d'infractions retenu (cf. <ref-ruling> consid. 3.5.2 p. 156 en lien avec le concours entre les art. 187 et 189 ss CP).
4.
Le recourant s'en prend à l'établissement des faits en lien avec l'infraction de contrainte, s'agissant de l'épisode de l'ascenseur.
4.1. Se rend coupable de contrainte selon l'<ref-law> celui qui, en usant de violence envers une personne ou en la menaçant d'un dommage sérieux, ou en l'entravant de quelque autre manière dans sa liberté d'action, l'aura obligée à faire, ne pas faire ou à laisser faire un acte.
Outre l'usage de la violence ou de menaces laissant craindre la survenance d'un dommage sérieux, il peut également y avoir contrainte lorsque l'auteur entrave sa victime "de quelque autre manière" dans sa liberté d'action. Cette formule générale doit être interprétée de manière restrictive. N'importe quelle pression de peu d'importance ne suffit pas. Il faut que le moyen de contrainte utilisé soit, comme pour la violence ou la menace d'un dommage sérieux, propre à impressionner une personne de sensibilité moyenne et à l'entraver d'une manière substantielle dans sa liberté de décision ou d'action. Il s'agit donc de moyens de contrainte qui, par leur intensité et leur effet, sont analogues à ceux qui sont cités expressément par la loi (<ref-ruling> consid. 3.2.1 p. 440 s.; <ref-ruling> consid. 3.3.1 p. 328).
La contrainte peut être réalisée par une accumulation de comportements distincts de l'auteur, par exemple lorsque celui-ci importune sa victime par sa présence de manière répétée pendant une période prolongée (<ref-ruling> consid. 2.4 p. 266). Toutefois, en l'absence d'une norme spécifique réprimant de tels faits en tant qu'ensemble d'actes formant une unité, l'<ref-law> suppose, d'une part, que le comportement incriminé oblige la victime à agir, à tolérer ou à omettre un acte et, d'autre part, que cela puisse être appréhendé comme le résultat d'un comportement de contrainte plus précisément circonscrit (<ref-ruling> consid. 2.4 p. 266 s.; arrêt 6B_559/2020 du 23 septembre 2020 consid. 1.1).
La menace est un moyen de pression psychologique consistant à annoncer un dommage futur dont la réalisation est présentée comme dépendante de la volonté de l'auteur, sans toutefois qu'il soit nécessaire que cette dépendance soit effective (<ref-ruling> consid. 2a p. 128; plus récemment, arrêt 6B_406/2020 du 20 août 2020 consid. 2.1) ni que l'auteur ait réellement la volonté de réaliser sa menace (<ref-ruling> consid. 2 p. 122; arrêt 6B_406/2020 précité consid. 2.1).
4.2. La cour cantonale a exposé qu'après les actes d'ordre sexuels subis et prodigués, la fillette s'était retrouvée seule dans l'ascenseur - à savoir un nouvel espace clos - face au recourant, qui a une fois de plus profité de son ascendant sur elle, pour cette fois lui intimer de se taire. Le recourant l'avait également menacée en lui disant "sinon tu verras". Dans ses déclarations auprès de sa mère et de la police, 4 ou 5 ans après les abus, la fillette, alors âgée de 12 ans, a rapporté qu'elle était effrayée, ce qui était corroboré par le long délai de dévoilement des faits à sa mère. A teneur des déclarations recueillies simultanément par la police auprès de la mère de l'intimée, celle-ci lui en avait également parlé. Il n'y avait pas de raison de penser que l'enfant eut ressenti le besoin d'inventer ce détail pour se justifier auprès de sa mère de son long silence. Dès lors que l'intimée avait mentionné cet élément non seulement à la police, mais également à sa mère, sa crédibilité n'en était que renforcée.
