在直行机动车撞上横穿马路非机动车的事故中，责任划分是一个综合考量的过程，主要依据《中华人民共和国道路交通安全法》及其实施条例，并结合具体的事故情境来进行分析。以下是对这一问题的详细解答：

一、法律框架与基本原则

1. 非机动车行为规范：

   • 非机动车（如自行车、电动车）在横过道路时，应当下车推行，并确认安全后再通过。
   • 如果存在人行横道或过街设施，非机动车必须按规定使用。

2. 机动车行为规范：

   • 机动车行经人行横道时，需要减速礼让行人。
   • 遇非机动车横穿马路时，机动车应采取合理的避让措施。

3. 事故责任判定原则：

   • 过错责任原则：根据双方行为对事故发生的作用力大小及过错程度来划分主次责任或同等责任。
   • 无过错责任原则：如果一方完全遵守交通规则且无过错，那么另一方需承担全部责任。

二、常见情形与责任分析

1. 非机动车突然横穿且未观察路况：

   • 如果非机动车在未确保安全的情况下快速横穿马路，导致正常行驶的机动车无法及时避让，那么非机动车通常承担主要或全部责任。

2. 机动车超速行驶或疏于观察：

   • 如果机动车在限速路段超速行驶，或者未能及时发现横穿的非机动车并采取制动措施，那么机动车可能承担主要或同等责任。

3. 双方均存在违规行为：

   • 如果非机动车横穿时未下车推行，同时机动车临近人行横道未减速，那么双方将按过错比例分担责任，例如机动车承担60%、非机动车承担40%。

三、关键责任认定要素

1. 非机动车方需举证事项：

   • 是否已尽到合理观察义务，如是否停车瞭望。
   • 横穿位置是否存在合法通行权，如是否在斑马线内。

2. 机动车方需举证事项：

   • 行驶速度是否合规，需提供行车记录仪等证据。
   • 是否采取有效避让措施，如刹车痕迹、转向操作记录。

3. 特殊场景考量：

   • 在夜间或低能见度环境下，如果非机动车未开启灯光或反光标识缺失，可能加重其责任。
   • 如果非机动车骑行人为未成年人或高龄老人，责任划分可能向机动车倾斜。

四、建议处理流程

1. 立即报警并保护现场：在发生事故后，应立即报警并保护好现场，避免二次事故的发生。
2. 配合交警调查：如实陈述事故经过，并提供相关证据，如行车记录仪视频等。
3. 对责任认定不服：如果对交警的责任认定不服，可以在3日内申请复核，或者通过诉讼来维护自己的权益。

综上所述，直行机动车撞上横穿马路非机动车的责任划分是一个复杂的过程，需要综合考虑双方的行为、交通法规以及具体情境。在处理此类事故时，建议遵循上述流程，并咨询专业律师或交警部门的意见，以确保责任划分的公正性和准确性。