Raspberry Pi5に最新のPythonをインストールする。

概略　

Raspberry Pi5にPython3の最新verをインストールする際にPython本体のみのビルド・インストールではモジュールが不足して使えない機能があります。事前にそれらをインストールしてからPython本体をビルドする方法の備忘録です。特に下記２点が大きな問題です。

1. python-ctypesがインストールされないためデバッグエラーして実行できない（VScode）
2. opensslがPythonにリンクされないためpipが使えない

ビルドの際の不足モジュールについてのワーニング

The necessary bits to build these optional modules were not found:
_bz2                  _ctypes               _ctypes_test
_curses               _curses_panel         _dbm
_gdbm                 _hashlib              _lzma
_ssl                  _tkinter              _uuid
readline
To find the necessary bits, look in configure.ac and config.log.

Could not build the ssl module!
Python requires a OpenSSL 1.1.1 or newer

Checked 111 modules (31 built-in, 65 shared, 1 n/a on linux-aarch64, 1 disabled, 13 missing, 0 failed on import)

環境

• Raspberry Pi 5 8GB RAM
• PCIe3 NVMeでSSD接続
  OS:

Distributor ID: Debian
Description:    Debian GNU/Linux 12 (bookworm)
Release:        12
Codename:       bookworm

手順

1. 事前準備　必要なモジュールのインストール
2. Pythonのインストール
   1. ワークフォルダの作成
   2. Pythonソースのダウンロード～展開
   3. Pythonビルド前の事前準備、opensslのリンク設定変更
   4. Pythonのビルド～インストール
3. インストール結果確認
   1. PythonのVersion確認
   2. pipの確認を兼ねてpipのアップグレード
   3. VScodeでのデバッグの動作確認

Pythonのダウンロードとビルド

事前準備、必要なモジュールのインストール

パッケージのアップデートとアップグレード

sudo apt update
sudo apt upgrade

python-ctypeインストール

sudo apt-get install libffi-dev

OpenSSL Development Packegeをインストールする。

opensslは最初からインストールされていますが、開発パッケージがありません。これをインストールする。

sudo apt-get install libssl-dev

そのほかのモジュールのインストール

sudo apt-get install libbz2-dev
sudo apt-get install libreadline-dev
sudo apt-get install libsqlite3-dev
sudo apt-get install libncurses5-dev
sudo apt-get install libncursesw5-dev
sudo apt-get install tk-dev
sudo apt-get install liblzma-dev
sudo apt-get install libgdbm-dev
sudo apt-get install libdb-dev

（参考）https://blog.amedama.jp/entry/2018/08/25/134642

Pythonのインストール

ソースBuild用のワークフォルダを作成する。

大量のファイルが展開されるのでワークフォルダを作成してそこで作業します。ここではユーザーフォルダの下にdevフォルダを作成してそこへ移動します。

mkdir ~/dev
cd dev

pythonのソースのダウンロード～展開

Pythonのソースはここにあります。最新Verのリンクへ飛んで"Gipped source tarball"のリンクをコピーしてください。記載時点の最新Verは3.12.4です。
https://www.python.org/downloads/source/
下のコマンドでファイルを取得してください。https:~が上記でコピーしたリンクです。

wget https://www.python.org/ftp/python/3.12.4/Python-3.12.4.tgz

ファイルを展開して、そのフォルダへ移動

tar xvzf Python-3.12.4.tgz
cd Python-3.12.4

Pythonのビルド前の事前準備

Buildをする前にopensslのリンク設定をします。Setupファイルを編集します。

nano Module/Setup

以下を#を削除してアンコメントします。
【変更前】

#_socket socketmodule.c

# To statically link OpenSSL:
# _ssl _ssl.c $(OPENSSL_INCLUDES) $(OPENSSL_LDFLAGS) \
#    -l:libssl.a -Wl,--exclude-libs,libssl.a \
#    -l:libcrypto.a -Wl,--exclude-libs,libcrypto.a
# _hashlib _hashopenssl.c $(OPENSSL_INCLUDES) $(OPENSSL_LDFLAGS) \
#    -l:libcrypto.a -Wl,--exclude-libs,libcrypto.a

【変更後】

_socket socketmodule.c

# To statically link OpenSSL:
 _ssl _ssl.c $(OPENSSL_INCLUDES) $(OPENSSL_LDFLAGS) \
    -l:libssl.a -Wl,--exclude-libs,libssl.a \
    -l:libcrypto.a -Wl,--exclude-libs,libcrypto.a
 _hashlib _hashopenssl.c $(OPENSSL_INCLUDES) $(OPENSSL_LDFLAGS) \
    -l:libcrypto.a -Wl,--exclude-libs,libcrypto.a

編集したらctrl+xで保存終了してください。
（参考）
https://techglimpse.com/install-python-openssl-support-tutorial/
https://qiita.com/KBT777/items/2ae15faa4b8c7101d6f1

Pythonのビルド～インストール

ビルド用のMakeFile作成、オプティマイズはします。

./configure --enable-optimizations

ビルドの実行。sudoは不要で行けるはずです（sudoは付けない方が良い気がします。付けた時にOSが不安定になった気がした。単なる感触で確証無し、根拠無し）。ビルドの際にログを残します。

make 2>&1 | tee make.log

ビルド完了時のモジュールのワーニング、あるけどダメみたいのは残ってしまいます。この影響や解決法がわかる方はコメントお願いします。

[ERROR] -l:libcrypto.a failed to import: '-l:libcrypto.a' is not a built-in module
[ERROR] Cannot mark builtin module '-l:libcrypto.a' as failed!
[ERROR] -l:libssl.a failed to import: '-l:libssl.a' is not a built-in module
[ERROR] Cannot mark builtin module '-l:libssl.a' as failed!
Following modules built successfully but were removed because they could not be imported:
-l:libcrypto.a        -l:libssl.a

Checked 113 modules (31 built-in, 79 shared, 1 n/a on linux-aarch64, 0 disabled, 0 missing, 2 failed on import)

インストールの実行

sudo make install

インストール完了時の最後のワーニング。pipでモジュールをインストールする際rootではなく仮想環境を作りそこにインストールすることが推奨。さもなくばシステムとコンフリクトして不具合を起こすかも。といった感じかな

WARNING: Running pip as the 'root' user can result in broken permissions and conflicting behaviour with the system package manager. It is recommended to use a virtual environment instead: https://pip.pypa.io/warnings/venv

インストール結果確認

PythonのVersion確認

python3 -V
#Python 3.12.4

Version 3.12.4がインストールされています。

pipの確認を兼ねてpipのアップグレード

pip3 install --upgrade pip
#Successfully installed pip-24.2

pipが無事動作して24.0 -> 24.2へアップグレードされました。

デバッグ動作確認(VScode)

Windows PCのVScodeからリモートでRaspberry Piへ入り適当な.pyファイルを作成。インタープリターをインストールしたPython Versionへ変更することを忘れずに！。その後簡単なコードを記入してデバッグ。

print("Hello World!")
# Hello World!

無事動作することを確認

まとめ

Python3の最新VerをRaspberry Piへインストールする際に

• 事前に不足モジュールのインストールが必要
• 不足モジュールのインストール後のビルドで完全にエラーを取り除けていないが、不足モジュールのワーニングは解消
• pipとVScodeでのデバッグまでは動作確認済

もっと良い方法やビルドで解消していないエラーの解決方法があればコメントお願いします。私の方での調べてみて何か分かれば更新していきます。