4.3. La cour cantonale a exposé les motifs qui l'ont conduite à retenir, outre l'ordre de se taire, la menace formulée par le recourant, pour empêcher la victime de parler de ce qu'elle avait subi. Le recourant échoue à démontrer que la cour cantonale aurait versé dans l'arbitraire en retenant les propos "sinon tu verras", au seul motif que la victime n'aurait mentionné cette phrase qu'à la troisième interrogation relative à l'épisode de l'ascenseur. En effet, lorsqu'elle était invitée à décrire l'ensemble des faits - et non le seul épisode de l'ascenseur ainsi que le prétend le recourant - l'intimée a immédiatement indiqué qu'il lui avait dit de ne dire à personne et que ce serait leur petit secret (pièce 157 lignes 111-112, auxquelles se réfère le recourant, de manière lacunaire). Lorsqu'elle devait s'exprimer sur le moment à partir duquel les protagonistes étaient dans l'ascenseur, l'intimée a répété que le recourant lui aurait chuchoté que c'était leur petit secret et qu'elle ne devait le dire à personne. Elle a alors indiqué qu'elle avait peur qu'il fasse justement quelque chose si elle en parlait (pièce 157 lignes 602 s et 607 s.). Et lorsqu'elle était interrogée sur le dévoilement des événements à sa mère, la victime a expliqué qu'elle s'était tue dès lors que le recourant lui avait dit: " ça c'est le petit secret OK? Si tu le dis à quelqu'un, tu vas voir! " (pièce 157, lignes 750 s.). Compte tenu de la structure et du contenu de l'audition de la victime et de la confirmation, par la mère de la victime, de la terminologie employée, la cour cantonale pouvait, sans arbitraire, retenir que le recourant avait intimé à la victime de 8 ou 9 ans, de se taire "sinon [elle allait ] voir ".
Contrairement à ce qu'affirme le recourant, la cour cantonale ne s'est pas contentée de constater la présence d' "éléments classiques de cas d'agressions sexuelles d'un adulte sur un enfant " dans le discours de la fillette mais s'est livrée à une appréciation précise de son récit, qu'elle a qualifié de cohérent, clair et logique. A l'inverse, le recourant avait beaucoup varié dans ses déclarations, revenant sans cesse sur ses aveux, en se contredisant constamment. Il ne saurait alors prétendre que sa culpabilité serait fondée sur la base d'éléments abstraits plutôt que sur les faits de la cause.
Pour le surplus, le recourant ne conteste pas les circonstances dans lesquelles les propos ont été tenus (endroit clos, moment faisant suite aux abus sexuels, etc.) et ne formule aucune critique relative aux conditions de l'infraction de contrainte au sens de l'<ref-law>.
5.
Le recourant se plaint de sa condamnation pour pornographie. Il conteste la nature pornographique des vidéos montrées à l'intimée, en soutenant que la cour cantonale a procédé à une appréciation arbitraire des preuves sur ce point.
5.1. L'<ref-law> punit d'une peine privative de liberté de trois ans au plus ou d'une peine pécuniaire celui qui aura offert, montré, rendu accessible à une personne de moins de 16 ans ou mis à sa disposition des écrits, enregistrements sonores ou visuels, images ou autres objets pornographiques ou des représentations pornographiques, ou les aura diffusés à la radio ou à la télévision.
La pornographie s'entend de ce qui vise à provoquer une excitation sexuelle du consommateur alors que la sexualité est à tel point détachée de ses composantes humaines et émotionnelles que la personne en est réduite à un pur objet sexuel dont on peut disposer à volonté (<ref-ruling> consid. 6.1.1 p. 34; <ref-ruling> consid. 2.1 p. 262). Le comportement sexuel est grossier et mis exagérément au premier plan (<ref-ruling> consid. 6.1.1 p. 34; <ref-ruling> consid. 10.1.1 p. 67). Entre dans la pornographie, la représentation insistante et répétitive d'actes tels que des fellations, cunnilingus et masturbations (cf. <ref-ruling> consid. 4 p. 282; BERNARD CORBOZ, Les infractions en droit suisse, volume I, 3e éd., 2010, n° 15 ad <ref-law>).
5.2. La cour cantonale a retenu que le recourant avait montré trois vidéos pornographiques, conformément aux explications de l'enfant. La fillette, jugée crédible, avait décrit ce qu'elle avait vu, à savoir le caractère uniquement sexuel des images. Il était indéniable que leur contenu, à savoir une scène de cunnilingus, une autre de fellation et enfin une pénétration, était pornographique. Le recourant n'avait pas pu décrire de façon constante le contenu des vidéos, il ne prétendait même pas qu'elles contenaient autre chose que des actes d'ordre sexuels.
5.3. Le recourant ne conteste pas qu'une ou plusieurs vidéos contenaient des actes d'ordre sexuel. Il prétend simplement qu'il ne serait pas établi que les vidéos en question contenaient exclusivement des scènes d'ordre sexuel du type décrit. Or, à aucun moment il n'a fait état d'images dans lesquelles les organes sexuels apparaitraient en second plan ou en lien avec un caractère humain et émotionnel. Il ne conteste pas qu'elles mettaient en avant un cunnilingus, une fellation et une pénétration vaginale.
Sur la base des faits retenus par la cour cantonale, sans que l'arbitraire n'en soit démontré, celle-ci pouvait, sans violer le droit fédéral, reconnaître le recourant coupable de pornographie au sens de l'<ref-law>.
6.
Le recourant critique la quotité de la peine prononcée à plusieurs égards.
6.1. Selon l'<ref-law>, le juge fixe la peine d'après la culpabilité de l'auteur. Celle-ci doit être évaluée en fonction de tous les éléments objectifs pertinents, qui ont trait à l'acte lui-même, à savoir notamment la gravité de la lésion, le caractère répréhensible de l'acte et son mode d'exécution (objektive Tatkomponente). Du point de vue subjectif, sont pris en compte l'intensité de la volonté délictuelle ainsi que les motivations et les buts de l'auteur (subjektive Tatkomponente). A ces composantes de la culpabilité, il faut ajouter les facteurs liés à l'auteur lui-même (Täterkomponente), à savoir les antécédents (judiciaires et non judiciaires), la réputation, la situation personnelle (état de santé, âge, obligations familiales, situation professionnelle, risque de récidive, etc.), la vulnérabilité face à la peine, de même que le comportement après l'acte et au cours de la procédure pénale (<ref-ruling> consid. 6.1.1 p. 66 s.).
Pour fixer la peine, le juge dispose d'un large pouvoir d'appréciation. Il y a toutefois violation du droit fédéral lorsque le juge sort du cadre légal, se fonde sur des critères étrangers à l'<ref-law>, omet de prendre en considération des éléments d'appréciation prévus par cette disposition ou, enfin, si la peine qu'il prononce est exagérément sévère ou clémente au point de constituer un abus du pouvoir d'appréciation (<ref-ruling> consid. 1.2 p. 319; <ref-ruling> consid. 5.6 p. 61).
L'<ref-law> fixe des règles en matière de concours d'infractions.
Selon l'<ref-law>, le juge atténue la peine si, au moment d'agir, l'auteur ne possédait que partiellement la faculté d'apprécier le caractère illicite de son acte ou de se déterminer d'après cette appréciation.
6.2. La cour cantonale a retenu que la faute du recourant était très lourde. Il avait porté atteinte à l'intégrité sexuelle d'une petite fille et avait enfreint les règles sur le séjour et les autorisations de travail en Suisse pendant une longue période pénale. Sa responsabilité restreinte pouvait atténuer légèrement sa culpabilité s'agissant des actes commis au préjudice de l'intimée à son domicile mais était contrebalancée par les éléments suivants. Ses crimes étaient odieux, uniquement motivés par son propre plaisir sexuel. Il avait déjà conscience de ses déviances, par une première procédure dans un autre canton, mais avait choisi de ne suivre aucun traitement et de récidiver, ce qui était très grave. Alors que la fillette cherchait à se faire des nouvelles amies et apprendre à jouer du piano, il l'avait délibérément entraînée chez lui, en lui faisant miroiter qu'elle rencontrerait sa fille. La victime n'avait pas eu le temps de s'installer dans le salon qu'il l'avait emmenée dans sa chambre pour la confronter à de la pornographie et lui faire subir des actes d'ordre sexuel. Sa collaboration était au mieux moyenne. Il avait avoué une parties des méfaits, mais avait nié les pires, cherchant à minimiser la gravité de la situation. Il avait parfois cherché à mettre indirectement la faute sur l'enfant, comme lorsqu'il avait dit qu'il ne voulait pas qu'elle touche son pénis, ce qui était définitivement blâmable. Les abus qu'il aurait lui-même subis n'atténuaient en rien sa faute et sa prise de conscience était faible. Abusant de la confiance de la mère de la victime, il avait principalement eu des mots d'excuses pour celle-ci, mais ne semblait pas réaliser le tort qu'il avait causé à la fillette. La honte et sa propre situation familiale semblaient plus l'attrister que ses torts.
La médiatisation de la procédure ne justifiait aucune réduction de peine, le recourant n'ayant pas allégué qu'elle avait conduit à ce qu'il fut préjugé. Quant aux souffrances potentiellement causées par une importante exposition dans les médias, elles n'étaient en principe prises en compte qu'au stade d'une indemnisation pour tort moral en cas d'acquittement, ce qui était exclu en l'espèce.
La peine de base pour la contrainte sexuelle, infraction abstraitement la plus grave, a été fixée à 14 mois de peine privative de liberté. Celle-ci a été aggravée de 21 mois pour les actes d'ordre sexuel sur un enfant, de 5 mois pour la pornographie et 5 mois pour la contrainte. Pour les infractions à la LEI, la cour cantonale a aggravé la peine de 4 mois supplémentaires (peines hypothétiques de 3 mois pour le séjour illégal et 3 mois pour le travail sans autorisation).
Tenant compte de la responsabilité faiblement restreinte du recourant pour les actes en lien avec la jeune victime, la cour cantonale a au final condamné le recourant à une peine privative de liberté de 42 mois (3 ans et demi).
6.3. Le recourant reproche à la cour cantonale d'avoir retenu, comme facteur aggravant, ses déclarations durant le procès dans le but de se défendre. Il invoque une violation de son droit à un procès équitable.
Or, de jurisprudence constante, le droit de ne pas s'auto-incriminer n'exclut pas la possibilité de considérer comme un facteur aggravant de la peine, le comportement du prévenu qui rend plus difficile l'enquête pénale par des dénégations opiniâtres, dont on peut déduire une absence de remords et de prise de conscience de sa faute (arrêts 6B_123/2020 du 26 novembre 2020 consid. 8.2.2; 6B_222/2020 du 10 juin 2020 consid. 4.2; 6B_637/2018 du 10 octobre 2018 consid. 2.3).
Aussi, la cour cantonale pouvait, sans violer le droit fédéral, tenir compte de ses dénégations et de son comportement en procédure ainsi que de l'absence de prise de conscience pour fixer la peine du recourant, quand bien même ces mécanismes découleraient des distorsions cognitives dont il souffre.
6.4. Le recourant reproche à la cour cantonale de ne pas avoir tenu compte d'articles de presse portant sur sa cause, parus 2 jours avant le jugement de première instance, respectivement, le jour même.
6.4.1. Il y a lieu de tenir compte, en tant que facteur de fixation de la peine, d'une publication préjugeant de la culpabilité d'une personne soupçonnée dans les comptes rendus de la presse, selon la gravité de l'atteinte aux droits (<ref-ruling> consid. 3b/aa p. 104). C'est le cas par exemple, lorsqu'une conférence de presse donnée par le Procureur de la Confédération préjuge de la culpabilité du prévenu en influençant lourdement les organes de poursuite pénale (cf. <ref-ruling> consid. 3b/aa p. 104). Il appartient au recourant de démontrer en quoi la médiatisation dénoncée a conduit à ce qu'il soit préjugé et lui a causé un préjudice important (<ref-ruling> consid. 3b/bb p. 106 et les références citées; arrêts 6B_122/2017 du 8 janvier 2019 consid. 11.5.1; 6B_1385/2017 du 3 août 2018 consid. 2.5.2; 6B_206/2015 du 8 octobre 2015 consid. 2.3.1). La couverture médiatique de l'affaire pénale n'implique pas obligatoirement une diminution de la peine, quand bien même celle-ci fût intensive et outrancière (arrêts 6B_1385/2017 précité consid. 2.5.2; 6B_800/2016 du 25 octobre 2017 consid. 1.3, non publié in <ref-ruling>; 6B_853/2013 du 20 novembre 2014 consid. 2.4.8).
6.4.2. En l'espèce, le recourant ne prétend pas avoir allégué devant la cour cantonale, que la médiatisation de la procédure aurait conduit à ce qu'il fut préjugé. Au demeurant, il ne démontre pas que les articles de presse dont il se plaint, parus 2 jours avant, voire le jour du jugement de première instance, auraient violé les fondements de la présomption d'innocence et conduit à ce qu'il soit préjugé. Le recourant procède à une appréciation purement personnelle du contenu des articles de presse qu'il cite, en s'écartant de manière irrecevable des faits établis par la cour cantonale (art. 105 al. 1 et 106 al. 2 LTF). Il n'établit pas non plus avoir subi une atteinte grave qui découlerait des articles de presse, et non seulement des conséquences des infractions pénales qu'il a commises. En tout état, le seul descriptif, dans la presse, des reproches faits dans le cadre de la procédure pénale, sans usage du conditionnel, ne conduit pas à un préjugé justifiant une diminution de peine. Il n'y a pas lieu de tenir compte d'une pression extraordinairement forte provoquée par un compte-rendu dans la presse. Pour le surplus, le recourant est irrecevable à se prévaloir de règlements cantonaux sur la communication des journalistes, sans développer de grief d'arbitraire sur ce point (cf. <ref-law> a contrario, 97 al. 1 et 106 al. 2 LTF).
6.5. En définitive, le recourant échoue à démontrer que la cour cantonale se serait écartée des critères prévus à l'<ref-law> ou aurait outrepassé son pouvoir d'appréciation dans le cadre de la fixation de la peine. Ce grief doit être rejeté dans la mesure de sa recevabilité.
7.
Le recourant soutient que son expulsion du territoire suisse pour une durée de 5 ans violerait le principe de non-rétroactivité du code pénal, ainsi que le principe de proportionnalité.
7.1.
7.1.1. Aux termes de l'<ref-law>, entré en vigueur le 1er octobre 2016, le juge peut expulser un étranger du territoire suisse pour une durée de trois à quinze ans si, pour un crime ou un délit non visé à l'<ref-law>, celui-ci a été condamné à une peine ou a fait l'objet d'une mesure au sens des art. 59 à 61 ou 64 CP.
L'expulsion facultative prévue à l'<ref-law> n'est pas conditionnée à une peine de durée minimale, le législateur ayant souhaité permettre au juge d'ordonner des expulsions en raison d'infractions de moindre gravité, en particulier pour les cas de délits - par exemple le vol - répétés ou de "tourisme criminel" (cf. arrêts 6B_607/2018 du 10 octobre 2018 consid. 1.1; 6B_770/2018 du 24 septembre 2018 consid. 1.1).
Comme toute décision étatique, le prononcé d'une expulsion non obligatoire doit respecter le principe de la proportionnalité ancré aux art. 5 al. 2 et 36 al. 2 et 3 Cst. Il convient ainsi d'examiner si l'intérêt public à l'expulsion l'emporte sur l'intérêt privé de la personne à demeurer en Suisse. Une telle pesée des intérêts répond également aux exigences découlant de l'art. 8 par. 2 CEDH concernant les ingérences dans la vie privée et familiale (cf. arrêts 6B_594/2019 du 4 juillet 2019 consid. 2.1; 6B_549/2019 du 29 mai 2019 consid. 2.1; 6B_242/2019 du 18 mars 2019 consid. 1.1). S'agissant d'un étranger arrivé en Suisse à l'âge adulte, l'examen de la proportionnalité suppose une prise en compte de la nature et de la gravité de la faute, du temps écoulé depuis la commission de l'infraction, du comportement de l'auteur durant cette période, de la durée de son séjour en Suisse, de la solidité des liens sociaux, culturels et familiaux avec le pays hôte et avec le pays de destination (cf. <ref-ruling> consid. 2.4 p. 149; <ref-ruling> consid. 2.3.3 p. 34 ss; <ref-ruling> consid. 4.3 p. 381; arrêts 6B_549/2019 du 29 mai 2019 consid. 2.1; 6B_242/2019 du 18 mars 2019 consid. 1.1).
Le juge doit tenir compte à la fois des critères régissant la fixation de la peine et du but de sécurité publique visé par cette mesure (cf. arrêt 6B_770/2018 du 24 septembre 2018 consid. 1.1 et 1.3, rappelant la jurisprudence développée à propos de l'art. 55 aCP).
7.1.2. Conformément à l'art. 115 al. 1 LEI, le séjour illégal (let. b) et l'exercice d'une activité lucrative sans autorisation (let. c) sont punis d'une peine privative de liberté d'un an au plus ou d'une peine pécuniaire.
7.1.3. Selon l'<ref-law>, est jugé d'après le présent code quiconque commet un crime ou un délit après l'entrée en vigueur de ce code (al. 1). Le présent code est aussi applicable aux crimes et aux délits commis avant la date de son entrée en vigueur si l'auteur n'est mis en jugement qu'après cette date et si le présent code lui est plus favorable que la loi en vigueur au moment de l'infraction (al. 2).
En vertu de l'interdiction de la rétroactivité posée à l'<ref-law>, le juge pénal ne peut prononcer une expulsion que si l'auteur a commis un acte justifiant cette mesure après son entrée en vigueur, à savoir après le 1er octobre 2016 (arrêts 6B_1031/2019 du 1er septembre 2020 consid. 3.2.2 destiné à la publication et références citées; 6B_1043/2017 du 14 août 2018 consid. 3.1.2).
Le Tribunal fédéral a admis la prise en considération de l'ensemble des antécédents - comprenant des infractions commises avant le 1er octobre 2016 - dans l'examen des aspects pertinents pour la pesée des intérêts en application de l'<ref-law> (cf. notamment arrêts 6B_549/2019 du 29 mai 2019 consid. 2.3; 6B_594/2019 du 4 juillet 2019 consid. 2; 6B_770/2018 du 24 septembre 2018 consid. 2.2.1; 6B_506/2017 du 14 février 2018 consid. 2.5.1).
7.2. La cour cantonale a retenu que les infractions de séjour illégal et de travail sans autorisation, commises après le 1er octobre 2016, fondaient l'expulsion facultative du recourant. Si elles ne justifiaient pas, à elles seules, le prononcé d'une expulsion, la cour cantonale a considéré que sa précédente condamnation pour des actes d'ordre sexuel avec un enfant, et sa récidive jugée dans la présente affaire étaient des infractions graves. L'intérêt du recourant à rester en Suisse paraissait faible. S'il y vivait depuis de longues années, c'était de manière irrégulière, il n'avait pratiquement aucune chance d'obtenir un droit de séjour en Suisse, il ne pouvait exercer une activité lucrative ni reprendre sa fonction de prédicateur. Son épouse et ses deux enfants en Suisse y résidaient sans droit, de sorte que le recourant ne pouvait se prévaloir de la garantie du droit au respect de la vie privée et familiale. Ses chances de réinsertion au Brésil, qu'il avait quitté comme jeune adulte, paraissaient bonnes, dans la mesure où il parlait mieux le portugais (sa langue maternelle) que le français et pouvait y amener l'expérience professionnelle acquise, au noir, en Suisse. Il y avait encore de la famille et des connaissances. L'espoir allégué que le traitement du recourant aboutisse ne changeait pas le résultat de la pesée des intérêts.
En définitive, constatant que l'intérêt public à l'expulsion prévalait sur l'intérêt privé du recourant à rester en Suisse, elle a prononcé une expulsion du territoire suisse d'une durée de 5 ans.
7.3. En l'espèce, le recourant a été condamné pour séjour illégal et exercice d'une activité lucrative sans autorisation au sens de l'art. 115 al. 1 let. b et let. c LEI, infractions qui ont été commises en partie après octobre 2016. Il s'agit de délits (<ref-law>), portant sur une longue période pénale, lesquels peuvent justifier une expulsion facultative au sens de l'<ref-law>, étant rappelé que cette disposition permet au juge d'ordonner l'expulsion en raison d'infractions de moindre gravité (en particulier pour des délits répétés, cf. supra consid. 7.1.1) en prenant en compte les antécédents du prévenu (cf. supra consid. 7.1.3). Aussi, le recourant ne peut rien déduire en sa faveur du principe de la non-rétroactivité du code pénal.
7.4. S'agissant de la proportionnalité de l'expulsion, la pesée des intérêts opérée par la cour cantonale ne prête pas le flanc à la critique.
Sur le plan de l'intérêt public à l'expulsion, il y a lieu de tenir compte du fait que, outre les infractions à la LEI, le recourant a commis des crimes et des délits (contrainte sexuelle, actes d'ordre sexuel avec un enfant, pornographie, contrainte) portant notamment atteinte à l'intégrité sexuelle, au développement et à la liberté d'une jeune enfant, sa faute étant qualifiée de très lourde. Le recourant présente également des antécédents spécifiques s'agissant des actes d'ordre sexuel avec un enfant, du séjour illégal et de l'exercice d'une activité sans autorisation. Ces nombreuses infractions mettent en lumière un sévère mépris des lois et de l'ordre juridique suisse. Le risque de récidive de violence sexuelle a été qualifié de moyen compte tenu notamment du manque d'introspection du recourant vis-à-vis de ses pulsions pédophiles. S'agissant des infractions à la LEI, il y a lieu de relever que le recourant a persisté, malgré une première condamnation, à séjourner en Suisse de manière irrégulière et y a exercé plusieurs activités sans autorisation, dans le cadre desquelles il a rencontré ses victimes. L'ordre et la sécurité publiques sont gravement menacés. L'intérêt public à l'expulsion du recourant est dès lors très important.
Quant à l'intérêt privé du recourant à rester en Suisse, il ressort de l'arrêt entrepris qu'il a passé la majeure partie de sa vie au Brésil, pays où il a suivi sa scolarité, travaillé, rencontré son épouse et eu ses premiers enfants. Le portugais est sa langue maternelle qu'il maîtrise couramment, alors qu'il n'a que des connaissances élémentaires du français (cf. jugement de première instance consid. 5.2 p. 21). Sa mère, une soeur et un fils avec lequel il entretient des contacts réguliers résident toujours au Brésil. Si la durée de son séjour en Suisse n'est pas négligeable, cet aspect doit être fortement relativisé par l'illégalité de sa présence (<ref-ruling> consid. 4.3 p. 24; arrêt 6B_549/2019 du 29 mai 2019 consid. 2.3 et les références citées), étant rappelé qu'il y est arrivé à l'âge adulte alors qu'il était déjà marié et père de famille. Il ne peut prétendre à une vie familiale en Suisse, puisque sa femme et ses enfants ne bénéficient pas d'autorisation de séjour (<ref-ruling> consid. 6.1 p. 12; <ref-ruling> consid. 1.3.1 p. 145). Les affirmations du recourant selon lesquelles ces derniers pourraient bénéficier d'une autorisation de séjour dans le futur sont purement appellatoires, partant irrecevables. De surcroît, l'arrêt entrepris ne fait état d'aucun lien intense avec la Suisse, encore moins d'une bonne intégration, qui permettraient ainsi de mettre en balance les intérêts privés du recourant face à l'intérêt public présidant son expulsion. Le recourant se prévaut de manière irrecevable de déclarations d'un témoin de moralité qui ne ressortent pas de l'arrêt entrepris et dont l'arbitraire de l'omission n'est pas soulevé. En tout état, les propos selon lesquels il serait "une bonne personne (...) sociable, honnête et bien intégré (e) dans la société" ne saurait suffire à reconnaître des liens intenses avec la Suisse. Le fait qu'il n'émarge pas à l'aide sociale et qu'il aurait une bonne relation avec le voisinage ne contrebalance aucunement l'impératif de sécurité publique exposé supra. Il ne saurait en outre rien déduire de son prétendu désir de bénéficier d'un traitement pour contrôler ses pulsions sexuelles pour les enfants, traitement auquel il s'est déjà soustrait une première fois.
Enfin, c'est en vain que le recourant se prévaut des directives du Procureur général du Ministère public genevois en matière d'expulsion, lesquelles ne lient nullement le Tribunal fédéral dans son examen de l'application du droit constitutionnel et fédéral et peuvent tout au plus être considérées à titre d'indice concernant la proportionnalité d'une expulsion non obligatoire (arrêt 6B_607/2018 du 10 octobre 2018 consid. 1.4.2). En tout état, ces directives apparaissent dénuées de pertinence dans la mesure où, en l'espèce, le Ministère public genevois a requis son expulsion pour une durée de 5 ans.
7.5. Compte tenu de ce qui précède, l'intérêt public à l'expulsion du recourant l'emporte sur l'intérêt privé de celui-ci à demeurer en Suisse, de sorte que cette mesure, prononcée pour une durée de 5 ans et correspondant au tiers du maximum prévu par l'<ref-law>, ne porte pas atteinte au principe de la proportionnalité. Le grief doit être rejeté dans la mesure où il est recevable.
Pour le surplus, le recourant ne soulève aucun grief circonstancié déduit de l'art. 8 CEDH.
8.
Le recourant conteste le montant de l'indemnité pour tort moral, arrêté à 10'000 fr., qu'il a été condamné à verser à la victime.
8.1. L'<ref-law> dispose que celui qui subit une atteinte illicite à sa personnalité a droit à une somme d'argent à titre de réparation morale, pour autant que la gravité de l'atteinte le justifie et que l'auteur ne lui ait pas donné satisfaction autrement.
L'ampleur de la réparation morale dépend avant tout de la gravité des souffrances physiques ou psychiques consécutives à l'atteinte subie par la victime et de la possibilité d'adoucir sensiblement, par le versement d'une somme d'argent, la douleur morale qui en résulte. Sa détermination relève du pouvoir d'appréciation du juge. En raison de sa nature, l'indemnité pour tort moral, qui est destinée à réparer un dommage qui ne peut que difficilement être réduit à une simple somme d'argent, échappe à toute fixation selon des critères mathématiques, de sorte que son évaluation en chiffres ne saurait excéder certaines limites. L'indemnité allouée doit toutefois être équitable (<ref-ruling> consid. 3.1 p. 342; <ref-ruling> consid. 5.1 p. 704 s.).
La fixation de l'indemnité pour tort moral est une question d'application du droit fédéral, que le Tribunal fédéral examine donc librement. Dans la mesure où celle-ci relève pour une part importante de l'appréciation des circonstances, il intervient avec retenue. Il le fait notamment si l'autorité cantonale a mésusé de son pouvoir d'appréciation, en se fondant sur des considérations étrangères à la disposition applicable, en omettant de tenir compte d'éléments pertinents ou encore en fixant une indemnité inéquitable parce que manifestement trop faible ou trop élevée. Comme il s'agit toutefois d'une question d'équité - et non d'une question d'appréciation au sens strict, qui limiterait son examen à l'abus ou à l'excès du pouvoir d'appréciation -, le Tribunal fédéral examine librement si la somme allouée tient suffisamment compte de la gravité de l'atteinte ou si elle est disproportionnée par rapport à l'intensité des souffrances morales causées à la victime (<ref-ruling> consid. 3.1 p. 342 s.; <ref-ruling> consid. 6.3.1 p. 344 s. et les références citées).
8.2. La cour cantonale a considéré que l'indemnité pour tort moral de 4'000 fr., fixée par les premiers juges, était trop faible vu les circonstances d'espèce.
Après avoir donné des exemples d'affaires dans lesquelles des auteurs d'abus sexuels ont été condamnés à verser des indemnités de 5'000 à 20'000 fr. à leurs victimes, la cour cantonale a rappelé que la faute du recourant était très lourde et que la fillette avait subi une grave atteinte à son intégrité sexuelle à l'âge de 8 ou 9 ans. Au lieu de passer un moment avec une nouvelle amie, alors qu'elle en manquait à l'époque, elle avait été contrainte d'endurer deux cunnilingus et de prodiguer une fellation à un adulte. Il s'agissait certes d'un épisode unique, mais lors duquel elle s'était retrouvée seule dans une chambre avec un homme adulte censé la protéger, qui avait abusé d'elle et profité de la confiance de sa mère. Elle avait eu peur et avait été dégoutée. Menacée par son agresseur et forcée en silence, elle avait dû porter seule pendant des années le poids de ce qu'elle avait vécu, se sentant en plus coupable de n'avoir rien dit et d'avoir agi comme elle l'avait fait. Elle avait développé un toc consistant à porter en permanence une serviette dans sa culotte pour éviter une sensation mouillée, ce qui paraissait véritablement pénible. Elle supporterait probablement l'effet des actes du recourant toute sa vie. Le fait qu'elle ne voulait pas suivre une thérapie pour le moment devait être mis sur le compte de son jeune âge, et de la difficulté, reconnue, de parler de ce genre d'évènements.
Statuant en équité, la cour cantonale a fixé l'indemnité pour tort moral à 10'000 francs.
8.3. Le recourant reproche à la cour cantonale de s'être référée à diverses affaires dans lesquelles des indemnités comparables avaient été fixées, en soulignant les différences existant avec la présente cause. On ne voit cependant pas quelle conclusion le recourant entend tirer de cette démonstration, dès lors que l'autorité précédente n'a signalé ces jurisprudences qu'à titre exemplatif et n'a aucunement prétendu qu'elles portaient sur des situations identiques.
En tout état, l'autorité cantonale s'est fondée sur des considérations prévues par l'<ref-law> en tenant compte de tous les éléments pertinents. Au vu de ces considérations, le montant de 10'000 fr. ne prête pas flanc à la critique et ne viole pas le droit fédéral. La somme allouée tient suffisamment compte de la gravité de l'atteinte et n'apparaît pas disproportionnée par rapport à l'intensité des souffrances morales de la victime, lesquelles ne sont pas contestées de manière précise, le recourant ne pouvant se contenter de soulever l'absence de certificat médical. Le grief doit être rejeté dans la mesure où il est recevable.
9.
Le recours doit être rejeté dans la mesure où il est recevable. Comme il était dépourvu de chances de succès, la demande d'assistance judiciaire doit être rejetée (<ref-law>). Le recourant, qui succombe, supportera les frais judiciaires (<ref-law>), dont le montant sera fixé en tenant compte de sa situation financière, laquelle n'apparaît pas favorable.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2.
La demande d'assistance judiciaire est rejetée.
3.
Les frais judiciaires, arrêtés à 1'200 fr., sont mis à la charge du recourant.
4.
Le présent arrêt est communiqué aux parties et à la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre pénale d'appel et de révision.
Lausanne, le 18 janvier 2021
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
La Présidente : Jacquemoud-Rossari
La Greffière : Klinke